基于au6802n1的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)接口電路設(shè)計(jì)

　　au6802n1控制位設(shè)定

　　au6802n1可以通過設(shè)定對(duì)應(yīng)的控制位來選擇工作模式。其控制位主要分為以下幾種：

　　(1) 輸出模式設(shè)置：輸出模式分為三種——并行i/o口模式、spi通信模式、abz脈沖模式，可通過outmd、csb、rdb、intb四個(gè)引腳的電平來設(shè)定，詳細(xì)設(shè)定參考文獻(xiàn)[1]。

　　(2) 系統(tǒng)控制模式設(shè)置：通過設(shè)定acmd引腳電平得到。acmd=h時(shí)，系統(tǒng)選擇加速模式;反之，選擇正常模式。通常運(yùn)行時(shí)設(shè)定為正常模式，當(dāng)角加速度較大時(shí)，切換到加速模式，可以獲得更高的位置檢測(cè)精度。

　　(3) 分辨率設(shè)置：mdsel=h時(shí)，輸出數(shù)據(jù)選擇12位;反之，輸出數(shù)據(jù)選擇10位。

　　(4) 極對(duì)數(shù)設(shè)置：電機(jī)的極對(duì)數(shù)設(shè)置可通過設(shè)定xsel1和xsel2引腳得到，如下表2所示。

　　(5) 勵(lì)磁頻率設(shè)置：勵(lì)磁信號(hào)rso頻率可通過設(shè)定fsel1和fsel2得到，如表3所示。

　　(6) 測(cè)試模式設(shè)置：可通過引腳test1和test2設(shè)定。通常將兩引腳都拉高至vdd，不影響正常工作。

　　本設(shè)計(jì)選取au6802n1工作在脈沖輸出模式和spi通信模式，數(shù)據(jù)分辨率為12位，極對(duì)數(shù)設(shè)定為1，勵(lì)磁頻率為10k，控制模式為正常模式，測(cè)試位不使能。其電路圖如圖3所示，圖中所有電阻值均為33ω。

　　圖3 控制位設(shè)定電路圖

　　外圍主電路設(shè)計(jì)

　　為了給旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁繞組提供滿足要求的高品質(zhì)正弦波勵(lì)磁信號(hào)，同時(shí)使所接收到的旋轉(zhuǎn)變壓器正/余弦信號(hào)能夠滿足芯片對(duì)輸入信號(hào)幅值與相位的要求，需要加入額外的信號(hào)處理電路。

　　au6802n1外圍主電路包括激勵(lì)調(diào)理電路、反饋濾波調(diào)理電路和dsp接口電路。電路圖如圖4所示。

　　圖4 au6802n1外圍主電路電路圖

　　激勵(lì)調(diào)理電路設(shè)計(jì)

　　激勵(lì)調(diào)理電路設(shè)計(jì)激勵(lì)信號(hào)調(diào)理電路是用來給旋轉(zhuǎn)變壓器提供激勵(lì)輸入信號(hào)。au6802n1芯片的rso/com輸出的激勵(lì)信號(hào)是基于2.5v且vp-p=2v的31級(jí)內(nèi)插正弦波(vrso=1.5v～3.5v的正弦波電壓)，輸出功率太小，是不能直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組的。因此需要設(shè)計(jì)激勵(lì)調(diào)理電路，完成激勵(lì)信號(hào)放大的任務(wù)。

　　激勵(lì)調(diào)理電路的拓?fù)浞譃殡p電源和單電源供電兩種，本文選取雙電源booster功率放大電路，可節(jié)省器件開銷。電路基本工作原理為rso/com輸出經(jīng)過隔直電容ci后，取到有效的交流信號(hào)，再經(jīng)過后級(jí)的運(yùn)放和npn、pnp三極管互補(bǔ)推挽電路進(jìn)行功率放大，最終得到正弦度較好的激磁電壓信號(hào)。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加入cf來補(bǔ)償相位。輸出勵(lì)磁信號(hào)的幅值可通過調(diào)節(jié)rext來實(shí)現(xiàn)。參數(shù)設(shè)計(jì)通常滿足以下原則：rex≤zro/10ω(zro為旋變輸入阻抗，見表1)，rf≥50kω，ri×ci>500μs，rf×cf5μs。本設(shè)計(jì)方案參數(shù)選取分別為：運(yùn)放選用tl082c，±v為±15v，c0=470pf，ri=22k，ci=0.01uf，rf=100k，cf=100pf，r1=r2=3.3k，r3=r4=4.7ω，rext=10ω。

　　圖5 au6802n1接口電路板