專利名稱：新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域，特別是雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路廣泛的應(yīng)用于高精度數(shù)控系統(tǒng)，如機器人控制工業(yè)控制武器火力控制及慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。隨著數(shù)控系統(tǒng)精度要求的提高，系統(tǒng)所需的軸角測試精度要求越來越高，這就有了雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。雙速軸角數(shù)字電路的設(shè)計思想為，采用粗精組合的方法，將兩個旋轉(zhuǎn)變壓器與變速機構(gòu)連接在一起，其中一個旋轉(zhuǎn)變壓器與被測軸之間以旋轉(zhuǎn)變壓器工作時，精軸帶動粗軸轉(zhuǎn)動。粗精組合的思想是利用傳速比放大，然后繼續(xù)測量來達到提高精度的目的。
目前，雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合的糾錯處理多采用ROM芯片、微處理器實現(xiàn)，由于采用ROM芯片時，需要大量的ROM芯片，不能實現(xiàn)小型化；微處理器程序順序執(zhí)行，執(zhí)行速度必然不快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)編碼糾錯處理的純硬件電路，以解決目前粗精組合系統(tǒng)糾錯處理無法實現(xiàn)小型化和高速度的問題。為此，所采用的技術(shù)方案為一種新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，即RDC，三態(tài)鎖存器，以及后端的數(shù)字輸出，該數(shù)字輸出由使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)；它還包括糾錯電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號傳遞過程雙速旋變變壓器直接輸入到粗精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，分別得到粗精數(shù)據(jù)，將粗精數(shù)據(jù)通過速比組合在一起時，通過糾錯電路實現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯，再與精數(shù)據(jù)組合通過所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的數(shù)字輸出。所述糾錯電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、η位全加器組成；糾錯處理的過程為所述由粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的粗?jǐn)?shù)據(jù)的第η+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2、由精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述六輸入反相器中的四個反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι和第n+2位Cn+2的反相信號、精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2的反相信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2的反相信號和精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述雙四輸入或非門中的一個或非門，得到+1信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι及第n+2位Cn+2與精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2的反相信號，通過所述雙四輸入或非門中的另一個或非門，得到-I信號；所述的+1信號接入所述η位全加器的輸入進位端，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-I信號接入所述η位全加器，與η位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進行全加，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的-I操作，最后得到η位數(shù)據(jù)為所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高η位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對粗精數(shù)據(jù)的糾錯處理，所述粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速比為2n，n取正整數(shù)。所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)必須大于n+2位，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出精數(shù)據(jù)的位數(shù)為要求逝述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去η位。本發(fā)明公開了在雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)中，實現(xiàn)編碼糾錯處理的一種純硬件電路，該新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)完全克服了目前雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)體積大，速度慢的不足，達到糾錯處理簡潔，快速，準(zhǔn)確的目的。


圖I本發(fā)明雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)原理框 圖2本發(fā)明粗、精RDC的工作原理框圖；
圖3本發(fā)明的糾錯電路。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步的描述。一種新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，即RDC，三態(tài)鎖存器，以及后端的數(shù)字輸出，該數(shù)字輸出由使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)；它還包括糾錯電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號傳遞過程雙速旋變變壓器直接輸入到粗精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，分別得到粗精數(shù)據(jù)，將粗精數(shù)據(jù)通過速比組合在一起時，通過糾錯電路實現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯，該被糾錯的數(shù)據(jù)再與精數(shù)據(jù)組合通過所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的數(shù)字輸出。參考圖I。所述的雙速旋轉(zhuǎn)變壓器給整個系統(tǒng)提供信號源，主要包括粗旋變信號CS1、CS2、CS3、CS4，參考信號RL、RH，精旋變信號FS1、FS2、FS3、FS4，參考圖I。參考圖2，所述的粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC)的內(nèi)部電路是一致的，下面以粗RDC為例，詳述其工作原理。具體為參考信號RL、RH分別接粗RDC的RL、RH，通過參考電壓放大器，控制后端的相敏解調(diào)器；粗旋變信號CS1、CS2、CS3、CS4，分別接粗RDC的S1、S2、S3、S4，通過輸入信號放大器，產(chǎn)生正弦信號Vl和余弦信號V2
Vl=kEoSinωtSinθ V2= kEoSin ω tCos θ 其中θ是信號輸入角度。這兩個信號與后端可逆計數(shù)器的數(shù)字角輸出Φ在高速正余弦乘法器中相乘，即Vl乘以CosO，V2乘以SinO，得到
kEoSin cotSin Θ Cos ΦkEoSin ω tCos Θ SinO這兩個信號經(jīng)誤差放大器相減得到kEoSin ω t (Sin Θ Cosij-Cos Θ SinO )
即kEoSin ω tSin ( θ -Φ )
經(jīng)過相敏解調(diào)器、積分器、壓控振蕩器和可逆計數(shù)器組成一個閉環(huán)回路，使得Sin(Θ-Φ)趨近于零。當(dāng)這一過程完成后，可逆計數(shù)器的輸出控制字狀態(tài)(Φ)，在轉(zhuǎn)換器的額定精度范圍內(nèi)等于信號輸入角度Θ。旋變信號通過正余弦乘法器得到當(dāng)前測試的角度與可逆計數(shù)器當(dāng)前角度的誤差值，經(jīng)過誤差放大和受參考信號控制的相敏解調(diào)器，得到與該誤差值成正比的脈動直流誤差信號，該信號再進入積分器并控制壓控振蕩器，向可逆計數(shù)器輸出脈沖，直到測試的角度與可逆計數(shù)器當(dāng)前角度相等為止，可逆計數(shù)器停止計數(shù)，數(shù)字輸出就代表測試的角度。參考圖3，所述糾錯電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、η位全加器組成；糾錯處理的過程為所述由粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2、由精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述六輸入反相器中的四個反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2的反相信號、精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2的反相信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2的反相信號和精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述雙四輸入或非門中的一個或非門，得到+1信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+Ι及第n+2位Cn+2與精數(shù)據(jù)的第I位Fl^ 2位F2的反相信號，通過所述雙四輸入或非門中的另一個或非門，得到-I信號；所述的+1信號接入所述η位全加器 的輸入進位端，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-I信號接入所述η位全加器，與η位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進行全加，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的-I操作，最后得到η位數(shù)據(jù)為所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高η位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對粗精數(shù)據(jù)的糾錯處理，所述粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速比為2η，η取正整數(shù)。所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)必須大于n+2位，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出精數(shù)據(jù)的位數(shù)為要求逝述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去η位。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許改動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改，等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，即RDC，三態(tài)鎖存器，以及后端的數(shù)字輸出，該數(shù)字輸出由使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)；其特征在于它還包括糾錯電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號傳遞過程所述雙速旋變變壓器直接輸入到粗精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，分別得到粗精數(shù)據(jù)，將粗精數(shù)據(jù)通過速比組合在一起時，通過糾錯電路實現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯，該被糾錯的數(shù)據(jù)再與精數(shù)據(jù)組合通過所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的數(shù)字輸出。
2.如權(quán)利要求I所述新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，其特征在于所述糾錯電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、η位全加器組成；糾錯處理的過程為所述由粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的粗?jǐn)?shù)據(jù)的第η+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2、由精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中得到的精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述六輸入反相器中的四個反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第η+1位Cn+Ι和第n+2位Cn+2的反相信號、精數(shù)據(jù)的第I位Flj 2位F2的反相信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第η+1位Cn+Ι、第n+2位Cn+2的反相信號和精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2通過所述雙四輸入或非門中的一個或非門，得到+1信號；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第η+1位Cn+Ι及第n+2位Cn+2與精數(shù)據(jù)的第I位F1、第2位F2的反相信號，通過所述雙四輸入或非門中的另一個或非門，得到-I信號；所述的+1信號接入所述η位全加器的輸入進位端，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-I信號接入所述η位全加器，與η位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進行全加，實現(xiàn)對粗?jǐn)?shù)據(jù)的-I操作，最后得到η位數(shù)據(jù)為所述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高η位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對粗精數(shù)據(jù)的糾錯處理，所述粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速比為2η，η取正整數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述新型雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，其特征在于所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)必須大于n+2位，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出精數(shù)據(jù)的位數(shù)為要求逝述雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去η位。
全文摘要
本發(fā)明是專門針對雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，采用純硬件電路實現(xiàn)編碼糾錯的一種簡潔，快速，準(zhǔn)確的方法，該新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)其特征在于，雙速旋變變壓器直接輸入到粗精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC)中,分別得到粗精數(shù)據(jù)，將粗精數(shù)據(jù)通過速比組合在一起時，通過糾錯電路實現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯，再與精數(shù)據(jù)組合通過三態(tài)鎖存構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出。粗精組合時的糾錯問題是雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題。糾錯電路通過數(shù)字電路實現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯，再與精數(shù)據(jù)組合通過三態(tài)鎖存構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出，使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)。
文檔編號G01D5/12GK102879017SQ20121035890
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者盧艷, 竇志源, 文紹光 申請人:天水七四九電子有限公司, 天水華天微電子股份有限公司