旋转变压器数字转换模块接口电路设计

旋转变压器数字转换模块接口电路设计,第1张

  介绍一种基于ISA总线的三路旋转变压器/数字转换模块接口电路,该电路已经成功应用在某平台惯导三个姿态角的测量中,测角速度快,精度高。

  1 旋转变压器/数字转换模块工作原理

  旋转变压器/数字转换模块是电路的重要元器件,根据需求采用中船重工集团第716所生产的型号为19XSZ2413一S32的19位旋转变压器/数字转换模块,其测角精度能达到10”。根据旋转变压器/数字转换模块的基本原理生产出的旋转变压器/数字转换模块,其内部包括粗通道旋转变压器到数字转换器、精通道旋转变压器到数字转换器、双速处理器和三态锁存器。粗通道旋转变压器到数字转换器转换成12位数字角度,精通道旋转变压器到数字转换器转换成14位数字角度,两数字角度量再经一个双速处理器进行硬件实时纠错处理、粗精组合后,输出一个19位并行数字角度量到锁存器。该模块内部原理框图如图1所示。

  

旋转变压器数字转换模块接口电路设计,第2张

 

  2 硬件设计及分析

  整个接口电路主要由3部分构成:译码电路、旋转变压器/数字转换模块控制电路和脉宽控制电路,接口电路原理框图如图2所示。

  

旋转变压器数字转换模块接口电路设计,第3张

 

  2.1 译码电路

  译码电路主要由译码芯片SN74HC154组成,用来产生接口电路的端口地址。当ISA总线的地址线SA15~SA10,SA4和SA0为逻辑“O”,SA9~SA7和SA5为逻辑“1”,SA1,SA2,SA3,SA6分别对应SN74HCl54的输入端A,B,C,D时,选通接口电路,由此知该接口电路的地址范围为:0x03AO~Ox03AE和0x03EO~0x03EA,其中,0x03EO~Ox03EA分别为读俯仰、横滚、航向的低16位和高3位数字信号,0x03A0和Ox03A8分别为三路同时解除和禁止INH信号,Ox03A2~0x03A6分别为解除俯仰、横滚、航向的INH信号,0x03AA~Ox03E分别为禁止俯仰、横滚、航向的INH信号。

  2.2 旋转变压器/数字转换模块控制电路

  三路旋转变压器/数字转换模块控制电路是整个接口电路的核心,由3个旋转变压器/数字转换模块及其外围控制电路组成。旋转变压器/数字转换模块中的两个重要信号“INH”和“CB”分别控制输入模拟信号的转换和输出19位数字信号的锁存。INH禁止信号输入端,内部已经用上拉电阻接到+5 V,当INH为逻辑“0”,即禁止INH信号时,延迟600 ns后锁存器内数据稳定,可读取数据;当INH为逻辑“1”,即解除INH信号时,锁存器内数据更新,此时禁止读取数据。CB为数据转换结束的检测信号,当CB为高电平时,表示转换器内处于跟踪转换状态,此时数据输出不稳定;当CB为低电平时,表示转换器内已经转换结束,此时数据输出稳定有效,可以读取。其中一路旋转变压器/数字转换模块控制电路原理框图如图3所示。

  

旋转变压器数字转换模块接口电路设计,第4张

 

  该电路在工控机刚开始上电时,“RES”(RESET DRV)输出一负脉冲,此时SN54HC74的Q输出为高,此信号用来控制旋转变压器/数字转换模块的INH,此时平台惯导内部旋转变压器输出的俯仰、横滚、航向3个姿态角的粗精通道正余弦模拟信号进入19XSZ2413一S32旋转变压器/数字转换模块,这是电路工作的初始状态。之后旋转变压器/数字转换模块通过编程控制地址译码的输出,实现三路模块同时工作或单路模块工作。其中,对3块旋转变压器/数字转换模块CB信号的控制采用查询方式,CB用来控制锁存器U1,U2和U3(SN74HC373)的使能端LE,由于输出为19位数字量,所以采用3个SN74HC373,当数据转换完成之后,CB自动变为低,从而使能LE,当CPU读取数据时,锁存器OE使能,19位转换数据同时打入3个锁存器等待CPU的读取。

  

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