RU2741075C1 - Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction - Google Patents

Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction Download PDF

Info

Publication number
RU2741075C1
RU2741075C1 RU2020118446A RU2020118446A RU2741075C1 RU 2741075 C1 RU2741075 C1 RU 2741075C1 RU 2020118446 A RU2020118446 A RU 2020118446A RU 2020118446 A RU2020118446 A RU 2020118446A RU 2741075 C1 RU2741075 C1 RU 2741075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sine
cosine
code
output
angle
Prior art date
Application number
RU2020118446A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Всеволодович Прокофьев
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс"
Priority to RU2020118446A priority Critical patent/RU2741075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2741075C1 publication Critical patent/RU2741075C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/48Servo-type converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and automatic control equipment. Converter includes two multipliers for multiplication of voltages of input sine-cosine signal with digital codes of cosine and sine values of output code of angle, subtractor of signals of multipliers, counting pulses generator, which generates counting pulses from error signal, reversible counter of the output angle code, the counting direction of which depends on pulses from the generator, unit for generating digital values of sine and cosine, outputs of which are connected to inputs of the first and second multipliers, outputs of unit for generating digital values of sine and cosine are connected to inputs of sine and cosine of correction unit. Correction unit corrects bias voltage, amplitude imbalance and phase shift of sine-cosine signal. Outputs of correction unit are connected to inputs of sine and cosine of CORDIC unit operating in vector mode, output of which is output code of converter angle.EFFECT: technical result consists in improvement of accuracy of conversion of sine-cosine signal to angle code while providing high speed of conversion, characteristic for tracking systems.1 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Техническое решение относится к измерительной технике и технике автоматического регулирования, в частности, к следящим синусно-косинусным преобразователям угла в код, и может быть использовано в системах где требуется измерять положение с помощью датчика, формирующего синусно-косинусный сигнал, фаза которого пропорциональна измеряемому углу. Изобретение целесообразно использовать при проектировании специализированных интегральных схем быстродействующих датчиков положения на основе следящих преобразователей угол-код.The technical solution relates to measuring technology and automatic control technology, in particular, to tracking sine-cosine angle-to-code converters, and can be used in systems where it is required to measure position using a sensor that generates a sine-cosine signal, the phase of which is proportional to the measured angle. The invention is expediently used in the design of specialized integrated circuits for high-speed position sensors based on tracking angle-code converters.

Известен способ цифрового преобразования угла в код с коррекцией ошибки преобразования [1] основанный на том, что значения выходного кода образуют суммированием выходного кода основного канала амплитудного цифрового преобразования угла следящего типа и выходного кода корректирующего канала, при этом соответствующие значения выходного кода корректирующего канала формируют при вращении ротора датчика угла основного канала преобразования с постоянной угловой скоростью, равной половине ее максимального рабочего значения, путем аналого-цифрового преобразования тахометрического сигнала основного канала преобразования, интегрирования переменной составляющей преобразованного тахометрического сигнала и регистрации проинтегрированного сигнала. Недостатком данного технического решения является требование наличия дополнительного канала для коррекции кода угла.A known method of digital conversion of an angle into a code with a conversion error correction [1] is based on the fact that the values of the output code are formed by summing the output code of the main channel of the amplitude digital conversion of the tracking angle and the output code of the correcting channel, while the corresponding values of the output code of the correcting channel are formed when rotation of the rotor of the angle sensor of the main conversion channel with a constant angular velocity equal to half its maximum operating value, by analog-digital conversion of the tachometric signal of the main conversion channel, integrating the variable component of the converted tachometric signal and registering the integrated signal. The disadvantage of this technical solution is the requirement for an additional channel to correct the angle code.

Известен способ цифрового преобразования угла в код с коррекцией ошибки преобразования [2] основанный на том что для коррекции ошибки преобразования используется два канала преобразования (два датчика) с различными спектрами пространственной погрешности. Вычисляются разности первого и второго кодов угла, по которым определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности первого датчика, формируют первую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности первого датчика для угла, соответствующего первому коду угла, формируют выходной код, прибавляя первую поправку к первому коду угла. Недостатком данного решения является то что для коррекции ошибки преобразования требуется два датчика с разным спектром ошибки, что в случае реализации на уровне интегрального датчика положения со встроенной сенсорной системой невозможно технически.There is a method of digital conversion of an angle into a code with a conversion error correction [2] based on the fact that two conversion channels (two sensors) with different spectra of spatial error are used to correct the conversion error. Differences of the first and second angle codes are calculated, according to which the amplitudes and phases of the spatial harmonics of the error of the first sensor are determined, the first correction is formed as the sum of the spatial harmonics of the error of the first sensor for the angle corresponding to the first angle code, the output code is generated by adding the first correction to the first angle code. The disadvantage of this solution is that to correct the conversion error, two sensors with different error spectra are required, which, if implemented at the level of an integral position sensor with an integrated sensor system, is technically impossible.

Известен метод цифровой коррекции ошибки преобразования для синусно-косинусных преобразователей угол-код [3] включающий два АЦП преобразующих аналоговые синусный и косинусный сигналы в цифровой код, с выходов АПЦ сигналы поступают на вход блока коррекции смещения, разбаланса амплитуд и фазы, с выхода блока коррекции сигналы поступают на детектор разбаланса смещения, разбаланса усилений и фазы, с выхода детектора на вход блока коррекции поступают сигналы пропорциональные соответствующим разбалансам. Скорректированный сигнал после коррекции разбалансов поступает на блок коррекции гармонических искажений и далее на преобразователь угол-код. Недостатком предложенного решения является ограниченное быстродействие системы за счет использования отдельных дискретных АЦП, которые обычно обладают относительно невысоким для преобразователей угол-код быстродействием.A known method of digital correction of the conversion error for sine-cosine converters angle-code [3] includes two ADCs that convert analog sine and cosine signals into a digital code, from the outputs of the ADC signals are fed to the input of the offset correction unit, amplitude and phase imbalance, from the output of the correction unit the signals go to the detector of displacement imbalance, gain and phase imbalance, signals proportional to the corresponding imbalances are sent from the detector output to the input of the correction unit. The corrected signal after the imbalance correction is fed to the harmonic distortion correction unit and then to the angle-code converter. The disadvantage of the proposed solution is the limited speed of the system due to the use of separate discrete ADCs, which usually have a relatively low speed for angle-code converters.

Известен преобразователь угол-код [4] реализованный в микросхеме обработки сигналов с синусно-косинусных датчиков положения. В тракте обработки данной микросхемы реализован прямой алгоритм коррекции синусно-косинусного сигнала, включающий коррекцию смещения (в том числе и по датчику температуры), разбаланса амплитуд и фазового сдвига. Корректированный сигнал поступает на преобразователь угол-код. Описанная конструкция применима для преобразователей с независимым преобразованием синусно-косинусного сигнала на дискретных АЦП и, как и [3] имеет ограниченное быстродействие.Known converter angle-code [4] is implemented in the chip for processing signals from sine-cosine position sensors. In the processing path of this microcircuit, a direct algorithm for correcting the sine-cosine signal is implemented, including the correction of the offset (including the temperature sensor), amplitude imbalance and phase shift. The corrected signal is fed to the angle-code converter. The described design is applicable for converters with independent conversion of a sine-cosine signal on discrete ADCs and, like [3], has a limited performance.

Известен быстродействующий следящий преобразователь синусно-косинусного сигнала в код положения, выбранный в качестве прототипа [5]. Преобразователь построен по следящей схеме и содержит два умножителя входных сигналов, вычитатель, компаратор и генератор управляемый напряжением (ГУН), который вырабатывает сигналы инкрементирования и декрементирования реверсивного счетчика по разностному сигналу вычитателя. Код реверсивного счетчика является выходным кодом преобразователя. Особенностью преобразователя является то, что значения синуса и косинуса не выбираются из таблиц синуса и косинуса по коду счетчика, а вычисляются блоком CORDIC-вычислителя, который формирует коды значений синуса и косинуса, подаваемые на вход умножителей сигналов косинус и синус, соответственно, что позволяет сократить объем ПЗУ, но при этом снижает быстродействие преобразователя. Недостатком данного решения является отсутствие коррекции ошибки преобразования синусно-косинусного сигнала, которая всегда присутствует в реальных системах и приводит к ошибке измерения угла.Known high-speed tracking converter sine-cosine signal in the position code, selected as a prototype [5]. The converter is built according to a servo circuit and contains two multipliers of input signals, a subtractor, a comparator and a voltage-controlled generator (VCO), which generates signals for incrementing and decrementing a reversing counter based on the difference signal of the subtractor. The upcounter code is the output code of the converter. A feature of the converter is that the sine and cosine values are not selected from the sine and cosine tables according to the counter code, but are calculated by the CORDIC calculator block, which generates the sine and cosine value codes fed to the input of the cosine and sine signal multipliers, respectively, which makes it possible to reduce the amount of ROM, but at the same time reduces the speed of the converter. The disadvantage of this solution is the lack of correction of the conversion error of the sine-cosine signal, which is always present in real systems and leads to an error in measuring the angle.

Известен следящий синусно-косинусный преобразователь угла в код положения [6] отличающийся от [5] тем что в качестве блока формирования цифровых значений синуса и косинуса использует табличный способ формирования с укороченной таблицей и интерполяцией промежуточных значений по младшим разрядам счетчика.Known tracking sine-cosine angle converter in position code [6] differs from [5] in that as a block for generating digital values of sine and cosine uses a tabular formation method with a shortened table and interpolation of intermediate values by the least significant bits of the counter.

Задачей технического решения является повышение точности преобразования синусно-косинусного сигнала в код угла при обеспечении высокого быстродействия преобразования.The task of the technical solution is to improve the accuracy of converting a sine-cosine signal into an angle code while ensuring a high conversion speed.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в структуру следящего преобразователя содержащего первый умножитель для перемножения входного напряжения синусного сигнала на цифровое значение косинуса выходного кода, второй умножитель для перемножения входного напряжения косинусного сигнала на цифровое значение синуса выходного кода, вычитатель-усилитель ошибки, входы которого соединены с выходами умножителей, а выход с генератором сигналов счета, который вырабатывает сигналы инкрементирования и декрементирования реверсивного счетчика в зависимости от знака и величины рассогласования, выходы прямого и обратного счета генератора соединены с реверсивным счетчиком выходного кода угла, выход счетчика соединен блоком формирования значений синуса и косинуса, выходы которого соединены с цифровыми входами умножителей, предусмотрены следующие отличия, а именно, выходы блока формирования значений синуса и косинуса соединены с входами блока коррекции синусно-косинусного сигнала, выходы которого соединены со входами цифрового преобразователя CORDIC работающего в режиме вектор, выходной код данного преобразователя является выходом преобразователя угол-код.The problem is solved due to the fact that in the structure of the tracking converter containing the first multiplier for multiplying the input voltage of the sine signal by the digital value of the cosine of the output code, the second multiplier for multiplying the input voltage of the cosine signal by the digital value of the sine of the output code, the subtractor-error amplifier, the inputs of which are connected with the outputs of the multipliers, and the output with the counter signal generator, which generates the increment and decrement signals of the reverse counter depending on the sign and magnitude of the mismatch, the outputs of the forward and reverse counting of the generator are connected to the reverse counter of the output angle code, the counter output is connected by the sine and cosine values formation unit , the outputs of which are connected to the digital inputs of the multipliers, the following differences are provided, namely, the outputs of the unit for generating sine and cosine values are connected to the inputs of the sine-cosine signal correction unit, the outputs of which connected to the inputs of the CORDIC digital converter operating in vector mode, the output code of this converter is the output of the angle-code converter.

Между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно, блок цифровой коррекции синусно-косинусного сигнала позволяет обеспечить устранение неидеальностей входного синусно-косинусного сигнала (ошибки смещения, разбаланса усилений, фазы, а также температурной зависимости данных ошибок) посредством небольшого количества регистров настройки при обеспечении высокого быстродействия за счет следящего контура.There is a causal relationship between the set of essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result, namely, the block for digital correction of the sine-cosine signal makes it possible to eliminate imperfections of the input sine-cosine signal (offset errors, imbalance of gains, phase, as well as temperature dependence of data errors) by means of a small number of tuning registers while ensuring high performance due to the tracking loop.

Техническая сущность предложенного решения поясняется чертежами, где фиг. 1 содержит структурную схему преобразователя синусно-косинусного сигнала в код угла, фиг. 2 содержит структурную схему блока коррекции синусно-косинусного сигнала, фиг. 3 содержит графики, демонстрирующие компенсацию ошибки преобразования.The technical essence of the proposed solution is illustrated by drawings, where FIG. 1 contains a block diagram of a converter of a sine-cosine signal into an angle code, FIG. 2 contains a block diagram of a sine-cosine signal correction unit, FIG. 3 contains graphs showing conversion error compensation.

Структурная схема преобразователя приведена на фиг. 1.The block diagram of the converter is shown in Fig. one.

Синусно-косинусный преобразователь угла в код содержит:Sine-cosine angle-to-code converter contains:

1, 2 - умножители;1, 2 - multipliers;

3 - вычитатель-усилитель ошибки;3 - error amplifier-subtractor;

4 - генератор импульсов счета;4 - pulse generator for counting;

5 - реверсивный счетчик;5 - reverse counter;

6 - блок формирования цифровых значений синуса и косинуса;6 - block for generating digital values of sine and cosine;

7 - блок коррекции синусно-косинусного сигнала;7 - sine-cosine signal correction unit;

8 - преобразователь CORDIC в режиме вектор;8 - CORDIC converter in vector mode;

9 - датчик температуры.9 - temperature sensor.

Умножители 1, 2 соединены с вычитателем-усилителем ошибки 3, разностное напряжение с которого подается на генератор импульсов счета 4, который вырабатывает сигналы инкрементирования и декрементирования реверсивного счетчика в зависимости от знака и величины рассогласования. Генератор импульсов счета 4 соединен линиями сигналов прямого UP и обратного DN счета с реверсивным счетчиком 5, значение которого является входом блока формирования цифровых значений синусно-косинусного сигнала 6. Данный блок может быть реализован различным образом - в виде таблицы синуса и косинуса ПЗУ адрес выбора строки которой является код счетчика (в том числе с применением интерполяции младших разрядов), в виде блока CORDIC в режиме «поворот», в виде вычисления прямой математической функции различным образом.Multipliers 1, 2 are connected to an error subtractor-amplifier 3, the difference voltage from which is fed to a counter pulse generator 4, which generates signals for incrementing and decrementing a reversing counter depending on the sign and magnitude of the error. The counter pulse generator 4 is connected by the signal lines of the forward UP and the reverse DN of the counter with a reverse counter 5, the value of which is the input of the block for generating digital values of the sine-cosine signal 6. This block can be implemented in different ways - in the form of a sine and cosine table of the ROM line selection address which is the counter code (including with the use of interpolation of the least significant bits), in the form of a CORDIC block in the "rotation" mode, in the form of calculating a direct mathematical function in various ways.

Выходы блока формирования синусно-косинусного сигнала соединены со входами умножителей, таким образом замыкая петлю обратной связи и образуя следящую систему, минимизирующую ошибку преобразования Err=Usin(θ-ϕT).The outputs of the sine-cosine signal generating unit are connected to the inputs of the multipliers, thus closing the feedback loop and forming a servo system that minimizes the conversion error Err = Usin (θ-ϕ T ).

Выходы блока формирования синусно-косинусного сигнала поступают на входы блока коррекции 7 выполняющего коррекцию синусного и косинусного сигнала, в том числе использую данные с датчика температуры 9. Структура блока коррекции приведена на фиг. 2.The outputs of the sine-cosine signal generating unit are fed to the inputs of the correction unit 7 performing the correction of the sine and cosine signal, including using data from the temperature sensor 9. The structure of the correction unit is shown in FIG. 2.

Синусный Sin(ϕT) сигнал поступает на вход первого сумматора 10, где суммируется с цифровым значением смещения синусного канала OFFs, с выхода первого сумматора сигнал поступает на вход второго сумматора 11 где суммируется с выходным сигналом блока коррекции температурной зависимости синусного канала 12 OFFTs(Tcode). Данный блок на основе показаний датчика температуры Tcode и коэффициентов настройки выполняет вычисление корректирующего значения смещения. Данный блок может иметь различную реализацию функции зависимости OFFTs=f(Tcode), например, полином 2-го порядка, табличные данные или табличные данные с интерполяцией промежуточных значений и т.д. С выхода второго сумматора 11 сигнал поступает на вход блока коррекции амплитуды синусного канала 13 выполняющего умножение сигнала на значение Gs.The sinusoidal Sin (ϕ T ) signal is fed to the input of the first adder 10, where it is summed with the digital value of the offset of the sinus channel OFFs, from the output of the first adder, the signal is fed to the input of the second adder 11 where it is summed with the output signal of the temperature dependence correction unit of the sinus channel 12 OFFTs (Tcode ). This block calculates the offset correction value based on the readings of the temperature sensor Tcode and the tuning factors. This block can have different implementations of the dependency function OFFTs = f (Tcode), for example, a 2nd order polynomial, tabular data or tabular data with interpolation of intermediate values, etc. From the output of the second adder 11, the signal is fed to the input of the unit for correcting the amplitude of the sinus channel 13, which multiplies the signal by the value of Gs.

Аналогично косинусный Cos(ϕT) сигнал поступает на вход первого сумматора 16, где суммируется с цифровым значением смещения косинусного канала OFFc, с выхода первого сумматора сигнал поступает на вход второго сумматора 17, где суммируется с выходным сигналом блока коррекции температурной зависимости косинусного канала 18 OFFTc(Tcode). С выхода второго сумматора 17 сигнал поступает на вход блока коррекции амплитуды косинусного канала 19 выполняющего умножение сигнала на значение Gc.Similarly, the cosine Cos (ϕ T ) signal is fed to the input of the first adder 16, where it is summed with the digital value of the offset of the cosine channel OFFc, from the output of the first adder, the signal goes to the input of the second adder 17, where it is summed with the output signal of the temperature dependence correction unit of the cosine channel 18 OFFTc (Tcode). From the output of the second adder 17, the signal is fed to the input of the amplitude correction unit of the cosine channel 19, which multiplies the signal by the value of Gc.

Таким образом на выходе блоков коррекции амплитуды 13 и 19 полученный сигнал будет иметь вид:Thus, at the output of the amplitude correction blocks 13 and 19, the received signal will have the form:

Usa=Gs⋅[Sin(ϕT)+OFFs+OFFTs(Tcode))]Usa = Gs⋅ [Sin (ϕ T ) + OFFs + OFFTs (Tcode))]

Uca=Gc⋅[Cos(ϕT)+OFFc+OFFTc(Tcode))]Uca = Gc⋅ [Cos (ϕ T ) + OFFc + OFFTc (Tcode))]

Далее осуществляется коррекция фазового сдвига между синусным и косинусным каналами путем взаимного суммирования сигнала каждого канала с определенным весовым коэффициентом.Next, the phase shift between the sine and cosine channels is corrected by mutual summation of the signal of each channel with a certain weighting factor.

А⋅sin(ϕK)=Usa+Gp⋅UcaА⋅sin (ϕ K ) = Usa + Gp⋅Uca

A⋅cos(ϕK)=Uca+Gp⋅UsaA⋅cos (ϕ K ) = Uca + Gp⋅Usa

Где Gp - корректирующий коэффициент, знаковый.Where Gp is a signed correction factor.

Внесенный фазовый сдвиг определяется в соответствии с выражением:The introduced phase shift is determined in accordance with the expression:

Δϕ=2⋅arctg(Gp)Δϕ = 2⋅arctg (Gp)

При этом входной сигнал изменяется на масштабирующий коэффициент равный:In this case, the input signal is changed to a scaling factor equal to:

Figure 00000001
Figure 00000001

Блок коррекции синусно-косинусного сигнала 7 может содержать как полную коррекцию, описанную выше, так и частично, например, только коррекцию смещения.The sine-cosine signal correction unit 7 may contain both full correction described above, and partially, for example, only offset correction.

Корректированные синусный и косинусный сигнал поступают на блок преобразователя угол-код 8, который может быть выполнен как преобразователь CORDIC в режиме вектор.The corrected sine and cosine signals are fed to the angle-code 8 converter block, which can be executed as a CORDIC converter in vector mode.

Предложенная конструкция позволяет скорректировать основные неидеальности синусно-косинусного сигнала вызванные неидеальностью сенсорой системы и аналогового тракта обработки.The proposed design makes it possible to correct the basic imperfections of the sine-cosine signal caused by the imperfection of the sensor system and the analog processing path.

На фиг. 3 представлен график демонстрирующий результат работы предложенной системы при компенсации ошибки преобразования вызванной появлением постоянного напряжения смещения в каналах синусного и косинусного сигналов. Разрешение преобразования для моделирования составляло 13 бит. Результаты также представлены в таблице 1.FIG. 3 is a graph showing the result of the proposed system when compensating for the conversion error caused by the appearance of a DC bias voltage in the channels of the sine and cosine signals. The transformation resolution for the simulation was 13 bits. The results are also shown in Table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Данные таблицы 1 показывают, что предложенная конструкция позволяет свести ошибку преобразования до минимального для данного разрешения значения.The data in Table 1 show that the proposed design makes it possible to reduce the conversion error to the minimum value for a given resolution.

Задержка преобразования предложенной системы определяется как:The conversion delay of the proposed system is defined as:

Td=Tt+Tk+TcTd = Tt + Tk + Tc

где Tt - задержка преобразования следящей системы, Tk - задержка преобразования блока коррекции, Тс - задержка преобразования блока CORDIC.where Tt is the servo system conversion delay, Tk is the correction block conversion delay, Tc is the CORDIC block conversion delay.

Задержка преобразования следящей системы Tt для тактируемых систем составляет:The servo system conversion delay Tt for clocked systems is:

Tt=2⋅TclkTt = 2⋅Tclk

где Tclk - период тактовой частоты.where Tclk is the clock period.

Задержка преобразования блока коррекции зависит от ее реализации и количества корректирующих звеньев. При использовании конвейерной архитектуры данного блока без промежуточных регистров задержка может быть снижена до двух тактов. Аналогично задержка блока CORDIC в случае его конвейерной реализации без промежуточных регистров между стадиями может быть снижена до двух тактов. Таким образом минимальная задержка преобразования предложенного преобразователя угол-код составит 6 тактов. Для системной тактовой частоты 16 МГц задержка преобразования составит 750 нс, а частота выдачи отсчетов составит 2.6 МГц.The delay in the transformation of the correction block depends on its implementation and the number of correcting units. When using the pipelined architecture of this block without intermediate registers, the latency can be reduced to two clock cycles. Similarly, the latency of the CORDIC block in the case of its pipelined implementation without intermediate registers between stages can be reduced to two clock cycles. Thus, the minimum conversion delay of the proposed angle-code converter is 6 clock cycles. For a 16 MHz system clock, the conversion delay is 750 ns and the sample rate is 2.6 MHz.

Технико-экономический эффект от предложенного технического решения заключается в повышении точности преобразования синусно-косинусного сигнала в код угла при обеспечении высокого быстродействия преобразования, характерного для следящих систем.The technical and economic effect of the proposed technical solution is to improve the accuracy of converting a sine-cosine signal into an angle code while ensuring a high conversion speed characteristic of tracking systems.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 24889581. RF patent 2488958

2. Патент РФ 22354222. RF patent 2235422

3. Патент США 72508813. US patent 7250881

4. Статья «Интегральный процессор положения для прецизионных систем управления перемещением подвижных узлов и механизмов». Журнал «Компоненты и технологии», №7, 2016, стр. 81-85.4. Article "Integrated position processor for precision motion control systems of movable units and mechanisms". Journal "Components and Technologies", No. 7, 2016, pp. 81-85.

5. Патент РФ 167428 - прототип5. RF patent 167428 - prototype

6. Патент РФ 26594686. RF patent 2659468

Claims (1)

Следящий синусно-косинусный преобразователь угла в код, содержащий первый умножитель для перемножения входного напряжения синусного сигнала на цифровое значение косинуса выходного кода, второй умножитель для перемножения входного напряжения косинусного сигнала на цифровое значение синуса выходного кода, вычитатель, входы которого соединены с выходами умножителей, а выход - с генератором импульсов счета, который вырабатывает сигналы инкрементирования и декрементирования реверсивного счетчика в зависимости от знака и величины рассогласования, выходы прямого и обратного счета генератора соединены с реверсивным счетчиком выходного кода угла, выход счетчика соединен с блоком формирования цифровых значений синуса и косинуса, выходы которого соединены с входами первого и второго умножителей, отличающийся тем, что выходы блока формирования цифровых значений синуса и косинуса соединены со входами синуса и косинуса блока коррекции, осуществляющего коррекцию напряжения смещения, разбаланса амплитуд и фазового сдвига синусно-косинусного сигнала, выходы синуса и косинуса блока коррекции соединены со входами синуса и косинуса блока CORDIC в режиме вектор, выход которого является выходным кодом угла преобразователя.Tracking sine-cosine angle-to-code converter containing the first multiplier for multiplying the input voltage of the sine signal by the digital value of the cosine of the output code, the second multiplier for multiplying the input voltage of the cosine signal by the digital value of the sine of the output code, a subtractor whose inputs are connected to the outputs of the multipliers, and output - with a counter pulse generator, which generates signals for incrementing and decrementing a reversing counter depending on the sign and magnitude of the mismatch, the outputs of the forward and backward counting of the generator are connected to the reversing counter of the output angle code, the counter output is connected to the unit for generating digital values of the sine and cosine, outputs which are connected to the inputs of the first and second multipliers, characterized in that the outputs of the unit for generating digital values of the sine and cosine are connected to the inputs of the sine and cosine of the correction unit, which corrects the bias voltage, amplitude imbalance beats and phase shift of the sine-cosine signal, the sine and cosine outputs of the correction block are connected to the sine and cosine inputs of the CORDIC block in the vector mode, the output of which is the output code of the converter angle.
RU2020118446A 2020-05-26 2020-05-26 Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction RU2741075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118446A RU2741075C1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118446A RU2741075C1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2741075C1 true RU2741075C1 (en) 2021-01-22

Family

ID=74213390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118446A RU2741075C1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2741075C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024066472A1 (en) * 2022-09-28 2024-04-04 长春汇通光电技术有限公司 Error compensation method for sine-cosine signal, and storage medium

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119302A (en) * 1989-06-28 1992-06-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Steering angle detecting device
RU2196383C1 (en) * 2001-06-05 2003-01-10 Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Functional angle-code-to-sine-cosine-voltage converter
RU2235422C1 (en) * 2003-01-23 2004-08-27 ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for converting shaft angle of turn to code
US7250881B2 (en) * 2004-10-13 2007-07-31 Mitutoyo Corporation Encoder output signal correction apparatus and method
RU2488958C1 (en) * 2012-06-14 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") Digital angle conversion method
RU167428U1 (en) * 2015-09-04 2017-01-10 Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE
RU2659468C1 (en) * 2017-09-13 2018-07-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Following sine and cosine angle-to-code converter
RU2714591C1 (en) * 2019-06-10 2020-02-18 Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") Hybrid method of measuring angular position

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119302A (en) * 1989-06-28 1992-06-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Steering angle detecting device
RU2196383C1 (en) * 2001-06-05 2003-01-10 Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Functional angle-code-to-sine-cosine-voltage converter
RU2235422C1 (en) * 2003-01-23 2004-08-27 ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for converting shaft angle of turn to code
US7250881B2 (en) * 2004-10-13 2007-07-31 Mitutoyo Corporation Encoder output signal correction apparatus and method
RU2488958C1 (en) * 2012-06-14 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") Digital angle conversion method
RU167428U1 (en) * 2015-09-04 2017-01-10 Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE
RU2659468C1 (en) * 2017-09-13 2018-07-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Following sine and cosine angle-to-code converter
RU2714591C1 (en) * 2019-06-10 2020-02-18 Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") Hybrid method of measuring angular position

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024066472A1 (en) * 2022-09-28 2024-04-04 长春汇通光电技术有限公司 Error compensation method for sine-cosine signal, and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5178374B2 (en) Detection device
US8188896B2 (en) Digital converter for processing resolver signal
KR20070054735A (en) Encoder signal processor and processing method
CN113446925B (en) Digital phase tracking filter for position sensing
WO2015029427A1 (en) Angular position detection device
JP2000121387A (en) Detecting method for phase angle of position transmitting apparatus for transmission of sine output signal
KR101679008B1 (en) Analog/digital converter and method for converting analog signals to digital signals
US7821432B2 (en) Analog digital convert apparatus, analog digital convert method, control apparatus and program
RU2741075C1 (en) Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction
US6950769B2 (en) Encoder signal interpolation divider
JP4127676B2 (en) Electronic watt-hour meter and power-related quantity calculation circuit
US6484120B1 (en) Position detection data generating method and apparatus based on phase shift principle
US7460979B2 (en) Method and system for enhanced resolution, automatically-calibrated position sensor
RU167428U1 (en) SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE
JPH08101045A (en) Position detector
JP2010014646A (en) Measuring device
JPH05206732A (en) Frequency synthesizer
JP2024503359A (en) Linearization of magnetic sensor output based on continuous correction of high-order voltage output components
RU2740511C1 (en) Angle in code transducer error correction device
JPH11338955A (en) Circuit device for arithmetically coupling analog signal and value existing in digital form, and method and circuit device for obtaining angle
JP3365913B2 (en) Position detection device
JP2002228488A (en) Apparatus and method for automatically adjusting output signal from encoder
US11774926B2 (en) Sensor system and method for measuring a process value of a physical system
Aksenenko et al. Digital signal processing in angle-to-digital conversion
JP2002372437A (en) Offset compensating circuit for encoder