基于RD-19230的自整角機接口電路設計

摘要：自整角機是一種被廣泛應用的微控制電機，它既能作為傳感器測量遠距離機械裝置的角度位置，也可以控制遠距離設備裝置的角度位移。應用跟蹤型模擬信號轉16位數字單片變換器RD-19230，將自整角機輸出的模擬信號轉化為數字角度信號，介紹了自整角機的基本原理，設計了RD-19230與自整角機的接口電路。測試證明，該電路的設計方法可靠性好，精度高，抗干擾能力強，能夠完全滿(mǎn)足高速自整角機控制系統的要求。
關(guān)鍵詞：自整角機；接口電路；RD-19230；位置信號

自整角機是一種感應式的微電機，它利用電磁感應原理將機械轉角或直線(xiàn)位移精確地轉化成電信號。它是自動(dòng)控制系統中的同步元件，利用兩臺或多臺自整角機在電路上的聯(lián)系，可以使相隔一定距離、機械上互不連接的兩根或多根轉軸保持同步旋轉或產(chǎn)生相同的轉角變化。
自整角機按其使用要求不同，可分為控制式自整角機和力矩式自整角機，按結構形式不同可分為接觸式和無(wú)接觸式兩大類(lèi)。由于自整角機良好的抗震動(dòng)、沖擊和可在油污等惡劣環(huán)境下工作的特點(diǎn)，在現代技術(shù)領(lǐng)域的各部門(mén)中，它被廣泛應用于隨動(dòng)系統和遠程控制等方面?，F代流行的自整角機數字化技術(shù)主要有單RC相移法，雙RC相移法，實(shí)時(shí)三角函數發(fā)生器方案，利用AD和uP的解決方案，跟蹤型解決方案等。由于跟蹤型解決方案具有實(shí)時(shí)性強，抗干擾能力好的特點(diǎn)，現在大部分轉化方案都采用此方案。
本文基于應用者的角度介紹了自整角機的基本結構及工作原理，通過(guò)分析跟蹤型轉換芯片RD-19230的功能特點(diǎn)，設計了簡(jiǎn)單有效的外圍接口電路。

1 自整角機原理
自整角機是自動(dòng)控制系統中傳遞轉角位置信息的微電機，在自整角機和伺服機構組成的隨動(dòng)系統中，與發(fā)送軸或主動(dòng)軸耦合的自整角機稱(chēng)為發(fā)送機，與接受軸或被動(dòng)軸耦合的的自整角機稱(chēng)為接收機。
控制式自整角接收機輸出的是與兩軸轉角差成一定關(guān)系的電壓，該電壓控制交流伺服電動(dòng)機去帶動(dòng)被動(dòng)軸旋轉，故能帶動(dòng)較大負載。由于接收機工作在變壓器狀態(tài)，故通常稱(chēng)為自整角變壓器。力矩式接收機直接輸出力矩并帶動(dòng)負載，但帶載能力差，只能帶動(dòng)指針、刻度盤(pán)等輕負載，常用于角度傳輸精度要求不很高的指示系統中。圖1為自整角機原理圖。

如圖1所示，自整角機主要由定子和轉子組成，定子和轉子問(wèn)有很小的空氣隙，自整角機的激磁磁場(chǎng)，是一個(gè)磁場(chǎng)軸線(xiàn)在空間固定于激磁繞組軸線(xiàn)上，磁通密度分布曲線(xiàn)的幅值隨時(shí)間交變的脈振磁場(chǎng)。當轉子繞組偏離中線(xiàn)位置時(shí)，轉子激磁繞組所產(chǎn)生的脈振磁通必定和定子各相繞組相匝鏈，因而在定子各相繞組中感應出電勢。

本文就是將三路自整角機感應電動(dòng)勢信號處理后，得到RD-19230轉換所需的兩路正交信號，從而轉換為精確的數字信號。