[發明專利]一種磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置

有效

• 申請號: 201610029263.4
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105698825B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 文長明;文可
• 申請（專利權）人: 中工科安科技有限公司;文長明;文可
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028;G01D3/036
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 方榮肖

1.一種磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其用于處理磁阻式旋轉變壓器(3)的兩個輸出繞組(9)的兩對輸出信號，以提高磁阻式旋轉變壓器(3)的角度th的精度和角速度ω的精度；該信號處理裝置包括前級處理模塊(100)、后級處理模塊(200)；前級處理模塊(100)用于對該兩對輸出信號的提取獲得軌跡信號sinal A與軌跡信號sinal B；后級處理模塊(200)用于處理兩個軌跡信號后輸出角度th和角速度ω；

其特征在于：后級處理模塊(200)采用FPGA模塊實現，FPGA模塊設置有同步抖動單元(201)、低頻信號提取單元(202)、移位增益相位補償單元(203)、系統角度誤差校正單元(204)；

同步抖動單元(201)用于接收一個中斷請求信號IRQ，生成一個恢復載波信號sign、一個帶有可調節相位位置的方波信號；該方波信號一方面傳入磁阻式旋轉變壓器(3)的勵磁繞組(8)，另一方面通過模數轉換為數字信號并通過過采樣影響輸出軌跡信號sinal A與軌跡信號sinal B；該方波信號確保該兩對輸出信號都同步于規定的抖動；

低頻信號提取單元(202)用于根據恢復載波信號sign從軌跡信號sinal A與軌跡信號sinal B中分別提取低頻信號；

移位增益相位補償單元(203)用于將兩個低頻信號通過與一個校正值相加、相乘實現偏移與增益的校正得到校正信號cos(θ)與校正信號sin(θ)，還通過對cos(θ)的三角函數運算校正兩個校正信號的相位偏差，最終獲得電角度周期內的電氣角瞬時值th_inc，其中，移位增益相位補償單元(203)包括補償子單元(2031)，補償子單元(2031)包括負反饋減法器一、負反饋減法器二、負反饋減法器三、乘法器二、乘法器三；從軌跡信號sinal A提取的低頻信號通過負反饋減法器一減掉該校正值后形成校正信號sin(θ)，校正信號sin(θ)通過乘法器二乘以該校正值后輸出一個特定值；從軌跡信號sinal B提取的低頻信號通過負反饋減法器二減掉該校正值，并通過乘法器三乘以該校正值后，再通過負反饋減法器三減掉該特定值后形成校正信號cos(θ)；

系統角度誤差校正單元(204)用于根據一個機械角零位置參考點信號zero_ref從電氣角瞬時值th_inc中獲取一個特定角度，將該特定角度轉換成相應一個轉子位置機械角度th_mech，機械角度th_mech與一個系統角度誤差補償量進行負反饋以產生角度th，角度th經速度計算得到角速度ω。

2.如權利要求1所述的磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其特征在于：前級處理模塊(100)包括兩個A/D轉換電路(5)、兩個過采樣電路(6)；兩個A/D轉換電路(5)用于將該兩對輸出信號分別模數轉換為兩對數字信號；兩個過采樣電路(6)用于過采樣兩對數字信號分別得到輸出軌跡信號sinal A與軌跡信號sinal B。

3.如權利要求2所述的磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其特征在于：前級處理模塊(100)還包括兩個低通濾波器(4)，兩個低通濾波器(4)用于分別對該兩對輸出信號低通濾波；兩個低通濾波器(4)分別電性連接在兩個輸出繞組(9)與相應的A/D轉換電路(5)之間。

4.如權利要求1所述的磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其特征在于：該方波信號通過濾波、運算放大后再供給勵磁繞組(8)。

5.如權利要求1所述的磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其特征在于：低頻信號提取單元(202)把恢復載波sign與兩個軌跡信號分別相乘后再分別提取低頻信號。

6.如權利要求1所述的磁阻式旋轉變壓器的信號處理裝置，其特征在于：移位增益相位補償單元(203)還包括坐標轉換子單元(2032)、補償量計算子單元(2033)、相位偏差校正子單元(2034)：

坐標轉換子單元(2032)用于將校正信號cos(θ)與校正信號sin(θ)從直角坐標系下轉換到極坐標系下；

補償量計算子單元(2033)用于在極坐標系下計算電氣角瞬時值th_inc的補償量即該校正值；

相位偏差校正子單元(2034)用于根據該校正值采用對校正信號cos(θ)的三角函數運算，校正其對比校正信號sin(θ)的相位偏差。