当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

自整角机_旋转变压器_数字变换技术及发展_图文

自整角机 /旋转变压器 —数字变换技术及发展

·1·

自整角机 /旋转变压器 —数字变换技术及发展
徐大林 , 陈建华
(江苏自动化研究所 ,江苏 连云港  222006)
摘要 :详细阐述了自整角机 /旋转变压器 —数字变换技术 、国内外现状及发展 ,对我国在该领域的技术和 产业发展提出了建议 。 关键词 :自整角机 /旋转变压器 —数字 ;变换 ;接口 ; IC芯片 中图分类号 : TN61 /65  文献标识码 : A   文章编号 : 1000 - 8829 (2005) 10 - 0001 - 05

Technology and D evelopm en t of Synchro / Resolver to D ig ita l Conversion
XU Da2lin, CHEN J ian2hua
(J iangsu Automation Research Institute, L ianyungang 222006, China)

Abstract: The technology, status and development of synchro or resolver to digital conversion are expounded in details, some suggestions for the development of its technology and industry in our country are made. Key words: synchro or resolver to digital; conversion; interface; IC chip

  现代控制系统离不开诸如微处理器 、微控制器 、计 算机之类的数字控制单元 ,而数字控制单元所需的接 口数据都是数字量 。在大多数控制系统或装置中 ,存 在着诸如位置 、速度 、加速度等参数 ,它们可能包含于 轴角量中或由轴角量变换而来 。轴角量的测量可以通 过轴角类电磁元件 (传感器 )而获得 ,轴角类电磁元件 的输出是含有角度量的模拟电压信号 。那么 ,如何把 控制系统中的测角传感器的输出模拟信号变换成计算 机接口需要的数字量 ,这就是轴角 —数字变换技术 。
轴角传感器种类很多 ,如光电编码器 ,自整角机 / 旋转变压器 、感应同步器 、电位计 、接触式编码器等 ,与 之相对应 ,把传感器的模拟角度量变换成计算机接口 用的数字量的方法各不相同 ,其变换技术 、接口电路也 各不相同 。自整角机 /旋转变压器是一种高可靠性 、高 精度且具有绝对位置输出的角度传感器 ,广泛应用于 工业自动化和国防军事领域 。
将自整角机 /旋转变压器 、感应同步器输出的含有 轴角量的模拟信号 ,通过一定电子电路进行处理变换 , 形成与计算机接口需要的数字轴角量数据 。主要有旋 转变压器 /自整角机 —数字变换器 ( RDC / SDC, resolver digital converter/ synchro digital converter) 。 RDC / SDC 是旋转变压器 /自整角机到数字测角的信号转换电路 , 其功能是将旋转变压器 /自整角机输出的交流信号所
收稿日期 : 2005 - 01 - 26 作者简介 :徐大林 (1964—) ,男 ,江苏连云港人 ,研究员 ,东南大 学在读博士 ,研究方向为自动控制与电子技术 。

代表的模拟角度转换为计算机可接收的数字信号 。 SDC和 RDC属同一类产品 。
自上世纪 70 年代 , RDC / SDC 以完成特定功能的 电子模块产品出现以来 , RDC / SDC作为旋转变压器 、 自整角机到数字角度的转换器件 ,主要有 5大类产品 : 塑壳封装分立元件模块 、单芯片 RDC、SM T工艺集成 模块 、混合集成模块 、数字化单芯片 RDC。目前 ,国外 市场第 1代产品基本被混合集成模块 、单芯片 RDC取 代 ,数字化单芯片转换器是近年才推出的基于高速低 成本方案 ,主要定位民用和工业领域 。国内方面 ,第 1 代模块的市场趋于萎缩 , SM T工艺集成模块 、混合集 成模块及其兼容产品逐渐占据市场主导地位 ,近年发 展起来的双速组合型模块占据部分市场 。
1 轴角 A /D 变换技术
现代流行的轴角类 A /D 变换技术有 5种 。 1. 1 单 RC相移法
如图 1示 ,其工作原理如下 : 当 ωRC = 1 时 , ω = 2πf, f为载波参考频率 。
A 点对地的电压与参考波形电压的相移正好为 (θ - α) ,其中 α是转子相位超前于定子相位而产生的时 间相移差 ,αν θ,因此可通过 VA 与 Vref的过零的时间间 隔 θt 测量 θ。
在两信号电压过零时间间隔 θt 内 , 通过选择合适 的时间信号频率 ,计数器所计的时钟脉冲数的输出就 是 θ的数字角度量的输出 。
这种通过比较参考信号波形和正 、余弦信号波形

? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

·2·

《测控技术 》2005年第 24卷第 10期

之间的相移 ,获得两波形过零时相移的时间差 θt , 从而 得到轴角量 θ的方法存在着诸多缺点 , 如随着电容老 化和温度的变化 , 当载波频率 f变化时 , 就很难保证 ωRC = 1,当有噪声和 Vx , Vy 的正交信号时 , Vx , Vy 的谐 波失真 ,尤其是在 0°和 360°附近 ,会产生很大的误差 。 1. 2 双 RC相移自整角机 —数字转换器
该转换器如图 2所示 。
图 1 单 RC相移法的自整角机 —数字转换器

VY 施加在三角函数发生器 (正切桥或正弦 /余弦的非 线性乘法器 )上 ,通过与发生器的输出 (该输出与三角 锯齿波相一致 )相乘 ,就可产生一个与 (θ- ψ)成比例 的模拟电压 , 其中 ψ是函数产生器设定的 。如果该电 压的积分被数字化 ,该数字量被反馈至可编程电路 ,以 使得 (θ- ψ) = 0,数字 ψ就等于轴角 θ。
该方案较以前两种 ,有如下优点 : ①实时 、连续测量 θ,因此 , 没有失时效误差 ; ②采 用了比例技术 (VY /VX ) ,可以保持精度 ; ③与载波频率 无关 ,且频带宽 ,工作频率可达几 kHz,无须特殊设计 ; ④不受正交成分影响 ; ⑤基本上不受噪声影响 ; ⑥基本 上不受谐波失真的影响 ,但受到 VY 与 VX 的差模谐波 失真的影响 ; ⑦不受参考信号时间相移误差 α的影 响 ; ⑧没有 180°异常问题 。 该方案较前两种成本高 ,但随批量的增加和 IC的 出现 ,使得其 S /D 转换器性能最高 ,精度超过 ±2″。 1. 4 利用 A /D 和 μP的解调方案 利用 A /D 和 μP的解调来实现 S /D 转换 ,由于 μP 显著的失时效误差和噪声干扰影响 ,不适应动态环境 。 利用 A /D 和 μP的解调方案如图 4所示 。

图 2 双 RC相移自整角机 —数字转换器
VA , VB 相等 ,但相移相反 ,这样可以消除信息源带 来的误差 。通过测量 VA , VB 过零的时间间隔 t2θ, 并利 用它 ,使得时钟脉冲输入至计数器 ,选择合适的时钟脉 冲频率 ,就可以直接获得数字角 θ。
双 RC相移 S /D 较单 RC相移 S /D 有了时间相移 误差 、温度特性和参考载波频率等改进 ,但其他的误差 因素仍然存在 。双 RC相移 S /D 可以用来实现中等精 度 ,在最坏情况下 ,精度可达 10′。 1. 3 实时三角函数发生器方案
一种基于实时三角函数发生器的 S /D 原理方案 如图 3所示 。
其工作原理如下 :以旋转变压器形式的信号 VX ,

图 4 利用 A /D 和 μP的解调来实现 S/D 转换
解调器通过参考信号对正弦 、余弦的模拟数据进 行解调 ,从而获得正余弦形式的 DC,然后由 A /D 转换 器进行多路复用 ,产生两个数据字 ,施加在 μP上 ,由 此决定数字角 θ。
还有采样逐次逼近式转换器 。 1. 5 跟踪型变换方案
跟踪型 RDC变换由正余弦乘法器 、误差放大器 、 相敏解调器 、积分器 、压控振荡器等组成 ,具有抗干扰 能力强 、实时性强等特点 ,因此现在大多 RDC都采用 此方案 (见图 5) 。

图 3 实时三角函数发生器的 S/D原理框图

图 5 跟踪型 RDC变换器原理框图

? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

自整角机 /旋转变压器 —数字变换技术及发展

·3·

2 RDC / SDC国内外现状
2. 1 国外主要公司 (1) AD (Analog Device) 。 AD 公 司 是 国 内 企 业 最 早 接 触 和 了 解 的 从 事
RDC / SDC类产品研究和生产的公司 ,一直保持着该领 域的领先地位 ,掌握着该类转换器件的技术发展方向 , 同时也拥有最大的市场份额 。
(2) DDC (Data Device Corporation) 。 DDC公司是以 RDC / SDC 产品起家的公司 ,主要 从事高性能数据转换接口器件 ,产品涉及 STD - 1553 总线 、AR INC - 429 接口 、电机驱动模块 、RDC / SDC 转 换器件等多个系列 ,是美国防工业 、航空及航天接口器 件产品的重要供应商 。DDC公司的混合集成模块 、单 芯片 RDC都有自己的特点 ,在技术上与 AD 公司产品 形成竞争和一定程度的互补 ,特别是单芯片 RDC,在 功能和性能的某些方面优于 AD 公司产品 。为了满足 军事和航天要求 ,坚持客户及市场定位 ,其主要产品均 能满足航天级产品的要求 。 (3) NA I(North A tlantic Industries) 。 与 DDC公司类似 , NA I北大西洋公司是美国国 防 、航天工业 I/O 接口板 ,电源 ,运动控制模拟器 ,运动 控制测量等产品的设计和制造商 ,提供给国内用户的 产品主要是角度模拟器和角度位置指示器 。 (4) CSI(Control Sciences Inc. ) 。 CSI是 RDC / SDC设计和制造的专业厂商 ,拥有全 球 200多个客户 ,同美国海军 、空军 、海岸巡逻队以及 许多大公司有长期稳定的合作 。CSI转换器产品直接 兼容 AD 公司的 SDC1700 系列 ,同时还提供基于单芯 片应用的 2 in ( 1 in = 25. 4 mm ) ×2 in SM T工艺集成 模块 、单块式双速模块 、BCD 码输出模块等产品 。 (5) CCC (Computer Conversions Co. ) 。 CCC公司产品曾在国内市场出现过 ,其技术水平 和 产 品 都 相 对 落 后 。主 要 产 品 有 兼 容 AD 公 司 SDC1700系列 RDC / SDC 转换器 、模拟光电编码器的 单电源轴位移跟踪器 、PC I等总线接口板卡 、SDT系列 单块式双速模块 。 (6) FTT ( FT Technologies) 。 FTT 公 司 只 有 几 种 单 一 的 产 品 , 主 要 包 括 AP I1620角度位置指示器 、16 位 SDC1604 转换模块 、 14位混合集成 DSC模块 。 2. 2 国内主要公司 (1)江苏自动化研究所 。 船舶重工集团江苏自动化研究所是国内最早从事 RDC / SDC转换器件设计和制造的单位 ,用户涉及航 空 、航天 、船舶 、兵器 、民用等多个领域 ,占据国内该类 器件 70%的市场份额 。自上世纪 70年代末开始研究

轴角型转换模块 ,先后研发了多个系列数 10个品种的

转换器 ,产品包括兼容 AD 公司 SDC1700 系列第 1 代

模块 ,兼容 SDC1740系列 、兼容 DDC公司混合集成模

块的金属壳封装第 3代转换模块 , 2 in ×2 in SMT工艺

集成模块以及单块式双速组合模块 。

(2)电子科技集团 43所 。

43所是国内专业从事混合集成的电子技术研究

所 ,产品以功率电路 、信号处理电路 、放大器电路 、多芯

片组件为主 。20世纪 90年代初 ,该所开始从事 RDC /

SDC转换器件的研究和生产 ,主要研究混合集成工艺

的 RDC / SDC转换器件 。国内还有一两家从事 RDC /

SDC转换产品的公司 ,但规模小 ,产品也较单一 。

2. 3 RDC / SDC主要产品

RDC / SDC按其发展阶段 ,主要有 5 大类产品 :塑

壳封装分立元件模块 、单芯片 RDC、SM T工艺集成模

块 、混合集成模块 、数字化单芯片 RDC。

2. 3. 1 塑壳封装分立元件模块

塑壳封装分立元件模块是 RDC / SDC 器件的第 1

代产品 ,以分立元件 、中小规模集成电路为基础 ,通过

PCB 插装工艺将自整角机 /旋转变压器 —数字转换功

能集成在塑料封装壳体内 ,第 1 代模块采用硅胶整体

灌封工艺 ,提供标准引脚接口 。第 1代模块的出现 ,标

志了 RDC / SDC 器件作为特殊接口器件的开始 ,结束

了插件式转换接口板的历史 。标准化的封装盒接口带

来的使用方便 、通用性强 、可靠性高等优点使其得到迅

速普及和广泛应用 。至今 ,该类转换器在国内市场上

仍占据重要地位 。第 1代 RDC / SDC产品以 AD 公司

SDC1700系列为代表 ,各公司均推出与其兼容的产品 ,

如 DDC 公司的 SDC63X 系列 、NA I的 L1651、CCC 的

HSDC系列 、CSI的 168XX 系列 。国内江苏自动化研

究所 、电子科技集团 43 所等单位也有兼容产品推出 。

在众多兼容产品中 ,虽然引脚接口兼容 ,但采取的技术

方案不尽一致 ,主要区别在于输入回路的隔离与否 。

表 1为塑壳封装分立元件模块型号对照 。

表 1 塑壳封装分立元件模块型号对照

公司

SDC系列

RDC系列

AD

SDC1700

RDC1700

DDC

SDC630 /2 /4

SDC630 /2 /4

CS I

168F100 /200 /300

江苏自动化研究所 10 /12 /14ZSZ200

168F100 /200 /300 10 /12 /14XSZ200

2. 3. 2 单芯片 RDC 单芯片 RDC是随着大规模集成电路 ,特别是模拟
合数字混合集成电路技术的发展产生的新型 RDC转 换器件 。单芯片 RDC 的出现 ,大大推动了 RDC / SDC 器件的发展 ,也使第 1 代转换模块高昂的使用成本得 以大幅降低 ,原本在军事和航空领域应用的旋转变压 器 、自整角机测角方案得以在工业和民用领域推广 。 芯片 RDC集成了第 1代转换模块全部功能 ,实现了分

? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

·4·

《测控技术 》2005年第 24卷第 10期

辨率 、带宽 、跟踪速率的可编程应用 ,特殊的 CT (控制 司产品 ,独立研究自己的混合集成模块 ,先后推出多个

变压器 )和 LVDT工作方式扩展了芯片的应用 。单芯 片 RDC只需少数外围元件 ,通用性强 、可靠性高 ,一定 程度取代了 RDC / SDC 作为转换器件的地位 。AD 公 司的 AD2S80是第 1款单芯片 RDC,随后又相继推出

系列的混合集成转换器件 。国内如江苏自动化研究所 的 RDC / SDC也推出了兼容 AD、DDC公司混合集成模 块的金属壳封装 SM T工艺集成模块 。小型化金属壳 封装的混合集成模块以其体积小 、可靠性高等优点成

了 AD2S82、AD2S83系列产品 。DDC公司推出的单芯 片 RDC较 AD 公司晚 ,其技术方案也与 AD 公司不同 , 主要产品有 RD 219222、RD 219230、RD 219240等 。另一 个单芯片 RDC 提供者是 Aeroflex, 该公 司提 供一 款 ACT5028的单芯片 RDC。Aeroflex不是 RDC / SDC 转

为了 RDC / SDC 转换器件的主流 ,在国内外均有着广 泛应用 ,是第 1代转换模块的升级换代产品 。表 3 为 部分混合集成模块型号对照 。 2. 3. 5 数字化单芯片 RDC
近几年 ,数字化单芯片 RDC研制成功 。数字化单

换器件 的 专 业 厂 商 。国 内 目 前 没 有 相 关 的 单 芯 片 RDC面世 ,江苏自动化研究所的 RDC 芯片处于研究 阶段 。表 2为单芯片 RDC性能比较 。 2. 3. 3 SM T工艺集成模块

芯片 RDC在技术上完全改变了原有 RDC的模拟闭环 特征 ,芯片将输入自整角机 、旋转变压器信号直接进行 数字化转换 ,通过数字伺服闭环完成 RDC 的跟踪转 换 。由于采用数字处理技术 ,方便实现数字滤波 、带宽

SM T工艺集成模块是在单芯片 RDC基础上进行 二次开发 ,通过集成外围元件和接口电路实现 RDC / SDC器件模块化的产品 。通过 SM T组装工艺和单芯 片 RDC的应用 ,方便实现 RDC / SDC模块的小型化发 展 。国内江苏自动化研究所是这一方向的成功典范 ,

增益调节 、高速跟踪转换功能 ,同时数字处理技术还提 供了模拟编码器输出 、串行接口等丰富的外围接口功 能 。另一方面 ,新工艺带来成本大幅降低 ,数字化单芯 片 RDC具有低成本 、高速 、多功能的优点 ,其低成本应 用前景非常广阔 。目前数字化单芯片 RDC 有 AD 公

通过小型化 SM T组装工艺 ,推出了 2 in ×2 in塑壳封 装的系列转换模块 、单块式双速组合模块 。由于其集 成度合混合电路相当 ,且具有加工工艺简单 、可靠性高 等优点 ,在国内市场占据相当重要的地位 ,是目前国内 市场的重要组成部分 。 2. 3. 4 混合集成模块
混合集成模块以 AD 公司 SDC1740系列为代表 , DDC公司在混合集成转换器件方面 ,不再兼容 AD 公

司和日本的一家公司 ,其主要技术规格见表 4。 2. 3. 6 工业控制模块 、板卡
工业控制模块是近年来为了替代光电编码器产品 形成的一类 RDC / SDC器件 ,模块将自整角 /旋转变压 器信号通过转换输出增量型或绝对位置编码器信号 , 通常采用单电源供电 、RS485 接口电平 、集成参考源 。 其结构形式采用标准工业接口模块或直接与旋转变压 器形成一体化的轴位移跟踪器 。国内也有提供工业接

表 2 单芯片 RDC性能比较

型号 厂商 精度 /′电源 /V

AD2S80 /82 AD 2 AD2S83 AD 8 RD 219230 DDC 1. 3
RD 219240LS DDC 8 ACT5028 Aerofelx 5. 3

+ 5, ±15 + 5, ±15
+5 +5 +5

分辨率
10~16可编程 10~16可编程 10~16可编程 10~14可编程 10~16可编程

带宽
可编程 可编程 可编程 可编程 可编程

跟踪速率
可编程 可编程 可编程 可编程 可编程

最大跟踪速率 / r·s - 1 1 040 1 040 1 152 1 152 1 024

LVD T 输入

B IT

速度 输出

无 无有

无 无有

可编程 有 有

可编程 有 有

无 无有

编码器 AB 格式
无 无 有 有 无

参考频率 / kH z
50~20 0~20 0~20 0~20 45~30

封装
44PLCC 44PLCC 64Q FP L PCC 52CQ FP、CLCC

类型 SDC RDC SDC RDC SDC /RDC SDC /RDC SDC /RDC

江苏自动化研究所 12 /14ZSZ202 /2 12 /14XSZ202 /2 12 /14 /16ZSZ202 12 /14 /16XSZ202 /2 14 ZSZ /XSZ2S02 16220ZSZ /XSZ2SXX 16220ZSZ /XSZ2S00205

表 3 部分混合集成模块型号对照

  AD

DDC

SDC1740 /1741 /1742

SD 214450

RDC1740

AD2S44

SD 214620

         特点 金属壳小型化封装 , H \L高低字节总线接口 金属壳小型化封装 , H \L高低字节总线接口 金属壳小型化封装 , BYTE + EN总线接口 金属壳小型化封装 , BYTE + EN总线接口 双通道金属壳小型化封装 双速塑壳封装组合模块 双速金属壳封装组合模块

厂商
JA PAN AD

精度 /′
42 /21 11

表 4 数字化单芯片 RDC

电源 /V
5 5

分辨率
10、12可编程 12

带宽 跟踪速率
可编程 可编程 1 700 Hz 1 000

最大跟踪速率 / r·s - 1
4 000 1 000

B IT

速度输出

FU ILT诊断 数字输出

输出格式
AB + Z、串行 、并行 AB + Z、串行 、并行

封装

参考频率

/ kH z

52TQ FP 10 /20集成 44LQ FP 10 /12 /15 /20集成

? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

自整角机 /旋转变压器 —数字变换技术及发展

·5·

口模块形式 RDC / SDC 的生产企业 ,产品包括增量和 绝对位置输出两个系列 ,分辨率从 12位到 16位 。
RDC / SDC板卡是该类器件的衍生产品 ,实现模块 (芯片 )器件到各类总线的接口功能 。目前按接口总 线分主要包括 VM E、VX I、PC104、STD - 1553、ISA、PC I 等 ,国内外均有厂家提供相关的产品 。 2. 4 国内市场状况 2. 4. 1 产品市场需求
RDC / SDC器件组成测角系统由于其方案成本较其 他测角方式高 ,除了广泛应用工业和民用领域外 ,主要市 场集中在航空、航天、船舶、兵器等领域 ,市场需求量逐年 增加 ,据统计 , 2000年以来 ,产品市场增加率超过 30%。 2. 4. 2 厂商市场份额
国内市场中航天产品基本采用进口器件 ,在船舶 、 兵器等其他行业中大部分市场为国内厂商占有 ,其大 致的市场份额为 85% ~90%。
3  RDC / SDC发展
3. 1 国外技术发展 RDC / SDC器件经过 30 年的发展 ,其技术和工艺
水平都得到了高速发展 ,在国外 RDC / SDC 产品已非 常成熟 ,混合集成模块 、单芯片 RDC、数字化单芯片 RDC占 据 了 绝 大 部 分 市 场 。综 合 分 析 看 来 , 国 外 RDC / SDC发展主要有以下几个方向 :
(1)数字化单片 RDC的研究 。 数字化单片 RDC 的出现 ,使得 RDC / SDC器件研 究进入一个全新的时代 ,低成本 、高精度 、高可靠性 、丰 富接口功能是数字化单片 RDC的发展方向 。 (2)高精度角度测量 。 NA I公司因其在高精度角度模拟和角度测量的优 势 ,逐步将高精度测角仪器独立成为一个发展方向 。 (3)单片 RDC的二次开发 。 CSI、CCC、FTT等公司由于受到芯片研究的制约 , 在塑壳封装分立元件模块市场逐渐萎缩的情况下 ,基 本放弃了 RDC / SDC器件的发展 。CSI和 CCC公司为 了生存 ,发展了 SM T工艺的小型化模块 、单片式双速 组合模块等新型的转换器件 。 3. 2 国内技术发展 国内 RDC / SDC器件由于起步较晚 ,微电子特别 是芯片技术基础薄弱 ,器件在技术 、工艺和应用技术方 面都比国外落后 。国内 RDC / SDC器件还主要处于单 芯片 RDC的二次开发应用阶段 ,单芯片 RDC产品还 是空白 。国内 RDC / SDC 产品的发展 ,主要基于以下 几个方面 : (1)单芯片 RDC的二次开发 。 单芯片 RDC 二次开发是目前国内 RDC / SDC 产 品的主要技术工艺途径 。围绕单芯片 RDC 开发的兼

容混合集成模块 、小型化模块 、单块式双速组合模块仍 然是国内市场的主流需求 。单芯片 RDC 的二次开发 应用 ,应着力于多功能 、高集成度 、丰富数字接口的发 展方向 ,实现从单一模数转换到智能转换接口的转化 。
(2)单芯片 RDC研究 。 单芯片研究是国内 RDC / SDC器件需要突破的技 术瓶颈 ,只有通过努力实现单芯片 RDC 产品的国产 化 ,才能从目前被动的技术状态中走出来 ,实现下一步 的发展 。 (3)基于高速 AD 和 DSP技术的转换技术研究 。 数字化单芯片 RDC 开拓了 RDC / SDC 器件的发 展思路 ,国内企业在没有经历单芯片 RDC这一过程的 情况下 ,实现数字化转换芯片研究难度非常大 。依托 高速 AD、DSP技术进行数字化转换基础理论和数字化 模块研究应当成为一个重要途径 。 (4)高精度角度测量 。 高精度角度测量存在很大的国内市场 ,国外公司 的垄断和高昂的价格给了国内企业发展的机遇 。目 前 ,国外 AD 公司 、DDC公司相继放弃该方向的研究 , NA I公司独领市场 。江苏自动化研究所的高精度角度 测量有一定的基础 ,高精度角度测量应当成为一个重 要发展方向 。 (5)系列化总线接口板卡 。 总线接口板卡是 RDC / SDC器件的最终应用 ,标准 化的总线接口板卡一方面方便用户使用 ,同时也扩展了 厂商 RDC / SDC产品线 ,是 RDC / SDC器件制造厂商从 单一模块产品到插件级产品实现结构调整的途径 。
4 结束语
轴角 —数字变换在经历了近 30年的发展以后 ,无 论国内还是国外 ,在技术 、工艺和市场方面 ,都出现了 很大的变化 。RDC / SDC呈现分立元件模块 、小型化模 块 、混合集成模块 、单芯片 RDC、数字化单芯片 RDC等 产品共存的现状 。
轴角 —数字变换是现实中诸多自动控制系统或装 置与数字化系统之间的桥梁 ,是现代军民自动控制领 域的关键技术之一 。单芯片 RDC和数字型 RDC以及 智能型功能轴角 —数字变换系统是发展方向 。掌握关 键技术并拥有自主知识产权 ,必须建立自己的研发制 造中心 。在提高国内轴角 —数字变换技术和产品水平 的同时 ,改变对国外关键器件和核心技术的依赖程度 , 同时也为国内专用器件 、系统的研究开辟新的方向 。 因此建议 :
①以拥有先进的 RDC技术和自主知识产权为目 标 ,依托国内具有核心技术的骨干单位 ,集中财力支持 RDC轴角类 A /D 的技术创新与发展 ;
(下转第 10页 )

? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

·10·

《测控技术 》2005年第 24卷第 10期

度地降低系统成本 ,增强系统功能和灵活性 ,随着 IPC 技术发展 ,国内外智能虚拟仪器 ( IV I, intelligent virtual instruments)正在蓬勃兴起 。用户可在各处的 W eb 浏 览器上自动生成仪器驱动器代码 ,自动完成各种流程 工业现场状态的检查 、自动诊断 、自动修改编程 ;可在 强大的仿真功能支持下 ,不必连接实际仪器仪表 ,就可 开发各种测试程序 ;更可贵的是 ,它可以结合专用集成 电路 (ASIC)优点与计算机相结合重构计算机 ,对大量 的可编程逻辑单元阵列 ( FPGA ) 作出灵活的相应配 置 ,还可通过流水线级甚至任务级的并行计算 ,使运行 速度达到通用计算机的数百倍以上 ;更可随机按需要 高速 、远程联系网络上各类仪器 。
基于工业以太网技术和 TCP / IP协议的现场仪器 仪表测控网络 ,使得仪器仪表不再受限于某一特定的 计算机操纵 ,仪器仪表可以独立于计算机而存在 ,可以 与所有的不同级别的计算机一样 ,在网络上是一个独 立的节点 ,可以自由灵活地接入以太网的任何一点 ,就 是说 ,可以在以太网或互联网络上被任何一台计算机 访问 ,实时地动态在线监测 。
TCP / IP协议嵌入现场仪器仪表上 ,以 TCP / IP方 式收发信号 ,彻底实现互操作性 、开放性强的总线标 准 ,以太网和 TCP / IP协议的标准就是现场仪器仪表 测试系统的通信标准 ,开放的互联网结构就是所有厂 站级 (乃至公司级的广域网络监控系统 )的监控系统 结构 ,可以很方便地在各监控级实行分散控制和冗余 设置 :系统故障就可以大大降低 ,监控系统的安全性和 稳定性很高 ;增强了现场数据处理能力和关键的工艺 流程闭环先进控制技术的应用水平 。
以 TCP / IP 协议为基础的现场监测系统 ,将每台 网上计算机和各厂站级仪器仪表有机地联系在一起 。 如某一厂站采集数据后可按需拷贝多份送往各需要部 门 ,或者定期将测量结果送往远方数据库保存 ,需要时 可随时调用 ,即使身处异地的不同用户也可同时对同 一过程进行监控 。
接入以太网络上的各处仪器仪表和计算机软硬件 资源 ,其性能可能差别很大 ,然而一旦组成网络环境 , 就可对不同功能的计算机分配不同的任务 ,不同功能 的仪器就可统一调用 ,从而使网络系统的性能达到最 佳 ,不同用户可在网上任何地方进行数据采集 、分析和 在线修改 。厂站级的以太网能把各种功能的计算机和 各种功能的仪器仪表 ,最有效地连接到同一网络中 ,也 可连接到互联网上 ,以便组成公司级的以互联网为基 础的综合自动化监控系统 。
4 工业以太网网络集成度要进一步发 展和提高
  历史经验告诉我们 ,过去构建的 SCADA 系统 ,一

般需要通过拨号方式登录远程服务器 ,这种方式对远

程监控来说 ,带来高额的国内甚至国际长途电话费用 ,

使用成本太高 ,进行新的拨号登录前要等到 Modem 复

位之后才能进行 ,工作效率低 ,也无法做到同时监控多

个不同对象 。当系统发生故障时 ,直接拨号就不能接

通 ,事故紧急报警也不能进行 ,其通道可用性不高 ,靠

Modem 连接的速度只有 19 kb / s左右 ,传输速度太慢

了 ,无法满足数据量大量增长的需要 。

“网络就是控制器 ”。互联网技术为水工业领域

提供了快捷经济的远程监控方式 ,而工业以太网技术

的迅速发展使得水工业领域的厂站级网络监控系统变

得越来越简单 ,建网成本越来越低廉 ,可靠性越来越

高 ,功能越来越强大 ,监控速度变得快速无比 。基于

TCP / IP协议的工业以太网贯穿于公司系统各职能管

理层部门到每个厂站级的各个层次 ,由于 e网到底 ,数

以万件的现场设备可极快地直接通信 ,实现企业控制 、

管理信息的无缝集成 。

参考文献 :

[ 1 ]  胡俊. 工业以太网和基于 Internet的远程监控系统 [ J ]. 世

界仪表与自动化 , 2002, (2) : 43 - 46.

[ 2 ]  陈运珍. 水工业领域广域网络监控系统的最新模式研究

[ J ]. 给水排水 , 2004, (2) : 86 - 90.

[ 3 ]  刘磅. TCP / IP Ethernet———自控设备的新选择 [ J ]. 世界

仪表与自动化 , 2002, (1) : 52 - 53.

[ 4 ]  余启刚. 仪器仪表的虚拟化 、网络化和智能化 [ J ]. 自动化

博览 , 2003, (1) : 32 - 34.



(上接第 5页 ) ②建立一个以商品化 、实用化为目标的集设计 、生
产 、工艺和检测评价于一体的技术平台 ,使技术 、产品 赶上或超过国外的水平 ;
③国家集中投资 ,重点扶持 ,加速关键技术与制造 工艺技术的突破 ,尽快产品化 、商品化 ,以满足军民领 域的需求 。新技术的发展 ,在带来新的竞争压力的同 时 ,也给设计制造企业提供了新的机遇 ,只要充分把握 机遇 ,迎接挑战 , 掌握企业技术和产品发展方向 , 轴 角 —数字变换必将迎来新的更大的发展 。 参考文献 :
[ 1 ]  Boyes G S, ed. Synchro and resolver conversion [ Z ]. Nor2
wood, MA: Anolog Devices, 1980. [ 2 ]  AD2S1200 data sheet, 122bit R /D converter w ith reference
oscillator[ Z ]. Norwood MA: Anolog Devices, 2003. [ 3 ]  江苏自动化研究所自动控制器件研究中心. 轴角型转换
模块产品使用手册 [ Z ]. 2005. [ 4 ]  A ttaianese C, Tomasso G, Bonis D D. A low cost resolver2to2
digital converter [ A ]. IEEE International Electric M achines
and D rives Conference[ C ]. 2001.


? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net


相关文章:
自整角机旋转变压器数字变换技术及发展_图文.pdf
自整角机旋转变压器数字变换技术及发展 - 自整角右 1J 旋转变压器数字变换技术及发展 自整角机/ 旋转变压器数字变换技术及发展 徐大林, 陈建华 ...
数字式自整角机/旋转变压器变换技术发展综述_论文.pdf
数字自整角机/旋转变压器变换技术发展综述 - 综述了数字自整角机/旋转变压器变换技术及国内外现状和发展;提出了该领域的技术和产业发展的建议与设想。
自整角机/旋转变压器数字转换器设计.doc
自整角机/旋转变压器数字转换器设计 【摘要】本文设计的自整角机/旋转变压器数字转换器是一种将自整角机/旋 转变压器的轴角信号转变为数字角的系统装置。 主要...
自整角机与旋转变压器_图文.ppt
它将发送机发 送的电信号变换为转轴的转角,从而实现角 度的传输、变换和接收...数字自整角机 旋转变压器... 7页 1下载券 自整角机_旋转变压器_数......
自整角机与旋转变压器分解_图文.ppt
了解力矩式自整角机、控制式自整角机和正 余弦旋转变压器工作原理 ? 理解力矩...发送机:产生信号的自整角机,它将轴上的转 角变换为电信号。 接收机:接收...
旋转变压器原理及应用_图文.pdf
三 线的三相的自整角机,早于四线的两相旋转变压器应用于系统中。所以作为角度信号传输的旋 转变压器,有时被称作四线自整角机。随着电子技术和数字计算技术的发展...
高精度自整角机-旋转变压器模拟直流转换器的设计.pdf
以高精度自整角机/旋转变压器-数字转换为基本原理,综合运用高精度的数字/模拟直流电压(D/A)与模拟直流电压/电流(V/I)变换技术及隔离技术,设计研制的自整角机/...
数字自整角机 旋转变压器转换器.pdf
数字--自整角机/旋转变压器转换器 1.3VA 系列 1 特点1.3VA 功率
CAN接口的双速自整角机-旋转变压器数字转换器.pdf
的双速自整角机/旋转变压器数字转换器 余莉, 周勇 (中国兵器工业第五八研究所 军品部,四川绵阳621000) 摘要:CAN总线接口的双速自整角机/旋转变压器数字转换器,...
一种高精度全数字跟踪型轴角_数字转换系统_图文.pdf
轴角传感器用调理电路完 成是对轴角传感器输出的自整角机旋转变压器信 号...数字 变换 技术及 发展 [ J] . 测控技术, [ 2] [ 美 ] M icroch ip...
716所---数字自整角机旋转变压器转换器.pdf
薄型数字-自整角机/旋转变压器转换器 12、14SZZ/SXZ-L 系列 1 特点1.3VA 功率输出 12 或 14 位分辨率 数字输入具有锁存功能 TTL、CMOS 输入兼容...
旋转变压器与数字输出转换器.pdf
旋转变压器与数字输出转换器_信息与通信_工程科技_专业资料。旋转变压器与直流电压...ZSZ/XSZ-04 系列转换器是一种通用的自整角机/旋转变压器一数宇技术转换器...
电驱动车用旋转变压器发展与应用技术课程讲义_图文.pdf
四线自整角机。特别是,高精度的双通道、 双速系统中。俄语称作 “旋转变压器...成数字的角度 量RDC电路(Resolver Digital converter旋 转变压器数字变换器...
旋转变压器数字转换器AD2S83在伺服系统中的应用_图文.pdf
生产的跟踪式旋转变压器; 数字转换器 (* ( $ 转换器), 66 《电子技术应用...4.学位论文 张孝坤 可变分辨率自整角机/旋转变压器-数字转换器设计 2006 近年...
数字转换模块在火炮自整角机上的应用.pdf
阐述了自整角机-数字变换技术、电路组成和工作原理.给出了由12SDC自整角机-...模数转换器,如自整角机一数字转换 器(SDC),旋转变压器一数字转换器(RDC)和...
高精度自整角机/旋转变压器模拟直流转换器的设计_论文.pdf
以高精度自整角机/旋转变压器-数字转换为基本原理,综合运用高精度的数字/模拟直流电压(D/A)与模拟直流电压/电流(V/I)变换技术及隔离技术,设计研制的自整角机/...
旋转变压器原理及应用.doc
其输出,是随转子转角作某种 函数变化的电气信号,...随着电子技术和数字计算技术的发展,数字式计算机早 ...由于两相的旋转变压器自整角机更容易提高精度,所以...
旋转变压器与直流电压转换器.pdf
自整角机数字转换器为 ZDZ 系列,旋转变压器数字转换器为 XDZ 系列。 该系列转换器和美国 AD 公司 SAC1764 系列转换器兼容。 1 4 技术指标* 如表 1 ...
基于旋转变压器的转角测量单元的硬件设计_图文.doc
这就需要设计相应的信号转换电路或者使用专用的旋转变压器数字转换器来实 现, ...自整角机还可用以实现角 度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台...
关于旋变、自整角机的数字化检测方案的设计.doc
【关键词】旋转变压器;自整角机;软件设计;A/D 转换;嵌入式系统 1.引言 舰船...数字化测量技术发展应... 7页 免费 复杂机械零件数字化在线... 11页 免费...