基于纯硬件电路的轴角-数字解码系统研究

来源：计算机技术与发展杂志2024年第11期北京时间：

作者：王浩;牛伟;卢玉芳

摘要：针对旋转变压器解码系统需要软硬件协同合作及系统结构复杂的问题,提出了一种基于纯硬件电路的轴角-数字解码系统,主要包括解调模块和解算模块。 解调模块基于与激励信号同步的脉冲信号控制采样/ 保持电路来得到低频的解调信号;为避免使用 AD 转换、昂贵的压控振荡器等复杂硬件,解算模块采用了负反馈结构,主要基于计数器实现,通过正余弦 LUT 查找表将计数值转换为旋转变压器角度的线性输出,计数值表示解算角度;当解算角度与实际角度不一致时,解算模块会控制计数值增加或者减少,直到解算角度与实际角度一致。 为验证该方法的有效性,在 Matlab / Simulink 中搭建系统模型进行多工况仿真验证,结果表明,纯硬件解码方法在角度阶跃变化、匀速变化及系统存在噪声时均能稳定正常工作,并且误差不超过 0. 2?,响应时间不超过 2 ms,优于常规软件解码方法。 最后进一步制作了验证板卡进行了实物验证,验证结果表明该系统具有较好的稳定性及精度。

关键词：旋转变压器;轴角-数字变换;计数器;仿真;角度测量