CN202435329U - 基于单fpga的旋转变压器解码处理装置 - Google Patents

基于单fpga的旋转变压器解码处理装置 Download PDF

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董海鹰
李晓青
李帅兵
李欣
闫军
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Abstract

本实用新型公开了一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，包括DSP控制电路、FPGA电路、模数转换电路、输入信号的调理电路、输出励磁信号缓冲电路和旋转变压器，FPGA电路与模数转换电路电连接，输出励磁信号缓冲电路的输入端电连接在模数转换电路上，其输出端电连接在旋转变压器上，旋转变压器的输出端电连接在输入信号的调理电路上，输入信号的调理电路的输出端电连接在模数转换电路上，DSP控制电路与FPGA电路电连接在一起。实现了***电路和各个模块之间的通信简单，而且***结构灵活的目的。

Description

基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置
技术领域
本实用新型涉及旋转变压器领域，具体地，涉及一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置。
背景技术
在力加载控制***中需要对电机的角位置、速度进行闭环控制，从而实现高逼真度的力加载，所以角位置、速度测量是否精确对***而言非常关键。传统的角位置、速度检测主要以光电编码器为主，但光电编码器每个码道的黑白分界线总有一半与相邻内圈码道的黑白分界线是对齐的，这样就会因黑白分界线刻画不精确造成粗误差等缺点，随着电子工业的发展，电子元器件集成化程度的提高，旋转变压器的信号处理电路变得简单、可靠，价格也大大下降，因此，运用旋转变压器实现角位置、速度检测的方法由于其测速范围宽、精度高、动态响应好、简便可靠等优点而在航空航天、工业、交通以及民用领域得到了广泛的应用。目前，大部分的旋转变压器信号解码都采用专用的旋转变压器模数转换电路来完成，并运用微处理器和CPLD来共同完成相应的控制，但是***电路和各个模块之间的通信比较复杂，而且***结构不灵活。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，以实现***电路和各个模块之间的通信简单，而且***结构灵活的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，其特征在于，包括DSP控制电路、FPGA电路、模数转换电路、输入信号的调理电路、输出励磁信号缓冲电路和旋转变压器，所述FPGA电路与模数转换电路电连接，所述输出励磁信号缓冲电路的输入端电连接在模数转换电路上，其输出端电连接在旋转变压器上，所述旋转变压器的输出端电连接在输入信号的调理电路上，输入信号的调理电路的输出端电连接在模数转换电路上，所述DSP控制电路与FPGA电路电连接在一起。
根据本实用新型的优选是实施例，上述输入信号的调理电路为4路输入信号的调理电路。
根据本实用新型的优选是实施例，上述输出励磁信号缓冲电路为2路输出励磁信号缓冲电路。
根据本实用新型的优选是实施例，上述FPGA电路上连接有至少两路模数转换电路。
本实用新型的技术方案，采用FPGA电路实现多路电机角角位置、速度和加速度信号的检测和解码处理，从而实现了多维伺服加载***的闭环控制，因采用单个FPGA电路控制多路旋转变压器，使得***电路和各个模块之间的通信简单。整个***结构比较灵活。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的基于单FPGA的双旋转变压器解码处理装置的工作框图；
图2为本实用新型实施例所述FPGA读取两路旋转变压器位置和速度信号的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，包括DSP控制电路、FPGA电路、模数转换电路、输入信号的调理电路、输出励磁信号缓冲电路和旋转变压器， FPGA电路与模数转换电路通过导线连接在一起，输入信号的调理电路的输入端通过导线连接在模数转换电路上，其输出端通过导线连接在旋转变压器上，旋转变压器的输出端通过导线连接在输入信号的调理电路上，输入信号的调理电路的输出端通过导线连接在模数转换电路上，DSP控制电路与FPGA电路连接在一起。
其中输入信号的调理电路为4路输入信号的调理电路。输出励磁信号缓冲电路为2路输出励磁信号缓冲电路。FPGA电路上连接有至少两路模数转换电路。
DSP控制电路：为整个装置的主控制器，读取FPGA电路采集的电机的角位置、速度、加速度信号；
FPGA电路：发出片选信号给模数转换电路，设定该模数转换电路的阀值，并选通一路模数转换电路，关闭另外的模数转换电路，读取旋转变压器的相应的角位置和速度数字信号并计算出相应的加速度信号，把它们存贮在FPGA电路的相应地址中；
模数转换电路：将接受的来自上述FPGA电路和输入信号的调理电路的信号进行数模转换；
输出励磁信号缓冲电路:将上述模数转换电路转换的励磁信号经过功率放大处理之后输出给旋转变压器；
输入信号的调理电路：将旋转变压器输出的代表电机角位置和速度的正余弦信号经过滤波和放大处理后输出给所模数转换电路。
一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理方法，包括以下步骤：
由FPGA电路发出片选信号，同时选通模数转换电路，并根据***的实际需要，由FPGA电路对模数转换电路的寄存器进行阈值的给定；
FPGA电路发出片选信号，选通一路模数转换电路，关闭其他路模数转换电路；
选通的模数转换电路按照事先设定的阈值输出相应的励磁信号；
输出励磁信号缓冲电路将上述励磁信号进行功率放大处理后输出给旋转变压器；
旋转变压器接受到上述放大处理后的励磁信号进行旋转；
输入信号的调理电路将旋转变压器输出的代表电机角位置和旋转速度的正余弦信号经过滤波和放大处理后输出给所模数转换电路；
模数转换电路将上述处理后的模拟信号转换为数字信号，并输出给FPGA电路；
FPGA电路按照相应的时序读取相应的电机角位置和速度数字信号，并计算出相应的加速度信号，并将电机角位置、速度和加速度的信号信息存贮在FPGA电路的相应地址中。
如图1所示为双旋转变压器信号解码处理装置和方法，其***电路包括两个4路输入信号的调理电路，两个2路输出励磁信号的缓冲电路，2路模数转换电路，FPGA电路；首先由FPGA模块发出片选信号，同时选通所述A、B两路模数转换电路，并根据***的实际需要，由FPGA电路对A、B两路模数转换电路的寄存器同时进行阈值的给定；然后再由FPGA电路发出片选信号，选通A路模数转换电路，关闭B路模数转换电路，并按照相应的时序，由FPGA电路读取相应的位置和速度数字信号，并计算出相应的加速度信号，把它们存贮在FPGA电路的相应地址中；最后再由FPGA电路发出片选信号，选通B路模数转换电路，关闭A路模数转换电路，并按照相应的时序，由FPGA电路读取相应的电机角位置和速度数字信号，并计算出相应的加速度信号，把它们存贮在FPGA电路的相应地址中。
输入信号的调理电路，将由旋转变压器输出的代表电机角位置和速度的模拟正余弦信号进过滤波和放大处理得到模数转换电路可以接受的信号并输入。
各路输出励磁信号缓冲电路，接受模数转换电路输出的励磁信号经过功率放大电路处理之后得到旋转变压器需要的励磁信号并输入。
FPGA电路采用cyclone II系列电路，是Altera公司从根本上针对低成本进行设计的高性能和低功耗的FPGA，由使用方便的免费Quartus II网络版设计软件、多种知识产权（IP）提供支持，可以迅速实现低成本FPGA方案开发。
旋转变压器模数转换电路采用AD2S1210芯片，是Analog Devices公司的一款10至16位分辨率旋转变压器数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为旋转变压器提供正弦波励磁，实现了比率跟踪转换、***故障检测，大大改善了应用的灵活性，可以很好的实现位置、速度信号精确转换。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，其特征在于，包括DSP控制电路、FPGA电路、模数转换电路、输入信号的调理电路、输出励磁信号缓冲电路和旋转变压器，所述FPGA电路与模数转换电路电连接，所述输出励磁信号缓冲电路的输入端电连接在模数转换电路上，其输出端电连接在旋转变压器上，所述旋转变压器的输出端电连接在输入信号的调理电路上，输入信号的调理电路的输出端电连接在模数转换电路上，所述DSP控制电路与FPGA电路电连接在一起。
2.根据权利要求1所述的基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，其特征在于：上述输入信号的调理电路为4路输入信号的调理电路。
3.根据权利要求1所述的基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，其特征在于：上述输出励磁信号缓冲电路为2路输出励磁信号缓冲电路。
4.根据权利要求1所述的基于单FPGA的旋转变压器解码处理装置，其特征在于：上述FPGA电路上连接有至少两路模数转换电路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403938A (zh) * 2011-12-14 2012-04-04 兰州交通大学 基于单fpga的旋转变压器解码处理装置和方法
CN103078571A (zh) * 2013-01-04 2013-05-01 天津清源电动车辆有限责任公司 一种旋转变压器***及其控制方法
CN105180974A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种旋转变压器解码接口电路
CN106357172A (zh) * 2016-08-29 2017-01-25 西安秦川数控***工程有限公司 用于速度和位置反馈的正余弦信号处理电路
CN107991919A (zh) * 2017-10-31 2018-05-04 河北汉光重工有限责任公司 一种旋变激磁及信号采集一体化电路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403938A (zh) * 2011-12-14 2012-04-04 兰州交通大学 基于单fpga的旋转变压器解码处理装置和方法
CN102403938B (zh) * 2011-12-14 2013-07-17 兰州交通大学 基于单fpga的旋转变压器解码处理装置和方法
CN103078571A (zh) * 2013-01-04 2013-05-01 天津清源电动车辆有限责任公司 一种旋转变压器***及其控制方法
CN105180974A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种旋转变压器解码接口电路
CN106357172A (zh) * 2016-08-29 2017-01-25 西安秦川数控***工程有限公司 用于速度和位置反馈的正余弦信号处理电路
CN107991919A (zh) * 2017-10-31 2018-05-04 河北汉光重工有限责任公司 一种旋变激磁及信号采集一体化电路

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