初稿雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

1、 盧艷 竇志源 文紹光雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精系統(tǒng)的糾錯(cuò)電路（確定名稱！）摘要：本發(fā)明是專門針對(duì)雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，采用純硬件電路實(shí)現(xiàn)編碼糾錯(cuò)的一種簡(jiǎn)潔，快速，準(zhǔn)確的方法，其特征在于，雙速旋變變壓器直接輸入到粗精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC）中,分別得到粗精數(shù)據(jù)，將粗精數(shù)據(jù)通過(guò)速比組合在一起時(shí)，通過(guò)糾錯(cuò)電路實(shí)現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，再與精數(shù)據(jù)組合通過(guò)三態(tài)鎖存構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出。粗精組合時(shí)的糾錯(cuò)問(wèn)題是雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。糾錯(cuò)電路通過(guò)數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)粗精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，再與精數(shù)據(jù)組

2、合通過(guò)三態(tài)鎖存構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出，使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)。權(quán)利要求書1. 一種新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，三態(tài)鎖存器，其特征在于：它還包括糾錯(cuò)電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號(hào)傳遞過(guò)程：所述雙速旋變變壓器直接輸入到粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中,分別得到粗、精數(shù)據(jù)，將該粗、精數(shù)據(jù)通過(guò)速比組合在一起后，通過(guò)所述糾錯(cuò)電路實(shí)現(xiàn)粗、精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，該被糾錯(cuò)的粗、精數(shù)據(jù)再與所述精數(shù)據(jù)組合通過(guò)所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出，所述速比的傳速比為：2n，n為所述粗、精數(shù)據(jù)的位數(shù)，為

3、正整數(shù)（？）。2. 如權(quán)利要求1所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，其特征在于：所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)必須大于n+2位，2n為傳速比，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)（？）的位數(shù)為要求整體雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去n位。3. 如權(quán)利要求1所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，其特征在于：所述的糾錯(cuò)電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、n位全加器組成；糾錯(cuò)處理的過(guò)程為：所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通過(guò)六輸入反相器中的四個(gè)反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+

4、2的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2的反相信號(hào)和精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通過(guò)雙四輸入或非門中的一個(gè)或非門，得到+1信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)，通過(guò)雙四輸入或非門中的另一個(gè)或非門，得到-1信號(hào)；所述的+1信號(hào)接入n位全加器的輸入進(jìn)位端，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-1信號(hào)接入n位加法器，與n位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進(jìn)行全加，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的-1操作，最后得到n位數(shù)據(jù)為雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗

5、精組合系統(tǒng)高n位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)處理。所述速比的傳速比為2n；糾錯(cuò)電路通過(guò)數(shù)字電路將粗?jǐn)?shù)據(jù)的前n+2位,，2n為傳速比，雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的所有低位數(shù)據(jù)都由精數(shù)據(jù)組成。雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的所有有效位數(shù)據(jù)的輸出，通過(guò)糾錯(cuò)電路得到的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高n位數(shù)據(jù)和精數(shù)據(jù)組合，通過(guò)三態(tài)鎖存器得到，使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)。（整理帶下劃線部分的內(nèi)容，使其符合實(shí)際的技術(shù)方案?。┱f(shuō)明書（確定名稱！）技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器的技術(shù)領(lǐng)域，特別是雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)。背景技術(shù) 軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路廣泛的應(yīng)用于高精度數(shù)控系統(tǒng)，如機(jī)器人控制

6、工業(yè)控制武器火力控制及慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。隨著數(shù)控系統(tǒng)精度要求的提高，系統(tǒng)所需的軸角測(cè)試精度要求越來(lái)越高，這就有了雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。雙速軸角數(shù)字電路的設(shè)計(jì)思想為，采用粗精組合的方法，將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器與變速機(jī)構(gòu)連接在一起，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器與被測(cè)軸之間以旋轉(zhuǎn)變壓器工作時(shí)，精軸帶動(dòng)粗軸轉(zhuǎn)動(dòng)。粗精組合的思想是利用傳速比放大，然后繼續(xù)測(cè)量來(lái)達(dá)到提高精度的目的。目前，雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合的糾錯(cuò)處理多采用ROM芯片、微處理器實(shí)現(xiàn)，由于采用ROM芯片時(shí)，需要大量的ROM芯片，不能實(shí)現(xiàn)小型化；微處理器程序順序執(zhí)行，執(zhí)行速度必然不快。發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)編碼糾錯(cuò)處理的純硬件電路，以解決目前粗精組合系

7、統(tǒng)糾錯(cuò)處理無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化和高速度的問(wèn)題。為此，所采用的技術(shù)方案為：一種新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，三態(tài)鎖存器，它還包括糾錯(cuò)電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號(hào)傳遞過(guò)程：所述雙速旋變變壓器直接輸入到粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，分別得到粗、精數(shù)據(jù)，將該粗、精數(shù)據(jù)通過(guò)速比組合在一起后，通過(guò)所述糾錯(cuò)電路實(shí)現(xiàn)粗、精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，該被糾錯(cuò)的粗、精數(shù)據(jù)再與所述精數(shù)據(jù)組合通過(guò)所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出，所述速比的傳速比為：2n，n為所述粗、精數(shù)據(jù)的位數(shù)，為正整數(shù)（？）。更進(jìn)一步的，所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)

8、必須大于n+2位，2n為傳速比，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)（？）的位數(shù)為要求整體雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去n位。所述的糾錯(cuò)電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、n位全加器組成；糾錯(cuò)處理的過(guò)程為：所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通過(guò)六輸入反相器中的四個(gè)反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2的反相信號(hào)和精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通

9、過(guò)雙四輸入或非門中的一個(gè)或非門，得到+1信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)，通過(guò)雙四輸入或非門中的另一個(gè)或非門，得到-1信號(hào)；所述的+1信號(hào)接入n位全加器的輸入進(jìn)位端，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-1信號(hào)接入n位加法器，與n位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進(jìn)行全加，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的-1操作，最后得到n位數(shù)據(jù)為雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高n位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)處理。其中傳速比為2n。糾錯(cuò)電路通過(guò)數(shù)字電路將粗?jǐn)?shù)據(jù)的前n+2位,，2n為傳速比，雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的所有低位數(shù)據(jù)都由精數(shù)據(jù)組成。雙速軸

10、角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的所有有效位數(shù)據(jù)的輸出，通過(guò)糾錯(cuò)電路得到的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高n位數(shù)據(jù)和精數(shù)據(jù)組合，通過(guò)三態(tài)鎖存器得到，使能控制端控制有效位數(shù)據(jù)輸出的輸出狀態(tài)。本發(fā)明公開(kāi)了在雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中，實(shí)現(xiàn)編碼糾錯(cuò)處理的一種純硬件電路，完全克服了目前雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)體積大，速度慢的不足。達(dá)到糾錯(cuò)處理簡(jiǎn)潔，快速，準(zhǔn)確的目的。附圖說(shuō)明圖1本發(fā)明雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)原理框圖；圖2 本發(fā)明粗、精RDC的工作原理框圖；圖3本發(fā)明的糾錯(cuò)電路。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。一種新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)，包括雙速旋變變壓器，

11、粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器，三態(tài)鎖存器，它還包括糾錯(cuò)電路；所述新型的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的信號(hào)傳遞過(guò)程：所述雙速旋變變壓器直接輸入到粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器中,分別得到粗、精數(shù)據(jù)，將該粗精數(shù)據(jù)通過(guò)速比組合在一起后，通過(guò)所述糾錯(cuò)電路實(shí)現(xiàn)粗、精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，該被糾錯(cuò)的粗、精數(shù)據(jù)再與所述精數(shù)據(jù)組合通過(guò)所述三態(tài)鎖存器構(gòu)成雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的數(shù)字輸出，參考圖1。其中，所述粗軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)的位數(shù)必須大于n+2位，2n為傳速比，精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出粗?jǐn)?shù)據(jù)（？）的位數(shù)為要求整體雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的輸出位數(shù)減去n位。所述的雙速旋轉(zhuǎn)變壓器給整個(gè)系統(tǒng)提供信號(hào)源，主要包括：粗旋變信號(hào)C

12、S1、CS2、CS3、CS4，參考信號(hào)RL、RH，精旋變信號(hào)FS1、FS2、FS3、FS4，參考圖1。參考圖2，所述的粗、精軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC）的內(nèi)部電路是一致的，下面以粗RDC為例，詳述其工作原理。具體為：參考信號(hào)RL、RH分別接粗RDC的RL、RH，通過(guò)參考電壓放大器，控制后端的相敏解調(diào)器；粗旋變信號(hào)CS1、CS2、CS3、CS4，分別接粗RDC的S1、S2、S3、S4，通過(guò)輸入信號(hào)放大器，產(chǎn)生正弦信號(hào)V1和余弦信號(hào)V2：V1=kEoSintSinV2= kEoSintCos其中是信號(hào)輸入角度。這兩個(gè)信號(hào)與后端可逆計(jì)數(shù)器的數(shù)字角輸出在高速正余弦乘法器中相乘，即V1乘以Cos，V2乘以S

13、in，得到：kEoSintSinCoskEoSintCosSin這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)誤差放大器相減得到：kEoSint（SinCos-CosSin） 即：kEoSintSin（-）經(jīng)過(guò)相敏解調(diào)器、積分器、壓控振蕩器和可逆計(jì)數(shù)器組成一個(gè)閉環(huán)回路，使得Sin（-）趨近于零。當(dāng)這一過(guò)程完成后，可逆計(jì)數(shù)器的輸出字（？）狀態(tài)（）在轉(zhuǎn)換器的額定精度范圍內(nèi)等于信號(hào)輸入角度。旋變信號(hào)通過(guò)正余弦乘法器得到當(dāng)前測(cè)試的角度與可逆計(jì)數(shù)器當(dāng)前角度的誤差值，經(jīng)過(guò)誤差放大和受參考信號(hào)控制的相敏檢波器（與圖2相一致的話，應(yīng)該是解調(diào)器？），得到與該誤差值成正比的脈動(dòng)直流誤差信號(hào)，該信號(hào)再進(jìn)入有源濾波器（可是圖2中的積分器？）并控制壓控

14、振蕩器，向可逆計(jì)數(shù)器輸出脈沖，直到測(cè)試的角度與可逆計(jì)數(shù)器當(dāng)前角度相等為止，可逆計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，數(shù)字輸出就代表測(cè)試的角度。參考圖3，所述的糾錯(cuò)電路由六輸入反相器、雙四輸入或非門、n位全加器組成；糾錯(cuò)處理的過(guò)程為：所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通過(guò)六輸入反相器中的四個(gè)反相器得到粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1的反相信號(hào)、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2的反相信號(hào)和精數(shù)據(jù)的第1位F1、精數(shù)據(jù)的第2位F2通

15、過(guò)雙四輸入或非門中的一個(gè)或非門，得到+1信號(hào)；所述粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+1位Cn+1 、粗?jǐn)?shù)據(jù)的第n+2位Cn+2、精數(shù)據(jù)的第1位F1的反相信號(hào)、精數(shù)據(jù)的第2位F2的反相信號(hào)，通過(guò)雙四輸入或非門中的另一個(gè)或非門，得到-1信號(hào)；所述的+1信號(hào)接入n位全加器的輸入進(jìn)位端，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的+1操作，所述的-1信號(hào)接入n位全加器，與n位粗?jǐn)?shù)據(jù)的每一位進(jìn)行全加，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗?jǐn)?shù)據(jù)的-1操作，最后得到n位數(shù)據(jù)為雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高n位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗精數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)處理，傳速比為2n。糾錯(cuò)電路通過(guò)數(shù)字電路將粗?jǐn)?shù)據(jù)的前n+2位，雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)后端的所有低位數(shù)據(jù)都由精數(shù)據(jù)組成。雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)的所有有效位數(shù)據(jù)的輸出，通過(guò)糾錯(cuò)電路得到的雙速軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器粗精組合系統(tǒng)高n位