[实用新型]轴角信号转换电路及装置

说明书

本实用新型提供了一种轴角信号转换电路及装置，包括输入电路、伺服跟踪电路以及输出电路。所述伺服跟踪电路包括比例乘法电路、滤波电路、相位敏感解调电路、积分电路、压控振荡器以及计数电路，通过伺服跟踪电路，采用比例跟踪转换的方式将旋变格式输入信号转换为并行自然二进制数字信号，可以提供与速度成比例的模拟信号，能够很好的抑制噪声，功耗小，具有精度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种轴角信号转换电路及装置。

背景技术

近年来，测角传感器自整机和旋转变压器已经广泛应用于现代运动控制系统中，如交流伺服系统、数控机床、机器人技术等等。随着数字信号处理技术的发展，这类系统由硬件模拟电子器件为主转向采用数字电路、微处理器、数字信号处理器，逐渐实现了全数字化。在这类闭环控制系统工作过程中，需要高精度的数字位置和速度信号输入至数字系统中实现对电机转矩、速度及位置的高精度控制，自整角机/旋转变压器——数字转换器作为传感器与数字处理系统的接口，能够根据传感器输出模拟位置信号的频率和转速，提供高精度的数字角度信号以及数字或模拟转速信号，并以其小尺寸、低成本、高性能的特点得到越来越广泛的应用。

传统的自整角机/旋转变压器——数字转换器一般采用开环的检测处理方法，将模拟角度信号由采样保持电路通过A/D转换成数字信号再经过计算机计算确定轴角位置，这类方法容易受到噪声的干扰，转换精度和跟踪速度都较低。如采用AD转换器以及EPROM方法实现转换器，在10位分辨率下跟踪速率能够达到1500rps，但是由于AD转换器本身量化误差以及环境噪声的影响，实际工作时分辨率很难达到10位，无法实际应用于需要高跟踪速度高精度位置控制的场合。目前采用AD、DA转换器以及数字信号处理电路的自整角机/旋转变压器精度较高，为16为分辨率，且具有高精度速率信号输出，但是结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轴角信号转换电路及装置，以实现旋转变压器信号或自整角机信号转化为数字角度信号的功能。

本实用新型是这样实现的：

一种轴角信号转换电路，所述轴角信号转换电路包括：输入电路、伺服跟踪电路以及输出电路，所述输入电路的输入端用于接入旋转变压器的输出信号，所述旋转变压器的输出信号包括SIN信号和COS信号，所述伺服跟踪电路的输入端与所述输入电路的输出端电连接，所述伺服跟踪电路用于伺服跟踪电路用于根据所述旋转变压器的输出信号中的角度信号生成数字角度值信号，所述伺服跟踪电路的输出端与所述输出电路电连接，用于将所述数字角度值信号输出至所述输出电路。

进一步地，所述伺服跟踪电路包括比例乘法电路、滤波电路、相位敏感解调电路、积分电路、压控振荡器以及计数电路，所述比例乘法电路的输入端与所述输入电路的输出端电连接，用于将旋转变压器的输出信号中的角度信号与预设的数字角度值信号进行求差得到交流误差信号，所述比例乘法电路的输出端与所述滤波电路的输入端电性连接，所述滤波电路的输出端与所述相位敏感解调电路的输入端电性连接，所述滤波电路用于消除所述交流误差信号中的直流失调，滤除高频噪音，所述相位敏感解调电路的的输出端与所述积分电路的输入端电连接，所述积分电路的输出端与所述压控振荡器的输入端电性连接，所述相位敏感解调电路和所述积分电路用于解调所述交流误差信号得到直流信号，所述压控振荡器的输出端与所述计数电路的输入端电连接，所述压控振荡器用于根据所述解调所述交流误差信号得到直流信号产生技术脉冲，控制所述计数电路进行计数并生成新的数字角度值信号。

进一步地，所述计数电路与所述比例乘法电路电性连接，所述计数电路用于将产生的数字角度值发送至所述比例乘法电路与旋转变压器的输出信号中的角度信号进行比较求差直至所述数字角度值信号等于所述旋转变压器的输出信号中的角度信号。

进一步地，所述输出电路包括锁存器，所述锁存器与所述计数电路电性连接，所述锁存器用于储存所述计数电路生成的数字角度值信号。