基于RD-19230的自整角機接口電路設計

摘要：自整角機是一種被廣泛應用的微控制電機，它既能作為傳感器測量遠距離機械裝置的角度位置，也可以控制遠距離設備裝置的角度位移。應用跟蹤型模擬信號轉16位數字單片變換器RD-19230，將自整角機輸出的模擬信號轉化為數字角度信號，介紹了自整角機的基本原理，設計了RD-19230與自整角機的接口電路。測試證明，該電路的設計方法可靠性好，精度高，抗干擾能力強，能夠完全滿足高速自整角機控制系統的要求。
關鍵詞：自整角機；接口電路；RD-19230；位置信號

自整角機是一種感應式的微電機，它利用電磁感應原理將機械轉角或直線位移精確地轉化成電信號。它是自動控制系統中的同步元件，利用兩臺或多臺自整角機在電路上的聯系，可以使相隔一定距離、機械上互不連接的兩根或多根轉軸保持同步旋轉或產生相同的轉角變化。
自整角機按其使用要求不同，可分為控制式自整角機和力矩式自整角機，按結構形式不同可分為接觸式和無接觸式兩大類。由于自整角機良好的抗震動、沖擊和可在油污等惡劣環境下工作的特點，在現代技術領域的各部門中，它被廣泛應用于隨動系統和遠程控制等方面。現代流行的自整角機數字化技術主要有單RC相移法，雙RC相移法，實時三角函數發生器方案，利用AD和uP的解決方案，跟蹤型解決方案等。由于跟蹤型解決方案具有實時性強，抗干擾能力好的特點，現在大部分轉化方案都采用此方案。
本文基于應用者的角度介紹了自整角機的基本結構及工作原理，通過分析跟蹤型轉換芯片RD-19230的功能特點，設計了簡單有效的外圍接口電路。

1 自整角機原理
自整角機是自動控制系統中傳遞轉角位置信息的微電機，在自整角機和伺服機構組成的隨動系統中，與發送軸或主動軸耦合的自整角機稱為發送機，與接受軸或被動軸耦合的的自整角機稱為接收機。
控制式自整角接收機輸出的是與兩軸轉角差成一定關系的電壓，該電壓控制交流伺服電動機去帶動被動軸旋轉，故能帶動較大負載。由于接收機工作在變壓器狀態，故通常稱為自整角變壓器。力矩式接收機直接輸出力矩并帶動負載，但帶載能力差，只能帶動指針、刻度盤等輕負載，常用于角度傳輸精度要求不很高的指示系統中。圖1為自整角機原理圖。

如圖1所示，自整角機主要由定子和轉子組成，定子和轉子問有很小的空氣隙，自整角機的激磁磁場，是一個磁場軸線在空間固定于激磁繞組軸線上，磁通密度分布曲線的幅值隨時間交變的脈振磁場。當轉子繞組偏離中線位置時，轉子激磁繞組所產生的脈振磁通必定和定子各相繞組相匝鏈，因而在定子各相繞組中感應出電勢。

本文就是將三路自整角機感應電動勢信號處理后，得到RD-19230轉換所需的兩路正交信號，從而轉換為精確的數字信號。