同步机和分解器与数字变换器电路器件
张俊科(长沙国防科技大学)
【摘 要】介绍同步机一数字及分解器～数字变换器电路原理、RDC一19200器件引脚功能和应用。指出器件的分辨率及带宽可编程控制，适于电机控制的闭环系统。
【叙 词】自同步机分解器变换器原理应用1电路基本原理
同步机一数字变换器及分解器一数字变换器基本工作原理是相同的，不同之处是S／D为3线输入，而R／D为4线输入。
同步机的3个信号与转角咿的关系式为：
分解器的4线2信号与轴角θ关系式为：
S／D及R／D电路的基本原理框图如图3所示。
图3中,变换电路的主要部分是实现2
通过Scott变压器，可以将同步机与分解器信号互相变换，如图1所示。
而后实现：
sin(θ-φ)=sinθcosφ—cosθsinφ
式中θ表示同步机或分解器的输入转角。φ表示可逆计数器中以普通二进制表示的1个轴角。整个电路采用“跟踪”原理，直流电压DC比例于sin(θ-φ)，当θ>φ时，DC电压为正，电压控制振荡器使可逆计数器增加，当θ<φ时，直流电压。DC为负，使可逆计  RDC一19200电路为10，12，14，16bit的高性能同步机(分解器)／数字变换电路。分辨率10，12，14，16bit有引脚控制。电路同时给 数器减小。直到θ与φ相差在容许的范围±1LSB之内时，认为θ=φ，此时可逆计数器中的二进制数即为轴角θ的等效数字量。
2电路器件
以DI)C公司的RDC一19200系列电路器件为例，说明各引脚功能及使用方法(见图4)。出反映轴角θ变化率的dθ／dt的直流电压(VEL)，该电压范围为±10V，电路器件的尺寸为mm：28．96×51．3×5．8，双列直插共40个引脚。
2．1模拟信号的输入方式
分解器模拟信号有2种输入方式，分别如图5及图6所示。
图5的输入要求输入信号为2Vrms。图6的输入要求输入信号为11．8Vrms。
2．2数字量输出方式
为了取数，需先由外部向RDc一19200的9脚送丽信号(低电平有效)，此时图4中的输出锁存器被锁存，雨百加入后0．3μs便可取数据，如图7所示。
若接收端为8bit总线，则分2字节取数，如图8所示。丽为低电平时，取高8bit字节(bitl～bit8)。
EL为低电平时，取低电位字节(bit9～bitl6)。若接收端口为16bit总线，则如图9所示。此时可订及瓦同时为低电平，同时将bitl～bitl6作为1个字节取数。
2．3分辨率控制
RDC-19200可以分为10，12，14，16bit的精度，这由脚7、脚8控制，如表1所示。
2．4每一位数字对应的转角数值量
如表2所示，容易得到实际转角θ与对应的数字量D1D2…D16的关系式为：
2．5模拟量输出
模拟量输出引脚有2个，39脚为交流误差e，它是反映分解器输入角θ同数字角φ之差值大小的，成正比关系，其比例尺关系如表3所示。若误差e为正值，则与基准信号同相位，若误差为负值，则与基准信号反相。
速度输出VEL为38脚，为一直流电压，大小与dθ／dt成比例。VEL实际上为电压控制振荡器(VC0)的输入信号。当电源电压为±15V时，VEL****输出范围为±10V。注意，通过引脚37外接一个电阻可以改变速度输出电压VEL的比例尺。
2．6变换器忙信号
引脚30是变换器忙信号cB，它为高电平时，表示数字输出正在更新数据。
2．7计数方向指示信号
引脚31是指示可逆计数器计数方向的，当此信号u为1时，表示计数器为加，当u为0时，表示计数器为减。
3控制变压器工作方式
器件RDC—19200可以工作在“控制变压器”方式，即(Control Transformer(CT)方式。此时引脚6加低电平(逻辑O)，这种工作方式的逻辑框图如图10所示。
CT方式工作时，脚10(EM)及脚1l(EL)分别标为LM及LL，脚9(INH)标为LA。CT工作方式时按2个字节传输数据。时间关系如图11所示。  CT工作方式是用交流(AC)误差e驱动控制回路，即用分解器的输入θ与计算机的数字输入φ之差值而产生的交流量电压e驱动控制回路。
4典型应用
4．1 RDC-19200的CT方式
图12中的伺服系统，位数的变化由微机发送。通过功率放大器驱动电机。
4．2 R／D方式
图13给出了用RDC一19200作为R／D变换器，利用速度电压输出VEI。求得稳定位置量。
5结语
a．现有的R／D和s／D电路器件采用的原理及基本性能大体相同。熟悉了一种器件就容易掌握其它类型的器件。
b．RDC一19200的特点为低价格，适于电机控制闭环系统，它给出了信号丢失指示引脚(LOS)、专门的测试引脚(B1T)及速度dO~dr输出引脚(VEI．)，大大方便了用户。
c．器件的分辨率及带宽都可编程控制。
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