解析AD公司12位和14位混合式同步/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

在電子工程領(lǐng)域，同步/旋轉(zhuǎn)變壓器 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，在眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。今天為大家詳細(xì)介紹AD公司的12位和14位混合式同步/旋轉(zhuǎn)變壓器 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器SDC/RDC1740/1741/1742。

文件下載：SDC1740.pdf

一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）電氣特性

• 高精度轉(zhuǎn)換：提供14位或12位分辨率，能滿足不同精度要求的應(yīng)用場景。例如在對角度測量精度要求極高的航空航天領(lǐng)域，14位分辨率的轉(zhuǎn)換器可提供更精確的數(shù)據(jù)。
• 比率轉(zhuǎn)換：采用比率轉(zhuǎn)換方式，有效降低外部干擾對轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響，提高轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
• 激光微調(diào)：經(jīng)過激光微調(diào)，無需外部調(diào)整，減少了外部元件的使用，提高了產(chǎn)品的可靠性和一致性。

（二）物理特性

• 內(nèi)部隔離變壓器：使用內(nèi)部隔離變壓器，實(shí)現(xiàn)信號和參考輸入的真正隔離，增強(qiáng)了產(chǎn)品的抗干擾能力。
• 寬溫度范圍：具備軍事溫度范圍（ - 55°C 至 + 125°C）和工業(yè)溫度范圍（0°C 至 + 70°C）兩種版本，可適應(yīng)不同的惡劣環(huán)境。
• 密封封裝：采用32引腳焊接金屬封裝，并且是氣密密封的，能有效保護(hù)內(nèi)部電路免受外界環(huán)境的影響。

（三）輸出特性

• 三態(tài)鎖存輸出：輸出為三態(tài)數(shù)字形式，以兩個(gè)字節(jié)提供，方便與其他設(shè)備進(jìn)行接口連接。通過獨(dú)立的ENABLE輸入控制最高8位和最低6位（或4位），不僅簡化了多個(gè)設(shè)備在單數(shù)據(jù)總線上的復(fù)用，還能在不中斷跟蹤環(huán)路操作的情況下使用INHIBIT輸入。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

該系列轉(zhuǎn)換器在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，包括但不限于：

• 航空航天：在飛行儀表系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)中，為飛機(jī)的導(dǎo)航、姿態(tài)控制等提供精確的角度測量數(shù)據(jù)。
• 軍事領(lǐng)域：用于軍事伺服控制系統(tǒng)、火炮火控系統(tǒng)等，確保武器系統(tǒng)的高精度控制。
• 工業(yè)自動化：在機(jī)器人、CNC機(jī)床、過程控制等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)精確的位置和角度控制。

三、具體型號分析

（一）型號差異

• SDC1740XYZ：14位轉(zhuǎn)換器，整體精度為 ± 5.3 弧分，分辨率為1.3弧分，適用于對精度要求極高的應(yīng)用場景。
• SDC1741XYZ：12位轉(zhuǎn)換器，整體精度為 ± 15.3 弧分，分辨率為5.3弧分。
• SDC1742XYZ：12位轉(zhuǎn)換器，整體精度為 ± 8.5 弧分，分辨率為5.3弧分。

（二）溫度范圍與選項(xiàng)代碼

每個(gè)型號都有工業(yè)溫度范圍和軍事溫度范圍兩個(gè)版本。選項(xiàng)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以及是否接受同步或旋轉(zhuǎn)變壓器格式。

四、技術(shù)參數(shù)解讀

（一）轉(zhuǎn)換器性能

（二）輸入阻抗與參考輸入

• 信號輸入阻抗：不同信號電壓下有不同的阻抗值，如90V信號時(shí)為200kΩ，26V信號時(shí)為57.7kΩ，11.8V信號時(shí)為26kΩ，電阻公差為 ± 2%。
• 參考輸入：參考電壓有11.8V、26V、115V可選，不同參考電壓下有不同的參考阻抗，電阻公差為 ± 5%。

（三）其他參數(shù)

• 加速度常數(shù)：SDC/RDC1740為56000 sec?2，SDC/RDC1741為80000 sec?2。
• 大階躍響應(yīng)：SDC/RDC1740典型值為85ms，最大值為100ms；SDC/RDC1741典型值為60ms，最大值為75ms。

五、工作原理剖析

（一）同步/旋轉(zhuǎn)變壓器信號處理

在同步 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器配置中，3線同步輸出連接到單元的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。

（二）轉(zhuǎn)換過程

假設(shè)上下計(jì)數(shù)器的當(dāng)前字狀態(tài)為 ?，將 (v{1}) 乘以COS，(v{2}) 乘以SIN，然后通過誤差放大器相減得到 (K E_{O} sin ωt sin(θ - ?))。通過相敏檢測器、積分器和壓控振蕩器（VCO）形成閉環(huán)系統(tǒng)，使sin(θ - ?) 趨于零，數(shù)字輸出（計(jì)數(shù)器）即表示同步/旋轉(zhuǎn)變壓器軸角度θ。

（三）控制輸入

• INHIBIT輸入：僅抑制從上下計(jì)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(gè)忙脈沖以刷新輸出數(shù)據(jù)。
• ENABLE輸入：確定輸出數(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控制最高8位，ENABLE L控制最低4位（SDC/RDC1740中為6位）。

（四）數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸可以使用INHIBIT輸入或BUSY脈沖輸出的后沿（正到負(fù)過渡）來完成。在將邏輯低電平應(yīng)用于INHIBIT輸入640ns后，數(shù)據(jù)將有效。

六、連接與使用注意事項(xiàng)

（一）電源連接

連接到 (+V{s}) 和 (-V{s}) 引腳的電源電壓應(yīng)為 + 15V，且不能反接。數(shù)字邏輯電源 (V_{L}) 連接到 + 5V。建議在三個(gè)電源引腳到GND之間分別并聯(lián)一個(gè)0.1μF陶瓷電容和一個(gè)6.8μF電解電容。

（二）引腳連接

• 參考連接：參考連接到REF HI和REF LO。同步信號連接到S1、S2和S3，旋轉(zhuǎn)變壓器信號連接到S1、S2、S3和S4。
• 控制引腳：BUSY、INHIBIT和ENABLE引腳應(yīng)按照數(shù)據(jù)傳輸部分的說明進(jìn)行連接。

（三）輸入電阻縮放

信號和參考輸入可以通過電阻縮放來適應(yīng)不同的輸入信號和參考電壓。但要注意，轉(zhuǎn)換器的精度會受到用于外部縮放的電阻匹配精度的影響。

七、動態(tài)性能與可靠性

（一）動態(tài)性能

轉(zhuǎn)換器的傳遞函數(shù)分為開環(huán)增益和閉環(huán)增益，不同型號的參數(shù)不同。通過增益和相位圖可以直觀地了解轉(zhuǎn)換器在不同頻率下的性能。

（二）加速度誤差

采用2型伺服環(huán)路的跟蹤轉(zhuǎn)換器沒有速度滯后，但存在加速度引起的額外誤差?？梢允褂眉铀俣瘸?shù) (K_{a}) 來定義這種誤差。

（三）可靠性

由于廣泛使用定制芯片電路，減少了有源元件數(shù)量，產(chǎn)品的可靠性非常高。根據(jù)MIL - HDBK - 217E計(jì)算的平均無故障時(shí)間（MTBF）曲線顯示了產(chǎn)品在不同溫度下的可靠性。

八、其他相關(guān)產(chǎn)品

AD公司還提供了其他與同步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換相關(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功能；OSC1758是混合正弦/余弦功率振蕩器；DRC1745和DRC1746是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。

以上就是對AD公司SDC/RDC1740/1741/1742系列同步/旋轉(zhuǎn)變壓器 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)介紹。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇合適的型號和配置，以充分發(fā)揮這些轉(zhuǎn)換器的性能優(yōu)勢。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。