ISA总线下的轴角编码器的设计.pdf

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1、山西电子技术应用实践2014年第4期文章编号：1674—4578(2014)04-0014—02ISA总线下的轴角编码器的设计张安青(国营第785厂，山西太原030024)摘要：轴角编码器用于将火控雷达输出的现在点和未来点坐标角度值的模拟量转换成对应的数据值，以便于数据处理器进行各种处理。它设计包括有：电阻分压网络、模拟转换开关、比例放大器、A／D转换器、数据锁存器、控制电路等。利用各种新型的电子技术，实现轴角编码器各种参数的数据采集与分析处理，从而对火控系统的性能进行判断。本选题的重点是硬件的

2、选择及软件的设计等内容。其中输入量包括方位角、高低角、距离等值。关键词：模数(A／D)转换器；旋转变压器；采样保持；正弦；余弦中国分类号：TP313文献标识码：A轴角编码式模拟／数字转换器是一种复杂的电子装置或合成磁场的方向一致，这时线圈不再切割磁场，感应误差电机电装置。模数(A／D)转换器就是将模拟输入量相对于模压等于零。拟参考量，转换成数字量的输出⋯。2．2数字同步机的工作原理1轴角编码器的功能数字同步机的任务是把数字量转换为正、余弦电压量。数字量周期性地送人缓冲寄存器R中，缓冲器内最高二位

3、用于将火控雷达输出的现在点和未来点坐标角度值的数字量作为正、余弦电压值的象限判别用以判定正、余弦电模拟量(Bq)转换成对应的数据值，以便于数据处理器进压是属于哪一个象限。除了最高二位之外，缓冲器的其它各行各种处理。设计包括：电阻分压网络、模拟转换开关、比例位就代表在某一象限内角度的大小。把最高二位数字送入放大器、A／D转换器、数据锁存器、控制电路等。如下图所示。正、余弦象限判别器，把其余各位送入正余弦选通器内，正余弦选通器周期性地输出正弦量和余弦量到数模网络，数模网雷络输出正余弦的电压值到分解器

4、，模拟开关分别由象限判别器控制。以控制输出电压的极性。◆象限判别器图1轴角编码器功能框图象限判别器的作用是判别数字量的值是在那一个象限2数字同步机转换内，正弦在一、二象限为正值，在三、四象限为负值。余弦在数字同步机转换由计算机输出的二进制数代表要转换一、四象弦为正值，二、三象限为负值。因此用最高位是0或的角度，送到数字同步机内，变为二个输出量，一个是角度的1来表示正弦的正或负，而用最高二位值来决定余弦的正和正弦，另一个是角度的余弦，二者都是调幅交流信号。数字负，其逻辑关系表示如下：步进机输出的正

5、、余弦值送到分解器D的定子绕组，而分解最高位第二位器D的转子绕组输出交流误差电压。误差电压经过解调00器，把交流误差信号变为直流误差信号，再经放大器后驱动0l电机M转动，M带动分解器转子旋转，直至误差信号为零，10此时M所带动的输出部件上的转角，就是所需要的模拟01量。◆正、余弦选通器2．1分解器的工作原理正弦和余弦互为余数，因此若规定选用缓冲寄存器触发分解器实质上就是正、余弦旋转变压器，从数字同步机器的⋯1’端为正弦的输出，则触发器的⋯0’端就为余弦的输来的正、余弦电压分别加到分解器的二个定子

6、绕组，正、余弦出，这样正弦和余弦互为反码。电压在二互相垂直的定子绕组里产生电流，形成磁场，它们但是正、余弦选通器究竟送出正弦还是送出余弦尚取决的合成磁场的方向形成交变的合成磁场切割转子线圈，在转于角度是处在那一个象限。例如30。、120。、210。、300。是表子线圈内产生相应的误差电压，误差电压经解调放大后驱动示在不同象限内四个角度。显而易见，如果不管这四个角度电机M，M带动分解器D的转子转动，使转子线圈的方向与所处的象限，那么它们都是3O。，也就是说，除了最高二位数收稿日期：2014—04—

7、18作者简介：张安青(1973一)，男，山西壶关县人，工程师，研究方向：计算机应用。第4期张安青：ISA总线下的轴角编码器的设计15字位之外，它们的其余各位数字位是相同的j。模拟信号转换成为相应的数字信号，然后进入373锁存器把数字信号锁存起来。这样，就完成了模拟信号到数字信号的3输入电压值的采样及A／D转换和角度的换算转换工作。当对转换出来的角度进行计算时，需要通过系统实现模拟到数字的转换，最初遇到的问题是把连续的模把数据从373锁存器读出来。经过角度的换算公式和象限拟量变为断续的数字量的问题

8、，这就是采样和量化的问题。判别计算出角度值。在判象限时总共分成8个象限来判别。在任何瞬间，模拟电路的输出总是与其输入和电路的传递函然后对换算出来的粗精二组角度值进行粗精组合，粗：精=数的乘积有关。当输入变化是时间的连续函数时，输出必然N：1。粗满量程为6000密位，精满量程为300密位，2=是时间的连续函数。但是，在A／D转换中就不是这样，不管1024故在360。里对应的数码为1024。显然相差一个数码A／D转换器工作速度有多快，完成一次转换总要占有一定的对应的粗密位数6000密位／1024：6