专利名称：数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法
技术领域：
本发明是属于信号模拟与测试技术领域，特别是ー种数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法。
背景技术：
常见的轴角信号有自整角机信号/旋转变压器信号和正余弦信号，数字-轴角转换器就是将计算机发送的数字角度信号转换成三线自整角机信号/四线旋转变压器信号和两线正余弦信号，是现代轴角电子变换技术中的核心器件，广泛应用于航天、航空、雷达、火控及エ业自动化领域。现有的数字-轴角转换器只能实现ー种信号类型、ー种信号频率和ー种信号电压的转换，精度低、输出类型及频率单一、适应性差，不利于角度測量及控制领域的推广应用。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出ー种设计更为合理、精度高、输出类型多、工作频率宽、适应性强的数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是ー种数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法，其特征在于实现该方法的电路包括数字-正余弦信号转换电路和电子SCOTT变压器，数字-正余弦信号转换电路接收16位自然ニ进制数字角度量和频率为DC IkHz的參考信号，产生高精度6. 81V正余弦信号给电子SCOTT变压器，电子SCOTT变压器经不同的跳线方式，实现线-线电压11. 8V自整角机信号、线-线电压11. 8V旋转变压器信号或线-地电压6. 81V正余弦信号输出；转换精度±1角分，信号频率DC 1kHz，输出信号类型为自整角机/旋转变压器/正余弦信号可编程。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。以上所述的转换方法，其特点是所述的数字-正余弦信号转换电路将16位数字量Θ分为α和β两部分，α为高3位粗分数字角0°，45° ,90° ,135° ,180° ,225° ,270°，315°共8个值中的某一个值，即将圆周分成8等分；β为低13位细分数字角0° (45° -1LSB)，即将(Γ45°范围扇面等分成211=8192个等分，ILSB=O. 055° ;数字-正余弦信号转换电路由此可以细分为高3位粗分电路和低13位细分电路，实现与α，β有关的各项，最后得到全角“ α+β”范围的正余弦信号。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。以上所述的转换方法，其特点是数字-正余弦信号转换电路的高3位粗分电路中，180°控制位通过模拟开关和精密电阻实现參考信号的反相，从而实现输出正余弦信号ism 1X /fsin ( t) I -sin θ)χ Ksin ( t)
I cos (θ)χ Ksin fiPt) [ -cos (&)y- Ksm ( t)'’45°控制位通过模拟开关实现sinP和sin(45° -￠)相互切换；45°和90°控制位通过模拟开关和精密电阻网络产生sin a, cosa，sin( a+45° ), cos (a+45° )的函数值，从而实现四个象限共8个粗分点的正余弦函数值。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。以上所述的转换方法，其特点是数字-正余弦信号转换电路的低13位细分电路采用代表13位权值的精密电阻网络结构产生13路电流信号，由运算放大器将电流信号转换为低位正余弦信号，同时将该信号通过正反馈的形式补偿前端参考信号，0.707106 < Sinp I sinH50-P) <0.76536
，补使补偿后正余弦信号更接近理论值从而降低矢径偏差值，提高转换精度。本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。以上所述的转换方法，其特点是电子SCOTT变压器接收6. 81V的正余弦信号，根据输出信号类型不同，采用相应的跳线方式切换对应电路，输出线-线电压11. 8V的三线自整角机信号时，线-地
S1=Sm(^-ISO0)X
电压< S2=-Sm (5-90° Z-Sin (),输出线-线电压11. 8V的四线旋转变压器信号时， S3=Sm (5-30° )x [sm ( t)
S1=-0.866sm (5)x iTsm ( t)
S5=Cos (&)x Ksm f fflt)
线-地电压e丄1.(,,输出线-地电压6.81V的正余弦信号时，
S3=U.866sm [sin
S4 =-0.73 2cos (5 )x ^sin〔飢)fS,=sin (&)x Ksin f t)
L 丄、，其中K为信号线-地电压的有效值。
I S2=Cos (5 Jx JCsin (m)本发明的数字-正余弦信号转换电路的高3位粗分电路中，180°控制位通过模拟开关电路将分压后的参考电压接入运算放大器，实现参考信号的反相，从而实现输出信号由一、二象限至三、四象限的180°镜像功能。设计精密电阻网络产生0. 707的函数值，45°和90°控制位通过模拟开关电路互换低13位正余弦信号值并将相应函数值切入运算放大器，实现正余弦信号的乘积运算，从而实现输出信号在一、二象限粗分角度的正余弦信号转换功能。本发明的数字-正余弦信号转换电路的低13位细分电路中，13位DAC电路采用精密权电阻网络结构，13路信号均可以微调，采用精密电阻及运算放大器将电流信号转换为低位正余弦信号，同时将该信号通过正反馈的形式接入前端参考输入端，低13位数字角在0 45°变化时参考信号变化量为7. 6%，可视为略有变化的近似常数对输入参考VR进行补偿，补偿系数由2个正反馈电阻控制，使补偿后正余弦信号更接近理论值从而降低矢径偏差值，提高转换精度。本发明的电子SCOTT变压器中，&和S4电路结构固定S2= cos (0)xZ_ ( t)
，Si= - 0.732^2=-0.732003 (卢> JCsm (航)。当线-地电压6. 81V正余弦信号输出时，S2，与地短接
权利要求
1.ー种数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法，其特征在于实现该方法的电路包括数字-正余弦信号转换电路和电子SCOTT变压器，数字-正余弦信号转换电路接收16位自然ニ进制数字角度量和频率为DC IkHz的參考信号，产生高精度6. 81V正余弦信号给电子SCOTT变压器，电子SCOTT变压器经不同的跳线方式，实现线-线电压11. 8V自整角机信号、线-线电压11. 8V旋转变压器信号或线-地电压6. 81V正余弦信号输出；转换精度±1角分，信号频率DC 1kHz，输出信号类型为自整角机/旋转变压器/正余弦信号可编程。
2.根据权利要求I所述的转换方法，其特征在于所述的数字-正余弦信号转换电路将16位数字量0分为a和0两部分，a为高3位粗分数字角0°，45° ,90° ,135°，180° ,225° ,270°，315°共8个值中的某ー个值，即将圆周分成8等分；P为低13位细分数字角0° (45。-ILSB )，即将0 45°范围扇面等分成211=8192个等分，ILSB=O. 055° ；数字-正余弦信号转换电路由此可以细分为高3位粗分电路和低13位细分电路，实现与a,^有关的各项，最后得到全角“ [email protected]”范围的正余弦信号。
3.根据权利要求I所述的转换方法，其特征在于，数字-正余弦信号转换电路的高3位粗分电路中，180°控制位通过模拟开关和精密电阻实现參考信号的反相，从而实现输出正
4.根据权利要求I所述的转换方法，其特征在于，数字-正余弦信号转换电路的低13位细分电路采用代表13位权值的精密电阻网络结构产生13路电流信号，由运算放大器将电流信号转换为低位正余弦信号，同时将该信号通过正反馈的形式补偿前端參考信号，0.707106 <sin|3 + sin(450-lj) <0.76536 ,补使补偿后正余弦信号更接近理论值从而降低矢径偏差值，提高转换精度。
5.根据权利要求I所述的转换方法，其特征在于电子SCOTT变压器接收6.81V的正余弦信号，根据输出信号类型不同，采用相应的跳线方式切换对应电路，输出线-线电压
全文摘要
本发明是一种数字信号到自整角机/旋转变压器信号的转换方法，实现该方法的电路包括数字-正余弦信号转换电路和电子SCOTT变压器，数字-正余弦信号转换电路接收16位自然二进制数字角度量和频率为DC～1kHz的参考信号，产生高精度6.81V正余弦信号给电子SCOTT变压器,电子SCOTT变压器经不同的跳线方式，实现线-线电压11.8V自整角机信号、线-线电压11.8V旋转变压器信号或线-地电压6.81V正余弦信号输出；转换精度±1角分，信号频率DC～1kHz，输出信号类型为自整角机/旋转变压器/正余弦信号可编程。本发明设计更为合理，具备精度高，输出类型多，工作频率宽，适应性强等优点。
文档编号G01B7/30GK102650532SQ201210153880
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者夏伟, 奚志林, 张焱萍, 朱明锋 申请人:连云港杰瑞电子有限公司