一种圆感应同步器测角电路的制作方法

1.本实用新型属于高精度伺服控制领域，涉及一种圆感应同步器测角电路，具体涉及一种双通道绝对式圆感应同步器测角电路。


背景技术：

2.圆感应同步器作为角位置测量元件由于制造工艺简单、价格便宜、环境适应性好、精度高、稳定性好等优点，已经越来越广泛在航空航天、精密机床、惯性测试转台等高精密伺服控制领域。传统圆感应同步器常使用单通道结构形式，仅能提供相对角度，无法适用于不能进行找零运动且需要提供精确初始绝对角度场合。通常解决该问题的办法是加装一个精度较低的绝对式测角传感器，如单通道旋转变压器、低精度绝对式光栅传感器、低精度绝对式光电编码器，通过角度组合的方式得到绝对角度。该类方法通常会造成结构尺寸变大，角度处理过程复杂，成本增加问题。


技术实现要素：

3.本实用新型其目的就在于提供一种圆感应同步器测角电路，为测试设备提供一个高精度的绝对角度信息，解决了传统单通道同步器仅能提供相对角度，加装其他低精度绝对式传感器，造成的尺寸增加，角度处理过程复杂，成本增加问题。
4.为实现上述目的而采取的技术方案是，一种圆感应同步器测角电路，包括粗通道sin信号调理模块、粗通道cos信号调理模块、精通道sin信号调理模块、精通道cos信号调理模块；所述粗通道sin信号调理模块、精通道sin信号调理模块、粗通道cos信号调理模块以及精通道cos信号调理模块均与ad转换器连接，所述ad转换器的输出端与dsp处理器相连接，所述dsp处理器分别与粗通道激磁信号调理模块和精通道激磁信号调理模块连接；所述粗通道sin信号调理模块、精通道sin信号调理模块、粗通道cos信号调理模块以及精通道cos信号调理模块的信号均输出到ad转换器上，所述dsp处理器输出的激磁信号经过粗通道激磁信号调理模块和精通道激磁信号调理模块后输出到圆感应同步器上。
5.进一步，所述粗通道sin信号调理模块包括第一sin差分转单端放大器、第一sin仪表放大器、第一sin二阶带通滤波器，所述第一sin差分转单端放大器输出端与第一sin仪表放大器相连接，第一sin仪表放大器输出端与第一sin二阶带通滤波器相连接，第一sin二阶带通滤波器输出端与ad转换器相连接；所述第一sin差分转单端放大器的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器粗通道输出的sin差分信号转换为单端信号，并将信号放大；所述第一sin仪表放大器的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的sin信号进行二次放大；所述第一sin二阶带通滤波器的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的sin信号进行滤波处理。
6.进一步，所述粗通道cos信号调理模块包括第一cos差分转单端放大器、第一cos仪表放大器、第一cos二阶带通滤波器，所述第一cos差分转单端放大器输出端与第一cos仪表放大器相连接，第一cos仪表放大器输出端与第一cos二阶带通滤波器相连接，第一cos二阶
带通滤波器输出端与ad转换器相连接；所述第一cos差分转单端放大器的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器粗通道输出的cos差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第一cos仪表放大器的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的cos信号进行二次放大，所述第一cos二阶带通滤波器的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的cos信号进行滤波处理。
7.进一步，所述精通道sin信号调理模块包括第二sin差分转单端放大器、第二sin仪表放大器、第二sin二阶带通滤波器，所述第二sin差分转单端放大器输出端与第二sin仪表放大器相连接，第二sin仪表放大器输出端与第二sin二阶带通滤波器相连接，第二sin二阶带通滤波器输出端ad转换器相连接，所述第二sin差分转单端放大器的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器精通道输出的sin差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第二sin仪表放大器的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的sin信号进行二次放大，所述第二sin二阶带通滤波器的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的sin信号进行滤波处理。
8.进一步，所述精通道cos信号调理模块包括第二cos差分转单端放大器、第二cos仪表放大器、第二cos二阶带通滤波器，所述第二cos差分转单端放大器输出端与第二cos仪表放大器相连接，第二cos仪表放大器输出端与第二cos二阶带通滤波器相连接，第二cos二阶带通滤波器输出端与ad转换器相连接，所述第二cos差分转单端放大器的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器精通道输出的cos差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第二cos仪表放大器的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的cos信号进行二次放大，所述第二cos二阶带通滤波器的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的cos信号进行滤波处理。
9.进一步，所述ad转换器的型号为ad7606bstz，其目的是将粗通道sin信号调理模块、精通道sin信号调理模块、粗通道cos信号调理模块、精通道cos信号调理模块输出的模拟信号转换成16位的数字信号。
10.进一步，所述dsp处理器的型号为tms320f28335，所述dsp处理器的接口与ad转换器建立连接，具体为dsp处理器的外部16位数据总线db0~db15、读信号rd、写信号wr、片选信号cs7分别与ad转换器的16位数据总线db0~db15、读信号rd、写信号wr、片选信号cs相连，同时dsp处理器的第112脚与ad转换器的第10脚相连，该信号线的作用是将ad转换器的采样控制信号输出到dsp处理器上，这样dsp处理器就可以读取到ad转换器输出的数字信号，并将数字信号进行结算得出圆感应同步器的绝对角度值；所述dsp处理器的96脚与粗通道激磁信号调理模块和精通道激磁信号调理模块相连接，该引脚将输出10khz的方波信号，其目的是给圆感应同步器提供激磁信号。
11.进一步，所述粗通道激磁信号调理模块包括粗通道一号二阶带通滤波器、粗通道二号二阶带通滤波器和粗通道功率放大器，所述粗通道一号二阶带通滤波器采用的放大器型号为opa2188aid，它的作用是将dsp处理器输出的10khz方波信号转化为10khz的正弦波信号；所述粗通道二号二阶带通滤波器采用的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，它的作用是将正弦激磁信号进行滤波处理；所述粗通道功率放大器采用的放大器型号为opa548,其目的是将已经转换并滤波之后的激磁信号进行功率放大，然后输出到圆感应同步器粗通道激磁通道里。
12.进一步，所述精通道激磁信号调理模块包括精通道一号二阶带通滤波器、精通道二号二阶带通滤波器和精通道功率放大器，所述精通道一号二阶带通滤波器采用的放大器型号为opa2188aid，它的作用是将dsp处理器输出的10khz方波信号转化为10khz的正弦波信号；所述精通道二号二阶带通滤波器采用的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，它的作用是将正弦激磁信号进行滤波处理；所述精通道功率放大器采用的放大器型号为opa548,其目的是将已经转换并滤波之后的激磁信号进行功率放大，然后输出到圆感应同步器精通道激磁通道里。
13.有益效果
14.与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
15.1.该测角电路采用双通道圆感应同步器作为角度传感器，该圆感应同步器有两相绕组：粗通道和精通道，其中粗通道采用单级的绕组，是用来测量360
°
范围以内的角度，精通道采用720极绕组，用来精确测量1
°
范围以内的角度，通过dsp处理器将粗精双通道角度信息相结合，这样就可以得到圆感应同步器的精确绝对角度；
16.2.该测角电路的特点是重量轻、体积小、精度高，与“旋转变压器＋感应同步器”等其他测量绝对角度的解决方案相比较，具有更高的稳定性和可靠性的特点。
附图说明
17.以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
18.图1为本实用新型的逻辑示意图；
19.图2为本实用新型中具体实施例的逻辑示意图。
具体实施方式
20.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述。
21.一种圆感应同步器测角电路，如图1所示，包括粗通道sin信号调理模块1、粗通道cos信号调理模块2、精通道sin信号调理模块3、精通道cos信号调理模块4；所述粗通道sin信号调理模块1、精通道sin信号调理模块3、粗通道cos信号调理模块2以及精通道cos信号调理模块4均与ad转换器7连接，所述ad转换器7的输出端与dsp处理器8相连接，所述dsp处理器8分别与粗通道激磁信号调理模块5和精通道激磁信号调理模块6连接；所述粗通道sin信号调理模块1、精通道sin信号调理模块2、粗通道cos信号调理模块3以及精通道cos信号调理模块4的信号均输出到ad转换器7上，所述dsp处理器8输出的激磁信号经过粗通道激磁信号调理模块5和精通道激磁信号调理模块6后输出到圆感应同步器上。
22.所述粗通道sin信号调理模块1包括第一sin差分转单端放大器11、第一sin仪表放大器12、第一sin二阶带通滤波器13，所述第一sin差分转单端放大器11输出端与第一sin仪表放大器12相连接，第一sin仪表放大器12输出端与第一sin二阶带通滤波器相连接，第一sin二阶带通滤波器输出端与ad转换器相连接；所述第一sin差分转单端放大器11的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器粗通道输出的sin差分信号转换为单端信号，并将信号放大；所述第一sin仪表放大器的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的sin信号进行二次放大；所述第一sin二阶带通滤波器的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的sin信号进行滤波处理。
23.所述粗通道cos信号调理模块2包括第一cos差分转单端放大器21、第一cos仪表放大器22、第一cos二阶带通滤波器23，所述第一cos差分转单端放大器21输出端与第一cos仪表放大器22相连接，第一cos仪表放大器22输出端与第一cos二阶带通滤波器23相连接，第一cos二阶带通滤波器23输出端与ad转换器7相连接；所述第一cos差分转单端放大器21的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器粗通道输出的cos差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第一cos仪表放大器22的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的cos信号进行二次放大，所述第一cos二阶带通滤波器23的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的cos信号进行滤波处理。
24.所述精通道sin信号调理模块3包括第二sin差分转单端放大器31、第二sin仪表放大器32、第二sin二阶带通滤波器33，所述第二sin差分转单端放大器31输出端与第二sin仪表放大器32相连接，第二sin仪表放大器32输出端与第二sin二阶带通滤波器33相连接，第二sin二阶带通滤波器33输出端ad转换器7相连接，所述第二sin差分转单端放大器31的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器精通道输出的sin差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第二sin仪表放大器32的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的sin信号进行二次放大，所述第二sin二阶带通滤波器33的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的sin信号进行滤波处理。
25.所述精通道cos信号调理模块4包括第二cos差分转单端放大器41、第二cos仪表放大器42、第二cos二阶带通滤波器43，所述第二cos差分转单端放大器41输出端与第二cos仪表放大器42相连接，第二cos仪表放大器42输出端与第二cos二阶带通滤波器43相连接，第二cos二阶带通滤波器43输出端与ad转换器7相连接，所述第二cos差分转单端放大器41的型号为ina188d，其目的是将圆感应同步器精通道输出的cos差分信号转换为单端信号，并将信号放大，所述第二cos仪表放大器42的型号为opa2188aid，其目的是将已转化为单端的cos信号进行二次放大，所述第二cos二阶带通滤波器43的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，品质因数为3.14，其目的是将放大后的cos信号进行滤波处理。
26.所述ad转换器7的型号为ad7606bstz，其目的是将粗通道sin信号调理模块1、精通道sin信号调理模块2、粗通道cos信号调理模块3、精通道cos信号调理模块4输出的模拟信号转换成16位的数字信号。
27.所述dsp处理器8的型号为tms320f28335，所述dsp处理器8的接口与ad转换器7建立连接，具体为dsp处理器8的外部16位数据总线db0~db15、读信号rd、写信号wr、片选信号cs7分别与ad转换器7的16位数据总线db0~db15、读信号rd、写信号wr、片选信号cs相连，同时dsp处理器8的第112脚与ad转换器7的第10脚相连，该信号线的作用是将ad转换器7的采样控制信号输出到dsp处理器8上，这样dsp处理器8就可以读取到ad转换器7输出的数字信号，并将数字信号进行结算得出圆感应同步器的绝对角度值；所述dsp处理器8的96脚与粗通道激磁信号调理模块5和精通道激磁信号调理模块6相连接，该引脚将输出10khz的方波信号，其目的是给圆感应同步器提供激磁信号。
28.所述粗通道激磁信号调理模块5包括粗通道一号二阶带通滤波器53、粗通道二号二阶带通滤波器52和粗通道功率放大器51，所述粗通道一号二阶带通滤波器53采用的放大器型号为opa2188aid，它的作用是将dsp处理器8输出的10khz方波信号转化为10khz的正弦波信号；所述粗通道二号二阶带通滤波器52采用的放大器型号为opa2188aid，其通频带中
心频率为10khz，它的作用是将正弦激磁信号进行滤波处理；所述粗通道功率放大器51采用的放大器型号为opa548，其目的是将已经转换并滤波之后的激磁信号进行功率放大，然后输出到圆感应同步器粗通道激磁通道里。
29.所述精通道激磁信号调理模块6包括精通道一号二阶带通滤波器63、精通道二号二阶带通滤波器62和精通道功率放大器61，所述精通道一号二阶带通滤波器63采用的放大器型号为opa2188aid，它的作用是将dsp处理器输出的10khz方波信号转化为10khz的正弦波信号；所述精通道二号二阶带通滤波器62采用的放大器型号为opa2188aid，其通频带中心频率为10khz，它的作用是将正弦激磁信号进行滤波处理；所述精通道功率放大器61采用的放大器型号为opa548,其目的是将已经转换并滤波之后的激磁信号进行功率放大，然后输出到圆感应同步器精通道激磁通道里。
30.如图2所示，本实施例包括所述的双通道绝对式圆感应同步器测角电路板、通讯接口模块9、使用双通道圆感应同步器的单轴转台10和上位机11；所述通讯接口模块9包括一个rs232收发器91和一个隔离高速光耦92。
31.单轴转台10的圆感应同步器引出的信号线与测角电路连接，并将测角电路板通过通讯接口模块9与上位机11建立连接。转台上电后，所述测角电路上面的dsp处理器8输出一个激磁信号，该激磁信号经过粗通道激磁信号调理模块5和精通道激磁信号调理模块6输出到圆感应同步器的两个通道里。在激磁信号的作用下，圆感应同步器将输出粗通道sin+、粗通道sin-,粗通道cos+、粗通道cos-，精通道sin+、精通道sin-和精通道cos+、精通道cos-总共四组差分信号，这四组差分信号通过信号调理模块的转换滤波后输出到ad转换器7里，ad转换器7将粗精两个通道的模拟信号转换成数字信号，dsp处理器8收到ad转换器7数字信号，进行组合处理，得到绝对角度信号，又将绝对角度信号通过通讯接口模块9输出到上位机11上面，这样上位机11就可以读取到转台的绝对角度信息，实现了圆感应同步器角度的解算和读取。