一种自整角机固态轴角发送系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种自整角机固态轴角发送系统，包括：上位机、串口电路、单片机、DAC、参考电压产生电路和功率放大电路；单片机存储有正弦波数据表；上位机通过串口电路设置单片机输出正弦波数据表的周期；DAC输入端口接收单片机输出的正弦波数据表，基准电压端接收参考电压产生电路输出的参考电压值，与所述正弦波数据表相乘，输出三路相位相差120°的正弦波模拟信号；功率放大电路对所述三路正弦波模拟信号进行功率放大，输出与航向接收电机功率匹配的正弦波信号。本实用新型专利技术可以直接和现有的数字系统通信匹配，大大提高了系统的灵活性；通过实际使用验证，本实用新型专利技术的系统可以代替自整角机发送机，应用于更多使用测量角度的场合。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机控制领域，特别涉及一种自整角机固态轴角发送系统。
技术介绍
电罗经是重要的导航设备，其输出信号可用于航向指示、航向控制和VDR(船舶黑 匣子）记录等。 固态轴角发送器是电罗经的核心部件，决定了电罗经的精度。然而，现有的固态轴 角发送器，采用力矩式自整角机驱动航向接收电机，控制精度主要靠经验决定。 数字化是船舶电子的发展方向，传统力矩式自整角机已经无法与各种复杂数字系 统进行便捷的通信。 如何将数字控制、数字显示和数据记录应用于自整角机固态轴角发送系统，是目 前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术提出一种自整角机固态轴角发送系统，解决了传统的力矩式自整角机 无法与各种复杂数字系统进行便捷通信的问题。 本技术的技术方案是这样实现的： -种自整角机固态轴角发送系统，包括：上位机、串口电路、单片机、DAC、参考电压 产生电路和功率放大电路； 单片机存储有正弦波数据表； 上位机通过串口电路设置单片机输出正弦波数据表的周期； DAC输入端口接收单片机输出的正弦波数据表，基准电压端接收参考电压产生电 路输出的参考电压值，与所述正弦波数据表相乘，输出三路相位相差120°的正弦波模拟信 号； 功率放大电路对所述三路正弦波模拟信号进行功率放大，输出与航向接收电机功 率匹配的正弦波信号。 可选地，所述DAC为电阻梯乘法DAC。 可选地，电阻R-2R梯用于运算放大器反馈电路，提供数字控制电流，电流经集成 的反馈电阻RFB转换成输出电压。 可选地，源电流Vref/R的一半由第一开关导引连接至运算放大器负输入1。_或导 引至地电位；剩余电流的一半由第二开关S2导引至运算放大器负输入1。_或导引至地电 位，如此类推；所述开关由一个数字D激活，则流经集成的反馈电阻RFB的I端电流之和 为DX2nXVREF/R〇 可选地，与DAC的集成反馈电阻RFB并联连接一个外部反馈电容C1， 其中，GBW是运算放大器的最小信号单位增益带宽乘积，C。是DAC的输出电容。 可选地，所述功率放大电路选用APEX公司的P58A大功率高压运算放大器。 可选地，输出端采用过流过压保护双重保护，使用双向TVS管和自恢复保险丝，对 输出电压进行瞬态保护。 本技术的有益效果是： (1)可以直接和现有的数字系统通信匹配，大大提高了系统的灵活性； (2)通过实际使用验证，本技术的系统可以代替自整角机发送机，应用于更多 使用测量角度的场合。【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术一种自整角机固态轴角发送系统的控制框图； 图2a为本技术电阻R-2R梯的原理示意图； 图2b为本技术乘法DAC的原理示意图； 图3为本技术的功率输出电路的电路图。【具体实施方式】 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 如图1所示，本技术的自整角机固态轴角发送系统，包括：上位机、串口电路、 单片机、DAC、参考电压产生电路和功率放大电路。 单片机为现有的DSP、ARM等具有存储功能的数字处理芯片，存储有正弦波数据 表。本技术利用现有单片机中的正弦波输出程序，并不涉及对现有程序的改进，单片机 的正弦波输出功能已广泛应用于正弦波基波产生领域。 上位机通过串口电路设置单片机输出正弦波数据表的周期，也即通过上位机控制 单片机输出正弦波的频率。本技术利用现有的上位机与单片机串口控制程序，实现上 位机对单片机输出正弦波数据表的周期的设置，并不涉及对现有程序的改进。 DAC输入端口接收单片机输出的正弦波数据表，基准电压端接收参考电压产生电 路输出的参考电压值，将参考电压值与所述正弦波数据表相乘，输出三路相位相差120°的 正弦波模拟信号，根据自整角机信号函数关系，三相信号呈对称三角关系，相位与激磁信号 相同，幅值满足对称三角形关系。 功率放大电路对所述三路正弦波模拟信号进行功率放大，输出与航向接收电机功 率匹配的正弦波信号，功率放大电路包括第一功率放大电路、第二功率放大电路和第三功 率放大电路。 所有数模转换器DAC都提供与数字设置增益和所施加基准电压之积成比例的输 出。乘法DAC与固定基准电压DAC不同，因为它可以将高分辨率数字设置增益应用施加到 可变带宽模拟信号上。因此，本技术优选电阻梯乘法DAC，电阻（R-2R)梯用于运算放大 器反馈电路，提供数字控制电流，电流经集成的反馈电阻RFB转换成输出电压，放大器以低 阻抗提供此输出，基准电压输入具有恒定的对地电阻R。 如图2a和图2b所示，源电流Vref/R的一半当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自整角机固态轴角发送系统，其特征在于，包括：上位机、串口电路、单片机、DAC、参考电压产生电路和功率放大电路；单片机存储有正弦波数据表；上位机通过串口电路设置单片机输出正弦波数据表的周期；DAC输入端口接收单片机输出的正弦波数据表，基准电压端接收参考电压产生电路输出的参考电压值，与所述正弦波数据表相乘，输出三路相位相差120°的正弦波模拟信号；功率放大电路对所述三路正弦波模拟信号进行功率放大，输出与航向接收电机功率匹配的正弦波信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永冰，刘勇，蔡延财，贾威，尚超，韩霜，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42