[發明專利]一種單芯片軸角信號至串行數字信號轉換電路

有效

• 申請號: 201310514163.7
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103532556A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊波;張永浩;徐磊
• 申請（專利權）人: 連云港杰瑞電子有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

1.一種單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：該轉換器由多功能信號變換輸入電路、高6位正弦乘法電路、低6位正弦擬合電路、敏解調電路、內置參數積分電路、壓控振蕩電路、加減計數電路和串并轉換輸出電路組成；并采用0、-5V、5V的多電位CMOS工藝將上述電路集成實現在芯片上；自整角機、旋轉變壓器模式的輸入信號模擬角θ在多功能信號變換輸入電路中轉換成低電壓的正弦信號sinθ余弦信號cosθ輸入高6位正弦乘法電路，再經低6位正弦擬合電路后一個誤差信號Ｋsin(θ-φ)，在經過相敏解調電路、內置參數積分電路、壓控振蕩電路和加減計數電路產生數字角φ，最后數字角φ在高6位正弦乘法電路，和低6位正弦擬合電路中與模擬角θ比較組成的一個閉環回路，尋找sin（θ-φ）的零點；當這一過程完成時，數字控制電路的數字角φ等于信號輸入軸角θ，最后輸出數字角φ；并通過串并轉換輸出電路轉換為串行碼形式；其中：θ是自整角機的軸角；K是變比。

2.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：所述的多功能信號變換輸入電路，主要有兩個內部運放組成，其接口分別為SIN，S+，S-和COS，C+，C-；同在外部連接轉換電阻電路將輸入軸角信號角度θ轉換為角度三角函數值和，輸入電路內部進行轉換；外部連接電阻分為兩種模式，即自整角機模式和旋轉變壓器模式。

3.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：所述的高6位正弦乘法電路通過開關選擇信號和比例放大電路，將角度變化量0o～360o分解到0o～5.625o，角度三角函數值???????????????????????????????????????????????和轉化為值為和的輸出信號，其中n=0、1、2、......63；再輸入低6位正弦擬合電路。

4.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：所述的低6位正弦擬合電路再次將輸入角度變化量由0o～5.625o細分到0～0.087890625，達到所需的12位分辨率；其不對分段電阻進行均分，而是采用正弦擬合的方法，使各段電阻值RK如下公式所示：其中；使其在分壓組合中各個電阻和等于正弦函數，從原理上消除誤差，如下公式所示：；最后再通過運放將轉換后的信號輸出到相敏解調電路。

5.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：所述的相敏解調電路通過輸入激磁信號RH和RL進行比較，產生參考方波輸入正負選擇開關，

為正運放電路工作在同向傳輸模式，為負運放電路工作在逆向傳輸模式，對由交流誤差放大電路輸出的信號Vac進行正負翻轉，從而實現信號Vac由交流信號轉換為直流饅頭波信號，從而實現相敏轉換，并將直流饅頭波信號輸入到內置參數積分電路。

6.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：內置參數積分電路將電路元件Cb，Cb/10，Rb，R1，Rv集成入芯片中，從而在使用中無需設置積分電路元件而可以直接使用。

7.根據權利要求1所述的單芯片軸角信號至串行數字信號轉換器，其特征在于：積分信號通過壓控振蕩電路和可逆計數電路最終轉化的數字角度可以通過串并轉換輸出電路，變化為串行碼輸出。