[发明专利]D/R转换器并行二进制角度码-两路正交信号转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及D/R转换器数字/模拟跟踪环电路设计领域，具体涉及一种用于D/R转换器中的16位并行二进制角度码调制成两路正交信号的装置及方法。

背景技术

D/R转换器是轴角伺服控制系统中的关键器件之一，在系统中用于对数字化角度码进行模拟量的转换。D/R转换器应用于航天、航空、兵器、舰船等重要武器系统中，也广泛应用于数控机床伺服机构、汽车电动助力转向测量、发动机运动检测与控制、以及扫描、搜索、定位、导航、测量等众多民用伺服控制领域。

D/R转换器属数字/模拟连续跟踪型转换电路，因此在D/R转换器的数字-模拟跟踪环电路中，须设计一种特殊的64扇区函数发生器：要求正、余弦函数发生器电路的输入端为二进制数字角度高6位采用扇区折线技术，得到64扇区边界电压，低10位的扇区内角采用线性近似法建立函数数学模型，进而设计模拟运算电路得到两路精密正交信号，所述64扇区函数发生器电路的设计16位并行二进制角度码，到角度正弦模拟量和余弦模拟量输出的高精度转换电路。因此采用了64扇区函数设计技术和扇区内角线性近设计技术，精确产生角度正、余弦模拟量。

目前，常规的数字/解算设计无法满足D/R转换器上述的特殊需求，如，因此必须设计一种满足D/R转换器跟踪需求的并行二进制角度码调制成两路正交信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种D/R转换器并行二进制角度码-两路正交信号转换装置，以满足D/R转换器跟踪需求的并行二进制角度码调制成两路正交信号。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括交流信号电压减小电路、模拟开关阵列选择电路、正余弦函数发生器电路、功率放大器电路、16位并行二进制数输入电路；

所述交流信号电压减小电路的输入端与外部交流信号输入端相连，所述模拟开关阵列选择电路输入端与交流信号电压减小电路输出端相连，所述正余弦函数发生器电路的输入端与模拟开关阵列选择电路输出端相连，所述功率放大器电路输入端与正余弦函数发生器电路输出端相连，所述功率放大器电路的输出端与外部交流信号输出端相连，所述的16位并行二进制数输入电路与电路的外部数字输入相连，并把高6位发送至模拟开关阵列选择电路，同时把低10位发送至正余弦函数发生器电路。

其中，所述交流信号电压减小电路包括运算放大器；

运算放大器的输入端连接外部信号电压，通过电阻网络比例运算减小外部信号电压，运算放大器的输出端与所述模拟开关阵列选择电路输入端相连。

其中，所述模拟开关阵列选择电路包括模拟开关阵列芯片，采用64扇区函数设计技术进行高6位和低10位的选择。

其中，所述正余弦函数发生器电路包括集成运放U1、10位电流输出COMSDAC芯片U4、薄膜电阻R4R5R6；

所述集成运放U1的同相输入端接地、反向输入端与外部电压源相连，其输出端经薄膜电阻R4R5R6与10位电流输出与COMSDAC芯片U4的输入端相连，COMSDAC芯片U4的输出端与集成运放U1的反向输入端相连，10位电流输出COMSDAC芯片U4的输出端采用扇区内角线性近设计技术进行正余弦输出。

其中，所述功率放大器电路包括二极管芯片D1～D10、三极管芯片V1～V8、电阻和电容；

所述二极管芯片D1的正向输入端、二极管芯片D2的反向输入端分别与输入交流信号相连，二极管芯片D3的反向输入端、二极管芯片D4的正相输入端均与三极管芯片的C级相连，三极管芯片的B级与三极管芯片和电阻电容相连，三极管芯片的E级的输出端经电阻与信号SIN输出端相连。

其中，所述16位并行二进制数输入电路包括16位并行二进制数输入芯片，进行16位并行二进制数输入。

第二方面，提供一种D/R转换器并行二进制角度码-两路正交信号转换方法，包括：

S1、外部信号交流电压RH和RL输入，经串联的运算放大器，通过比例电阻对外部交流信号进行直接耦合减小；

S2、模拟开关阵列芯片将所述外部交流信号进行高6位和低10位的选择；

S3、运算放大器U1的输出端与10位电流输出COMSDAC芯片U4的输入端相连接，基准电压采用5V至15V电源供电，并给正极性或负极性基准电压输入提供二级制计数法，输出经过高精度模数转换的交流信号；

S4、10位电流输出COMSDAC芯片U4的输出信号与后方的运算放大器输入端相连，通过所述运算放大器电路进行高精度运算放大后输出所需信号电压；