基于RD-19230的自整角機接口電路設(shè)計

摘要：自整角機是一種被廣泛應(yīng)用的微控制電機，它既能作為傳感器測量遠距離機械裝置的角度位置，也可以控制遠距離設(shè)備裝置的角度位移。應(yīng)用跟蹤型模擬信號轉(zhuǎn)16位數(shù)字單片變換器RD-19230，將自整角機輸出的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字角度信號，介紹了自整角機的基本原理，設(shè)計了RD-19230與自整角機的接口電路。測試證明，該電路的設(shè)計方法可靠性好，精度高，抗干擾能力強，能夠完全滿足高速自整角機控制系統(tǒng)的要求。
關(guān)鍵詞：自整角機；接口電路；RD-19230；位置信號

自整角機是一種感應(yīng)式的微電機，它利用電磁感應(yīng)原理將機械轉(zhuǎn)角或直線位移精確地轉(zhuǎn)化成電信號。它是自動控制系統(tǒng)中的同步元件，利用兩臺或多臺自整角機在電路上的聯(lián)系，可以使相隔一定距離、機械上互不連接的兩根或多根轉(zhuǎn)軸保持同步旋轉(zhuǎn)或產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)角變化。
自整角機按其使用要求不同，可分為控制式自整角機和力矩式自整角機，按結(jié)構(gòu)形式不同可分為接觸式和無接觸式兩大類。由于自整角機良好的抗震動、沖擊和可在油污等惡劣環(huán)境下工作的特點，在現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域的各部門中，它被廣泛應(yīng)用于隨動系統(tǒng)和遠程控制等方面?，F(xiàn)代流行的自整角機數(shù)字化技術(shù)主要有單RC相移法，雙RC相移法，實時三角函數(shù)發(fā)生器方案，利用AD和uP的解決方案，跟蹤型解決方案等。由于跟蹤型解決方案具有實時性強，抗干擾能力好的特點，現(xiàn)在大部分轉(zhuǎn)化方案都采用此方案。
本文基于應(yīng)用者的角度介紹了自整角機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，通過分析跟蹤型轉(zhuǎn)換芯片RD-19230的功能特點，設(shè)計了簡單有效的外圍接口電路。

1 自整角機原理
自整角機是自動控制系統(tǒng)中傳遞轉(zhuǎn)角位置信息的微電機，在自整角機和伺服機構(gòu)組成的隨動系統(tǒng)中，與發(fā)送軸或主動軸耦合的自整角機稱為發(fā)送機，與接受軸或被動軸耦合的的自整角機稱為接收機。
控制式自整角接收機輸出的是與兩軸轉(zhuǎn)角差成一定關(guān)系的電壓，該電壓控制交流伺服電動機去帶動被動軸旋轉(zhuǎn)，故能帶動較大負載。由于接收機工作在變壓器狀態(tài)，故通常稱為自整角變壓器。力矩式接收機直接輸出力矩并帶動負載，但帶載能力差，只能帶動指針、刻度盤等輕負載，常用于角度傳輸精度要求不很高的指示系統(tǒng)中。圖1為自整角機原理圖。

如圖1所示，自整角機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子問有很小的空氣隙，自整角機的激磁磁場，是一個磁場軸線在空間固定于激磁繞組軸線上，磁通密度分布曲線的幅值隨時間交變的脈振磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組偏離中線位置時，轉(zhuǎn)子激磁繞組所產(chǎn)生的脈振磁通必定和定子各相繞組相匝鏈，因而在定子各相繞組中感應(yīng)出電勢。

本文就是將三路自整角機感應(yīng)電動勢信號處理后，得到RD-19230轉(zhuǎn)換所需的兩路正交信號，從而轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)字信號。