專利名稱：一種小型雙速數(shù)字—自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)接口器件，更具體的涉及一種小型雙速數(shù)字一自整角 機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于角度位置控制系統(tǒng)，適用于計(jì)算機(jī)對高精度的角度位置執(zhí) 行機(jī)構(gòu)進(jìn)行直接控制。
背景技術(shù)：
在某些高精度的角度位置控制系統(tǒng)中，控制室離執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置相對較遠(yuǎn)，一種 方式是由控制室的雙通道角度模擬信號發(fā)送機(jī)發(fā)送粗、精模擬角度信號，通過電纜傳送到 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過自整角機(jī)接收機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器把模擬角度信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械角度， 這種方式的模擬信號遠(yuǎn)距離傳輸會衰減信號，同時(shí)信號的抗干擾能力差，計(jì)算機(jī)對執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的控制也不方便；另一種方式是由計(jì)算機(jī)發(fā)送兩組14位的數(shù)字角度信號給兩塊DSC/DRC 轉(zhuǎn)換器，兩塊DSC/DRC轉(zhuǎn)換器把數(shù)字角度信號轉(zhuǎn)換成自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線/ 四線信號，這種方式需要計(jì)算機(jī)先按照執(zhí)行機(jī)構(gòu)速比的要求解算出粗、精兩組數(shù)字角度信 號，并把兩組數(shù)字角度信號分別傳送給兩個(gè)DSC/DRC轉(zhuǎn)換器，外形和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。因此，有必要設(shè)計(jì)一種計(jì)算機(jī)直接控制，方便計(jì)算機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行多種方 式的數(shù)據(jù)傳輸，并且把粗精分解和兩個(gè)DSC/DRC轉(zhuǎn)換器合成到一起的結(jié)構(gòu)緊湊的小型雙速 數(shù)字一自整角機(jī)旋/轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目在于提供一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，采 用混合集成電路實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適用于計(jì)算機(jī)直接控制，方便計(jì)算機(jī)與執(zhí)行機(jī) 構(gòu)之間進(jìn)行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸，并且結(jié)構(gòu)緊湊。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用如下技術(shù)方案一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，它包括粗精分解器、粗通道 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊。其中粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊分別包含 參考變壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器。其特征在 于粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊中的參考變壓器與參考電源相連，粗精分解器分別與計(jì) 算機(jī)、粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道象限選擇開關(guān)、精通道正弦乘法器、精 通道余弦乘法器、精通道象限選擇開關(guān)相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別與粗、精通道輸出變壓器相連。所述的粗通道參考變壓器分別與粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道 參考電源相連，粗通道正弦乘法器和粗通道余弦乘法器分別與粗通道象限選擇開關(guān)相連， 粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器和粗通道象限選擇開關(guān)分別與粗通道數(shù)字角度信號 相連，粗通道功率放大器分別與粗通道象限選擇開關(guān)和粗通道輸出變壓器相連。所述的精通道參考變壓器分別與精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器、精通道 參考電源相連，精通道正弦乘法器和精通道余弦乘法器分別與精通道象限選擇開關(guān)相連， 精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器和精通道象限選擇開關(guān)分別與精通道數(shù)字角度信號相連，精通道功率放大器分別與精通道象限選擇開關(guān)和精通道輸出變壓器相連。計(jì)算機(jī)可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸、竄口數(shù)據(jù)傳輸和并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N方式進(jìn)行遠(yuǎn) 距離傳輸，小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的高精度20位 (1. 2角秒)的數(shù)字角度信號，粗精分解器根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速比的要求，把高精度的數(shù)字角度信 號分解成粗、精兩組數(shù)字角度信號，粗、精兩組數(shù)字角度信號傳輸給粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模 塊，粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊以參考電源提供的信號為參考信號，把數(shù)字角度信號轉(zhuǎn)換成自 整角機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線/四線模擬角度信號，通過信號線傳給執(zhí)行結(jié)構(gòu)，執(zhí)行機(jī) 構(gòu)上的自整角機(jī)接收機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器接收到角度模擬信號，把角度模擬信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角 度。粗、精DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊主要由參考變壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇 開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器組成。參考變壓器起隔離和變壓的作用，它把參考電源提供 的參考信號進(jìn)行隔離、變壓成有效值為3. 5伏的參考信號。正弦乘法器和余弦乘法器是D/ A轉(zhuǎn)換芯片，以參考變壓器輸出的參考信號為基準(zhǔn)，在粗、精數(shù)字角度信號的第3 14位的控 制下，正弦乘法器輸出+SIN θ和-SIN θ信號，余弦乘法器輸出+COS θ和-COS θ信號。正 弦乘法器和余弦乘法器輸出+SIN θ、-SIN θ、+COS θ和-COS θ給象限選擇開關(guān)，象限選擇 開關(guān)是模擬開關(guān)，其數(shù)字控制腳為粗、精數(shù)字角度信號的第廣2位，作用是把360。分為4 個(gè)區(qū)間，象限選擇開關(guān)輸出含角度的sin θ和cose信號給功率放大器，功率放大器分別對 SIN θ和COS θ信號進(jìn)行功率放大，其負(fù)載能力達(dá)1.3VA，功率放大后的SIN θ和COS θ輸出 給輸出變壓器，輸出變壓器是SCOTT變壓器，其作用是進(jìn)行解算、隔離和變壓，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 是自整角機(jī)時(shí)，SCOTT變壓器輸出三線的模擬角度信號；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)，SCOTT 變壓器輸出四線的模擬角度信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)Α、直接接收計(jì)算機(jī)的高精度數(shù)字角度信號；B、可放在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，方便計(jì)算機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸；C、該轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，外型尺寸僅為IOOmmX74. 7mmX22. 5_。

圖1為一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器外型示意圖。圖2為一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器應(yīng)用示意圖。圖3為一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器8它由粗精分解器10、粗通道 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26組成，其中粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18 包含參考變壓器11、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限選擇開關(guān)14、功率放大器15和輸 出變壓器16，精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26包含參考變壓器19、正弦乘法器20、余弦乘法器 21、象限選擇開關(guān)22、功率放大器23和輸出變壓器24。其連接關(guān)系是粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn) 換模塊18中的參考變壓器11與外部參考電源27相連，給輸出信號提供參考基準(zhǔn)，粗精分解器10分別與外部計(jì)算機(jī)7、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限選擇開關(guān)14、正弦乘法器20、余弦乘法器21、象限選擇開關(guān)22相連，把計(jì)算機(jī)發(fā)送的高精度數(shù)字角度信號拆分成兩 組14位的粗、精數(shù)字角度信號，外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)9分別與輸出變壓器16和輸出變壓器24相 連，外部參考電源27分別與參考變壓器11、參考變壓器19相連。實(shí)際應(yīng)用過程是小型雙速 數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器8分別與計(jì)算機(jī)7、執(zhí)行機(jī)構(gòu)9相連。一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器是底部帶兩排插針的長 方體1，外殼是鋁材氧化黑，外型尺寸為100mmX74. 7mmX22. 5mm，工作電源(3)是DC +15V、-15V、+5V。外部計(jì)算機(jī)7輸出21位并行數(shù)據(jù)2給粗精分解器10 (用FPGA實(shí)現(xiàn))，其 中1 20位為高精度數(shù)字角度信號，第21位為輸入鎖存信號，粗精分解器10按照執(zhí)行機(jī) 構(gòu)9 (市場均有購置)的要求，把并行數(shù)據(jù)2分解成粗通道數(shù)字角度信號17和精通道數(shù)字 角度信號25，分別作為粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18和精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26的數(shù)字 角度輸入信號。粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18包括參考變壓器11 (型號B_426)、正弦乘法器12 (普通，市場均能購置)、余弦乘法器13 (普通，市場均能購置)、象限選擇開關(guān)14 (普通，市場 均能購置)、功率放大器15 (乙類功率放大器)、輸出變壓器16 (SC0TT變壓器)。外部參考 電源27與參考變壓器11相連，給轉(zhuǎn)換器提供參考。正弦乘法器12、余弦乘法器13是D/A 轉(zhuǎn)換器，其參考基準(zhǔn)由參考變壓器11提供，其數(shù)字信號由粗通道數(shù)字角度信號17的低12 位提供，正弦乘法器12輸出+SIN θ和-SIN θ信號，余弦乘法器13輸出+COS θ和-COS θ 信號。+SIN θ、-SIN θ、+COS θ、-COS θ信號和粗通道數(shù)字角度信號17的高2位輸入給象 限選擇開關(guān)14，象限選擇開關(guān)14輸出含角度的SIN θ和COS θ信號給功率放大器15，功率 放大器15把SIN θ和COS θ信號功率放大到1. 3VA，功率放大后的SIN θ和COS θ輸出給 輸出變壓器16 (SC0TT變壓器)，輸出變壓器16是SCOTT變壓器，其作用是進(jìn)行解算、隔離 和變壓，當(dāng)外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)9 (普通，市場均能購置)是自整角機(jī)時(shí)，SCOTT變壓器輸16輸出三 線的模擬角度信號；當(dāng)外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)9是旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)，SCOTT變壓器輸16輸出四線的模 擬角度信號。精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26由以下部件組成參考變壓器19 (型號B_426)、正 弦乘法器20 (普通，市場均能購置)、余弦乘法器21 (普通，市場均能購置)、象限選擇開關(guān)22 (普通，市場均能購置)、功率放大器23 (乙類功率放大器)和輸出變壓器24 (SC0TT變壓器) 等組成，參考變壓器19分別與外部參考電源27、正弦乘法器20、余弦乘法器21相連，精通 道數(shù)字角度信號25分別與粗精分解器10、正弦乘法器20、象限選擇開關(guān)22相連，功率放大 器23分別與象限選擇開關(guān)22、輸出變壓器24相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9分別與輸出變壓器16輸出 變壓器24相連。精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26接收精通道數(shù)字角度信號25和參考電源27 提供的參考信號，其工作模式與粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18相同，最后輸出精通道自整角 機(jī)形式的三線模擬角度信號或旋轉(zhuǎn)變壓器形式的四線模擬角度信號給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自整角 機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器。角度位置執(zhí)行機(jī)構(gòu)9是含粗、精自整角機(jī)接收機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)臺，它接收 DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊18和精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊26輸出的兩組自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器形 式的三線/四線模擬角度信號，把模擬角度信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角度。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)7對執(zhí)行機(jī) 構(gòu)9的控制。
權(quán)利要求一種小型雙速數(shù)字－自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，它包括粗精分解器(10)、粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(18)、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(26)，其特征在于粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(18)中的參考變壓器(11)與參考電源(27)相連，粗精分解器(10)分別與計(jì)算機(jī)(7)、正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、象限選擇開關(guān)(14)、正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、象限選擇開關(guān)(22)相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(9)分別與輸出變壓器(16)輸出變壓器(24)相連，精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊(26)中的參考變壓器(19)與參考電源(27)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述的參考變壓器(11)分別與正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、參考電源(27)相 連，正弦乘法器(12)和余弦乘法器(13)分別與象限選擇開關(guān)(14)相連，正弦乘法器(12)、 余弦乘法器(13)和象限選擇開關(guān)(14)分別與粗通道數(shù)字角度信號(17)相連，功率放大器 (15)分別與象限選擇開關(guān)(14)、輸出變壓器(16)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型雙速數(shù)字一自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述的參考變壓器(19)分別與正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、參考電源(27)相 連，正弦乘法器(20)和余弦乘法器(21)分別與象限選擇開關(guān)(22)相連，正弦乘法器(20)、 余弦乘法器(21)和象限選擇開關(guān)(22)分別與粗通道數(shù)字角度信號(17)相連，功率放大器 (15)分別與象限選擇開關(guān)(14)、輸出變壓器(16)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種小型雙速數(shù)字－自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器，它包括粗精分解器、粗通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于粗、精通道DSC/DRC轉(zhuǎn)換模塊中的參考變壓器與參考電源相連，粗精分解器分別與計(jì)算機(jī)、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別與輸出變壓器相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適用于計(jì)算機(jī)直接控制，方便計(jì)算機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行多種方式的數(shù)據(jù)傳輸，并且結(jié)構(gòu)緊湊。
文檔編號G05D3/00GK201773323SQ201020534029
公開日2011年3月23日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者丁喜禎, 呂云峰, 王護(hù)明, 羅明西, 肖霖, 高空 申請人:武漢凌久電子有限責(zé)任公司