基于FPGA的双通道旋转变压器测角系统

提出了一种基于FPGA的双通道旋转变压器测角电路设计方案,通过FPGA来控制AD2S82A、AD2S80A的解码和同步问题。同时用FPGA对转换后数据进行误差补偿和组合,以及二进制角度值的转换,提高了整个系统的集成度和可靠度。整个电路在Altium Designer 9.0设计环境下设计实现。采用Altera公司的EP2C35F484C6型FPGA芯片进行FPGA部分的仿真,实验和仿真的结果很好地实现了该方案的设计功能,并

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基于 F G的双通道旋转变压器测角系统 P A姜博，梁雁冰，王晨 。( .国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 1中摘

7 0 1; .国科学院研究生院，北京 1 19 2中

10 3 ) 0 0 9

要：出了一种基于 F GA的双通道旋转变压器测角电路设计方案，过 F GA来控制 A 2 8 A、 2 8 A的解提 P通 P D S 2 AD S 0

码和同步问题。同时用 F G对转换后数据进行误差补偿和组合，及二进制角度值的转换，高了整个系统的集成度和 P A以提

可靠度。整个电路在 A t m einr9 0设计环境下设计实现。采用 Al r lu D s e . i g t a公司的 E 2 3F 8C e P C 5 4 4 6型 F G芯片进行 P AF GA部分的仿真， P实验和仿真的结果很好地实现了该方案的设计功能，满足高精度、并高速度转换的设计要求。 关键词：通道旋转变压器； P双 F GA; 2 8 A;A 2 8 A;测角 AD S 0 D S2

中图分类号： N7 0 T 2 T 1; P9

文献标识码： A

文章编号：0 433 2 1 )50 4 -3 1 0—7 X(0 0 1-1 10

A n l e s r m e y tm o g e M a u e ntS se f r Two s e d Re o v rBa e n FPGA—p e s le s d oJ ANG o,LI I B ANG n bn,W ANG e Ya - i g Ch n’。( .xia n tt t f 1’ n I si eo t sa d P e i o e h n c,Chn s a e fS i c s u Op i n r cs n M c a is c i i e eAc d my o c n e,Xia 1 1 9 e’ n 7 0 1,Chn; i a

2 .Gr d ae S h o,Chn s a e fS in e,B i n 0 0 9 h n ) a u t c o l ie e Ac d myo ce c s ej g 1 0 3,C ia i

Ab ta t s r c:A e in s h me o n l a u e e tcr u tf rt - p e e o v rb s d o PGA n r d c d,wh c o— d sg c e fa g e me s r m n i i o wo s e d r s

l e a e n F c i ito u e s ih c n t o st e d c d n n y c r n z to fAD2 8 A n r i h e o i g a d s n h 0 i in o a S 2 a d AD2 8 A h o g P S 0 t r u h F GA.Th ro o p n a in a d c mbn t n eer rcm e s t n o iai o o o h o v r e a a a d t e c n e so fb n r n l v l e we e c r id o y F GA,i r e o i r v h n e r t n f t e c n e t d d t n h o v r i n o i a y a g e a u r a re n b P n o d rt mp o e t e i t g a i o a d r l b l y o h o e s s e n ei i t ft e wh l y t m.Th o e cr utwa e i n d i tu De i n r 9 0 d sg n io me t Th i l— a i e wh l ic i s d sg e n Ali m sg e . e i n e v r n n . e smu aton o i fFPG A r sba e he c p pa ti s d on t hi EP2C35F4 C6 ofA le a Co p ny,t e t s nd sm ulto e u t c e e t e i 84 t r m a h e ta i a i n r s lsa hiv he d sgn

f n t n f t e s h me c mme d b y n e h e u r m e ta o th g— r cso,h g— p e o v r i n o h e i n u ci so h c e o o n a l,a d me tt e r q ie n b u ih p e ii n ih s e d c n e so ft ed sg . K y r s wo s e d r s l e;F e wo d:t— p e e o v r PGA;AD2 8 A;AD2 8 A;a g e me s r me t SO S2 n l a u e n

0引言

部具有独立的 Io接口和逻辑单元 C B。使用灵活，/ L 适用性强，特别适用于复杂逻辑的设计， P F GA芯片是系统提高系统集成度和可靠性的最佳选择之一。1总体设计方案

旋转变压器是一种电磁感应式传感器，用来测量旋转物体

的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。它 其中定子绕组作为变压器的原边，受励磁电压，子接转绕组作为变压器的副边，过电磁耦合得到感应电压。通 为了提高测量精度，用双通道旋转变压器。双通道旋采转变压器采用单相定子激磁、相定子感应输出。在激两磁绕组加上激磁电压【,,后在粗轴的定子绕组中感应出正余弦电压 U j U一在精轴的定子绕组中也感应 c _, s,出正余弦电压 UL【L。 1。。,, _ 。。 J A S 2和 A S 0是美国模拟器件公司 (— D2 8 A D2 8 A An

系统总体框图如图 1所示，用集成芯片采 AD2 8 A和 AD S 0分别作为旋转变压器粗码盘 S2 2 8 A,

和精码盘输出信号的解码器，将旋转变压器输出的模拟量转换成与之对应的数字量 _。然后将它们送人 4] F GA中进行误差补偿和数据组合，在 F G中对误 P再 P A差补偿后的二进制角度值，过分段查表转换为以度分通秒显示的角度值。

ao vcs I c生产的分解器数字转换器 (称 lg Deie n )简

R C。AD S X系列 RD D ) 28 C可将转角转换成与转角成比例的数字量，实质上是一种特殊的模数转换器。它 AD2 8 A和 AD S 0都属于 AD S X系列中的产 S2 28A 28品，是一种单片式、辨率可变 R。在制造过程中它分 DC

:驱

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纠组错合

采用 B MOS工艺，用双极性高精度线性电路， i使因此具有精度高、能稳定及可靠性高等特点]性。。 F GA是可编程逻辑器件 ( L的第四代产品， P P D)内收稿日期： 0 0 0— 6 2 1— 40

图 1系统总体框图

2硬件电路设计

2 1硬件电路框图[ . ]该硬件电路框图如图 2所示， P F GA芯片作为系统1 41

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