一种单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统，由二阶Σ

【技术实现步骤摘要】
一种单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统


[0001]本专利技术属于轴角信号到数字转换集成电路
，特别是一种基于数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统。

技术介绍

[0002]单芯片轴角
‑
数字转换集成电路，是一种将模拟角度信号转换为数字信号的转换器，广泛地应用于火炮、船舶、航空航天等位置角度测量领域。传统的单芯片轴角
‑
数字转换集成电路，其内部象限分割电路采用运算放大器和电阻等模拟器件进行信号处理，通过象限分割电路、D/A转换电路、交流误差放大器、相敏解调器、积分器、压控振荡器、计数器等组成闭环跟踪环路，比较输入模拟角θ与数字角度φ，当sin(θ
‑
φ)≈0时，可认为此时的数字角φ＝θ。其转换精度完全由运算放大器的性能和电阻的精度决定，并且受制于集成电路生产工艺的加工精度，同时模拟信号易受外界的电磁、辐射等噪声信号影响，其抗干扰能力差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统，其特征在于，该系统包括输入模拟信号处理模块、数字Ⅱ型跟踪环路模块和激磁信号源；所述输入模拟信号处理电路包括两路二阶Δ
‑
∑ADC调制器，用于实现表征轴角模拟角度信号为θ的差分旋转变压器信号SINH、SINL和COSH、COSL到1bit的数字正弦信号码流和余弦信号码流的转换，其高电平表示+1，低电平表示
‑
1；所述数字Ⅱ型跟踪环路模块，用于将模拟角度信号转换为数字角度φ，实现数字角度对Δ
‑
∑ADC调制器输出的数字正余弦信号码流中包含的输入角度信息的处理和跟踪功能；包括正余弦ROM表1、误差处理器、合成参考发生器、相敏解调器、数字滤波器、角速度积分器和角度积分器，数字正弦信号码流和余弦信号码流依次经过误差处理器、合成参考发生器、相敏解调器、数字滤波器、角速度积分器、角度积分器，输出数字角度再通过正余弦ROM表1反馈到误差处理器，实现的误差处理，当时，认为此时的数字角与模拟角度信号θ相等，即实现轴角
‑
数字转换；所述激磁信号源，用于为外部的旋转变压器提供激磁信号，同时与正弦信号码流sin(θ)和余弦信号码流cos(θ)产生合成参考信号，用于数字Ⅱ型跟踪环路模块的相敏解调；包括相位发生器、正余弦ROM表2、二阶脉宽调制器、D/A转换器，所述相位发生器，产生激磁信号的相位数字信号；所述正余弦ROM表2，将相位数字信号转换为相应的正余弦幅值数字信号；所述二阶脉宽调制器，将正余弦幅值数字信号调制为脉宽调制1bits数字信号；所述D/A转换器，将脉宽调制1bits数字信号转换为差分模拟量EXC和输出。2.根据权利要求1所述的单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统，其特征在于，所述二阶Δ
‑
∑ADC调制器采用开关电容方式工作，包括两级积分器和一级比较器，比较器实现单比特的量化；开关时钟控制器提供控制时序，控制积分器时序，每两个时钟完成一次采样，第一次采样输入模拟信号处理模块的输入信号实现积分器功能，第二次采样参考信号V
ref
，实现1比特的DAC变换；两级积分器的公式如下：，实现1比特的DAC变换；两级积分器的公式如下：其中，V
m1
是第一级积分器输出正端，V
p1
是第一级积分器输出负端；V
m2
是第二级积分器输出正端，V
p2
是第二级积分器输出负端；V
SinH
是正输入信号，输入第一级积分器输入正端，V
SinL
是负输入信号，输入第一级积分器输入负端；t
n
‑1表示前一个时钟时积分器的输出，t
n
是目前时钟时积分器的输出；V
ref
是参考电压。3.根据权利要求1所述的单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统，其特征在于，所述正余弦ROM表1用于将角度数值转换为正余弦数值，该正余弦ROM表1采用分段线性近似拟合方法，用两个9位地址ROM实现16位地址的ROM；根据正弦函数的泰勒级数：用x表示正弦值的线性近似；角度值用16位二进制数A表示：D
15
D
14
…
D1D0，其中D
15
代表180
°
，D
14
代表90
°
，正弦函数表
只需要0
°
到45
°
，因此地址只需要D
12
D
11
…
D1D0；将A分为两组数值M和L，其中M为：D
12
D
11
D
10
D9D8D7D6D5D4，L为：D
12
D
11
D
10
D9D8D3D2D1D0，即将地址的低8位分为两段，分别与高5位组合成角度的正弦值的两个9位地址的ROM；其中数值M存放线性近似与正弦值的差值，即线段的平移量，数值L存放低位的修正值，即线段平移后与正弦曲线的差值，则正弦函数表示为如下形式：sin(A)＝A+M+L根据sin(90
‑
θ)＝cosθ，采用上述相同的方式，用45
°
到90
°
的正弦表实现0
°
到45
°
角度范围的余弦ROM表。4.根据权利要求1所述的单芯片数字Ⅱ型跟踪环路的内置激磁RD转换系统，其特征在于，所述误差处理器包括两个正余弦ROM查找表，两个数字反相器，一个减法器以及选择器；所述正余弦ROM查找表实现数字角度φ的正、余弦函数变换(sinφ)、(cosφ)，所述数字反相器实现负数运算
‑
(sinφ)、
‑
(cosφ)，所述选择器实现数字角度φ正余弦分别与正弦信号码流、余弦信号码流相乘；Δ
‑
∑ADC调制器输出的正弦信号码流sinθ、余弦信号码流cosθ控制选择器，当信号码流为高电平时，选择(sinφ)、(cosφ)，当信号码流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大科，张雨，刘忠超，徐磊，韩彬，乔宗璞，张永浩，胡志，孙彬，李澍，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
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