高精度自整角机-旋转变压器模拟直流转换器的设计

微电机２００６年第３９啦第６期（总第１５３期）

中图分类号：ＴＭ３８３．１ＴＭ３８３．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１—６８４８【２００６）０６—００４２—０４高精度自整角机／旋转变压器模拟直流转换器的设计

徐大林１，高文政１，张炎萍２

（１．东南大学，南京２１００９６；２．江苏自动化研究所，连云港２２２００６）

摘要：以高精度自整角机／旋转变压器一数字转换为基本原理，综合运用高精度的数字／模拟直流电压（Ｄ／Ａ）与模拟直流电压／电流（Ｖ／Ｉ）变换技术及隔离技术，设计研制的自整角机／旋转变压器信号直接转换成仪表用标准工业接口所需要的电流信号，为使用者提供了方便。

关键词：自整角机／旋转变压器；电压；电流；变换；隔离

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（１．ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａｉ

２．ＪｉａｎｇｓｕＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２００６，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｙｎｃｈｒｏ／ｒｅｓｏｌｖｅｒｔｏｄｉｇｉｔａｌ，ｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｖｎｃｈｒｏ／ｒｅｓ０１ｖｅｒｔｏａｎｏｌｏｇｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｍａｄｅｂｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｍｐｌｏｙｉｎｇｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌｔｏａｎａｌｏｇｖｏｌｔａｇｅ，ａｎ—ａｌｏｇｖｏｌｔａｇｅｔｏｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｓｙｎｃｈｒｏ／ｒｅｓ０１ｖｅｒ；Ｖｏｌｔａｇｅ；Ｃｕｒｒｅｎｔ；Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ

０引言

自整角机／旋转变压器作为轴角测量元件，为自动控制系统提供低成本、高精度的位置传感器。而在工业检测控制领域中，往往需要把自整角机／旋转变压器转换成模拟直流电压或电流信号。自整角机／旋转变压器模拟直流电压转换器，在远距离传输模拟电压信号时，信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减，信号接收端的输入电阻越低，电压衰域越大。为了避免信号在传输过程中的衰减，只有增加信号接收端的输入电阻，但输入电阻的增加使传输线路抗干扰性能降低，易受外界干扰，信号传输不稳定。因此，自整角机／旋转变压器模拟直流电压转换器不适合远距离传输的系统，极大地限制了它的应用。因此提出了一种以轴角数字转换技术为基础，综合运用了信号处理技术、高精度数字／模拟直流电压（Ｄ／Ａ）与模拟直流电压／电流（、ｙＩ）变换技术和隔离技术，首次研制出标准工业电流接口设计的自整角机／旋转变压器模拟直流转换器，即把

收稿日期：２００６０３—２７

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自整角机／旋转变压器信号直接转换成标准工业电流信号４ｍＡ～２０ｍＡ电流，通过双绞线进行信号远距离传输，减少了干扰，信号可以直接连接以电流方式配接的工业仪表。转换器具有精度高、微型化、跟踪型和全隔离等优点，应用于交直流伺服系统、工业检测与控制、工业流水线、机器人、汽车助力驾驶、数控机床、航空、航天、卫星导航、船舶、兵器、雷达、火控、导弹控制、通讯等系统。

１总体设计

１．１原理框图

本设计的思路是以自整角机／旋转变压器（ＲＤＣ／ＳＤＣ）基本原理为基础，利用跟踪性强、速度快、转换精度高等优点，结合高精度Ｄ／Ａ和、ＶＩ变换技术以及信号隔离技术来实现。总体设计框图如图１所示。１．２电路原理框图

自整角机／旋转变压器模拟直流转换器的电路原理如图２所示。

自整角机／旋转变压器轴角信号经微型Ｓｃｏｔｔ变压器隔离变换，产生正余弦信号，同可逆计数器产生的数字角≠在正余弦乘法器中相乘，输出一个

　

万方数据