电子产品世界

2．2 驱动及A／D转换模块
驱动电路主要采用集成芯片MAX038CPP，用其来产生正弦波，由于该正弦波电流很小，不能用其直接驱动旋转变压器，还要对其进行功率放大。功率放大电路主要采用集成芯片OPA541AM。
把驱动电路产生的正弦波作为双通道旋转变压器的激励信号，加到其定子绕组上，于是在其粗通道转子绕组上产生正弦波和余弦波，将它们送入AD2S82A，对其进行解码。同时，将旋转变压器精通道转子绕组产生的正弦波和余弦波送入AD2S80A，也进行解码。
通过AD2S82A和AD2S80A的片选端口，可以选择它们各自的分辨率10 b，12 b，14 b，16 b，与其对应的最高跟踪速度为1 040 r／s，260 r／s，65 r／s，16 125 r／s。由于它们将旋转变压器式信号转换成自然二进制代码，是采用一种比率式跟踪方法，输出数字角只与输入正余弦信号的比值有关，而与绝对值无关，因此具有较高的噪音抑制能力，可以减小旋转变压器远距离传输带来的误差。这里AD2S82A和AD2S-SOA都选择12位输出。
当AD2S82A和AD2S80A正处于运算过程当中时，会在它们各自的BUSY端口，产生一个繁忙信号。用FPGA对这两个繁忙信号进行检测，当两芯片有一块处在运算过程当中时，FPGA发出一个禁止信号，送入AD2S82A和AD2S80A各自的INHIBIT端口，禁止这时读取两芯片的转换数据。这样即能使两芯片工作同步，又能防止误读转换结果。
2．3 FPGA误差补偿和数据组合模块
当双通道旋转变压器粗码盘和精码盘的极数比值为1：32时，旋转变压器旋转1圈，这时粗轴相当于转了1圈，而精轴相当于旋转了32圈，也即粗轴旋转1圈相当于转过360°，而精轴旋转1圈只转过了11．25°(360°／32)。所以，精轴解码后的数字角最高位Q1代表5．625°(11．25°／2)，相当于粗轴的P6位。解码后的粗轴和精轴各个位的权重如表1所示。

由于粗轴的后几位肯定不如放大32倍之后的精轴的数字准确，所以粗精数字角组合的原则是，粗精轴都输出12位数字角，但粗轴只取高5位(P1～P5)，而精轴取全12位(Q1～Q12)。
由于旋转变压器在转动时，粗码盘和精码盘之间存在各种各样的误差，粗精通道对应位可能不同是变化。即存在粗通道数据变化后，精通道对应位的数据还没有变化，同样也存在精通道数据变化，而粗通道对应位的数据还没有变化，因此还要对解码后的数据进行误差补偿。
通过表1可以看出，粗通道和精通道对应的位只有P6和Q1，它们都代表5°37’30。当P6和Q1变化不同步时，就要进行误差补偿。采用VHDL语言编写误差补偿模块，在FPGA中实现误差补偿，其程序流程图如图3所示。

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关键词： FPGA 双通道 测角系统 旋转变压器