CN107643047A - 一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测角系统数据采集技术领域，具体涉及一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元及方法。本发明利用数字电位计调整感应同步器输出信号幅值，能够弥补传统机械式电位计线性度差，误差大，不耐振动冲击的缺点，能够方便地实现在线编程，并且能够在恶劣环境中保持感应同步器测角系统的稳定，提高测角精度。
Description
技术领域
本发明属于测角系统数据采集技术领域，具体涉及一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元及方法。
背景技术
目前，采用感应同步器组成的测角系统已经得到了广泛应用。在感应同步器测角系统中，需要对感应同步器输出的SIN、COS信号进行预处理，将两路信号的峰峰电压值调整为一致，才能保证系统的测角精度。而传统的调整方法大都采用机械式电位计，这种方法在调整过程中无法定量调整电阻值，且调整后容易受环境影响产生漂移，使测角系统产生误差。因此如何快速、精确地调整两路信号幅值，且在恶劣环境下保持高可靠性显得十分必要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元及方法，以解决如何提高感应同步器测角精度的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元，该幅值调整单元包括仪表放大器、数字电位计和FPGA；其中，
仪表放大器，用于对感应同步器输出的SIN、COS信号峰峰电压幅值进行调整，并将调整后的SIN、COS信号峰峰电压幅值传输至角度解算模块；其中，仪表放大器的增益调整输入端与数字电位计的输出端相连；
数字电位计，用于对仪表放大器的增益进行调整；其中，数字电位计的时序控制信号输入端与FPGA相连；
FPGA，用于通过编程控制数字电位计的输出，进而调整仪表放大器的增益。
进一步地，仪表放大器为INA2128。
进一步地，数字电位计为AD5162。
进一步地，FPGA为XC6SLX9-2TQG144I。
此外，本发明提出一种提高感应同步器测角精度的方法，该方法中采用上述幅值调整单元；其中，该方法包括如下步骤：
由FPGA编程控制数字电位计的输出，并用数字电压表测量仪表放大器输出的SIN、COS信号峰峰电压幅值大小；
修改FPGA向数字电位计输出的时序信号，调整SIN、COS信号峰峰电压幅值，使得SIN、COS信号峰峰电压幅值大小调整一致；
将幅值调整好的SIN、COS信号峰峰电压幅值输出至角度解算模块，完成高精度角度解算。
进一步地，SIN、COS信号峰峰电压幅值大小调整一致时，误差绝对值≤5mv。
(三)有益效果
本发明提出的提高感应同步器测角精度的幅值调整单元及方法，利用数字电位计调整感应同步器输出信号幅值，能够弥补传统机械式电位计线性度差，误差大，不耐振动冲击的缺点，能够方便地实现在线编程，并且能够在恶劣环境中保持感应同步器测角系统的稳定，提高测角精度。
附图说明
图1为本发明实施例幅值调整单元组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元，如图1所示，该幅值调整单元包括仪表放大器、数字电位计和FPGA。
仪表放大器用于对感应同步器输出的毫伏级SIN、COS信号峰峰电压幅值进行调整，并将调整后的SIN、COS信号峰峰电压幅值传输至角度解算模块；其中，仪表放大器的增益调整输入端与数字电位计的输出端相连。仪表放大器能够最大限度地消除共模噪声，提高信噪比。由于需要同时对两路信号进行放大，因此本实施例中仪表放大器优选双通道的仪表放大器INA2128。
数字电位计用于对仪表放大器的增益进行调整；其中，数字电位计的时序控制信号输入端与FPGA相连。本实施例中数字电位计选用AD5162，由于它是数字集成器件，不存在传统机械式电位计的机械接触结构，因此温漂很小，可靠性高。
FPGA用于通过编程控制数字电位计的输出，进而调整仪表放大器的增益。FPGA与数字电位计的接口为SPI接口，接口控制时序简单，易于实现。本实施例中FPGA选用XC6SLX9-2TQG144I。
采用上述幅值调整单元，能够实现一种提高感应同步器测角精度的方法，该方法包括如下步骤：
由FPGA编程控制数字电位计的输出，并用数字电压表测量仪表放大器输出的SIN、COS信号峰峰电压幅值大小；
修改FPGA向数字电位计输出的时序信号，调整SIN、COS信号峰峰电压幅值，使得SIN、COS信号峰峰电压幅值大小调整一致，误差绝对值≤5mv；
将幅值调整好的SIN、COS信号峰峰电压幅值输出至角度解算模块，完成高精度角度解算。
本实施例提出的提高感应同步器测角精度的幅值调整单元，与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)通过精确调整两路SIN、COS信号峰峰电压幅值，提升了测角精度(精度可提升至±1″)，且电路实现简单；
(2)可通过FPGA编程在线调整两路信号峰峰电压幅值大小，使用灵活方便；
(3)在恶劣环境下仍能可靠使用，具有低温漂，抗振动能力强的特点，特别适合航空、航天等外场环境的使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种提高感应同步器测角精度的幅值调整单元，其特征在于，所述幅值调整单元包括仪表放大器、数字电位计和FPGA；其中，
所述仪表放大器，用于对感应同步器输出的SIN、COS信号峰峰电压幅值进行调整，并将调整后的SIN、COS信号峰峰电压幅值传输至角度解算模块；其中，所述仪表放大器的增益调整输入端与所述数字电位计的输出端相连；
所述数字电位计，用于对所述仪表放大器的增益进行调整；其中，所述数字电位计的时序控制信号输入端与所述FPGA相连；
所述FPGA，用于通过编程控制所述数字电位计的输出，进而调整所述仪表放大器的增益。
2.如权利要求1所述的幅值调整单元，其特征在于，所述仪表放大器为INA2128。
3.如权利要求1所述的幅值调整单元，其特征在于，所述数字电位计为AD5162。
4.如权利要求1所述的幅值调整单元，其特征在于，所述FPGA为XC6SLX9-2TQG144I。
5.一种提高感应同步器测角精度的方法，其特征在于，所述方法采用上述任一项权利要求所述的幅值调整单元；所述方法包括：
由所述FPGA编程控制所述数字电位计的输出，并用数字电压表测量所述仪表放大器输出的SIN、COS信号峰峰电压幅值大小；
修改所述FPGA向所述数字电位计输出的时序信号，调整所述SIN、COS信号峰峰电压幅值，使得所述SIN、COS信号峰峰电压幅值大小调整一致；
将幅值调整好的所述SIN、COS信号峰峰电压幅值输出至角度解算模块，完成高精度角度解算。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SIN、COS信号峰峰电压幅值大小调整一致时，误差绝对值≤5mv。
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