專利名稱：旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法及轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換器，尤其是一種用于慣性產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法及根據(jù)該方法的角碼轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器多采用把0° 360°等分為八個區(qū)間，每個區(qū)間間隔為45°。角度數(shù)值采用11位的二進制數(shù)值表示，其中高一位為180°，高二位為90°，高三位為45°，高四位為25. 5°，高五位為高四位角度數(shù)值的一半，依次類推。通過計算機解反正弦(或反正切)函數(shù)求出數(shù)字角度，多為模塊化，體積較大，無法在微小型產(chǎn)品上運用，且成本貴。中國專利公開號為201194019，名稱為旋轉(zhuǎn)變壓器檢測裝置；以及中國專利公開號為101281041，名稱為單電源CMOS集成電路自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，其都采用了模塊化，體積難以做小，無法在微小型產(chǎn)品上運用，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種將高三位角度數(shù)值在不增加硬件的情況下直接從正余弦信號中提取出來的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法及其旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，適用于微小型產(chǎn)品，成本低。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，
按照如下步驟進行
(1)對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦電壓信號和余弦電壓信號分別進行解調(diào)；
(2)將高三位的180°、90°和45°依次從正弦電壓信號和余弦電壓信號中提取出來；
(3)對輸入的電壓信號取正后進行大小分選；
(4)將大小分選后的電壓信號進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，得到正弦和余弦電壓的數(shù)字信號;
(5)將得到的正弦電壓除以余弦電壓得到在O 45°之間的一個角度正切數(shù)值的數(shù)字
信號;
(6)根據(jù)求得的正切數(shù)值，與表格存儲器中的數(shù)據(jù)進行比對，得到O 45°的低八位數(shù)
字信號。(7)將高三位和低八位一起輸出至上位機進行角碼解算。步驟(I)和(2)中，對正弦電壓信號進行解調(diào)，直接判斷出正弦電壓信號位于的象限，如果旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度位于第三象限或第四象限，則直接提取出高一位的180° ；
正弦電壓信號和余弦電壓信號作為兩輸入信號輸入異或門電路，通過異或門電路的輸出，提取出高二位的90°。通過比較器比較正弦電壓信號的絕對值和余弦電壓信號的絕對值大小，比較器輸出數(shù)值作為一路異或門輸入信號，與高二位數(shù)值一起作為異或門電路的輸入，通過異或門電路的輸出，提取出高三位的45°。一種旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括正余弦解調(diào)器、取正器、第一異或門電路、第二異或門電路、大小分選開關(guān)、比較器、A/D轉(zhuǎn)換器和表格存儲器；
所述正余弦解調(diào)器用于分別對旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦、余弦信號進行解調(diào)，并直接提取出高一位的180° ；
所述第一異或門電路用于對解調(diào)后的正弦、余弦信號求值，提取出高二位的90° ;所述取正器的輸入端與所述正余弦解調(diào)器的輸出端連接，該取正器用于對解調(diào)后的正弦、余弦電壓信號取正，并將取正后的電壓信號分別傳輸?shù)剿霰容^器和大小分選開關(guān)；所述比較器用于對取正后的正弦、余弦信號進行比較，該比較器的輸出端與所述第二異或門電路的第一輸入端連接，該第二異或門電路的第二輸入端與所述第一異或門電路的輸出端連接，所述第二異或門電路的輸出端輸出提取出高三位45°的信號；
所述大小分選開關(guān)的第一輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，該大小分選開關(guān)的 第二輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的參考端連接，該A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述表格存儲器的第一輸入端連接，該表格存儲器的第二輸入端與所述第二異或門電路的輸出端連接，該表格存儲器的輸出端輸出低八位數(shù)據(jù)。本發(fā)明的積極效果是
本發(fā)明是直接將11位的數(shù)據(jù)信號的前三位提取出來，整個轉(zhuǎn)換過程可以完全不用計算機解算，系統(tǒng)簡單、直觀、可靠。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，簡化旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換過程，用異或門電路代替計算機解算，高三位在不增加硬件的情況下直接從正余弦信號中提取出來。這樣的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器具有系統(tǒng)簡單、直觀、可靠、體積小，適用于有速度不高的旋轉(zhuǎn)信號傳輸?shù)膽T性產(chǎn)品，便于在微小型產(chǎn)品上應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明的工作原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖I所示，旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法，按照如下步驟進行
(1)對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦電壓信號和余弦電壓信號分別進行解調(diào)；
(2)將高三位的180°、90°和45°依次從正弦電壓信號和余弦電壓信號中提取出來；
(3)對輸入的電壓信號取正后進行大小分選；
(4)將大小分選后的電壓信號進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，得到正弦和余弦電壓的數(shù)字信號;
(5)將得到的正弦電壓除以余弦電壓得到在O 45°之間的一個角度正切數(shù)值的數(shù)字
信號;
(6)根據(jù)求得的正切數(shù)值，與表格存儲器中的數(shù)據(jù)進行比對，得到O 45°的低八位數(shù)
字信號。(7)將高三位和低八位一起輸出至上位機進行角碼解算。
步驟(I)和(2)中，對正弦電壓信號進行解調(diào)，直接判斷出正弦電壓信號位于的象限，如果旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度位于第三象限或第四象限，則直接提取出高一位的180° ；
正弦電壓信號和余弦電壓信號作為兩輸入信號輸入異或門電路，通過異或門電路的輸出，提取出高二位的90°。通過比較器比較正弦電壓信號的絕對值和余弦電壓信號的絕對值大小，比較器輸出數(shù)值作為一路異或門輸入信號，與高二位數(shù)值一起作為異或門電路的輸入，通過異或門電路的輸出，提取出高三位的45°。實施例I :旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度數(shù)值為240°。使用正余弦解調(diào)器將旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦信號分別進行解調(diào)，判斷旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度在坐標系的第三象限，此時直接將偏轉(zhuǎn)數(shù)值中的高一位數(shù)值180°提取出來。
正弦電壓信號和余弦電壓信號分別作為異或門電路的兩路輸入信號，此時正弦電壓信號和余弦電壓信號都為負，且余弦電壓信號大于正弦電壓信號，此時無需提取出高二位的90°。通過比較器比較經(jīng)過取正后的正、余弦信號的大小，取正后的正弦信號數(shù)值大于取正后的余弦信號的數(shù)值，比較器輸出高電平，該比較器輸出的高電平信號和輸出高二位數(shù)值一起作為異或門電路的輸入，異或門電路輸出高電平，此時提取出高三位的45°。此時計算出偏轉(zhuǎn)信號位于O到360°八個區(qū)間的第六個區(qū)間。對取正后的正、余弦信號分別進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的正弦信號數(shù)值除以余弦信號數(shù)值，得到一個正切數(shù)值，通過解反正切查表得到位于第六個區(qū)間的角度數(shù)值。從而得到低八位的旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度數(shù)值。根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法設(shè)計的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，包括正余弦解調(diào)器I、取正器2、第一異或門電路4、第二異或門電路5、大小分選開關(guān)6、比較器7、A/D轉(zhuǎn)換器8和表格存儲器9 ；
所述正余弦解調(diào)器I用于分別對旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦、余弦信號進行解調(diào)，并直接提取出筒一位的180° ；
所述第一異或門電路4用于對解調(diào)后的正弦、余弦信號求值，提取出高二位的90° ;所述取正器2的輸入端與所述正余弦解調(diào)器I的輸出端連接，該取正器2用于對解調(diào)后的正弦、余弦信號取正，并將取正后的信號分別傳輸?shù)奖容^器7和大小分選開關(guān)6 ；
所述比較器7用于對取正后的正弦、余弦信號進行比較，該比較器7的輸出端與所述第二異或門電路5的第一輸入端連接，該第二異或門電路5的第二輸入端與所述第一異或門電路4的輸出端連接，所述第二異或門電路5的輸出端輸出提取出高三位45°的信號；所述大小分選開關(guān)6的第一輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器8的輸入端連接,該大小分選開關(guān)6的第二輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器8的參考端連接，該A/D轉(zhuǎn)換器8的輸出端與所述表格存儲器9的第一輸入端連接,該表格存儲器9的第二輸入端與所述第二異或門電路5的輸出端連接，該表格存儲器9的輸出端輸出低八位數(shù)據(jù)。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，簡化了旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換過程，用異或門電路代替計算機解算，高三位在不增加硬件的情況下直接從正余弦信號中提取出來。這樣的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器具有系統(tǒng)簡單、直觀、可靠，適用于有速度不高的旋轉(zhuǎn)信號傳輸?shù)膽T性產(chǎn)品。
本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。 ·
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法，其特征在于， 按照如下步驟進行 (1)對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦電壓信號和余弦電壓信號分別進行解調(diào)； (2)將高三位的180°、90°和45°依次從正弦電壓信號和余弦電壓信號中提取出來； (3)對輸入的電壓信號取正后進行大小分選； (4)將大小分選后的電壓信號進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，得到正弦和余弦電壓的數(shù)字信號; (5)將得到的正弦電壓除以余弦電壓得到在O 45°之間的一個角度正切數(shù)值的數(shù)字信號; (6)根據(jù)求得的正切數(shù)值，與表格存儲器中的數(shù)據(jù)進行比對，得到O 45°的低八位數(shù)字信號; (7)將高三位和低八位一起輸出至上位機進行角碼解算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述步驟(I)和(2)中，對正弦電壓信號進行解調(diào)，直接判斷出正弦電壓信號位于的象限，如果旋轉(zhuǎn)變壓器的偏轉(zhuǎn)角度位于第三象限或第四象限，則直接提取出高一位的180° ； 正弦電壓信號和余弦電壓信號作為兩輸入信號輸入異或門電路，通過異或門電路的輸出，提取出高二位的90° ; 通過比較器比較正弦電壓信號的絕對值和余弦電壓信號的絕對值大小，比較器輸出數(shù)值作為一路異或門輸入信號，與高二位數(shù)值一起作為異或門電路的輸入，通過異或門電路的輸出，提取出高三位的45°。
3.一種旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括正余弦解調(diào)器(I)、取正器(2)、第一異或門電路(4)、第二異或門電路(5)、大小分選開關(guān)(6)、比較器(7)、A/D轉(zhuǎn)換器(8)和表格存儲器(9)； 所述正余弦解調(diào)器(I)用于分別對旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦、余弦信號進行解調(diào)，并直接提取出筒一位的180° ； 所述第一異或門電路(4)用于對解調(diào)后的正弦、余弦信號求值，提取出高二位的90° ;所述取正器(2 )的輸入端與所述正余弦解調(diào)器(I)的輸出端連接，該取正器(2 )用于對解調(diào)后的正弦、余弦電壓信號取正，并將取正后的電壓信號分別傳輸?shù)剿霰容^器(7)和大小分選開關(guān)(6)； 所述比較器(7)用于對取正后的正弦、余弦信號進行比較，該比較器(7)的輸出端與所述第二異或門電路(5)的第一輸入端連接，該第二異或門電路(5)的第二輸入端與所述第一異或門電路(4)的輸出端連接，所述第二異或門電路(5)的輸出端輸出提取出高三位45°的信號； 所述大小分選開關(guān)(6)的第一輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器(8)的輸入端連接,該大小分選開關(guān)(6)的第二輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器(8)的參考端連接，該A/D轉(zhuǎn)換器(8)的輸出端與所述表格存儲器(9)的第一輸入端連接,該表格存儲器(9)的第二輸入端與所述第二異或門電路(5)的輸出端連接，該表格存儲器(9)的輸出端輸出低八位數(shù)據(jù)。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)變壓器角碼轉(zhuǎn)換方法及轉(zhuǎn)換器，對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦電壓信號和余弦電壓信號分別進行解調(diào)；將高三位的180°、90°和45°從正弦電壓信號和余弦電壓信號中提取出來；對輸入的電壓信號取正后進行大小分選；將大小分選后的電壓信號進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，得到正弦和余弦電壓的數(shù)字信號；將得到的正弦電壓除以余弦電壓得到在0～45°之間的一個角度正切數(shù)值的數(shù)字信號；根據(jù)求得的正切數(shù)值，與表格存儲器中的數(shù)據(jù)進行比對，得到0～45°的低八位數(shù)字信號；本發(fā)明用異或門電路代替計算機解算，高三位在不增加硬件的情況下直接提取出來，具有系統(tǒng)簡單、直觀、可靠、體積小，便于在微小型產(chǎn)品上應(yīng)用。
文檔編號G01D5/244GK102879021SQ20121035731
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者李強, 楊美玲, 林萍, 李松, 李生彬 申請人:重慶華渝電氣儀表總廠