[发明专利]一种基于FPGA的跟踪型旋变解码电路

说明书

本发明提供了一种基于FPGA了跟踪型旋变解码电路，包括FPGA模块、DA转换模块、信号调整与功率放大模块、AD转换模块和信号调整与滤波模块，其特征在于：所述FPGA模块分别与DA转换模块和AD转换模块连接，DA转换模块与信号调整与功率放大模块连接，AD转换模块与信号调整与滤波模块连接。本发明以FPGA主控芯片为核心设计了跟踪型旋变解码电路，其跟踪精度高、响应快，能够取代以AD2S1210为核心的硬件解码功能模块，且相较于按照传统专用解码芯片的旋变解算功能模块，体积减小了约50％，集成化程度提高，且整个控制器设计非常紧凑，旋变的跟踪精度保持不变，采用直接驱动方式进行伺服，角位置精度可达0.02°，结构简单，控制电路灵活，集成度、伺服精度高，满足预期的性能指标要求。

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的跟踪型旋变解码电路，属于高精度的位置伺服控制领域，适合于以旋转变压器为位置，反馈元件的位置伺服控制系统的旋变解算功能单元。

背景技术

旋转变压器是一种位置测量装置，其精度较高、温度范围较宽、抗振动性能优良，能够可靠的工作在恶劣的环境下，因此其广泛的应用在恶劣工况下运行的伺服系统或调速系统中。传统的旋变解算单元主要以AD2S1210解码芯片作为协处理器，由主控芯片对AD2S1210进行控制并直接读取解算好的数据，这种方法对有限的印制板空间占用较大，且增加的硬件电路提高硬件成本，降低系统的可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA的跟踪型旋变解码电路，该基于FPGA的跟踪型旋变解码电路将系统的旋变解码功能集成在FPGA主控芯片中，不仅仅节省了产品成本，更节省了产品体积，增强了系统的可靠性，对于多通道位置伺服系统的小型化设计具有实用价值。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种基于FPGA的跟踪型旋变解码电路，包括FPGA模块、DA转换模块、信号调整与功率放大模块、AD转换模块和信号调整与滤波模块，所述FPGA模块分别与DA转换模块和AD转换模块连接，DA转换模块与信号调整与功率放大模块连接，AD转换模块与信号调整与滤波模块连接；

所述FPGA模块中设有芯片U4B和芯片U4A，DA转换模块中设有芯片U9和芯片U10，AD转换模块中设有芯片U1和芯片U6，信号调整与功率放大模块中设有芯片U7、芯片U8和芯片U12，信号调整与滤波模块中设有芯片U3和芯片U5；

所述U4B芯片的IO功能引脚、CLR功能引脚、SCLK功能引脚和CS功能引脚分别接芯片U10的A0引脚、A1引脚、A2引脚和A3引脚，芯片U10的B0引脚、B1引脚、B2引脚和B3引脚分别接芯片U9的DIN功能引脚、CLR功能引脚、SCLK功能引脚和CS功能引脚，芯片U9的RFB引脚接芯片U9的VOUT引脚，在RFB引脚与VOUT引脚的支路上设有节点，节点与芯片U7的正向IN引脚、芯片U12的负向IN引脚并联；

所述芯片U4A的两个IO引脚分别接芯片U1的SER_DATAA引脚和SER_DATAB引脚，芯片U4A的CLK功能引脚、CONVST功能引脚、A0引脚、M0引脚和M1引脚分别接芯片U1的CLOCK引脚、CONVST引脚、A0引脚、M0引脚和M1引脚，芯片U1的B0引脚和A0引脚分别接芯片U3的OUT引脚和芯片U5的OUT引脚。

所述DA转换模块中还设有电容C29、电源和电容C28，所述芯片U10的DIR引脚接芯片U10的VCC引脚，在DIR引脚与VCC引脚的支路中，串联有电阻R33，并在电阻R33所在支路上设有节点，节点与电源和电容C29串联，电容C29的后级接地；

所述芯片U10的引脚A4、引脚A5、引脚A6、引脚A7和引脚GND与芯片U10的引脚OE并联，在引脚OE所以在支路上设有节点，节点接地。