基于DSP的高精度旋转变压器轴角数字转换器

旋变数字转换器常见问题解答

旋变数字转换器常见问题解答编写人CAST (HM) 版本号V1.0_Draft ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 本报告为Analog Devices Inc. (ADI) 中国技术支持中心专用，ADI可以随时修改本报告而不用通知任何使用本报告的人员。如有任何问题请与china.support@https://www.360docs.net/doc/032676033.html,联系。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------

目录 1 ADI公司旋变数字转换器产品概述 (2) 2 RDC原理和主要参数指标 (4) 2.1 旋转变压器 (4) 2.2 RDC的原理 (6) 2.3 RDC的绝对位置和速度输出 (7) 3 应用中的常见问题 (8) 3.1 RDC接口的相关问题 (8) 3.1.1 AD2S12xx系列集成励磁信号的RDC，如何提高励磁驱动能力 (8) 3.1.2 对于旋变的输出，也就是RDC的正余弦输入信号，应如何保护以确保系统精度 (9) 3.2 RDC性能相关的问题 (10) 3.2.1 AD2S12xx系列的串行时钟频率最高为多少 (10) 3.2.2 外部时钟是如何影响跟踪速率的 (10) 3.2.3 AD2S8x系列RDC的数字端口的逻辑电平是多少 (10) 3.2.4 RDC产品的一些相关指标参数的来源 (10) 3.3 RDC调试和应用中的相关问题 (11) 3.3.1 RDC上电和控制时序方面有哪些注意点 (11) 3.3.2 ADI的RDC是否适用于较低转速的应用 (12) 3.3.3 如果手头没有旋变或电机，我们能不能测试或验证RDC的功能 (12) 3.3.4 测量时如何降低外部噪声干扰 (12) 3.3.5 使用RDC中的故障检测指示需要注意的问题 (12) 3.3.6 如果旋变不是单极的，应如何应用RDC实现正确转换 (13) 3.3.7 能否实现两片RDC同步输出励磁信号 (13) 3.3.8 多旋变系统中，用多路器切换旋变需要注意些什么 (13) 3.3.9 如果系统中已有参考激励，则应该用什么型号的RDC，AD2S12xx系列是否合适... (13) 3.3.10 ADI有没有完整的伺服电机控制系统的解决方案 (14) 3.3.11 如果是高电压激励信号（如100V），有什么解决方案 (14) 3.3.12 AD2S8x系列RDC输出时的控制信号INHIBIT、ENABLE和BYTE SELECT应如何使用 (14)

旋转变压器基础知识

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度 --数字转换装置中。按输出电压与转子转角间的函数关系，我所目前主要生产以下三大类旋转变压器： 1. 正--余弦旋转变压器(XZ )----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。 2. 线性旋转变压器(XX )、( XDX ----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种，前者(XX )实际上也是正--余弦旋转变压器，不同的是采用了特定的变比和接线方式。后者( XDX 称单绕组线性旋转变压器。变化的交变电压信号。应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即角的大小。以上是两极绕组式旋转变压器的基本工作原理，在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素, 常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。 1. 鉴相式工作方式鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。如图4-4所示，定子绕组和转子绕组均由两个匝数相等互相垂直的绕组组成。图中SS 2为定子主绕组，K 1K 2 为定子辅助绕组。当 S 1S 2 和 K 1K 2中分别通以交变激磁电压时 V s = V m Cos t (4 3);V = V sin t (4—4)4) t (4 3);V s =V m Sin t (4 4) 根据线性叠加原理，可在转子绕组感应电势 V BS 和V BK 之和，即比例式旋转变压器(XL ) ----其输出电压与转角成比例关系。二、旋转变压器的工作原理由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合， 3. 原理图。图中Z 为阻抗。设加在定子绕组 (旋转一周)之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此, 转子绕组便产生感应电势。图 4-3为两极旋转变压器电气工作的激磁电压为 V S 《sin t 图4-3两极旋转变压器根据电磁学原理，转子绕组 B 1B 2 V B KV s sin KV m sin sin t 式中K ――旋转变压器的变化; (4 — 1) 中的感应电势则为 4— 2) (4— 2) V m — V s 的幅值； ――转子的转角，当转子和定子的磁轴垂直时, 安装在机床丝杠上，定子安装在机床底座上，则的角度，它间接反映了机床工作台的位移。 =0。如果转子角代表的是丝杠转过由式(4 — 2)可知，转子绕组中的感应电势 V B 为以角速度3随时间 t 其幅值 KV m sin 随转子和定子的相对角位移以正弦函数变化。因此，只要测量出转子绕组中的感 (4— 4) Bl B 2 中得到感应电势 V s 和 V k 在 Bl B 2 中产生

基于FPGA的时间数字转换器设计_学士学位论文

NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR （2009—2013年）题目基于FPGA的时间-数字转换器设计学院：信息工程学院系电子系专业班级：电子信息工程093班

基于FPGA的时间-数字转换器设计摘要时间是物质存在和运动的基本属性之一，它是科学研究、科学实验和工程技术等领域的必不可少的参量。时间-数字转换器作为时间测量技术的核心，在诸多领域都有广泛的应用。实现时间-数字转换电路的方法有许多种，如计数器法、电流积分法、门延迟法以及FPGA法等。本论文设计的是基于FPGA的时间-数字转换器，设计思想是以计数器为粗时间间隔测量单元，门延迟为细时间间隔测量单元，最终基于FPGA实现TDC系统。设计借助了Verilog HDL语言对FPGA 进行设计，完成了边缘检测、计数器及串口输出的软件设计，实现了测量范围为30min，分辨率达1ns的大范围、高分辨率TDC系统的设计。本系统可移植性强，在提高时钟频率和门延迟精度后可应用于微粒子探测、激光测距和定时定位等领域。关键词：时间-数字转换器FPGA 计数器门延迟分辨率

Abstract Design of Time to Digital Converter based on FPGA Abstract Time is one of the basic attribute of material’s existence and exercise, it’s an essential parameter of scientific researches, scientific experiments, engineering technology and other technology fields. Time-digital converter, as a time measurement technology core, are widely used in many fields.There are many ways to implement the time-digital converter, such as the counter method, the current integration method, the gate delay method and the FPGA method. This thesis designed a FPGA based TDC, the design idea is using the counter as a crude time interval measurement, the gate delay as a precise time interval measurement, and finally, the system is achieved by the FPGA. In the design, with the language of Verilog HDL, we achieved the software design of the edge detection, the counter and the outputting of serial. A measurement range of 30min, 1ns resolution of the large-scale, high-resolution TDC system is designed. This system is portable, if the clock frequency and the accuracy of gate delay are improved, it can be used in particle detection, laser ranging and timing positioning and any other fields. Keywords: Time to Digital Converter; FPGA; Counter; Gate delay; Resolution

轴角位置数模转换器RDC设计原理

1 概述轴角位置模数转换器（Resolver-Digital-Converter, RDC）是一个低成本具有12位分辨率的单片跟踪式轴角位置模数转换器主要应用有，马达控制、机床控制、机器人控制、过程控制、动力转向控制、集成启动/发电控制及电动车动力驱动控制 1.1I/O接口 Input: 差分模拟输入 sin/sinlo. Cos/coslo. Output:1）绝对位置和速度输出：并行和串行12-位数据增量编码器仿真输出（1024脉冲/转）可编程正旋振荡器输出（DDS） 1.2主要技术指标 1000RPS最大跟踪速率，12为分辨率可编程正旋振荡器输出（10、12、15、20KHz) 角度跟踪精度可达22角分小尺寸：44脚- LQFP封装图中线圈A与线圈B互相垂直。如果将线圈C输入正弦电压，并旋转线圈C，那么在线圈A与线圈B中将感应出两个电压， V A = KE C Sin θ V B = KE C Cos θ where E C = E I Sinωt; K是旋转变压器的变比 So that V A = K E I Sinωt Sin θ (SIN) V B = K E I Sinωt Cos θ (COS)

用MATLAB的SIMULIK模块构造出两信号的波形如下图所示意图2：调制后的高频SIN/COS波形图

如果我们用 Va 乘以Cos φ，Vb 乘以Sin φ，并将它们在一个减误差放大器中相减，从而产生= K E I Sin ωt Sin θ Cos φ ? K E I Sin ωt Cos θ Sin φ 生角φ，使Ve 变成0。基本上，我们会设计一个电路，此图4：系统的设计框图了实现输入信号的幅值匹配调整以及高频滤波。见下图： V E = K E I Sin ωt Sin (θ ?φ ) 我们会设计一个电路来产电路是一个带有相位感应检测器、积分器及电压控制型振荡器的闭环系统，它使Sin (θ ?φ )趋向于零。其数字输出，在一定的精确度上，与旋转变压器轴的夹角大致相同。图4是轴角位置模数转换器的框图。 1.4 几个主要电路的实现输入buffer 电路：目的：为5：对应的PSPICE 仿真波形如图6 图5：输入BUFFER 电路

旋转变压器基础知识

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度--数字转换装置中。按输出电压与转子转角间的函数关系，我所目前主要生产以下三大类旋转变压器： 1. 正--余弦旋转变压器（XZ ）----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。 2. 线性旋转变压器（XX ）、（XDX ）----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种，前者（XX ）实际上也是正--余弦旋转变压器，不同的是采用了特定的变比和接线方式。后者（XDX ）称单绕组线性旋转变压器。 3. 比例式旋转变压器（XL ）----其输出电压与转角成比例关系。二、旋转变压器的工作原理由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子(旋转一周)之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此，当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组便产生感应电势。图4－3为两极旋转变压器电气工作原理图。图中Z 为阻抗。设加在定子绕组的激磁电压为 sin ω=- S m V V t （4—1）图 4-3 两极旋转变压器根据电磁学原理，转子绕组12B B 中的感应电势则为 sin sin sin θθω== （4－2）B s m V KV KV t （4—2）式中K ——旋转变压器的变化；—的幅值m s V V ； θ——转子的转角，当转子和定子的磁轴垂直时，θ=0。如果转子安装在机床丝杠上，定子安装在机床底座上，则θ角代表的是丝杠转过的角度，它间接反映了机床工作台的位移。由式(4－2)可知，转子绕组中的感应电势 B V 为以角速度ω随时间t 变化的交变电压信号。其幅值 sin θm KV 随转子和定子的相对角位移θ以正弦函数变化。因此，只要测量出转子绕组中的感应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即θ角的大小。以上是两极绕组式旋转变压器的基本工作原理，在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素，常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。 1．鉴相式工作方式鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。如图4-4所示，定子绕组和转子绕组均由两个匝数相等互相垂直的绕组组成。图中12S S 为定子主绕组，12 K K 为定子辅助绕组。当12S S 和12K K 中分别通以交变激磁电压时 s m V V cos (43);V V sin (44)ωω--＝＝ t t （4—3） s m (43);V V sin (44)ω-- ＝ t t （4—4）根据线性叠加原理，可在转子绕组12B B 中得到感应电势B V ，其值为激磁电压s V 和k V 在12B B 中产生感应电势BS V 和BK V 之和，即

模拟数字转换器的基本原理

模拟数字转换器的基本原理我们处在一个数字时代,而我们的视觉、听觉、感觉、嗅觉等所感知的却是一个模拟世界。如何将数字世界与模拟世界联系在一起,正是模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)大显身手之处。任何一个信号链系统,都需要传感器来探测来自模拟世界的电压、电流、温度、压力等信号。这些传感器探测到的信号量被送到放大器中进行放大,然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号,经过处理器、DSP或FPGA信号处理后,再经由DAC还原为模拟信号。所以ADC和DAC在信号链的框架中起着桥梁的作用,即模拟世界与数字世界的一个接口。信号链系统概要一个信号链系统主要由模数转换器ADC、采样与保持电路和数模转换器DAC组成,见图1。DAC,简单来讲就是数字信号输入,模拟信号输出,即它是一种把数字信号转变为模拟信号的器件。以理想的4 bit DAC为例,其输入有bit0 到bit3,其组合方式有16种。使用R-2R梯形电阻的4bit DAC在假定Vbit0到Vbit3都等于1V时,R-2R间的四个抽头电压有四种,分别为V1到V4。采样保持电路也叫取样保持电路,它的定义是指将一个电压信号从模拟转换成数字信号时需要保持稳定性直到完成转换工作。它有两个阶段,一个是zero phase,一个是compare phase。采样保持电路的比较器通常要求其offset比较小,这样才能使ADC的精度更好。通常在比较器的后面需要放置一个锁存器,其目的是为了保持稳定性。在采样电压快速变化时,需要用到具有FET开关的采样与保持电路。当FET开关导通时,输入电压保存在某个位置如C1中,当开关关断时,电压仍保持在该位置中进行锁存,直到下一个采样脉冲的到来。 ADC与DAC在功用上正好相反,它是模拟信号输入,数字信号输出,是一个混合信号器件。模数转换器ADC ADC按结构分有很多种,按其采样速度和精度可分为：多比较器快速（Flash）ADC; 数字跃升式（Digital Ramp）ADC; 逐次逼近ADC; 管道ADC;

精密旋变数字转换器测量角位置和速度

精密旋变数字转换器测量角位置和速度作者：Jakub Szymczak、Shane O’Meara、Johnny S. Gealon和Christopher Nelson De La Rama 简介旋变器和机电传感器可用来精确测量角位置，以可变耦合变压器的方式工作，其初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量根据旋转部件（转子）位置而改变；转子通常安装在电机轴上。旋变器可部署在工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的动力系统单元以及要求提供精确轴旋转的其他许多应用中。旋变器在这些应用中可以长期耐受严苛条件，是恶劣环境下军用系统的完美选择。标准旋变器的初级绕组位于转子上，两个次级绕组位于定子上。而另一方面，可变磁阻旋变器的转子上无绕组，其初级和次级绕组均在定子上，但转子的凸极（裸露极点）将次级正弦变化耦合至角位置。图1显示经典和可变磁阻旋变器。图1. 经典旋变器与可变磁阻旋变器如等式1所示，当正弦信号激励初级绕组R1 – R2时，在次级绕组上会产生一个感应信号。耦合至次级绕组的信号大小与相对于定子的转子位置成函数关系，其衰减系数称为旋变器转换比。由于次级绕组机械错位90°，两路正弦输出信号彼此间的相位相差90°。旋变器输入和输出电压之间的关系如等式2和等式3所示。等式2为正弦信号，等式3为余弦信号。 (1) (2) (3) 其中，θ是轴角，ω是激励信号频率，E0是激励信号幅度，T 是旋变器转换比。两路输出信号由轴角的正弦和余弦信号调制。激励信号以及正弦和余弦输出信号的图示如图2所示。正弦信号在90°和270°时具有最大幅度，余弦信号在0°和180°时具有最大幅度。图2. 旋变器电气信号示意图旋变器传感器有一组独特的参数，在设计时应予以考虑。最重要的电气参数以及相关的典型规格汇总在表1中。表1. 旋变器关键参数电气参数典型范围单位说明输入电压3–7 V rms 建议施加在旋变器初级绕组R1 – R2的激励信号幅度输入频率50–20,000 Hz 建议施加在旋变器初级绕组R1 – R2的激励信号频率转换比0.2–1.0 V/V 初级和次级绕组信号幅度比输入阻抗100–500 ?旋变器输入阻抗相移±25 度施加在初级绕组(R1 – R2)上的激励信号和次级绕组(S3 – S1, S2 – S4)上的正弦/余弦信号之间的相移极点对1–3 每次机械旋转的电气旋转数

6_旋变反馈和R_D转换

旋转变压器反馈和 R/D 转换器 1. 旋转变压器旋转变压器（简称旋变）由定子铁心，转子铁心，励磁绕组，正弦绕组，和余弦绕组组成。旋变有有刷旋变和无刷旋变两种结构形式。有刷旋变的定子铁心装有磁轴互相垂直的正弦绕组和余弦绕组，转子铁心装有励磁绕组，励磁绕组的接线通过导电环和电刷引出。转子在零位时（θ=0），励磁绕组的磁轴与的磁轴重合而与正弦绕组的磁轴垂直，余弦绕组输出电压V2最大，等于励磁电压V 乘变比K ，而正弦绕组输出电压V1为0。当旋变的转子转动时（θ≠0），正/余弦绕组输出电压的关系如下： V1 V V2 励磁绕组:加励磁电压 V = E 0 Sin ωt 正弦绕组: V1 = KV Sin θ 余弦绕组: V2 = KV Cos θ 金线系列电机安装的旋变为无刷旋变，结构如下：励磁绕组环形变压器次级绕组在上图中，无刷旋变的左侧是环形变压器：旋变的励磁绕组作为环形变压器的原级绕组装在定子磁环上，次级绕组装在转子磁环上。无刷旋变的右侧是旋转变压器：励磁绕组装在转子铁心上，正/余弦绕组装在定子铁心上。装在转子铁心上的励磁绕组与装在转子磁环上的环形变压器次级绕组连接。当将励磁电压加在定子的励磁绕组上时，环形变压器次级绕组感应出的电动势加在转子铁心上的励磁绕组上，使旋转变压器获得励磁而工作。

Kollmorgen公司要求的旋变的规格为： 2.R/D转换器旋变正/余弦绕组的输出信号虽然与转子的位置θ有关，但它们是模拟量信号，无法在数字系统中应用，必须用R/D转换器将它们转换为数字位置信号才能使用。CD2系列驱动器采用的是硬件R/D转换器－R/D转换芯片，CD5系列、S600/S300系列驱动器采用的是软件R/D 转换器，分别介绍如下：（1）硬件R/D转换器的工作原理硬件R/D转换器的原理框图如图1所示：图1 硬件R/D转换器的原理框图硬件R/D转换器是一块芯片，内部由隔离变压器，高速数字正/余弦乘法器，误差放大器相器，频率成形器（积分器），压控振荡器VCO和±1计数器组成。R/D转换器的工作原理如下：假设±1计数器的当前状态字为Φ，由高速Sin / Cos数字乘法器完成下面的计算：V1 CosΦ = KE0 Sinωt Sinθ CosΦ V2 SinΦ = KE0 Sinωt Cosθ SinΦ 在误差放大器中完成减法运算： V1 CosΦ-V2 SinΦ= KE0 Sinωt（SinθCosΦ-CosθSinΦ） = KE0 SinωtSin（θ-Φ）

时间数字转换器TDC

时间数字转换器TDC（Time to Digital Convert） -------高精度短时间间隔测量技术与方法---时间间隔的测量技术，尤其是高精度的时间间隔（皮秒1ps=10E-12s量级）的测量技术意义重大，不论是电信通讯，芯片设计和数字示波器（Digital Oscilloscope）等工程领域，还是原子物理、天文观测等理论研究，以及激光测距、卫星定位等航天军事技术领域都离不开高精度的时间间隔测量技术。时间间隔测量分辨率和精度与其应用环境有很大关系。在日常生活中，精确到分钟的测时精度已能满足人们的普通需要了，但现代军事、通讯、导航等领域对时间精确度的要求越来越高。1秒的测时误差会导致大海中的舰船偏离航线数百米，1微秒的测时误差会导致航天飞机不能安全返航。精密时间间隔测量是高精度激光脉冲测距、超声波测距和雷达测距的物理基础。测量波束在测距仪器和被测目标之间往返的时间间隔与距离成正比，测距精度直接由时间间隔测量精度决定。激光测距、雷达测距和超声波测距在军事、航天、航空、冶金等方面都有着广泛应用。军事上对打击目标的精确测距是精确打击的基础，提高时间间隔测量的分辨率，就意味着有效提高制导、引爆的精确度；在航空航天领域，飞行器通过精确测量波束往返所需的时间间隔来进行导航和高度标定等，飞行过程对时间间隔测量精度和实时性要求更为苛刻，实时精确地测量时间间隔，可以保障飞行器的安全飞行。综上所述，精密时间间隔测量技术在航空、航天、精确制导以及核物理等领域有着广泛的应用，是导航、空间技术、通讯、工业生产、电力等应领域不可缺少的关键技术。精密时间间隔测量对测控技术在工业、国防及学技术的进步方面起到了举足轻重的作用。各学科的发展前沿，对时间、率电子测量技术的发展提出了越来越高的要求，研究微小时间间隔的测量法，进一步提高时间、频率测量分辨率，是当今科技高速发展所亟待解决课题。这方面所取得的新技术及成果，将会产生巨大的经济效益。 3.8.1时间间隔测量方法的分类时间间隔直接测量方法有脉冲计数法、延迟时间内插法等；间接测量方法有时间电压变换(TDC)、游标时间内插法和脉冲宽度压缩时间内插法等。

初稿双速轴角数字转换器粗精组合系统的硬件实现

卢艳窦志源文绍光双速轴角数字转换器粗精组合系统的硬件实现新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统双速轴角数字转换器粗精系统的纠错电路（确定名称！）摘要：本发明是专门针对双速轴角数字转换器粗精组合系统，采用纯硬件电路实现编码纠错的一种简洁，快速，准确的方法，其特征在于，双速旋变变压器直接输入到粗精轴角数字转换器（RDC）中,分别得到粗精数据，将粗精数据通过速比组合在一起时，通过纠错电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出。粗精组合时的纠错问题是双速轴角数字转换器粗精组合系统的一个关键问题。纠错电路通过数字电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，使能控制端控制有效位数据输出的输出状态。

权利要求书 1.一种新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，包括双速旋变变压器，粗、精轴角数字转换器，三态锁存器，其特征在于：它还包括纠错电路；所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统的信号传递过程：所述双速旋变变压器直接输入到粗、精轴角数字转换器中,分别得到粗、精数据，将该粗、精数据通过速比组合在一起后，通过所述纠错电路实现粗、精数据的纠错，该被纠错的粗、精数据再与所述精数据组合通过所述三态锁存器构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，所述速比的传速比为：2n，n为所述粗、精数据的位数，为正整数（？？）。

2.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述粗轴角数字转换器输出粗数据的位数必须大于n+2位，2n为传速比，精轴角数字转换器输出粗数据（？？）的位数为要求整体双速轴角数字转换器粗精组合系统的输出位数减去n位。 3.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述的纠错电路由六输入反相器、双四输入或非门、n位全加器组成；纠错处理的过程为：所述粗数据的第n+1位 C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过六输入反相器中的四个反相器得到粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号；所述粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号和精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过双四输入或非门中的一个或非门，得到+1信号；所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号，通过双四输入或非门中的另一个或非门，得到-1信号；所述的+1信号接入n位全加器的输入进位端，实现对粗数据的+1操作，所述的-1信号接入n位加法器，与n位粗数据的每一位进行全加，实现对粗数据的-1操作，最后得到n位数据为双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据，实现对粗精数据的纠错处理。所述速比的传速比为

控制式自整角机

控制式自整角机一、实验目的 1、通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数 2、掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性二、预习要点 1、控制式自整角机的工作原理和运行特性 2、控制式自整角机的主要技术指标三、实验项目 1、测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ） 2、测定比电压Uθ和零位电压U0 四、实验方法 1、测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ）（1）按图7-8接线。发送机加额定电压，旋转发送机刻度盘至0o位置并固紧。（2）用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，接在L1′、L2′两端的数字电压表就有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。（3）然后，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，在指针每转过10 o时测量一次自整角变压器的输出电压U2。测取各点U2及θ值并记录于表7-16中。 2、测定比电压Uθ 比电压是指自整角变压器在失调角为1o时的输出电压，单位为v/deg。在刚才测定控制式自整角变压器输出电压与失调角关系的实验时，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，使指针转过起始零点5 o，在这位置记录自整角变压器的输出电压U2值，计算失调角为1 o时的输出电压。

图7-8 控制式自整角机实验接线图 3、测定零位电压U 0 1）按图7-9接线。调压器输出电压为最小位置，绕组T 2′、T 3′两端点短接。 2）合上交流电源，缓慢调节调压器使输出电压为49V ，并保持不变。 3）用手缓慢旋转指针圆盘，找出控制式自整角机输出电压为最小的位置，即为基准电气零位。指针转过180 o ，仍找出零位电压位置。 4）同样方法，改接绕组（使T 1′、T 3′短接，T 1′、T 2′短接），找出零位电压位置，测量六个位置的零位电压值并记录于表7-17中。图7-9 测定控制式自整角机零位电压接线图 V L '2L ' 1

数字-模拟音频转换器

引言尊敬的客户：您好！非常感谢您购买本公司的产品。为了实现产品的最佳效果和保证安全，请您在对产品进行连接、操作、调试前仔细阅读本手册。此手册请予以保留，以备将来查阅。本公司所生产的HDMI转换器、切换器、网线延长器、矩阵、分配器等系列产品，其设计之目的是为了让您的影音设备使用起来更便捷，更舒适，更高效，更节能。这款音频转换器可以把四路SPDIF信号（2路光纤+2路同轴）信号自由切换到一路光纤信号输出，同时将LPCM格式的数字音频转换成立体声模拟音频输出。可广泛用于DVD播放机、蓝光机、网络播放器、高清播放器、PS2、PS3、Xbox360、PC等数字音频转换输出。本公司所生产设备为以下应用提供解决方案：如对噪声、传输距离及安全有限制的场所、数据中心控制、信息分配、会议室演示以及教学环境和公司培训场所。真诚服务是我们的理念，顾客满意是我们的宗旨。本公司将以最优惠的价格提供给客户最好的产品，并竭诚为客户提供优质服务。产品简介产品特点： ●4路SPDIF（2路光纤+2路同轴）数字音频输入，自由切换到一路光纤输出，同时转换成 1路L/R模拟音频输出和1路耳机输出 ●采用192KHz/24bit DAC音频转换芯片 ●光纤输出支持杜比AC3、DTS、THX、 HDCD、LPCM等数字音频格式 ●支持LPCM数字音频格式转换成模拟音频输出 ●自动检测识别输入数字音频信号格式，非LPCM音频输入时模拟输出自动静音 ●音频输入状态指示。当无音频输入或者输入错误数据时，对应通道指示灯开始闪烁 ●一键切换输入源及电源待机，操作方便快捷 ●耳机放大输出，能直接驱动3.5mm插头通用耳机 ●高品质音质，低噪音 ●断电记忆功能，重新开机后自动切换到上次使用信号通道 ●使用DC5V/1A外置电源适配器供电

数字转换器

数字—模拟转换器（DAC ）原理研究一．内容描述： D/A 转换器通常是把加权值与二进制码的各比特相对应的电压或者电流，按二进制码进行相加，从而得到模拟信号的方法。产生加权电压和电流的方法有使用负载电阻的方法和使用梯形电阻网络的方法。二，原理描述本次实验主要以三位转换器为主要的研究对象。先对其原理进行分析，如下图所示为建立的电路图：建立的仿真电路图：假设输入的数字为D 2D 1D 0=001，即D 0=1时，此时只有一个开关接至电压源，其他的均接地，T 型电阻网络的等效电路： 2 2122 V 0 k Ω1k Ω 1k Ω 2k Ω 2k Ω2k Ω 2k Ω 2V s V s V s

根据戴维南等效电路，每等效一次电压源的值都缩小为原来的一半。下图为其等效电路图的演化过程： =》 =》由于输出端开路则V0= 32 3 2s V ，同理当输入数字分别为010，100时即D 1， D 2分别单独

接至参考电压源V s ，根据上述方法，可求得D/A 转换器的输出电压分别为 V 0= 32?22s V , V 0=32?2 Vs ,对于任意输入的数字信号D 2D 1D 0，根据叠加定理，可求得D/A 转换器的输出电压为：V 0= D 0?32?32s V + D 1?32?2 2s V ,+ D 2?32?2 Vs = 32?32 1 ?V D D D )222(001122++s 三进行仿真实验： 1. 下图为建立的仿真电路图。首先手动观察V0的值的变化：Di=1:开关接Vs Di=0:开关接地进行仿真实验得到的结果建立表格得：二进制数 000 100 101 010 011 001 110 111 电压值（v ） 0 1.0 5.0 2.0 6.0 4.0 3.0 7.0 输出矩形波时的仿真电路图：

自整角机伺服系统的设计与仿真

四川师范大学本科毕业设计伺服系统的设计与仿真学生姓名叶峻嘉院系名称工学院专业名称电子工程及其自动化班级2008 级 2 班学号2008180243 指导教师杨楠完成时间2012年 5 月 15 日

伺服系统的设计与仿真姓名：叶峻嘉指导教师：杨楠内容摘要：伺服广义上是指用来控制被控对象的某种状态或某个过程，使其输出量能自动地、连续地、精确地复现或跟踪输入量的变化规律。其控制行为的主要特征表现为输出“服从”输入，输出“跟随”输入（为此伺服系统也叫做随动系统）。本设计选择以自整角机为检测元件的伺服系统为具体研究对象。系统包括以下几个环节：自整角机、相敏整流器、可逆功率放大器、执行机构及减速器。基于上述模型，本文通过具体实例分析了系统的稳定性、动态性能，并对系统的误差进行了简单分析，指出各种误差来源并写出具体表达式和数学关系，并针对性地提出了有效校正方案并采用串联校正装置进行仿真分析，结果表明校正后的系统总体工作稳定可靠，指标满足设计要求。关键词：MATLAB 自整角机伺服系统动态性能仿真分析

Design and simulation of the servo system Abstract：Servo broadly refers to the variation used to control the controlled object in a state or a process, so that output can automatically,continuously and accurately reproduce or track the variation of the input.The main features of the control behavior for the output "obey" input and output follow theinput (this servo system is also called servo systems).This design choice selsyn for the detection of components for the specific object of study to servo system. The system consists of the following links: synchro, the phase-sensitive rectifier, reversible power amplifier, implementing agencies and reducer. Based on the above model, through concrete examples and analysis ofsystem stability,dynamic performance, and system errors, a simple analysis, pointing outthe various sources of error and write specific expression and mathematical relationships, and puts forward effective correction programs and using the regulatorto simulate and analyze the results show that the overall system stable and reliableindicators to meet the design requirements. Keywords: MATLAB Synchro Servo System Dynamic Correction SimulationAnalysis

3.8、时间数字转换器TDC

3.8时间数字转换器TDC（Time to Digital Convert） -------高精度短时间间隔测量技术与方法---时间间隔的测量技术，尤其是高精度的时间间隔（皮秒1ps=10E-12s量级）的测量技术意义重大，不论是电信通讯，芯片设计和数字示波器（Digital Oscilloscope）等工程领域，还是原子物理、天文观测等理论研究，以及激光测距、卫星定位等航天军事技术领域都离不开高精度的时间间隔测量技术。时间间隔测量分辨率和精度与其应用环境有很大关系。在日常生活中，精确到分钟的测时精度已能满足人们的普通需要了，但现代军事、通讯、导航等领域对时间精确度的要求越来越高。1秒的测时误差会导致大海中的舰船偏离航线数百米，1微秒的测时误差会导致航天飞机不能安全返航。精密时间间隔测量是高精度激光脉冲测距、超声波测距和雷达测距的物理基础。测量波束在测距仪器和被测目标之间往返的时间间隔与距离成正比，测距精度直接由时间间隔测量精度决定。激光测距、雷达测距和超声波测距在军事、航天、航空、冶金等方面都有着广泛应用。军事上对打击目标的精确测距是精确打击的基础，提高时间间隔测量的分辨率，就意味着有效提高制导、引爆的精确度；在航空航天领域，飞行器通过精确测量波束往返所需的时间间隔来进行导航和高度标定等，飞行过程对时间间隔测量精度和实时性要求更为苛刻，实时精确地测量时间间隔，可以保障飞行器的安全飞行。综上所述，精密时间间隔测量技术在航空、航天、精确制导以及核物理等领域有着广泛的应用，是导航、空间技术、通讯、工业生产、电力等应领域不可缺少的关键技术。精密时间间隔测量对测控技术在工业、国防及学技术的进步方面起到了举足轻重的作用。各学科的发展前沿，对时间、率电子测量技术的发展提出了越来越高的要求，研究微小时间间隔的测量法，进一步提高时间、频率测量分辨率，是当今科技高速发展所亟待解决课题。这方面所取得的新技术及成果，将会产生巨大的经济效益。 3.8.1时间间隔测量方法的分类时间间隔直接测量方法有脉冲计数法、延迟时间内插法等；间接测量方法有时间电压变换(TDC)、游标时间内插法和脉冲宽度压缩时间内插法等。

使用HMC5883L-3轴数字罗盘传感器计算航向角

使用HMC5883L -3轴数字罗盘传感器计算航向角 ——中北大学：马政贵图1 HMC5883L 的电路图 HMC5883L -3轴数字罗盘采用IIC 总线接口，内含12位AD 转换器，能在8Ga 的磁场中实现5mGa 的分辨率。 1. HMC5883L 的初始化： HMC5883L 的磁场默认测量范围为 1.3Ga ，由于地磁场强度大约是0.5-0.6Ga ，故使用默认的量程即可，此外还需进行采样平均数、数据输出速率、测量模式的初始化配置即可。 /******************************************************************************* 功能：对HMC5883L 进行初始化参数：无返回值：无 *******************************************************************************/ void HMC5883_Init(void) { HMC_GPIO_Config(); //GPIO 配置 HMC_I2C_Write(0x00,0x78); //（配置寄存器A ）采样平均数8；数据输出速率75Hz ；正常测量配置模式 HMC_I2C_Write(0x02,0x00); //（模式寄存器）连续测量模式 } 备注：void HMC_I2C_Write(u8 address,u8 data)为寄存器写入函数，第一个参数 address ±±

为要写入的寄存器地址，第二个参数data 为要写入寄存器的值。 2. HMC5883L 自测： HMC5883L -3轴数字罗盘内含自测模式。 HMC_I2C_Write(0x00,0x79); //（配置寄存器A ）采样平均数8；数据输出速率75Hz ；正偏压自测模式 HMC_I2C_Write(0x02,0x01); //（模式寄存器）单一测量模式通过将配置寄存器A 的最低位（MS1和MS0）从00更改为01，然后再配置为单一测量模式，即可进入自测模式。自测模式下会在内部创建一个标准的自测磁场，从而支持传感器的比例因子校准。标准磁场的理论值与实际测量值的比值，即可得出传感器的比例因子： calibration[0] = fabs(951.0 / Compass_Data[0]); calibration[1] = fabs(951.0 / Compass_Data[1]); calibration[2] = fabs(886.0 / Compass_Data[2]); 其中，calibration[n]为比例因子，Compass_Data[n]为罗盘的原始数据，951是自测模式下在X 、Y 轴的标准输出值，886是自测模式下在Z 轴的标准输出值。 3. HMC5883L 的硬磁失真校正及倾角补偿： HMC5883L -3轴数字罗盘在工作过程中，由于不可避免的受周围电磁场的干扰，如电路走线、其他电子器件工作时的电磁干扰等，从而造成罗盘XYZ 轴测得的地磁场强度发生不同程度的偏移变形。一般我们将干扰的影响分为硬磁失真和软磁失真两类，从影响效果上来看，硬磁失真会造成磁场输出曲线图的圆心偏移，而软磁失真会把理论上为圆形的地磁场拉伸为椭圆。前期的标定过程中，只对硬磁失真进行了校正，通过分别绕每个轴旋转360°，求另外两个轴的最大值和最小值的和的平均值作为零点偏移量，从而使圆心回到原点: offset[n] = -(max[n]+min[n])/2; // calculate offsets MagVec[n] = (Compass_Data[n]*calibration[n]+offset[n]); 其中，offset[n]为零点偏移量，MagVec[n]为最终用于计算的罗盘数据。图2 电子罗盘三维数学模型此外，由于罗盘不是一直处于水平位置，因此需要使用姿态角（横滚角和俯仰角）对罗盘进行倾角补偿，根据矢量三角形，有: Head_X = Head_X*cos(pitch)+Head_Y*sin(roll)*sin(pitch)-Head_Z*cos(roll)*sin(pitch); Head_Y = Head_Y*cos(roll)+Head_Z*sin(roll); 4. 航向角计算：可使用反三角函数atanf()进行航向角度的计算，需要注意的是，因为角度的4个象限（atanf()返回值为），为了使航向角的范围为0~360°，需要进行不同象限下的相应转换处理。 ±2/π