英飛凌XMC4000創(chuàng)新性外設(shè)Delta-Sigma解調(diào)器在旋變中的應(yīng)用
2013-12-20 10:01:42 本站原創(chuàng)旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密的位置、速度檢測(cè)裝置，尤其適用于高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、振動(dòng)等環(huán)境惡劣、旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)法正常工作的場(chǎng)合。因此，被廣泛應(yīng)用在伺服控制、機(jī)器人、機(jī)械工具、汽車(chē)、電力、冶金、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田等領(lǐng)域的位置、速度檢測(cè)系統(tǒng)中。
但是，旋轉(zhuǎn)變壓器在使用時(shí)并不能直接提供角度或位置信息，需要特殊的激勵(lì)信號(hào)和解調(diào)、計(jì)算措施，才能將旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)中包含的位置信息得到。英飛凌科技股份有限公司基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的XMC4000家族中、高端系列集成的Delta-Sigma解調(diào)器模塊為旋變位置信號(hào)的獲取帶來(lái)了福音。此模塊包括階數(shù)可選的主濾波器、載波發(fā)生器、整形器、積分器、輔助濾波器和極限比較檢查單元這些豐富的功能環(huán)節(jié)組合。將這些功能環(huán)節(jié)組合使用，并搭配前端另外的調(diào)制器芯片，便可完成旋轉(zhuǎn)變壓器的位置信息獲取任務(wù)。
在目前的伺服控制器應(yīng)用中，基本上都是采用外部專用的旋變解碼芯片獲得旋變位置信息。為此, 英飛凌做了靜態(tài)及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，Delta-Sigma解調(diào)器模塊和專用芯片性能的比較。靜態(tài)下，Delta-Sigma解調(diào)器模塊得到的位置和專用芯片得到的位置，以碼盤(pán)為基準(zhǔn)，其準(zhǔn)確度誤差水平屬同一級(jí)別。位置精度在12位左右(反正切法測(cè)量);穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于旋變的固有特性，在一個(gè)機(jī)械周期內(nèi)，存在周期性的誤差。這說(shuō)明Delta-Sigma解調(diào)器模塊和專用芯片的誤差形態(tài)呈現(xiàn)一致性，且在同一級(jí)別。而且，相對(duì)專用芯片，Delta-Sigma解調(diào)器模塊在實(shí)現(xiàn)同等性能指標(biāo)的功能的基礎(chǔ)上，可針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行軟件優(yōu)化，能夠極大地提高系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性和針對(duì)性。此外，集成此模塊的微控制器只需配合外部低成本的調(diào)制器就可實(shí)現(xiàn)旋變信號(hào)的獲取及相關(guān)的伺服系統(tǒng)控制要求，能夠最大限度的減少系統(tǒng)整體硬件成本。
目前，英飛凌XMC4000家族是市面上唯一帶Delta-Sigma解調(diào)器模塊的微控制器產(chǎn)品，這一創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，給旋變應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了革新性的設(shè)計(jì)理念，使應(yīng)用變得越來(lái)越簡(jiǎn)潔。
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