基于FPGA的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)角系統(tǒng)
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時(shí)間：2010-10-08
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2．2 驅(qū)動(dòng)及A／D轉(zhuǎn)換模塊
驅(qū)動(dòng)電路主要采用集成芯片MAX038CPP，用其來(lái)產(chǎn)生正弦波，由于該正弦波電流很小，不能用其直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器，還要對(duì)其進(jìn)行功率放大。功率放大電路主要采用集成芯片OPA541AM。
把驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的正弦波作為雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵(lì)信號(hào)，加到其定子繞組上，于是在其粗通道轉(zhuǎn)子繞組上產(chǎn)生正弦波和余弦波，將它們送入AD2S82A，對(duì)其進(jìn)行解碼。同時(shí)，將旋轉(zhuǎn)變壓器精通道轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的正弦波和余弦波送入AD2S80A，也進(jìn)行解碼。
通過(guò)AD2S82A和AD2S80A的片選端口，可以選擇它們各自的分辨率10 b，12 b，14 b，16 b，與其對(duì)應(yīng)的最高跟蹤速度為1 040 r／s，260 r／s，65 r／s，16 125 r／s。由于它們將旋轉(zhuǎn)變壓器式信號(hào)轉(zhuǎn)換成自然二進(jìn)制代碼，是采用一種比率式跟蹤方法，輸出數(shù)字角只與輸入正余弦信號(hào)的比值有關(guān)，而與絕對(duì)值無(wú)關(guān)，因此具有較高的噪音抑制能力，可以減小旋轉(zhuǎn)變壓器遠(yuǎn)距離傳輸帶來(lái)的誤差。這里AD2S82A和AD2S-SOA都選擇12位輸出。
當(dāng)AD2S82A和AD2S80A正處于運(yùn)算過(guò)程當(dāng)中時(shí)，會(huì)在它們各自的BUSY端口，產(chǎn)生一個(gè)繁忙信號(hào)。用FPGA對(duì)這兩個(gè)繁忙信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)兩芯片有一塊處在運(yùn)算過(guò)程當(dāng)中時(shí)，FPGA發(fā)出一個(gè)禁止信號(hào)，送入AD2S82A和AD2S80A各自的INHIBIT端口，禁止這時(shí)讀取兩芯片的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。這樣即能使兩芯片工作同步，又能防止誤讀轉(zhuǎn)換結(jié)果。
2．3 FPGA誤差補(bǔ)償和數(shù)據(jù)組合模塊
當(dāng)雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗碼盤(pán)和精碼盤(pán)的極數(shù)比值為1：32時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)1圈，這時(shí)粗軸相當(dāng)于轉(zhuǎn)了1圈，而精軸相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)了32圈，也即粗軸旋轉(zhuǎn)1圈相當(dāng)于轉(zhuǎn)過(guò)360°，而精軸旋轉(zhuǎn)1圈只轉(zhuǎn)過(guò)了11．25°(360°／32)。所以，精軸解碼后的數(shù)字角最高位Q1代表5．625°(11．25°／2)，相當(dāng)于粗軸的P6位。解碼后的粗軸和精軸各個(gè)位的權(quán)重如表1所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/191539.htm
由于粗軸的后幾位肯定不如放大32倍之后的精軸的數(shù)字準(zhǔn)確，所以粗精數(shù)字角組合的原則是，粗精軸都輸出12位數(shù)字角，但粗軸只取高5位(P1～P5)，而精軸取全12位(Q1～Q12)。
由于旋轉(zhuǎn)變壓器在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，粗碼盤(pán)和精碼盤(pán)之間存在各種各樣的誤差，粗精通道對(duì)應(yīng)位可能不同是變化。即存在粗通道數(shù)據(jù)變化后，精通道對(duì)應(yīng)位的數(shù)據(jù)還沒(méi)有變化，同樣也存在精通道數(shù)據(jù)變化，而粗通道對(duì)應(yīng)位的數(shù)據(jù)還沒(méi)有變化，因此還要對(duì)解碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。
通過(guò)表1可以看出，粗通道和精通道對(duì)應(yīng)的位只有P6和Q1，它們都代表5°37’30。當(dāng)P6和Q1變化不同步時(shí)，就要進(jìn)行誤差補(bǔ)償。采用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)誤差補(bǔ)償模塊，在FPGA中實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償，其程序流程圖如圖3所示。
評(píng)論