專利名稱：基于δσ調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于A I調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置及方法，屬于旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)變壓器由于具有耐高溫、耐濕度、結(jié)構(gòu)可靠、抗干擾能力強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)，適用于環(huán)境惡劣的場合，在電機(jī)控制系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但旋轉(zhuǎn)變壓器輸出為兩路幅值隨位置變化的模擬信號(hào)，需要通過專用的數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后才能被數(shù)字控制器所使用。 目前對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法主要有兩種第一種是采用市場上專用的數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，例如AD公司的AD2S1200系列，這類芯片大都集成了片上正弦波振蕩器，基于II型閉環(huán)跟蹤原理，采用硬件鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的轉(zhuǎn)換。專用的解算芯片雖技術(shù)成熟，可以達(dá)到較高的精度和性能，但其價(jià)格昂貴，在對成本有嚴(yán)格要求的場合難以廣泛使用。第二種是通過控制器產(chǎn)生正弦信號(hào)并通過DAC輸出作為勵(lì)磁載波信號(hào)，采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行直接采樣，然后在控制器中通過軟件方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置數(shù)字信號(hào)的解算，但一般旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁頻率在IOK以上，這對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率和控制器的計(jì)算性能有很高的要求，普通的控制器件難以達(dá)到要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，采用專用芯片進(jìn)行解算，成本高的問題，提供一種基于△ 2調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置及方法。本發(fā)明所述基于A I調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，它包括旋轉(zhuǎn)變壓器，它還包括低通濾波器、載波生成器、△ 2調(diào)制器、正弦通道單元，余弦通道單元和閉環(huán)角度跟蹤器，載波生成器的正弦載波信號(hào)輸出端連接低通濾波器的正弦載波信號(hào)輸入端，低通濾波器的低通濾波信號(hào)輸出端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁信號(hào)輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦模擬信號(hào)輸出端連接A I調(diào)制器的正弦模擬信號(hào)輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器的余弦模擬信號(hào)輸出端連接△ 2調(diào)制器的余弦模擬信號(hào)輸入端，△ 2調(diào)制器的正弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接正弦通道單元的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器的正弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接正弦通道單元的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器的余弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接余弦通道單元的余弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接余弦通道單元的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸入端，正弦通道單元的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，正弦通道單元的正弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器的正弦信號(hào)輸入端，
余弦通道單元的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，余弦通道單元的余弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器的余弦信號(hào)輸入端。所述正弦通道單元和余弦通道單元的組成相同，下面以正弦通道單元為例進(jìn)行說明，正弦通道單元的組成如下正弦通道單元由校正延時(shí)計(jì)數(shù)器、抽樣濾波器、乘法器和積分器組成，校正延時(shí)計(jì)數(shù)器的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端為正弦通道單元的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端，正弦通道單元的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端 為抽樣濾波器的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，正弦通道單元的時(shí)鐘信號(hào)輸入端為抽樣濾波器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，抽樣濾波器的濾波信號(hào)輸出端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器的濾波信號(hào)輸入端，抽樣濾波器的濾波信號(hào)輸出端還連接乘法器的濾波信號(hào)輸入端，乘法器的延時(shí)信號(hào)輸入端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器的延時(shí)信號(hào)輸出端，乘法器的數(shù)字信號(hào)輸出端連接積分器的數(shù)字信號(hào)輸入端，積分器的正弦信號(hào)輸出端為正弦通道單元的正弦信號(hào)輸出端。一種基于上述裝置的基于A I調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，載波生成器以PWM方式生成正弦勵(lì)磁載波信號(hào)，經(jīng)過低通濾波器濾波處理后加至旋轉(zhuǎn)變壓器的初級勵(lì)磁繞組上，旋轉(zhuǎn)變壓器的二相正交次級感應(yīng)繞組分別輸出幅值隨正弦和余弦規(guī)律變化的模擬信號(hào)，兩路模擬信號(hào)經(jīng)過電壓偏置后輸入到△ 2調(diào)制器中，△ 2調(diào)制器輸出兩路一位的數(shù)字流，該兩路數(shù)字流分別輸入到正弦通道單元和余弦通道單元中，正弦通道單元和余弦通道單元對輸入的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波并將其中含有的載波信號(hào)消除，閉環(huán)角度跟蹤器將輸入的信號(hào)進(jìn)行解算處理，獲得旋轉(zhuǎn)變壓器所測電機(jī)的角度信號(hào)和角速度信號(hào)。所述正弦通道單元和余弦通道單元對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法相同，以正弦通道單元對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法為例進(jìn)行說明，具體如下正弦通道單元中抽樣濾波器對A I調(diào)制器輸出的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波后轉(zhuǎn)換為多位數(shù)據(jù)信號(hào)，校正延時(shí)計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生同步校正的延時(shí)標(biāo)志信號(hào)，將抽樣濾波器抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)經(jīng)過乘法器相乘，由乘法器輸出的經(jīng)同步校正后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)積分器積分后得到正弦信號(hào)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到被測電機(jī)的角度和角速度，其在靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)跟蹤性能上超過了目前的軸角轉(zhuǎn)換芯片的水平，能夠替代傳統(tǒng)的軸角轉(zhuǎn)換芯片，以降低系統(tǒng)成本。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電機(jī)位置伺服系統(tǒng)中。本發(fā)明采用基于過采樣原理的A 2A/D轉(zhuǎn)換器將旋變返回的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；本發(fā)明具有延時(shí)校正功能，經(jīng)過抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)相乘可以補(bǔ)償整個(gè)系統(tǒng)，如導(dǎo)線、旋變線圈及抽樣濾波的延遲，從而最大可能的得到每個(gè)信號(hào)的正確幅值；本發(fā)明方法與常用的反正切方法相比，采用二階閉環(huán)跟蹤算法大大提高了角度精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
圖I為本發(fā)明所述裝置的電氣原理框圖；圖2為正弦通道單元的電氣原理框圖3為閉環(huán)角度跟蹤器的原理框圖；圖4為圖3的等效原理框圖；圖5為旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁載波信號(hào)曲線圖；圖6為旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出 的模擬信號(hào)曲線圖；圖7為抽樣濾波器輸出的信號(hào)經(jīng)過延時(shí)同步校正后的曲線圖；圖8為經(jīng)過積分器積分后的輸出信號(hào)曲線圖；圖9為本發(fā)明的延時(shí)同步校正補(bǔ)償原理圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I至圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式所述基于△ 2調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，它包括旋轉(zhuǎn)變壓器1，它還包括低通濾波器2、載波生成器3、A I調(diào)制器4、正弦通道單元5，余弦通道單元6和閉環(huán)角度跟蹤器7，載波生成器3的正弦載波信號(hào)輸出端連接低通濾波器2的正弦載波信號(hào)輸入端，低通濾波器2的低通濾波信號(hào)輸出端連接旋轉(zhuǎn)變壓器I的勵(lì)磁信號(hào)輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器I的正弦模擬信號(hào)輸出端連接A I調(diào)制器4的正弦模擬信號(hào)輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器I的余弦模擬信號(hào)輸出端連接A I調(diào)制器4的余弦模擬信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器4的正弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接正弦通道單元5的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器4的正弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接正弦通道單元5的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器4的余弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接余弦通道單元6的余弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器4的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接余弦通道單元6的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸入端，正弦通道單兀5的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器3的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，正弦通道單元5的正弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器7的正弦信號(hào)輸入端，余弦通道單元6的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器3的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，余弦通道單元6的余弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器7的余弦信號(hào)輸入端。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖2、圖7和圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式一的進(jìn)一步，本實(shí)施方式所述正弦通道單元5和余弦通道單元6的組成相同，下面以正弦通道單元5為例進(jìn)行說明，正弦通道單元5的組成如下正弦通道單元5由校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1、抽樣濾波器5-2、乘法器5_3和積分器5_4組成，校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端為正弦通道單兀5的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端，正弦通道單元5的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端為抽樣濾波器5-2的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，正弦通道單元5的時(shí)鐘信號(hào)輸入端為抽樣濾波器5-2的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，抽樣濾波器5-2的濾波信號(hào)輸出端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1的濾波信號(hào)輸入端，抽樣濾波器5-2的濾波信號(hào)輸出端還連接乘法器5-3的濾波信號(hào)輸入端,乘法器5-3的延時(shí)信號(hào)輸入端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1的延時(shí)信號(hào)輸出端,乘法器5-3的數(shù)字信號(hào)輸出端連接積分器5-4的數(shù)字信號(hào)輸入端，積分器5-4的正弦信號(hào)輸出端為正弦通道單元5的正弦信號(hào)輸出端。本實(shí)施方式中，A I調(diào)制器4可采用專用的芯片完成，載波生成器3、低通濾波器2、抽樣濾波器5-2、校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1和積分器5-4均可以采用CMOS硬件模塊實(shí)現(xiàn)，也可以集成在微控制器中，閉環(huán)角度跟蹤器7由微控制器中的軟件控制實(shí)現(xiàn)。 本實(shí)施方式中，載波生成器3以PWM方式生成正弦載波信號(hào)，經(jīng)低通濾波器2低通濾波后作為旋轉(zhuǎn)變壓器I工作的勵(lì)磁信號(hào)?！?調(diào)制器4將旋轉(zhuǎn)變壓器I輸出的模擬信號(hào)調(diào)制成一位數(shù)字流。一位數(shù)字流通過抽樣濾波器5-2轉(zhuǎn)換為多位數(shù)字信號(hào)，但此時(shí)的數(shù)字信號(hào)帶有載波信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1和乘法器5-3進(jìn)行延時(shí)校正和反向整形后結(jié)果如圖7所示。圖7所示數(shù)字信號(hào)經(jīng)過積分器積分后得到帶有轉(zhuǎn)子位置信息的正余弦數(shù)字信號(hào)如圖8所示。正余弦數(shù)字信號(hào)經(jīng)過閉 環(huán)角度跟蹤器7后得到角度和角速度信號(hào)。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖I至圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于實(shí)施方式一所述裝置的基于△ 2調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，載波生成器3以PWM方式生成正弦勵(lì)磁載波信號(hào)，經(jīng)過低通濾波器2濾波處理后加至旋轉(zhuǎn)變壓器I的初級勵(lì)磁繞組上，旋轉(zhuǎn)變壓器I的二相正交次級感應(yīng)繞組分別輸出幅值隨正弦和余弦規(guī)律變化的模擬信號(hào)，兩路模擬信號(hào)經(jīng)過電壓偏置后輸入到A I調(diào)制器4中，A I調(diào)制器4輸出兩路一位的數(shù)字流，該兩路數(shù)字流分別輸入到正弦通道單元5和余弦通道單元6中，正弦通道單元5和余弦通道單元6對輸入的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波并將其中含有的載波信號(hào)消除，閉環(huán)角度跟蹤器7將輸入的信號(hào)進(jìn)行解算處理，獲得旋轉(zhuǎn)變壓器I所測電機(jī)的角度信號(hào)和角速度信號(hào)。本實(shí)施方式中，參照圖I所示，載波生成器3以PWM方式生成勵(lì)磁載波信號(hào)，經(jīng)過低通濾波器2處理后加至加至旋轉(zhuǎn)變壓器I的初級勵(lì)磁繞組上，載波生成器3 —般集成于控制器中，載波信號(hào)的頻率一般在IOKHz以上，旋轉(zhuǎn)變壓器I的二相正交次級感應(yīng)繞組分別輸出幅值隨正弦和余弦規(guī)律變化的模擬信號(hào)，兩路模擬信號(hào)經(jīng)過硬件電壓偏置后輸入到A I調(diào)制器4中，A I調(diào)制器4可以采用專用的集成芯片，例如Ti公司的ADS1204實(shí)現(xiàn)，A I調(diào)制器4輸出兩路一位的數(shù)字流分別輸入到正弦通道單元5和余弦通道單元6中，正弦通道單元5和余弦通道單元6可以將旋轉(zhuǎn)變壓器I的次級感應(yīng)繞組輸出的模擬信號(hào)中含有的載波信號(hào)消除，其輸出的波形如圖8所示，正弦通道單元5和余弦通道單元6可以由COMS電路組成，也可以集成在控制器中，其具體實(shí)現(xiàn)框圖如圖2所示。正弦通道單元5和余弦通道單元6的輸出經(jīng)閉環(huán)角度跟蹤器7處理后，可以得到解算后的位置和速度信號(hào)，該信號(hào)可以用于電機(jī)控制系統(tǒng)中，閉環(huán)角度跟蹤器7可由軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)，是典型的二階閉環(huán)控制系統(tǒng)，在控制器中由軟件算法實(shí)現(xiàn)，其具體框圖如圖3所示。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖I至圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對實(shí)施方式三的進(jìn)一步說明，所述正弦通道單元5和余弦通道單元6對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法相同，以正弦通道單元5對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法為例進(jìn)行說明，具體如下正弦通道單元5中抽樣濾波器5-2對A I調(diào)制器4輸出的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波后轉(zhuǎn)換為多位數(shù)據(jù)信號(hào)，校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1用于產(chǎn)生同步校正的延時(shí)標(biāo)志信號(hào)，將抽樣濾波器5-2抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)經(jīng)過乘法器5-3相乘，由乘法器5-3輸出的經(jīng)同步校正后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)積分器5-4積分后得到正弦信號(hào)。本實(shí)施方式中，A I調(diào)制器4輸出的一位數(shù)據(jù)流經(jīng)抽樣濾波器5-2濾波后轉(zhuǎn)換為多位數(shù)據(jù)信號(hào)，抽樣濾波器5-2 —般由梳形濾波器，如sine濾波器組成，通過三級梳形濾波器的級聯(lián)使用可以提高頻率特性。選擇合適數(shù)量的濾波器可以在延遲特性和頻率特性中達(dá)到最優(yōu)的性能。抽樣因子可以在一個(gè)寬的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，選擇范圍為4-256。為了補(bǔ)償整個(gè)系統(tǒng)，如導(dǎo)線、旋變線圈及抽樣濾波的延遲，必須對抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行延時(shí)同步校正，延時(shí)同步校正過程如圖9所示，載波生成器3會(huì)產(chǎn)生載波標(biāo)志信號(hào)，用以表示載波信號(hào)的正負(fù)；校正延時(shí)計(jì)數(shù)器5-1用以產(chǎn)生同步校正的延時(shí)標(biāo)志信號(hào)，它是在載波信號(hào)的正半周期開始的時(shí)候開始計(jì)數(shù)的，載波信號(hào)的正半周信號(hào)開始到接收到數(shù)字信號(hào)負(fù)值之后的第一個(gè)正值時(shí)，捕獲當(dāng)前的計(jì)數(shù)值到延時(shí)捕獲寄存器中，根據(jù)捕獲寄存器中的捕獲值可以計(jì)算出當(dāng)前系統(tǒng)的延時(shí)時(shí)間，從而產(chǎn)生延時(shí)標(biāo)志信號(hào)，可通過計(jì)算多次捕獲值的平均值用來消除延時(shí)誤差，將抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)經(jīng)過乘法器相乘，就可以得到圖7的波形。經(jīng)同步校正后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過積分器后即可得到圖8所示的正余弦信號(hào)，也就是圖7數(shù)字信號(hào)的包絡(luò)線，即通過正弦通道單元5后的數(shù)字輸出信號(hào)中消除了載波信號(hào)。同理余弦通道單元6可以得到同樣的結(jié)果。圖3所示，閉環(huán)角度跟蹤器7主要由數(shù)字鑒相器和PI調(diào)節(jié)器兩部分組成，它用于對正弦通道單元5和余弦通道單元6輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行標(biāo)么，系數(shù)為M，抽樣濾波器5-2和積分器5-4選擇不同的參數(shù)，系數(shù)M會(huì)發(fā)生變化，圖3中汾為解算獲得旋轉(zhuǎn)變壓器所測電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度估計(jì)值。Pl調(diào)節(jié)器的輸入為其中e為旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正余弦信號(hào)中所含有的電機(jī)轉(zhuǎn)子角度信息
權(quán)利要求
1.一種基于A I調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，它包括旋轉(zhuǎn)變壓器(I )，其特征在于它還包括低通濾波器(2)、載波生成器(3)、A I調(diào)制器(4)、正弦通道單元(5)，余弦通道單元(6)和閉環(huán)角度跟蹤器(7)， 載波生成器(3)的正弦載波信號(hào)輸出端連接低通濾波器(2)的正弦載波信號(hào)輸入端，低通濾波器(2)的低通濾波信號(hào)輸出端連接旋轉(zhuǎn)變壓器(I)的勵(lì)磁信號(hào)輸入端， 旋轉(zhuǎn)變壓器(I)的正弦模擬信號(hào)輸出端連接A I調(diào)制器(4)的正弦模擬信號(hào)輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器(I)的余弦模擬信號(hào)輸出端連接A I調(diào)制器(4)的余弦模擬信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器(4)的正弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接正弦通道單元(5)的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器(4)的正弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接正弦通道單元(5)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器(4)的余弦數(shù)字信號(hào)輸出端連接余弦通道單元(6)的余弦數(shù)字信號(hào)輸入端，A I調(diào)制器(4)的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接余弦通道單元(6)的余弦時(shí)鐘信號(hào)輸入端， 正弦通道單元(5)的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器(3)的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，正弦通道單元(5)的正弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器(7)的正弦信號(hào)輸入端， 余弦通道單元(6)的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端連接載波生成器(3)的載波標(biāo)志信號(hào)輸出端，余弦通道單元(6)的余弦信號(hào)輸出端連接閉環(huán)角度跟蹤器(7)的余弦信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于△2調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述正弦通道單元(5)和余弦通道單元(6)的組成相同，下面以正弦通道單元(5)為例進(jìn)行說明，正弦通道單元(5)的組成如下 正弦通道單元(5)由校正延時(shí)計(jì)數(shù)器(5-1)、抽樣濾波器(5-2)、乘法器(5-3)和積分器(5-4)組成， 校正延時(shí)計(jì)數(shù)器(5-1)的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端為正弦通道單兀(5)的載波標(biāo)志信號(hào)輸入端，正弦通道單元(5)的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端為抽樣濾波器(5-2)的正弦數(shù)字信號(hào)輸入端，正弦通道單元(5)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端為抽樣濾波器(5-2)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端， 抽樣濾波器(5-2)的濾波信號(hào)輸出端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器(5-1)的濾波信號(hào)輸入端，抽樣濾波器(5-2)的濾波信號(hào)輸出端還連接乘法器(5-3)的濾波信號(hào)輸入端,乘法器(5-3)的延時(shí)信號(hào)輸入端連接校正延時(shí)計(jì)數(shù)器(5-1)的延時(shí)信號(hào)輸出端，乘法器(5-3)的數(shù)字信號(hào)輸出端連接積分器(5-4)的數(shù)字信號(hào)輸入端，積分器(5-4)的正弦信號(hào)輸出端為正弦通道單元(5)的正弦信號(hào)輸出端。
3.一種基于權(quán)利要求I所述基于△ 2調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于 載波生成器(3 )以PWM方式生成正弦勵(lì)磁載波信號(hào)，經(jīng)過低通濾波器(2 )濾波處理后加至旋轉(zhuǎn)變壓器(I)的初級勵(lì)磁繞組上，旋轉(zhuǎn)變壓器(I)的二相正交次級感應(yīng)繞組分別輸出幅值隨正弦和余弦規(guī)律變化的模擬信號(hào)，兩路模擬信號(hào)經(jīng)過電壓偏置后輸入到A I調(diào)制器(4)中，A I調(diào)制器(4)輸出兩路一位的數(shù)字流，該兩路數(shù)字流分別輸入到正弦通道單元(5 )和余弦通道單元(6 )中，正弦通道單元(5 )和余弦通道單元(6 )對輸入的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波并將其中含有的載波信號(hào)消除，閉環(huán)角度跟蹤器(7)將輸入的信號(hào)進(jìn)行解算處理，獲得旋轉(zhuǎn)變壓器(I)所測電機(jī)的角度信號(hào)和角速度信號(hào)。
4.權(quán)利要求3所述的基于△I調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述正弦通道單元(5)和余弦通道單元(6)對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法相同，以正弦通道單元(5)對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的方法為例進(jìn)行說明，具體如下 正弦通道單元(5)中抽樣濾波器(5-2)對A I調(diào)制器(4)輸出的一位數(shù)字流進(jìn)行抽樣濾波后轉(zhuǎn)換為多位數(shù)據(jù)信號(hào)，校正延時(shí)計(jì)數(shù)器(5-1)用于產(chǎn)生同步校正的延時(shí)標(biāo)志信號(hào)，將抽樣濾波器(5-2)抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)經(jīng)過乘法器(5-3)相乘，由乘法器(5-3)輸出的經(jīng)同步校正后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)積分器(5-4)積分后得到正弦信號(hào)。
全文摘要
基于ΔΣ調(diào)制原理的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置及方法，屬于旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，采用專用芯片進(jìn)行解算，成本高的問題。裝置包括旋轉(zhuǎn)變壓器，它還包括低通濾波器、載波生成器、ΔΣ調(diào)制器、正弦通道單元，余弦通道單元和閉環(huán)角度跟蹤器；方法采用基于過采樣原理的ΔΣA/D轉(zhuǎn)換器將旋轉(zhuǎn)變壓器返回的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，具有延時(shí)校正功能，經(jīng)過抽樣濾波后的數(shù)字信號(hào)與延時(shí)標(biāo)志信號(hào)相乘可以補(bǔ)償整個(gè)系統(tǒng)，閉環(huán)角度跟蹤器將輸入的信號(hào)進(jìn)行解算處理，獲得旋轉(zhuǎn)變壓器所測電機(jī)的角度信號(hào)和角速度信號(hào)。本發(fā)明適用于對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H03M1/12GK102751991SQ201210266219
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉劍, 周長攀, 楊貴杰, 蘇健勇, 邢念偉 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)