解析AD公司12位和14位混合式旋轉(zhuǎn)變壓器/自整角機(jī)-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

在電子工程領(lǐng)域，精確的角度測量和信號轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。Analog Devices公司的SDC/RDC1740/1741/1742系列12位和14位混合式旋轉(zhuǎn)變壓器/自整角機(jī) - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器，為眾多應(yīng)用場景提供了可靠的解決方案。下面我們深入了解這款產(chǎn)品。

文件下載：RDC1740-413B.pdf

產(chǎn)品特性

內(nèi)部隔離變壓器

該系列轉(zhuǎn)換器采用內(nèi)部隔離變壓器，能有效隔離信號和參考輸入，增強(qiáng)了產(chǎn)品的抗干擾能力，確保在復(fù)雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定工作。

寬溫度范圍

支持軍事溫度范圍（-55°C至+125°C）和工業(yè)溫度范圍（0°C至+70°C），滿足不同環(huán)境的使用需求。

多種精度和分辨率選擇

提供14位或12位分辨率，以及三種精度選項，工程師可根據(jù)具體應(yīng)用的精度要求進(jìn)行靈活選擇。

高連續(xù)跟蹤速率

具備高連續(xù)跟蹤速率，能夠快速準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號的變化，適用于對動態(tài)響應(yīng)要求較高的應(yīng)用場景。

密封封裝

采用32引腳焊接金屬封裝，并且進(jìn)行了氣密密封，有效保護(hù)內(nèi)部電路，提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

比率轉(zhuǎn)換和激光微調(diào)

采用比率轉(zhuǎn)換技術(shù)，減少了外部元件的使用，同時通過激光微調(diào)，無需外部調(diào)整即可實現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換。

三態(tài)鎖存輸出

三態(tài)鎖存輸出便于與其他設(shè)備進(jìn)行接口連接，簡化了系統(tǒng)設(shè)計。

應(yīng)用領(lǐng)域

該系列轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，包括飛行儀表系統(tǒng)、軍事伺服控制系統(tǒng)、火炮火控系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)、天線監(jiān)測、機(jī)器人技術(shù)、發(fā)動機(jī)控制器、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、軸變換、數(shù)控機(jī)床和過程控制等。

產(chǎn)品型號

不同型號的差異

• SDC1740XYZ：14位轉(zhuǎn)換器，整體精度為±5.3角分，分辨率為1.3角分。
• SDC1741XYZ：12位轉(zhuǎn)換器，整體精度為±15.3角分，分辨率為5.3角分。
• SDC1742XYZ：12位轉(zhuǎn)換器，整體精度為±8.5角分，分辨率為5.3角分。

溫度范圍和選項代碼

每個型號都有工業(yè)溫度范圍和軍事溫度范圍兩個版本。選項代碼“XYZ”中，“X”表示工作溫度范圍，“Y”表示參考頻率，“Z”表示信號和參考電壓格式（自整角機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器）。

技術(shù)參數(shù)

轉(zhuǎn)換器性能

不同型號在精度、跟蹤速率、分辨率、信號與參考頻率、位置輸出重復(fù)性和帶寬等方面存在差異。例如，SDC1740的精度為±5.3角分，跟蹤速率為27轉(zhuǎn)/秒，分辨率為14位（1 LSB = 1.3角分）。

信號輸入阻抗

對于不同的信號電壓（90V、26V、11.8V），輸入阻抗不同，且電阻容差為±2%。

參考輸入

參考電壓有11.8V、26V、115V可選，參考阻抗也因電壓不同而有所差異，電阻容差為±5%。

其他參數(shù)

還包括加速度常數(shù)、大階躍響應(yīng)、電源線路參數(shù)、數(shù)字輸入輸出參數(shù)等，這些參數(shù)共同保證了轉(zhuǎn)換器的性能和穩(wěn)定性。

工作原理

信號轉(zhuǎn)換

在自整角機(jī) - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器配置中，3線自整角機(jī)輸出連接到S1、S2和S3，通過Scott T變壓器對將信號轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)變壓器格式。在旋轉(zhuǎn)變壓器 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器配置中，4線旋轉(zhuǎn)變壓器輸出連接到S1、S2、S3和S4，變壓器僅作為隔離器。

轉(zhuǎn)換過程

假設(shè)上下計數(shù)器的當(dāng)前字狀態(tài)為?，通過乘法、減法運算得到誤差信號，再經(jīng)過相敏檢測器、積分器和壓控振蕩器形成閉環(huán)系統(tǒng)，使sin(θ - ?)趨近于零，最終數(shù)字輸出表示自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器軸的角度θ。

引腳配置與功能

引腳功能

該系列轉(zhuǎn)換器的引腳具有不同的功能，如數(shù)據(jù)輸出引腳（Bit 1 - 14或Bit 1 - 12）、參考輸入引腳（REF HI、REF LO）、信號輸入引腳（S1 - S4）、使能引腳（ENABLE M、ENABLE L）、忙信號引腳（BUSY）和禁止引腳（INHIBIT）等。

連接方式

電源電壓連接到+Vs和 - Vs引腳，數(shù)字邏輯電源VL連接到+5V。建議在三個電源引腳與地之間分別并聯(lián)一個0.1μF陶瓷電容和一個6.8μF電解電容。CASE引腳應(yīng)連接到系統(tǒng)中的零電位。

數(shù)據(jù)傳輸與控制

INHIBIT輸入

INHIBIT邏輯輸入僅禁止從上下計數(shù)器到輸出鎖存器的數(shù)據(jù)傳輸，不中斷跟蹤環(huán)路的操作。釋放INHIBIT會自動生成一個忙脈沖以刷新輸出數(shù)據(jù)。

ENABLE輸入

ENABLE輸入決定輸出數(shù)據(jù)的狀態(tài)，邏輯高電平使輸出數(shù)據(jù)引腳處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，邏輯低電平將鎖存器中的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)到輸出引腳。ENABLE M使能最高8位，ENABLE L使能最低4位（SDC/RDC1740為6位）。

數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)傳輸可以通過INHIBIT輸入或BUSY脈沖輸出的后沿（正到負(fù)轉(zhuǎn)換）來實現(xiàn)。在INHIBIT輸入為邏輯低電平640ns后，數(shù)據(jù)有效。

動態(tài)性能與可靠性

動態(tài)性能

通過開環(huán)增益和閉環(huán)增益公式描述轉(zhuǎn)換器的傳輸函數(shù)，不同型號的增益和相位圖有所不同。在跟蹤過程中，由于加速度會產(chǎn)生額外誤差，可通過加速度常數(shù)Ka來定義。

可靠性

該系列產(chǎn)品由于廣泛使用定制芯片電路，減少了有源元件數(shù)量，可靠性很高。根據(jù)MIL - HDBK - 217E計算的平均無故障時間（MTBF）曲線顯示了其在不同環(huán)境條件下的可靠性。

其他相關(guān)產(chǎn)品

Analog Devices還提供了其他相關(guān)的混合產(chǎn)品，如SDC/RDC1767和SDC/RDC1768（具有模擬速度輸出和直流誤差輸出）、OSC1758（混合正弦/余弦功率振蕩器）、DRC1745和DRC1746（14位和16位自然二進(jìn)制鎖存輸出混合數(shù)字 - 旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器）。

總之，Analog Devices的SDC/RDC1740/1741/1742系列轉(zhuǎn)換器以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和可靠的性能，為電子工程師在角度測量和信號轉(zhuǎn)換方面提供了優(yōu)秀的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號，并合理利用其各項功能，以實現(xiàn)高效、精確的系統(tǒng)設(shè)計。大家在使用過程中是否遇到過類似產(chǎn)品的選型和應(yīng)用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。