旋轉變壓器/數字轉換模塊接口電路設計
介紹一種基于ISA總線的三路旋轉變壓器/數字轉換模塊接口電路,該電路已經成功應用在某平臺慣導三個姿態角的測量中,測角速度快,精度高。
1 旋轉變壓器/數字轉換模塊工作原理
旋轉變壓器/數字轉換模塊是電路的重要元器件,根據需求采用中船重工集團第716所生產的型號為19XSZ2413一S32的19位旋轉變壓器/數字轉換模塊,其測角精度能達到10”。根據旋轉變壓器/數字轉換模塊的基本原理生產出的旋轉變壓器/數字轉換模塊,其內部包括粗通道旋轉變壓器到數字轉換器、精通道旋轉變壓器到數字轉換器、雙速處理器和三態鎖存器。粗通道旋轉變壓器到數字轉換器轉換成12位數字角度,精通道旋轉變壓器到數字轉換器轉換成14位數字角度,兩數字角度量再經一個雙速處理器進行硬件實時糾錯處理、粗精組合后,輸出一個19位并行數字角度量到鎖存器。該模塊內部原理框圖如圖1所示。

2 硬件設計及分析
整個接口電路主要由3部分構成:譯碼電路、旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路和脈寬控制電路,接口電路原理框圖如圖2所示。

2.1 譯碼電路
譯碼電路主要由譯碼芯片SN74HC154組成,用來產生接口電路的端口地址。當ISA總線的地址線SA15~SA10,SA4和SA0為邏輯“O”,SA9~SA7和SA5為邏輯“1”,SA1,SA2,SA3,SA6分別對應SN74HCl54的輸入端A,B,C,D時,選通接口電路,由此知該接口電路的地址范圍為:0x03AO~Ox03AE和0x03EO~0x03EA,其中,0x03EO~Ox03EA分別為讀俯仰、橫滾、航向的低16位和高3位數字信號,0x03A0和Ox03A8分別為三路同時解除和禁止INH信號,Ox03A2~0x03A6分別為解除俯仰、橫滾、航向的INH信號,0x03AA~Ox03E分別為禁止俯仰、橫滾、航向的INH信號。
2.2 旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路
三路旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路是整個接口電路的核心,由3個旋轉變壓器/數字轉換模塊及其外圍控制電路組成。旋轉變壓器/數字轉換模塊中的兩個重要信號“INH”和“CB”分別控制輸入模擬信號的轉換和輸出19位數字信號的鎖存。INH禁止信號輸入端,內部已經用上拉電阻接到+5 V,當INH為邏輯“0”,即禁止INH信號時,延遲600 ns后鎖存器內數據穩定,可讀取數據;當INH為邏輯“1”,即解除INH信號時,鎖存器內數據更新,此時禁止讀取數據。CB為數據轉換結束的檢測信號,當CB為高電平時,表示轉換器內處于跟蹤轉換狀態,此時數據輸出不穩定;當CB為低電平時,表示轉換器內已經轉換結束,此時數據輸出穩定有效,可以讀取。其中一路旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路原理框圖如圖3所示。
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