旋转变压器与数字输出转换器

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52 35 195 130
70 140 70 260 520 26


最大值+1LSB
V
HZ

V

转换器的 SIN、COS 参考 信号到内部直流参考电 压的变换

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
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。
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。
5 B1
O 数字角输出 Bit 1(MSB)。
6 B2
O 数字角输出 Bit 2。
7 B3
O 数字角输出 Bit 3。
8 B4
O 数字角输出 Bit 4。
9 B5
O 数字角输出 Bit 5。
10 B6
O 数字角输出 Bit 6。
11 B7
O 数字角输出 Bit 7。
12 B8
O 数字角输出 Bit 8。
1
4 技术指标
表 1: 转换器技术指标 参数
指标


备注
分辨率
10,12,14,16

引脚可编程
精度等级
电压范围

载频范围

通用 400HZ 时

通用 50HZ 时

输入阻抗

单端输入

差分输入
共模范围
自整角机
11.8V 线-线输入阻抗
11.8V 单端-地输入阻抗
90V 线-线输入阻抗
90V 单端-地输入阻抗
8
下面圆点指示 该引脚为1脚
43.18±0.15
2.5±0.15
20.2±0.15
底视图
15.24±0.15
2.5±0.15 5.5±0.15
48.18±0.15
侧视图
5.5±0.3
2.54
0.3
注:a.图中的尺寸单位为:mm。 B.引脚指示的数量仅作为参考。 c.引脚的间隔尺寸仅应用于插座平面。 d.封装材料采用无镀镍表面的铁镍钴合金。 E.外壳无电特性。 图 6. 转换器的机械外形尺寸 36-DDIP
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

2
逻辑类型
TTL/CMOS 兼容。
最大为 0.8
V
逻辑 0 时
ຫໍສະໝຸດ Baidu输入
最小为 2
V
逻辑 1 时

最大负载 10
7
8.1 型号说明
8.2 型号示例 用户可根据不同的使用要求选择不同型号的转换器,随着分辨率的不同转换器的最大跟踪速
率、阶跃响应时间也各不相同,: 8.2.1 若需定一块分辨率可编程的 10~16 位自整角机—数字转换器,工作温度范围为 0℃~+70 ℃、激磁频率为 400Hz,信号电压为 90V,参考电压为 115V,其型号为:
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
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
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
μA

禁止 INH
逻辑 0 禁止,逻辑 1 解除。

入 使能 EM(1-8 位有效) 逻辑 0 有效,逻辑 1 高阻。
上拉至+5V 电源,有 CMOS 保护。
EL(9-16 位有效) 逻辑 0 有效,瞬态逻辑 1。
分辨率控制 10 位 12 位 14 位 16 位
B
A
0
0
0
1
1
0
1
1
并行数据
10,12,14 或 16
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。
9
13 B9
O 数字角输出 Bit 9。
14 B10
O 数字角输出 Bit 10(LSB-分辨率为 10 位模式)。
15 B11
O 数字角输出 Bit 11。
16 B12
O 数字角输出 Bit 12(LSB-分辨率为 12 位模式)。
17 B13
O 数字角输出 Bit 13。
18 B14
O 数字角输出 Bit 14(LSB-分辨率为 14 位模式)。
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
旋转变压器 信 11.8V 单端输入阻抗 号 11.8V 差分输入阻抗 输 11.8V 线-地输入阻抗 入 90V 单端输入阻抗 特 90V 线-线输入阻抗 性 90V 线-地输入阻抗
±12,±6,±4,±2
4~130
360~1000 47~400
最小为 60 最小为 120 最大峰值 210 暂态峰值 500
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。
19 RH
I 参考输入端,驱动内部的相敏解调器。
20 RL
I 参考输入端,驱动内部的相敏解调器。
21 B15
O 数字角输出 Bit 15。
22 B16
O 数字角输出 Bit 16(LSB-分辨率为 16 位模式)。
23 VEL
O 速度电压脚,输出直流电压值与角速度成正比。
24 CB
O 忙信号输出,指示数字角输出的刷新情况。
rps
220,220,54,54
HZ

+15V
源 -15V


+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
位 正逻辑自然二进制角度
数 忙脉冲(CB)
字 故障指示(BIT)


驱动能力
逻辑 0
逻辑 1
高阻态
0.4~1.0
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

160,40,10,2.5
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,
5
也可分开连接应用于 8 位数据总线中。时序图参见图 4,线路框图见图 5。
500ns INH
EM1/EL1
EMn/ELn
V 31 -15V 30 NC 29 GND 28 +5V 27 NC 26 EM 25 EL 24 CB 23 VEL 22 B16 21 B15 20 RL 19 RH
图 5 转换器引脚位置
7.2 转换器的引脚功能见下表 (见表 4):
6
表 4:转换器的引脚功能
引脚号
名称
I/O 特性
功能
1 S1(S) S1(R) V(X)
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。
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
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。
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
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
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
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
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
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