旋变数字转换器(RDC)在汽车和工业中的应用

　　电路功能与优势

　　旋变数字转换器(RDC)广泛用于汽车和工业应用中，用来提供电机轴位置/速度反馈信息。

　　AD2S1210是一款完整的10位至16位分辨率RDC，片内集成可编程正弦波振荡器，为旋变器提供激励。由于工作环境恶劣，AD2S1210(C级和D级)的额定温度范围为−40°C至+125°C的扩展工业温度范围。

　　图1所示的高电流驱动器放大AD2S1210的参考振荡器输出并进行电平转换，从而优化与旋变器的接口。该驱动器是一个使用双通道、低噪声、精密运算放大器AD8662和分立互补发射极跟随器输出级的复合放大器。一个类似的驱动器级用于互补激励输出，从而提供一个全差分信号来驱动旋变器初级绕组。AD8662提供8引脚窄体SOIC和8引脚MSOP两种封装，额定温度范围均为−40°C至+125°C的扩展工业温度范围。

　　图1. 用于AD2S1210 RDC参考信号输出的高电流缓冲器(原理示意图，未显示去耦和所有连接)

　　RDC与旋转传感器配合使用，以便检测电机轴的位置和转速。在这种应用中，旋变器利用正弦波参考信号进行激励。初级绕组上的旋变器激励参考信号被转换为两个正弦差分输出信号：正弦和余弦。正弦和余弦信号的幅度取决于实际的旋变器位置、旋变器转换比和激励信号幅度。

　　RDC同步采样两个输入信号，以便向数字引擎(即所谓Type II跟踪环路)提供数字化数据。Type II跟踪环路负责计算位置和速度。典型应用电路如图2所示。

　　图2. AD2S1210 RDC典型应用电路

　　由于旋变器的输入信号要求，激励缓冲器必须提供高达200 mA的单端电流。图1所示的缓冲电路不仅提供电流驱动能力，而且提供AD2S1210激励输出信号的增益。本电路笔记说明性能要求及推荐的激励缓冲拓扑结构。典型旋变器的输入电阻在100 Ω至200 Ω之间，初级线圈应利用7 V rms的电压驱动。

　　该转换器支持3.15 V p-p ±27%范围的输入信号。AD2S1210的额定频率范围为2 kHz至20 kHz。采用Type II跟踪环路跟踪输入信号，并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。该器件的额定最大跟踪速率为3,125 rps。在16位分辨率时，位置输出的精度误差最大值为±5.3弧分。