一种多轴转台测角电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种多轴转台测角电路，特别涉及一种基于增量式光栅传感器的五轴转台的高精度高速角度测量电路。
【背景技术】
[0002]转台是一种高精度高可靠性的惯性测试设备，在航天航海领域有着重要应用。随着航天航海技术的发展和对惯性器件(如陀螺)高、精、尖等指标要求的日益提高，要求为惯性器件提供标定和测试工作的转台也向高质量、高可靠、高稳定性、高速化、多轴化和集成化发展，转台由是一种复杂的测控设备，主要由角度测量和位置控制两部分组成，而角度测量的精度、稳定性和速度等直接决定了转台位置控制性能。通常意义上的转台指的是单轴、双轴或三轴转台，大于三轴的多轴转台(如五轴)用于则特定场合，这种转台结构更复杂，技术难度高，精度要求也更高，对角度测量的精度、稳定性和速度等指标也具有更高的要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是高精度高速角度测量，探索一种针对角度传感器为增量式光栅的多轴转台特别是五轴转台的基于PCI接口的高精度高速的稳定测角电路。
[0004]本实用新型解决以上技术问题所采用的技术方案是:提出了一种多轴转台测角电路，该测角电路包括光栅信号转换模块、角度解码及接口时序处理模块、PCI通讯接口模块、PCI金手指模块、时钟分发模块、转台周脉冲产生模块、保护信号产生模块。所述的光栅信号转换模块与角度解码及接口时序处理模块相连;所述的角度解码及接口时序处理模块分别与光栅信号转换模块、PCI通讯接口模块、时钟分发模块、转台周脉冲产生模块、保护信号产生模块相连;所述的PCI通讯接口模块分别与角度解码及接口时序处理模块、时钟分发模块、PCI金手指模块相连;所述的PCI金手指模块与PCI通讯接口模块相连;所述的时钟分发模块分别与角度解码及接口时序处理模块、PCI通讯接口模块相连;所述的转台周脉冲产生模块与角度解码及接口时序处理模块相连;所述的保护信号产生模块与角度解码及接口时序处理模块相连，从而完成多轴光栅A、B、Z正交信号的转换、角度解码及传输，实现多轴转台的高精度高速测角功能。
[0005]所述的光栅信号转换模块至少包括五路转换通道，完成至少五路光栅信号的转换，每路转换通道包括三只瞬态抑制二极管和一片差分到单端信号转换芯片，瞬态抑制二极管用于抑制光栅A、B、Z正交信号的瞬间高电压尖脉冲，差分到单端信号转换芯片为一种RS422信号收发器，可同时对四路差分信号进行到单端的转换;转换完成后的五路单端信号最后经过一片74系列的电平信号转换芯片，用于完成5V信号电平到3.3V信号电平的转换，以适应后续模块的电平要求。
[0006]所述的角度解码及接口时序处理模块至少包括一种ALTERA公司的管脚数大于200的现场可编程门阵列芯片，用于完成角度解码、逻辑生成、PCI通讯时序的产生、周脉冲及保护信号的产生功能;其中15根管脚用于接收前端光栅转换后的电平信号，5根管脚用于产生转台周脉冲信号，I根管脚用于产生转台的保护信号，I根管脚用于同步信号的产生，32根管脚用于和后续PCI通讯接口模块数据交互的双向数据线，21根管脚用于和后续PCI通讯接口模块数据交互的地址线，14根管脚用于和后续PCI通讯接口模块的控制线。
[0007]所述的PCI通讯接口模块主要为一种PLX公司的PCI接口芯片，主要完成PCI接口通讯时序的生成和信号传输功能，其中I根管脚用于接收现场可编程门阵列芯片产生的同步信号，32根管脚用于和现场可编程门阵列芯片交互的双向本地数据线，21根管脚用于和现场可编程门阵列芯片的本地地址线，14根管脚用于和现场可编程门阵列芯片的本地控制线，32根管脚用于和PCI金手指交互的PCI端数据地址利用线，17根管脚用于和PCI金手指交互的时序控制线。
[0008]所述的时钟分发模块包括一种精度优于10—7S的高精度时钟模块和一片同步时钟分发芯片CY2305，CY2305接收前端高精度时钟模块产生的50M时钟信号，然后产生两路同频同步的50M时钟信号，一路给角度解码及接口时序处理模块，另一路给PCI通讯接口模块，用于保证PCI通讯的本地端和PCI端时钟的同步性。
[0009]所述的转台周脉冲产生模块至少包括一片74系列的电平转换芯片、一片74系列的斯密特触发器和一片74系列的反向器，所述的电平转换芯片用于把角度解码及接口时序处理模块产生的五路3.3V转台周脉冲信号转换为5V周脉冲信号，然后经过斯密特触发器进行整形，主要把周脉冲信号的沿变徒，提高信号质量。
[0010]所述的保护信号产生模块至少包括一片74系列的电平转换芯片，把角度解码及接口时序处理模块产生的一路3.3V转台保护信号转换为5V电平信号，用于转台超速或测角故障导致的角度异常继电器触点信号的产生，一旦转台超速或测角发生故障，角度解码及接口时序处理模块产生一路保护信号，断开转台供电继电器。
[0011]本实用新型的优点是:
[0012]1、测角通道数多，可同时对五路增量式光栅信号进行角度的测量和传输；
[0013]2、基于PCI接口，传输速度快，可满足转台对实物仿真的高实时性要求；
[0014]3、角度测量和解码及传输不存在丢码现象，精度高；
[0015]4、可长时间稳定性可靠工作。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的电路组成和逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本实施例包括五路增量式光栅信号输入、光栅信号转换模块、角度解码及接口时序处理模块、PCI通讯接口模块、PCI金手指模块、时钟分发模块、转台周脉冲产生模块和保护信号产生模块。五路增量式光栅信号从电路板的DB37接口座子输入，每路增量式光栅信号均先通过瞬态抑制二极管后送入差分转换单元把每路的A、B、Z正交信号转换成单端的A、B、Z信号，由于从光栅传感器出来的A、B、Z信号为TTL电平，高电平为5V，为了与后续现场可编程门阵列芯片的1管脚电平相兼容，须把A