旋转变压器信号处理与设计

论文摘要

本论文详细介绍了旋转变压器输出信号的处理方法。文中通过阐述交流伺服系统的重要意义以及传感器对伺服系统的重要作用,引出了目前广泛应用的一款位置与速度传感器-旋转变压器。在详细分析了旋转变压器工作原理的基础上,概括了旋转变压器的很多优点,同时也指出了旋转变压器应用的最大缺点-输出信号处理复杂。针对旋转变压器的这一缺点,很多公司都推出了专用的解码芯片。本文详细介绍了采用AD公司生产的AD2S80A芯片的旋变解码方法。在概述了AD2S80A芯片的众多优点后,本文详细分析了AD2S80A芯片的工作原理,并阐述了AD2S80A芯片外围电路的设计方法。在此基础上,给出了基于AD2S80A芯片解码系统的软硬件设计方法。专用解码芯片一般价格十分昂贵,针对这一缺点,本文提出了另一种新颖的解码方法-基于DSP芯片处理旋转变压器输出信号。为了提高转换精度,我们引入了过采样技术。本文详细分析了过采样技术的原理与实现步骤,给出了采用过采样技术的系统组成:（1）采样环节（2）数据滤波与抽取（3）反正切运算。其中,FIR数据滤波和反正切运算的实现是此解码方法的重点。本文采用MATLAB仿真工具设计FIR数据滤波器,并对其滤波效果进行了仿真验证。同时,提出了一种快速,高精度的反正切计算方法;并详细介绍了其算法原理和实现步骤。在此基础上,本文给出了DSP芯片软件解码方法的具体软硬件实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 交流伺服系统简介
• 1.2 伺服系统中的传感器概述
• 1.3 伺服系统传感器的发展趋势
• 1.4 旋转变压器特点简介
• 1.5 本文研究的主要内容和意义
• 2 旋转变压器
• 2.1 旋转变压器概述
• 2.2 正-余弦旋转变压器原理简介
• 2.3 基于旋转变压器的系统误差分析
• 2.4 本章小结
• 3 基于AD2S80A 的旋变信号处理
• 3.1 AD2S80A 解码芯片简介
• 3.2 AD2S80A 工作原理与外围电路设计
• 3.3 基于AD2S80A 的旋变信号处理系统
• 3.4 本章小结
• 4 基于DSP 的旋变信号处理技术
• 4.1 DSP 处理旋变信号的原理概述
• 4.2 过采样技术
• 4.3 FIR 带通数字滤波器设计
• 4.4 反正切运算
• 4.5 本章小结
• 5 基于DSP 实现旋变信号处理系统
• 5.1 系统硬件部分的设计实现
• 5.2 系统软件部分的设计实现
• 5.3 试验结果
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献