旋转变压器与数字输出转换器

7 引脚说明
7.1 转换器的引脚位置具体定义如下（见图 2）：
S1 1 S2 2 S3 3 S4 4 B1 5 B2 6 B3 7 B4 8 B5 9 B6 10 B7 11 B8 12 B9 13 B10 14 B11 15 B12 16 B13 17 B14 18
顶视图
36 B 35 A 34 BIT 33 INH 32 +15
位 正逻辑自然二进制角度
数 忙脉冲（CB）
字 故障指示（BIT）
输
出
驱动能力
逻辑 0
逻辑 1
高阻态
0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ～1.0
μS 正脉冲，上升沿启动计数
有故障时逻辑电平为 0。
1
TTL
10
TTL
最大 10μA//5pF
动态特性（对于 400HZ） 分辨率 跟踪速率 带宽
10，12，14，16
位
160，40，10，2.5
3 概述
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的转换器。该转 换器具有分辨率和速度输出电压均可编程的优点，兼之体积小，重量轻，同时数据输出具有三 态功能，尤其适合于在计算机系统中的应用；它能提供 50HZ-5KHZ 的高载频范围，其带宽高达 540HZ，随着跟踪速率的提高其稳定时间相对减小。
rps
220，220，54，54
HZ
电
+15V
源 -15V
特
性
+5V
温度范围 工作温度范围
-1 X X X -2 X X X -3 X X X
存贮温度范围
物理特性 尺寸 重量
25
18
mA
10
0～+70
℃
-40～+85
-55～+125
-65～+150
℃
48.3×19.8×5.5mm 25g
封装形式为：36-DDIP
S1
并行二进制数
S2 INH
转子
EL
EM
图 2 自整角机输入连接图
激磁信号 发生器 LO HI
RH RL
CB
R4
R2 S3
16XSZ3411-04 VEL S3
S1
S1
S2 S4
S2 S4
并行二进制数
INH
定子
转子
EL
EM
图 3 旋转变压器输入连接图
6.2 多路的典型应用（见图 3）： 当多路 ZSZ／XSZ-04 系列可编程转换器应用于计算机系统时，计算机可向 INH 端发一个逻辑
52 35 195 130
70 140 70 260 520 26
角
分
最大值+1LSB
V
HZ
kΩ
V
kΩ
转换器的 SIN、COS 参考 信号到内部直流参考电 压的变换
kΩ
共模范围
60
V
最大
直接输入 CT（1V 线-线）
输入信号类型
SIN 和 COS
SIN/COS 电压范围
1Vrms,最大 1.15Vrms
S1 S2 S3 (S4)
输入 选择 电路
SINθ COSθ
高精度控制 变压器
RH
RL
误差 放大器
SIN（θ-φ）
BA
合成参考 相敏解调器
BIT +15V -15V VEL
增益调节 积分器
输出锁存器
INH EM B1-B16 EL
BA
可逆计数器
B A
±5V
内部电源 转换装置
压控 振荡器
CB
±15V
图 1 转换器原理框图
I (S)-自整脚机输入；(R)-旋变输入；(X)-直接输入。
2 S2(S) S2(R) +C(X) I (S)-自整脚机输入；(R)-旋变输入；(X)-直接输入。
3 S3(S) S3(R) +S(X) I (S)-自整脚机输入；(R)-旋变输入；(X)-直接输入。
4 S4(R)
I (R)-旋变输入。
34 BIT
I 电源电压。
I 电源电压。
I 禁止信号，低电平有效。逻辑 0 阻止数字角输出的改变。
O
故障指示信号，如果检测的误差级别超出 100 位时，BIT
将被置为逻辑 0，超转速条件也被置为逻辑 0。
35 A
I 分辨率控制字，改变逻辑电平改变转换器的分辨率。
36 B
8 定货须知
I 分辨率控制字，改变逻辑电平改变转换器的分辨率。
相敏解调器的输出是一个与 Sin（θ-φ）成比例的直流电压，误差处理器接收相敏解调器
转换器的输出及合成的 Sin（θ-φ）误差信号，然后驱动压控振荡器。可逆计数器的时钟脉冲
由压控振荡器提供，压控振荡器的性能决定了速度电压的精确性，线性度及偏移情况。因此，
4
两阶积分可以使转换器有一个二阶伺服跟踪。 在二阶伺服系统中，压控振荡器的计数速率被设置为 dφ/dt,并使其等于 dθ/dt。转换器
转换器接收三线自整角机信号或四线旋变信号，经过信号选择电路，产生一个正、余旋信
号，该信号经过高精度控制变压器后，与输出锁存的数据信号进行高精度的运算，形成一模拟
误差信号输出，该信号通过放大后，与激磁信号产生的合成参考进行相敏解调，形成一直流误
差信号输出，再经过积分电路、压控振荡电路，形成误差计数脉冲，驱动可逆计数器，使其输
200～500ns
DATA
高阻 数据有效
图4: 计算机控制系统时序图
也可以把每个转换器的 INH 与计算机地址信号相连，其 EL、EM 与计算机读信号相连，但是 相应时序要满足图 4 的要求。
INH EM/EL S/D1
INH S/D2
EM/EL
INH S/D n
EM/EL
地址译码和读信号
CPU
图 5 使用 INH 信号时转换器的连接图
可编程自整角机/旋转变压器－数字转换器
16ZSZ/XSZ-04 系列
1 特点
·频带范围宽 ·高载波频率可达 5KHz ·分辨率可编程：10，12，14 或 16 位 ·速度电压的波形质量好，可取代转速计 ·最高精度达到±2 角分
2 应用
·雷达天线系统 ·航空，航海系统 ·火控计算机系统 ·工业计算机控制系统 ·作战系统或作战指挥仪 ·模拟器
的输出数据一直被刷新，其有效时间长度不能超过转换器的最大跟踪速率。
6 典型应用
6.1 单路的典型应用（见图 2）： 当转换器型号为 ZSZ-04 时，其连接图见图 2，当转换器型号为 XSZ-04 时，其连接图见图 3。
激磁信号 发生器 LO HI
R2 定子
RH RL
CB
R1 S3 S1 S2
16ZSZ349B-04 VEL S3
转换器的分辨率可在 10、12、14、16 位之间任意编程。对于不同分辨率其有效精度可达到 1 角分+1LSB。该转换器不仅分辨率可编程，且集在 10 位分辨率时的高跟踪速率，以及 16 位分 辨率时的高精确性于一体。
转换器的速度电压对地而言，在 0～±10V 之间变化，线性度为 1%；在角度量增加时，其 输出为正电压, 在角度量减小时，其输出为负电压。转换器输出的数字角为正逻辑的并行自然 二进制代码，且 TTL/CMOS 兼容。
25 EL
I 低位使能，逻辑 0 时 Bit 9-16 有效，逻辑 1 时无效。
26 EM 27 NC
I 高位使能，逻辑 0 时 Bit 1-8 有效，逻辑 1 时无效。 未定义。
28 +5V 29 GND 30 NC
I 电源电压。 — 电源输入地。
未定义。
31 -15V 32 +15V 33 INH
出的数字角与输入的模拟角保持一致，该数字角经过锁存器后输出与外围电路接口。
控制变压器的特性可用三角公式表示如下：
Sin（θ-φ）= SinθCosφ- CosθSinφ
其中：θ是自整角机/旋转变压器轴角
φ是可逆计数器的输出数字角
通过持续调节数字角φ跟踪处理，使θ-φ=0，最终数字角φ将逼近相移的轴角θ。
16ZSZ149B-04 8.2.2 若需定一块分辨率可编程的 10～16 位旋转变压器—数字转换器，工作温度范围为-55℃～ +125℃，激磁频率为 1k～2kHz，信号电压为 11.8V，参考电压为 11.8V，其型号为；
16XSZ3111-04
9 机械外形尺寸
转换器机械外形尺寸如图 6 所示，单位:mm
损坏的最大电压
持续 15V，暂态峰值 100V
输入阻抗
大于 10MΩ//10pF
合成参考 ±信号/参考相移
±45
( ° 400HZ-10KHZ )
模拟输出 速度电压（VEL） 负载
±10
V
最小 3
kΩ
2
逻辑类型
TTL/CMOS 兼容。
最大为 0.8
V
逻辑 0 时
输入
最小为 2
V
逻辑 1 时
数
最大负载 10
3
5 工作原理
ZSZ／XSZ-04 系列可编程转换器是一种小型化的采用 DDIP-36 引脚封装的自整脚机/旋转 变压器-数字转换器，其原理框图见图 1。转换器由下列一些功能模块组成：信号输入选择，高 精度控制变压器，误差放大装置，相敏解调装置，积分器，压控振荡器，可逆计数器，输出锁 存装置，电源转换装置等。
9
低电平，从而阻止锁存器的刷新，保持数据的准确有效。当地址信号线中最后一个地址结束时须 把 INH 恢复成高电平。这里，把 EL、EM 端作为地址，两者可连在一起作为并行 16 位数据输出，