一种旋转变压器信号调理电路及调理方法技术

本发明专利技术提供了一种旋转变压器信号调理电路及调理方法，该电路包括SIN_ROM电路，可编程逻辑电路、电流型D/A转换电路、驱动电路、带通滤波电路、高速A/D采集电路和MCU；SIN_ROM电路存储标准正弦数据，可编程逻辑电路按照固定周期依次读取SIN_ROM电路内的标准正弦数据，控制电流型D/A转换电路输出标准正弦信号，经驱动电路产生正弦激励信号；旋转变压器反馈正弦信号和余弦信号，分别经由带通滤波电路接入到高速A/D转换电路中，高速A/D转换电路由可编程逻辑电路控制及读取结果，MCU用于读取可编程逻辑电路中的采集结果。本发明专利技术的采集精度不受相位差限制，且实时性良好，并且可通过配置激励电路正弦波频率使其适用于多款旋转变压器信号调理。信号调理。信号调理。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转变压器信号调理电路及调理方法


[0001]本公开涉及旋转变压器信号调理
，尤其涉及一种旋转变压器信号调理电路及调理方法。

技术介绍

[0002]在航空发动机控制系统中，需要时刻采集油门杆、燃油计量活门等位置信息，旋转变压器具有精度高、稳定性好、抗冲击抗干扰能力强等特点，广泛应用在航空发动机控制系统中。油门杆等位置信息采集精度及稳定性，直接影响的发动机性能、功能和稳定运行。
[0003]当前，旋转变压器调理电路主要使用专用的RDC调理集成芯片，具备速度快、精度高，但旋转变压器激励信号和反馈信号相位延迟有严格要求，当激励信号和反馈信号相位延迟较大时，旋转变压器调理集成芯片无法正常工作。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提供一种旋转变压器信号调理电路及调理方法，解决了现有旋转变压器调理电路受激励信号与反馈之间相位差限制等问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种旋转变压器信号调理电路，包括SIN_ROM电路，可编程逻辑电路、电流型D/A转换电路、驱动电路、第一带通滤波电路，第二带通滤波电路、高速A/D采集电路和MCU；
[0007]所述SIN_ROM电路用于存储标准正弦数据，所述可编程逻辑电路用于按照固定周期依次读取SIN_ROM电路内的标准正弦数据，并控制所述电流型D/A转换电路输出标准正弦信号，并经所述驱动电路产生具有驱动能力的正弦激励信号；旋转变压器反馈信号SIN、信号COS，分别经由所述第一带通滤波电路和第二带通滤波电路后接入到所述高速A/D转换电路中，所述高速A/D转换电路由所述可编程逻辑电路控制及读取结果，所述MCU用于读取所述可编程逻辑电路中的采集结果。
[0008]进一步地，所述MCU内存储解码程序，所述可编程逻辑电路内存储控制逻辑，该解码程序及控制逻辑在运行时实现以下过程：
[0009](1)当所述MCU将要采集旋转变压器角度时，向所述可编程逻辑电路发出采集指令，并将标志位r0置零；
[0010](2)可编程逻辑电路控制所述高速A/D转换电路采集当前T0时刻的正弦电压值VS*sin(α)和余弦电压值VC*sin(α)；
[0011](3)可编程逻辑电路控制所述高速A/D转换电路采集T0+T/4时刻的正余弦电压值，得到正弦电压值VS*sin(α+90
°
)和余弦电压值VC*sin(α+90
°
)，其中T为激励信号的周期；
[0012](4)所述MCU读取所述可编程逻辑电路中的采集结果，若|VS*sin(α)/VS*sin(α+90
°
)|在区间[tan30
°
,tan60
°
]内，并VS*sin(α)与VC*sin(α)极性不同，则令标志位r0＝1；若|VS*sin(α)/VS*sin(α+90
°
)|不在区间[tan30
°
,tan60
°
]内，并VS*sin(α)
‑
VS*sin(α+90
°
)与VC*sin(α)
‑
VC*sin(α+90
°
)极性不同，则令标志位r0＝1；
[0013](5)旋转变压器正弦反馈信号sin幅值VS及余弦反馈信号cos幅值VC分别为：
[0014][0015][0016](6)使用反正切公式，得到旋转变压器角度θ为：θ＝arctan(VS/VC)；
[0017](7)：若标志位r0＝1，则令θ＝
‑
θ；
[0018](8)：返回θ的值。
[0019]进一步地，所述MCU可通过配置可编程逻辑电路控制所述旋转变压器的激励正弦波频率，所述旋转变压器正弦波激励频率在1kHz
‑
10kHz范围内。
[0020]进一步地，所述可编程逻辑电路可控制所述高速A/D转换电路的使能、采样，并读取A/D转换结果。
[0021]进一步地，所述电流型D/A转换电路包括电流型D/A转换芯片和I/V转换电路。
[0022]进一步地，所述驱动电路包括运算放大器U1、积分电容C1、保护电阻R1、反馈电阻R2、NPN型晶体管Q1、PNP型晶体管Q2；
[0023]所述电流型D/A转换电路输出端与所述运算放大器U1的正向输入端相连，所述积分电容C1两端分别与所述运算放大器U1负向输入端和所述运算放大器U1输出端相连，所述运算放大器U1输出端同时与所述NPN型晶体管Q1的基极、PNP型晶体管Q2的基极和所述保护电阻R1一端相连，所述保护电阻R1另一端同时与所述NPN型晶体管Q1的发射极、PNP型晶体管Q2的发射极和所述反馈电阻R2一端相连，所述反馈电阻R2另一端与所述运算放大器U1的负向输入端相连，所述NPN型晶体管Q1的集电极、所述PNP型晶体管Q2的集电极分别与正负供电电源相连。
[0024]进一步地，所述第一带通滤波电路和第二带通滤波电路均由高通滤波器、低通滤波器级联形成，高通滤波器用于隔断直流分量，低通滤波器用于滤除高频干扰。
[0025]进一步地，所述高通滤波器截止频率不大于1/(3*T)，所述低通滤波器截止频率不小于6/T，其中T为激励信号周期。
[0026]本专利技术还提供如上述的旋转变压器信号调理电路的调理方法，包括：
[0027]步骤1、可编程逻辑电路按照预设周期依次读取SIN_ROM内的标准正弦数据，并控制所述D/A转换电路输出标准正弦信号，经驱动电路后产生了具有驱动能力的正弦波激励；
[0028]步骤2、正弦波激励施加至旋转变压器，经过旋转变压器，再经过带通滤波电路后得到无直流偏置及高频干扰的交流信号，将其接入到高速A/D转换电路中；
[0029]步骤3、MCU内存储解码程序，可编程逻辑电路内存储控制逻辑，该解码程序及控制逻辑在运行时实现以下过程：
[0030]步骤3
‑
1：当MCU需要采集旋转变压器角度时，向所述可编程逻辑电路发出采集指令，并将标志位r0置零；
[0031]步骤3
‑
2：可编程逻辑电路控制高速A/D转换电路采集当前T0时刻的正弦电压值VS*sin(α)和余弦电压值VC*sin(α)；
[0032]步骤3
‑
3：可编程逻辑电路控制高速A/D转换电路采集T0+T/4时刻的正弦电压值VS*sin(α+90
°
)和余弦电压值VC*sin(α+90
°
)；
[0033]步骤3
‑
4：MCU读取可编程逻辑电路内两次AD转换结果，若|VS*sin(α)/VS*sin(α+
90
°
)|在区间[tan30
°
,tan60
°
]内，并VS*sin(α)与VC*sin(α)极性不同，则令标志位r0＝1；若|VS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于，包括SIN_ROM电路，可编程逻辑电路、电流型D/A转换电路、驱动电路、第一带通滤波电路，第二带通滤波电路、高速A/D采集电路和MCU；所述SIN_ROM电路用于存储标准正弦数据，所述可编程逻辑电路用于按照固定周期依次读取SIN_ROM电路内的标准正弦数据，并控制所述电流型D/A转换电路输出标准正弦信号，并经所述驱动电路产生具有驱动能力的正弦激励信号；旋转变压器反馈正弦信号SIN、余弦信号COS，分别经由所述第一带通滤波电路和第二带通滤波电路后接入到所述高速A/D转换电路中，所述高速A/D转换电路由所述可编程逻辑电路控制及读取结果，所述MCU用于读取所述可编程逻辑电路中的采集结果。2.根据权利要求1所述的旋转变压器信号调理电路，其特征在于，所述MCU内存储解码程序，所述可编程逻辑电路内存储控制逻辑，该解码程序及控制逻辑在运行时实现以下过程：(1)当所述MCU将要采集旋转变压器角度时，向所述可编程逻辑电路发出采集指令，并将标志位r0置零；(2)可编程逻辑电路控制所述高速A/D转换电路采集当前T0时刻的正弦电压值VS*sin(α)和余弦电压值VC*sin(α)；(3)可编程逻辑电路控制所述高速A/D转换电路采集T0+T/4时刻的正余弦电压值，得到正弦电压值VS*sin(α+90
°
)和余弦电压值VC*sin(α+90
°
)，其中T为激励信号的周期；(4)所述MCU读取所述可编程逻辑电路中的采集结果，若|VS*sin(α)/VS*sin(α+90
°
)|在区间[tan30
°
,tan60
°
]内，并VS*sin(α)与VC*sin(α)极性不同，则令标志位r0＝1；若|VS*sin(α)/VS*sin(α+90
°
)|不在区间[tan30
°
,tan60
°
]内，并VS*sin(α)
‑
VS*sin(α+90
°
)与VC*sin(α)
‑
VC*sin(α+90
°
)极性不同，则令标志位r0＝1；(5)旋转变压器正弦反馈信号sin幅值VS及余弦反馈信号cos幅值VC分别为：n幅值VS及余弦反馈信号cos幅值VC分别为：(6)使用反正切公式，得到旋转变压器角度θ为：θ＝arctan(VS/VC)；(7)：若标志位r0＝1，则令θ＝
‑
θ；(8)：返回θ的值。3.根据权利要求1所述的旋转变压器信号调理电路，其特征在于，所述MCU可通过配置可编程逻辑电路控制所述旋转变压器的激励正弦波频率，所述旋转变压器正弦波激励频率在1kHz
‑
10kHz范围内。4.根据权利要求1所述的旋转变压器信号调理电路，其特征在于，所述可编程逻辑电路可控制所述高速A/D转换电路的使能、采样，并读取A/D转换结果。5.根据权利要求1所述的旋转变压器信号调理电路，其特征在于，所述电流型D/A转换电路包括电流型D/A转换芯片和I/V转换电路。6.根据权利要求1所述的旋转变压器信号调理电路，其特征在于，所述驱动电路包括运算放大器U1、积分电容C1、保护电阻R1、反馈电阻R2、NPN型晶体管Q1、PNP型晶体管Q2；所述电流型D/A转换电路输出端与所述运算放大器U1的正向输入端相连，所述积分电
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【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，廖晓宇，牛伟，张弛，徐杰，卢玉芳，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：