专利名称：一种小型双速数字—自整角机/旋转变压器转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计算机接口器件，更具体的涉及一种小型双速数字一自整角 机/旋转变压器转换器，应用于角度位置控制系统，适用于计算机对高精度的角度位置执 行机构进行直接控制。
背景技术：
在某些高精度的角度位置控制系统中，控制室离执行机构的位置相对较远，一种 方式是由控制室的双通道角度模拟信号发送机发送粗、精模拟角度信号，通过电缆传送到 执行机构，执行机构通过自整角机接收机或旋转变压器把模拟角度信号转换为机械角度， 这种方式的模拟信号远距离传输会衰减信号，同时信号的抗干扰能力差，计算机对执行机 构的控制也不方便；另一种方式是由计算机发送两组14位的数字角度信号给两块DSC/DRC 转换器，两块DSC/DRC转换器把数字角度信号转换成自整角机/旋转变压器形式的三线/ 四线信号，这种方式需要计算机先按照执行机构速比的要求解算出粗、精两组数字角度信 号，并把两组数字角度信号分别传送给两个DSC/DRC转换器，外形和结构都比较复杂。因此，有必要设计一种计算机直接控制，方便计算机与执行机构之间进行多种方 式的数据传输，并且把粗精分解和两个DSC/DRC转换器合成到一起的结构紧凑的小型双速 数字一自整角机旋/转变压器转换器。
发明内容本实用新型的目在于提供一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器，采 用混合集成电路实现。结构简单，使用方便，适用于计算机直接控制，方便计算机与执行机 构之间进行多种方式的数据传输，并且结构紧凑。为实现本实用新型的目的，采用如下技术方案一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器，它包括粗精分解器、粗通道 DSC/DRC转换模块、精通道DSC/DRC转换模块。其中粗、精通道DSC/DRC转换模块分别包含 参考变压器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限选择开关、功率放大器和输出变压器。其特征在 于粗、精通道DSC/DRC转换模块中的参考变压器与参考电源相连，粗精分解器分别与计 算机、粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道象限选择开关、精通道正弦乘法器、精 通道余弦乘法器、精通道象限选择开关相连，执行机构分别与粗、精通道输出变压器相连。所述的粗通道参考变压器分别与粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器、粗通道 参考电源相连，粗通道正弦乘法器和粗通道余弦乘法器分别与粗通道象限选择开关相连， 粗通道正弦乘法器、粗通道余弦乘法器和粗通道象限选择开关分别与粗通道数字角度信号 相连，粗通道功率放大器分别与粗通道象限选择开关和粗通道输出变压器相连。所述的精通道参考变压器分别与精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器、精通道 参考电源相连，精通道正弦乘法器和精通道余弦乘法器分别与精通道象限选择开关相连， 精通道正弦乘法器、精通道余弦乘法器和精通道象限选择开关分别与精通道数字角度信号相连，精通道功率放大器分别与精通道象限选择开关和精通道输出变压器相连。计算机可以通过无线数据传输、窜口数据传输和并行数据传输等多种方式进行远 距离传输，小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器接收计算机发送的高精度20位 (1. 2角秒)的数字角度信号，粗精分解器根据执行机构速比的要求，把高精度的数字角度信 号分解成粗、精两组数字角度信号，粗、精两组数字角度信号传输给粗、精DSC/DRC转换模 块，粗、精DSC/DRC转换模块以参考电源提供的信号为参考信号，把数字角度信号转换成自 整角机或旋转变压器形式的三线/四线模拟角度信号，通过信号线传给执行结构，执行机 构上的自整角机接收机或旋转变压器接收到角度模拟信号，把角度模拟信号转换成机械角 度。粗、精DSC/DRC转换模块主要由参考变压器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限选择 开关、功率放大器和输出变压器组成。参考变压器起隔离和变压的作用，它把参考电源提供 的参考信号进行隔离、变压成有效值为3. 5伏的参考信号。正弦乘法器和余弦乘法器是D/ A转换芯片，以参考变压器输出的参考信号为基准，在粗、精数字角度信号的第3 14位的控 制下，正弦乘法器输出+SIN θ和-SIN θ信号，余弦乘法器输出+COS θ和-COS θ信号。正 弦乘法器和余弦乘法器输出+SIN θ、-SIN θ、+COS θ和-COS θ给象限选择开关，象限选择 开关是模拟开关，其数字控制脚为粗、精数字角度信号的第广2位，作用是把360。分为4 个区间，象限选择开关输出含角度的sin θ和cose信号给功率放大器，功率放大器分别对 SIN θ和COS θ信号进行功率放大，其负载能力达1.3VA，功率放大后的SIN θ和COS θ输出 给输出变压器，输出变压器是SCOTT变压器，其作用是进行解算、隔离和变压，当执行机构 是自整角机时，SCOTT变压器输出三线的模拟角度信号；执行机构是旋转变压器时，SCOTT 变压器输出四线的模拟角度信号。与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点Α、直接接收计算机的高精度数字角度信号；B、可放在执行机构上，方便计算机与执行机构之间进行多种方式的数据传输；C、该转换器结构设计紧凑，外型尺寸仅为IOOmmX74. 7mmX22. 5_。
图1为一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器外型示意图。图2为一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器应用示意图。图3为一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器8它由粗精分解器10、粗通道 DSC/DRC转换模块18、精通道DSC/DRC转换模块26组成，其中粗通道DSC/DRC转换模块18 包含参考变压器11、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限选择开关14、功率放大器15和输 出变压器16，精通道DSC/DRC转换模块26包含参考变压器19、正弦乘法器20、余弦乘法器 21、象限选择开关22、功率放大器23和输出变压器24。其连接关系是粗通道DSC/DRC转 换模块18中的参考变压器11与外部参考电源27相连，给输出信号提供参考基准，粗精分解器10分别与外部计算机7、正弦乘法器12、余弦乘法器13、象限选择开关14、正弦乘法器20、余弦乘法器21、象限选择开关22相连，把计算机发送的高精度数字角度信号拆分成两 组14位的粗、精数字角度信号，外部执行机构9分别与输出变压器16和输出变压器24相 连，外部参考电源27分别与参考变压器11、参考变压器19相连。实际应用过程是小型双速 数字一自整角机/旋转变压器转换器8分别与计算机7、执行机构9相连。一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器是底部带两排插针的长 方体1，外壳是铝材氧化黑，外型尺寸为100mmX74. 7mmX22. 5mm，工作电源(3)是DC +15V、-15V、+5V。外部计算机7输出21位并行数据2给粗精分解器10 (用FPGA实现)，其 中1 20位为高精度数字角度信号，第21位为输入锁存信号，粗精分解器10按照执行机 构9 (市场均有购置)的要求，把并行数据2分解成粗通道数字角度信号17和精通道数字 角度信号25，分别作为粗通道DSC/DRC转换模块18和精通道DSC/DRC转换模块26的数字 角度输入信号。粗通道DSC/DRC转换模块18包括参考变压器11 (型号B_426)、正弦乘法器12 (普通，市场均能购置)、余弦乘法器13 (普通，市场均能购置)、象限选择开关14 (普通，市场 均能购置)、功率放大器15 (乙类功率放大器)、输出变压器16 (SC0TT变压器)。外部参考 电源27与参考变压器11相连，给转换器提供参考。正弦乘法器12、余弦乘法器13是D/A 转换器，其参考基准由参考变压器11提供，其数字信号由粗通道数字角度信号17的低12 位提供，正弦乘法器12输出+SIN θ和-SIN θ信号，余弦乘法器13输出+COS θ和-COS θ 信号。+SIN θ、-SIN θ、+COS θ、-COS θ信号和粗通道数字角度信号17的高2位输入给象 限选择开关14，象限选择开关14输出含角度的SIN θ和COS θ信号给功率放大器15，功率 放大器15把SIN θ和COS θ信号功率放大到1. 3VA，功率放大后的SIN θ和COS θ输出给 输出变压器16 (SC0TT变压器)，输出变压器16是SCOTT变压器，其作用是进行解算、隔离 和变压，当外部执行机构9 (普通，市场均能购置)是自整角机时，SCOTT变压器输16输出三 线的模拟角度信号；当外部执行机构9是旋转变压器时，SCOTT变压器输16输出四线的模 拟角度信号。精通道DSC/DRC转换模块26由以下部件组成参考变压器19 (型号B_426)、正 弦乘法器20 (普通，市场均能购置)、余弦乘法器21 (普通，市场均能购置)、象限选择开关22 (普通，市场均能购置)、功率放大器23 (乙类功率放大器)和输出变压器24 (SC0TT变压器) 等组成，参考变压器19分别与外部参考电源27、正弦乘法器20、余弦乘法器21相连，精通 道数字角度信号25分别与粗精分解器10、正弦乘法器20、象限选择开关22相连，功率放大 器23分别与象限选择开关22、输出变压器24相连，执行机构9分别与输出变压器16输出 变压器24相连。精通道DSC/DRC转换模块26接收精通道数字角度信号25和参考电源27 提供的参考信号，其工作模式与粗通道DSC/DRC转换模块18相同，最后输出精通道自整角 机形式的三线模拟角度信号或旋转变压器形式的四线模拟角度信号给执行机构的自整角 机或旋转变压器。角度位置执行机构9是含粗、精自整角机接收机或旋转变压器的转台，它接收 DSC/DRC转换模块18和精通道DSC/DRC转换模块26输出的两组自整角机/旋转变压器形 式的三线/四线模拟角度信号，把模拟角度信号转换成机械角度。实现计算机7对执行机 构9的控制。
权利要求一种小型双速数字－自整角机/旋转变压器转换器，它包括粗精分解器(10)、粗通道DSC/DRC转换模块(18)、精通道DSC/DRC转换模块(26)，其特征在于粗通道DSC/DRC转换模块(18)中的参考变压器(11)与参考电源(27)相连，粗精分解器(10)分别与计算机(7)、正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、象限选择开关(14)、正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、象限选择开关(22)相连，执行机构(9)分别与输出变压器(16)输出变压器(24)相连，精通道DSC/DRC转换模块(26)中的参考变压器(19)与参考电源(27)相连。
2.根据权利要求1所述的一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器，其特征 在于所述的参考变压器(11)分别与正弦乘法器(12)、余弦乘法器(13)、参考电源(27)相 连，正弦乘法器(12)和余弦乘法器(13)分别与象限选择开关(14)相连，正弦乘法器(12)、 余弦乘法器(13)和象限选择开关(14)分别与粗通道数字角度信号(17)相连，功率放大器 (15)分别与象限选择开关(14)、输出变压器(16)相连。
3.根据权利要求1所述的一种小型双速数字一自整角机/旋转变压器转换器，其特征 在于所述的参考变压器(19)分别与正弦乘法器(20)、余弦乘法器(21)、参考电源(27)相 连，正弦乘法器(20)和余弦乘法器(21)分别与象限选择开关(22)相连，正弦乘法器(20)、 余弦乘法器(21)和象限选择开关(22)分别与粗通道数字角度信号(17)相连，功率放大器 (15)分别与象限选择开关(14)、输出变压器(16)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种小型双速数字－自整角机/旋转变压器转换器，它包括粗精分解器、粗通道DSC/DRC转换模块、精通道DSC/DRC转换模块，其特征在于粗、精通道DSC/DRC转换模块中的参考变压器与参考电源相连，粗精分解器分别与计算机、正弦乘法器、余弦乘法器、象限选择开关相连，执行机构分别与输出变压器相连。本实用新型结构简单，使用方便，适用于计算机直接控制，方便计算机与执行机构之间进行多种方式的数据传输，并且结构紧凑。
文档编号G05D3/00GK201773323SQ201020534029
公开日2011年3月23日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者丁喜祯, 吕云峰, 王护明, 罗明西, 肖霖, 高空 申请人:武汉凌久电子有限责任公司