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三路旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊接口電路設(shè)計
類型:
【軟件】
上傳:
2013-2-3 10:41:09
大小:
1111KB
說明:
引 言 旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換器是角位移測量和控制的重要組件,它把測角模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號,廣泛應(yīng)用于飛行器姿態(tài)控制和檢測、導(dǎo)彈控制、雷達(dá)天線監(jiān)控、火控系統(tǒng)等軍事裝備中。隨著集成電路的高速發(fā)展,這種類型的轉(zhuǎn)換器已有許多產(chǎn)品以固態(tài)電路封裝形式應(yīng)市。在國內(nèi)這種數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊有12位到22位不等,轉(zhuǎn)換精度基本能夠滿足應(yīng)用需求,但由于數(shù)字轉(zhuǎn)換器內(nèi)部響應(yīng)速度的限制,轉(zhuǎn)換器只能跟蹤一定速度范圍內(nèi)的軸角變化,在要求多路信號切換速度較高的數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中,用一個數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊控制多路信號的數(shù)字量輸出時,將不可避免地出現(xiàn)數(shù)字量輸出滯后于軸角的變化。為了準(zhǔn)確地獲取角度信號,就需要增加多路測角的時間周期,為此介紹一種基于ISA總線的三路旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊接口電路,該電路已經(jīng)成功應(yīng)用在某平臺慣導(dǎo)三個姿態(tài)角的測量中,測角速度快,精度高。 1 旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊工作原理 旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊是電路的重要元器件,根據(jù)需求采用中船重工集團(tuán)第716所生產(chǎn)的型號為19XSZ2413一S32的19位旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊,其測角精度能達(dá)到10”。根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的基本原理生產(chǎn)出的旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊,其內(nèi)部包括粗通道旋轉(zhuǎn)變壓器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器、精通道旋轉(zhuǎn)變壓器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器、雙速處理器和三態(tài)鎖存器。粗通道旋轉(zhuǎn)變壓器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字角度,精通道旋轉(zhuǎn)變壓器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成14位數(shù)字角度,兩數(shù)字角度量再經(jīng)一個雙速處理器進(jìn)行硬件實時糾錯處理、粗精組合后,輸出一個19位并行數(shù)字角度量到鎖存器。該模塊內(nèi)部原理框圖如圖1所示。 2 硬件設(shè)計及分析 譯碼電路主要由譯碼芯片SN74HC154組成,用來產(chǎn)生接口電路的端口地址。當(dāng)ISA總線的地址線SA15~SA10,SA4和SA0為邏輯“O”,SA9~SA7和SA5為邏輯“1”,SA1,SA2,SA3,SA6分別對應(yīng)SN74HCl54的輸入端A,B,C,D時,選通接口電路,由此知該接口電路的地址范圍為:0x03AO~Ox03AE和0x03EO~0x03EA,其中,0x03EO~Ox03EA分別為讀俯仰、橫滾、航向的低16位和高3位數(shù)字信號,0x03A0和Ox03A8分別為三路同時解除和禁止INH信號,Ox03A2~0x03A6分別為解除俯仰、橫滾、航向的INH信號,0x03AA~Ox03E分別為禁止俯仰、橫滾、航向的INH信號。 2.2 旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊控制電路 三路旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊控制電路是整個接口電路的核心,由3個旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊及其外圍控制電路組成。旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊中的兩個重要信號“INH”和“CB”分別控制輸入模擬信號的轉(zhuǎn)換和輸出19位數(shù)字信號的鎖存。INH禁止信號輸入端,內(nèi)部已經(jīng)用上拉電阻接到+5 V,當(dāng)INH為邏輯“0”,即禁止INH信號時,延遲600 ns后鎖存器內(nèi)數(shù)據(jù)穩(wěn)定,可讀取數(shù)據(jù);當(dāng)INH為邏輯“1”,即解除INH信號時,鎖存器內(nèi)數(shù)據(jù)更新,此時禁止讀取數(shù)據(jù)。CB為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束的檢測信號,當(dāng)CB為高電平時,表示轉(zhuǎn)換器內(nèi)處于跟蹤轉(zhuǎn)換狀態(tài),此時數(shù)據(jù)輸出不穩(wěn)定;當(dāng)CB為低電平時,表示轉(zhuǎn)換器內(nèi)已經(jīng)轉(zhuǎn)換結(jié)束,此時數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定有效,可以讀取。其中一路旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊控制電路原理框圖如圖3所示。 利用實驗室已有的數(shù)字/旋轉(zhuǎn)變壓器板產(chǎn)生的信號作為輸入,角度測試結(jié)果如表1所示,實驗結(jié)果表明測角精度可以達(dá)到10”,滿足精度要求。 5 結(jié) 語 該接口電路已經(jīng)應(yīng)用在某平臺慣導(dǎo)3個姿態(tài)角的測量中,工作正常,證明該電路設(shè)計合理。在電路中測角精度達(dá)到10”,能夠滿足精度要求,更重要的是縮短了該平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)三個姿態(tài)角的測角周期,達(dá)到應(yīng)用的目的。 [url= http://www.whtlhgdq.com/]串聯(lián)諧振[/url] 串聯(lián)諧振 [url= http://www.whtlhgdq.com/]直流電阻測試儀[/url] 直流電阻測試儀
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