專利名稱：：單電源cmos集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是屬于集成電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種單電源通用型CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)。
背景技術(shù)：
：自整角機(jī)是一種感應(yīng)式機(jī)電元件，用于自動控制、同步傳遞和計(jì)算解答系統(tǒng)中，將轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角變換為電氣信號、或?qū)㈦姎庑盘栕儞Q為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)角度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離發(fā)送、接收和變換，達(dá)到自動指示角度、位置、距離和指令的目的。旋轉(zhuǎn)變壓器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。當(dāng)勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系。它主要用于坐標(biāo)變換、三角運(yùn)算和角度數(shù)據(jù)傳輸。自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器作為軸角位移測量元件，具有測量精度高、結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，主要應(yīng)用于要求精度、可靠性都很高的環(huán)境，同其它角度測量方法相比，自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器用于角度測量具有明顯的優(yōu)勢。1、從性能上看由于自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)部沒有任何電子元件，它的抗振性、耐溫性、抗腐蝕性、抗灰塵及油污及抗干擾性等方面都具有很好的性能，能適應(yīng)任何環(huán)境的使用要求，具有極高的可靠性。而光電式、光柵式、磁電式傳感器內(nèi)部集成了很多電子元器件，容易受振動、溫度、腐蝕性氣體、灰塵及油污以及光源的壽命影響，其抗干擾性能也不如自整角機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器。2、從使用上看用自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器組成的軸角測量系統(tǒng)，具有工作范圍寬，能夠直接傳遞360。圓周角的位移信息，而且在遠(yuǎn)距離傳輸信息時無需機(jī)械聯(lián)系。安裝尺寸選擇空間大，可以從直徑20mm200腿都有，并且外形尺寸不受分辨率的影響；傳感器與數(shù)據(jù)處理部分之間連接方便，只需5條或6條連線。自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器作為軸角測量元件，為自動控制系統(tǒng)提供低成本、高精度的位置傳感器。在工業(yè)檢測控制領(lǐng)域中，需要把自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于微處理器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。目前，實(shí)現(xiàn)自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器一數(shù)字轉(zhuǎn)換方式有兩種，一種是采用國外公司生產(chǎn)的專用芯片組裝，由于專用芯片價格高，產(chǎn)品的費(fèi)用高于其它角度測量的方式。一種是采用D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器、電阻網(wǎng)絡(luò)等分離元件組成的編碼電路，這種轉(zhuǎn)換方式采用分體式結(jié)構(gòu)，不可避免地需要使用大量的分離元件，存在以下缺陷體積大，元件分布比較分散，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)元件高密度安裝，體積比較大?？煽啃圆睿褂昧舜罅糠蛛x元件，集成度低，降低了系統(tǒng)的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小、精度高、成本低的單電源CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種單電源CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特點(diǎn)是，它對自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號進(jìn)行數(shù)字化處理，把自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號，它由固態(tài)控制變壓器電路、交流誤差放大電路、相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成；它采用單電源的標(biāo)準(zhǔn)CMOS集成電路工藝，將上述電路集成在單個芯片上，實(shí)現(xiàn)角度量到數(shù)字轉(zhuǎn)換。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特點(diǎn)是，三線輸入的自整角機(jī)信號或四線輸入的旋轉(zhuǎn)變壓器信號被轉(zhuǎn)換成低電壓的正余弦信號VI和V2，同可逆計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的數(shù)字角4)在固態(tài)控制變壓器電路中求和，經(jīng)交流誤差放大電路后輸出一個誤差信號KEoSin(e-4))，這個誤差信號經(jīng)相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成的一個閉環(huán)回路，尋找Sin(6-cj))的零點(diǎn)；當(dāng)這一過程完成時，數(shù)字控制電路的數(shù)字角4)等于信號輸入軸角e。其中e是自整角機(jī)的軸角；K是變比；Eo是基準(zhǔn)電壓的幅值；"是載波頻率，即激磁電壓的角頻率。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特點(diǎn)是，固態(tài)控制變壓器電路采用高6位分段電路和低10位細(xì)分電路，高6位分段電路將角度變化量0°-360°分解到0°-5.625°，低10位細(xì)分電路采用R-2R電阻的D/A轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成一個模擬乘法器，實(shí)現(xiàn)0°-5.625°范圍內(nèi)的模擬角度到數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特點(diǎn)是，交流誤差放大電路采用交流耦合放大電路消除電路中的直流信號，誤差信號KEoSin(e-小)通過帶通濾波器使高頻噪聲下降到回路帶寬之內(nèi)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特點(diǎn)是，相敏解調(diào)電路通過放大器和模擬開關(guān)將交流誤差信號KEoSin(e-4>)轉(zhuǎn)換成半波信號；積分電路通過放大器和電阻電容網(wǎng)絡(luò)將半波信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號；壓控振蕩電路采用復(fù)位式壓控振蕩器，根據(jù)輸入的直流誤差電壓的大小產(chǎn)生時鐘脈沖；數(shù)字控制電路由可逆計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)鎖存及邏輯控制電路組成，它在時鐘脈沖信號的控制下產(chǎn)生數(shù)字角信號*。以下對本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行具體的說明。本發(fā)明轉(zhuǎn)換技術(shù)的電路總體功能是實(shí)現(xiàn)模擬角度到數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換，其工作原理是通過模擬角度和數(shù)字角度之間的差來驅(qū)動后續(xù)電路產(chǎn)生新的數(shù)字角度來逼近模擬角度，使模擬角度和數(shù)字角度在我們要求的精度范圍內(nèi)相等，從而實(shí)現(xiàn)了模擬角度到數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。它分為2部分，一部分是對模擬角度和數(shù)字角度進(jìn)行求差，另一部分是對這個差信號進(jìn)行處理產(chǎn)生新的更逼近模擬角度的數(shù)字角度。第一部分就是固態(tài)控制變壓器電路主要作用是實(shí)現(xiàn)模擬角度和數(shù)字角度的求差，產(chǎn)生誤差電信號，而第二部分作用是對這個電信號進(jìn)行處理產(chǎn)生新的數(shù)字信號。這部分相對比較復(fù)雜，主要原因是固態(tài)控制變壓器電路產(chǎn)生的是正弦信號，為處理這個信號產(chǎn)生新的數(shù)字信號所加入的電路包括交流誤差放大電路，相敏解調(diào)電路，積分電路，壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路。其中相敏解調(diào)電路是把誤差電信號進(jìn)行整流，并加入積分電路對整流信號進(jìn)行積分處理產(chǎn)生穩(wěn)定的直流信號來驅(qū)動后續(xù)的壓控振蕩電路工作。壓控振蕩電路作為模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的接口產(chǎn)生數(shù)字信號可接受的時鐘信號和方向信號。本發(fā)明轉(zhuǎn)換技術(shù)的總體的電路是二階伺服系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)等速跟蹤的無差性，從而實(shí)現(xiàn)良好的動態(tài)性能。它主要由六部分組成固態(tài)控制變壓器電路，交流誤差放大電路，相敏解調(diào)電路，積分電路，壓控振蕩電路，數(shù)字控制電路。結(jié)構(gòu)如圖l所示。1、固態(tài)控制變壓器電路。固態(tài)控制變壓器電路是對代表模擬角度的正余弦信號和代表數(shù)字角度的開關(guān)控制信號進(jìn)行求差運(yùn)算得到表征其差值大小和方向的正弦信號(其中正弦信號的幅度代表差值大小，相位代表差值方向)。固態(tài)控制變壓器可分為2部分高6位分段電路和低10位細(xì)分電路。高6位分段電路作用是得到模擬角度與高6位數(shù)字角度差值得到兩路信號，這兩路信號進(jìn)入高6位分段電路(實(shí)際上是個10位D/A轉(zhuǎn)換)當(dāng)D/A輸出在精度范圍內(nèi)等于零就認(rèn)為模擬角度和數(shù)字相等。這樣就要求高位輸入到低位的兩路信號是一正一負(fù)兩個信號(可包括零信號)，只有這樣經(jīng)過后續(xù)的D/A后才有可能得到輸出是在精度范圍內(nèi)等于零的信號。具體分析如下代表模擬角度的輸入的是正余弦兩路信號W"l=sin^sin紐;Ww2=cos^sinW由于sinW是信號的基波，所以后續(xù)分析省略sin^，習(xí)慣上我們用f/sin-sin《f/cos:cose來表示輸入的兩路模擬信號，為方便計(jì)算我們把輸入轉(zhuǎn)換成以下形式[/sin=sinC/cos=cos6>=—sin(S—sin(6_0°)=f/sin,sin(0-9O°)=—"cos:經(jīng)過簡單的取反我們可以得到sin(e-180°)=-"sin,sin(汐-270°)=Ucos，sin(^-360°)=f/sin.相臨的兩路信號進(jìn)行加法運(yùn)算取平均并修正系數(shù)可以的到:sin(6—315。)=sin(e-225°)=sin(P-135°)=sin(^—45°)=sin(6—0°)+sin(^-90°)2cos45Gsin(6>—90°)+sin(P—180°)2cos45。sin(6>—18O°)+sin(0—270°)2cos45csin(S-270°)+sin(P—360。)2cos45。上面的運(yùn)算保證任意角度P都可以保證一個n使得sin(e—"x5.625°)xsin[夕一(w+1)x5.625°]《O其中0《w^63把相臨2個一正一負(fù)的信號送入低位的D/A就可以通過D/A的控制保證輸出在精度范圍內(nèi)等于0，而選擇把一正一負(fù)的信號送入低位的D/A和控制D/A使輸出等于零的控制信號就代表了與模擬角度相等的數(shù)字信號，從而實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換(這里也可以這樣理解想要得到的數(shù)字角度通過一定的邏輯處理可以得到控制信號使固態(tài)控制變壓器輸出為零)。低位分段是10位的D/A轉(zhuǎn)換器。D/A的兩個參考電壓就是高位分段輸出的兩個信號這兩個信號為"15=sin(汐-"x5.625°)禾口f/16=sin[P—("+1)x5.625°]或者t/15=si一-("+1)x5.625°]禾防16=sin(P-"x5.625。)其中0《"63則有"re/1=sin(P—"x5.625°)20,=sin[P—("+1)x5.625°]S0在nx5.625°SP《(m+1)5.625°范圍內(nèi)近似的認(rèn)為正弦信號是線性的，則對于任意角度"x5.625、^("+l)5.625。則通過D/A控制以后輸出的信號為f/^w=sin[S-("+1)5.625°]+A[sin(e-"x5.625°)—sin(^—("+1)x5.625。)]宜由=(1-ifc)sin[6>-("+1)5.625°]+/i:sin(6-"x5.625°)八0"化當(dāng)UerrOr=0時此時的k所對應(yīng)的數(shù)字量就和模擬角度^相等，實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換。模擬角度^可以分4個象限在第一象限中"1=sin(0-0°),w2=sin(P-90°)在第二象限中wl=sin(e-180°)，w2=sin(0-90°)在第三象限中wl=sin(P-180°),w2=sin(P-270°)在第四象限中wl=sin(0-270°),=sin(6>-360°)可以看到通過第一次的運(yùn)算把信號轉(zhuǎn)化到角度在[-90。,90]區(qū)間內(nèi)。經(jīng)過電阻和運(yùn)放補(bǔ)償了系數(shù)^^后cos45°在第一象限得到"=sin(e-45°)在第二象限得到"4-sin(e-135°)在第三象限得到"4=sin(^-225°)在第四象限得到"4=sin(P-315。)信號ul，u2和u4再經(jīng)過后面放大電路得到u7和u8。而w7=sin(^_wx22.5",w8=sin(^_(m+1)22.5°).①"7=s，-(w+1)x22.50),w8=sin(S-腦22.5°)…②OSW《15當(dāng)m為偶數(shù)時選擇式子①當(dāng)m為奇數(shù)時選擇式子②，可以看到再經(jīng)過后面的運(yùn)放補(bǔ)償?shù)南禂?shù)^^一信號轉(zhuǎn)化到了角度[-22.5。,22.5。]的范圍內(nèi)。cos22.5經(jīng)過電阻和運(yùn)放補(bǔ)償了系數(shù)，^后得到cosl1.25°wl0=sin[^-(2m+l)xll.25°]0SwS15信號再經(jīng)過后面的電阻和運(yùn)放補(bǔ)償了系數(shù)/。"后得到cos5.625°"15=sin(0-/x5.625。)禾口i/16=si,-(/+1)x5.625。]…③wl5=sin[S—(/+1)x5.625°]禾口wl6=sin(P—/x5.625°)…④OS/S63當(dāng)/為偶數(shù)時選擇式子③當(dāng)/為奇數(shù)時選擇式子④這樣就把信號轉(zhuǎn)化到角度[-5.625。,5.625°]內(nèi)，就進(jìn)入下面的D/A轉(zhuǎn)換。我們上面分析在5.625°范圍內(nèi)認(rèn)為是線性的當(dāng)信號輸入為當(dāng)wl5:sin(P-/x5.625°)和"16=5^1[6>-(/+l)x5.625。]時通過D/A線性化后得到t/mw=(1-A:)sin[e-("+1)5.625°]+A:sin(P—wx5.625°)當(dāng)w15=si孝-(/+1)x5.625°]禾口w16=sin(P—/x5.625°)時通過D/A后得到"em^=(1—A:)sin[P—("+1)5.625°]+A:sin(0—"x5.625°)得到了誤差電壓"時M當(dāng)t/mw=0時，實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的角度轉(zhuǎn)換。2、交流誤差放大電路。交流放大采用交流耦合放大電路消除電路中的直流信號，電路結(jié)構(gòu)如圖3所示誤差信號KEoSin(e-cJ))通過一個R，C耦合，濾除了其中的直流分量。R"R2，d，C2構(gòu)成一個帶通濾波器，可以使高頻噪聲下降到回路帶寬之內(nèi)，當(dāng)把旋變置于顯著的噪聲環(huán)境中這種作用尤為明顯。前面介紹了模擬角度和數(shù)字角度如何求差并得到誤差電壓信號f/m^(也即KEoSin(e-小))，而下面的電路就是怎么處理誤差電壓信號f/em^來產(chǎn)生新的數(shù)字角度。這部分電路包括了交流誤差放大電路，相敏解調(diào)電路，積分電路，壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路。3、相敏解調(diào)電路。相敏解調(diào)電路等價于一個全波整流電路，即把正弦變化的誤差信號變?yōu)轲z頭波。是通過載波頻率對誤差信號進(jìn)行調(diào)整。具體電路結(jié)構(gòu)如圖4。其中選擇開關(guān)的控制信號Ref是由激磁信號產(chǎn)生的方波。我們知道誤差信號f/mw的幅度表征模擬角度和數(shù)字角度的差額，而相位表征差的方向，相敏解調(diào)電路的作用是判斷差的方向同時調(diào)整波形便于后續(xù)電路對誤差幅度進(jìn)行提取。4、積分電路。積分電路作用是把相敏整流后的信號進(jìn)行濾波提取出誤差電壓(/em^的幅度得到表征誤差幅度的直流電平速度電壓C/w/，然后通過^^來驅(qū)動后續(xù)的壓控振蕩器工作。整體的電路結(jié)構(gòu)如圖5。積分電路主要是提取出誤差電壓t/mw的幅度產(chǎn)生可供后續(xù)振蕩電路使用的速度電壓信號t/w/。積分器主電路是個可校正的普通積分器，積分器的元件(電阻、電容)可由用戶根據(jù)信號的帶寬選擇使轉(zhuǎn)換器具有最合適的動態(tài)特性。為了防止轉(zhuǎn)換器抖碼(當(dāng)量化的數(shù)字角小不能準(zhǔn)確代表輸入角e時，所發(fā)生的連續(xù)在iibit之間跳變)，設(shè)置了閾值區(qū)間，使之在1LSB范圍內(nèi)保留誤差值，VC0的反饋從內(nèi)部加到積分器輸入端，以保證只有當(dāng)誤差大于或等于1LSB時VC0才會更新計(jì)數(shù)器。5、壓控振蕩電路(VCO)。壓控振蕩電路是響應(yīng)速度電壓信號f/^/產(chǎn)生供后面計(jì)數(shù)器使用的時鐘和方向信號。是模擬電路到數(shù)字電路接口電路。采用復(fù)位式電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路原理框圖如圖6所示，電路由積分器和單限比較器組成，S為模擬開關(guān)，可以由MOS管組成。設(shè)輸出電壓Uo為高電平時S斷開，Uo為低電平時S閉合。當(dāng)電源接通時，由于電容C上電壓為零，即UvcfO，使Uo為高，S斷開，積分器對UvEL積分，Uvco逐漸減??；一旦Uvco過基準(zhǔn)電壓UREF，Uo將變?yōu)榈碗娖剑瑢?dǎo)致S閉合，使C迅速放電至零，即Uvcc^O,從而Uo躍變?yōu)楦唠娖?S又?jǐn)嚅_，重復(fù)上述過程，電路產(chǎn)生自激振蕩。UvEL愈大，Uvco從零變化到UREF所需時間愈短，振蕩頻率也就愈高，而不斷高低變化的Uo就是所產(chǎn)生的時鐘信號同時Uvco的正負(fù)極性就代表了"加、減"信號。圖6所示的復(fù)位式電壓-頻率轉(zhuǎn)換電路其振蕩周期T和頻率f為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>總體來說壓控振蕩單元是把相敏和濾波后的誤差信號做處理使其產(chǎn)生后續(xù)數(shù)字計(jì)數(shù)器電路的時鐘信號和"加、減"信號，是電路中模擬部分和數(shù)字部分的結(jié)合部分。6、數(shù)字控制電路。它包括計(jì)數(shù)器電路和數(shù)據(jù)鎖存和輔助邏輯電路。計(jì)數(shù)器的作用是把壓控振蕩的計(jì)數(shù)的脈沖和加減信號來產(chǎn)生數(shù)字計(jì)數(shù)，然后用這些數(shù)字量通過后面邏輯電路處理產(chǎn)生控制信號來控制分段電路，從而構(gòu)成一個閉環(huán)回路，經(jīng)過不停的反饋處理達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)然后輸出正確的數(shù)字角度量。我們采用的是16位可逆計(jì)數(shù)器，同時增加控制位可以通過開關(guān)控制轉(zhuǎn)化為14位12位和10位計(jì)數(shù)器，同時可以產(chǎn)生過零脈沖信號。邏輯電路是把16位的數(shù)字信號通過邏輯轉(zhuǎn)化變成控制固態(tài)控制變壓器電路的控制信號，實(shí)現(xiàn)模擬角度和數(shù)字角度的求差運(yùn)算。完成固態(tài)控制變壓器電路所實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)計(jì)算，固態(tài)控制變壓器電路的開關(guān)切換有個特點(diǎn)，是一次只移動一個信號線，采用步進(jìn)的方式，在高位一步移動5.625°同時在低位引入異或控制實(shí)現(xiàn)高位步進(jìn)引起的低位倒置的問題，逐步完成360°角度的模擬，這些邏輯功能附帶在高位和低位分段控制里面。其它的輔助電路就是INH，ENM，ENL，DATALOAD等一系列邏輯功能，這些功能主要是通過三態(tài)門和D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存和置數(shù)功能。本發(fā)明技術(shù)性能指標(biāo)。自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器一直流電壓轉(zhuǎn)換性能指標(biāo)如下表所示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>圖1是本發(fā)明技術(shù)的原理框圖。圖2是固態(tài)控制變壓器電路框圖。圖3為交流誤差放大電路圖。圖4為相敏解調(diào)電路圖。圖5是積分器電路圖。圖6是壓控振蕩電路圖。具體實(shí)施例方式以下進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。實(shí)施例1。一種單電源CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，它對自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號進(jìn)行數(shù)字化處理，把自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號，它由固態(tài)控制變壓器電路、交流誤差放大電路、相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成；它采用單電源的標(biāo)準(zhǔn)CMOS集成電路工藝，將上述電路集成在單個芯片上，實(shí)現(xiàn)角度量到數(shù)字轉(zhuǎn)換。實(shí)施例2。實(shí)施例l所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)中，三線輸入的自整角機(jī)信號或四線輸入的旋轉(zhuǎn)變壓器信號被轉(zhuǎn)換成低電壓的正余弦信號VI和V2，同可逆計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的數(shù)字角cl)在固態(tài)控制變壓器電路中求和，經(jīng)交流誤差放大電路后輸出一個誤差信號KEoSin(e-d))，這個誤差信號經(jīng)相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成的一個閉環(huán)回路，尋找Sin(9-(J))的零點(diǎn)；當(dāng)這一過程完成時，數(shù)字控制電路的數(shù)字角小等于信號輸入軸角e。實(shí)施例3。實(shí)施例1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)中，固態(tài)控制變壓器電路采用高6位分段電路和低10位細(xì)分電路，高6位分段電路將角度變化量0°-360°分解到0°-5.625°，低10位細(xì)分電路采用R-2R電阻的D/A轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成一個模擬乘法器，實(shí)現(xiàn)0°-5.625°范圍內(nèi)的模擬角度到數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。實(shí)施例4。實(shí)施例1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)中，交流誤差放大電路采用交流耦合放大電路消除電路中的直流信號，誤差信號KEoSin(9_cj))通過帶通濾波器使高頻噪聲下降到回路帶寬之內(nèi)。實(shí)施例5。實(shí)施例1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)中，相敏解調(diào)電路通過放大器和模擬開關(guān)將交流誤差信號KEoSin(e-小)轉(zhuǎn)換成半波信號；積分電路通過放大器和電阻電容網(wǎng)絡(luò)將半波信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號；壓控振蕩電路采用復(fù)位式壓控振蕩器，根據(jù)輸入的直流誤差電壓的大小產(chǎn)生時鐘脈沖；數(shù)字控制電路由可逆計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)鎖存及邏輯控制電路組成，它在時鐘脈沖信號的控制下產(chǎn)生數(shù)字角信號4)。權(quán)利要求1.一種單電源CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，它對自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號進(jìn)行數(shù)字化處理，把自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號，它由固態(tài)控制變壓器電路、交流誤差放大電路、相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成；它采用單電源的標(biāo)準(zhǔn)CMOS集成電路工藝，將上述電路集成在單個芯片上，實(shí)現(xiàn)角度量到數(shù)字轉(zhuǎn)換。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，三線輸入的自整角機(jī)信號或四線輸入的旋轉(zhuǎn)變壓器信號被轉(zhuǎn)換成低電壓的正余弦信號VI和V2，同可逆計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的數(shù)字角cj)在固態(tài)控制變壓器電路中求和，經(jīng)交流誤差放大電路后輸出一個誤差信號KEoSin(9-小)，這個誤差信號經(jīng)相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成的一個閉環(huán)回路，尋找Sin(e-cj))的零點(diǎn)；當(dāng)這一過程完成時，數(shù)字控制電路的數(shù)字角小等于信號輸入軸角e。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，固態(tài)控制變壓器電路采用高6位分段電路和低10位細(xì)分電路，高6位分段電路將角度變化量0°-360°分解到0°-5.625°，低10位細(xì)分電路采用R-2R電阻的D/A轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成一個模擬乘法器，實(shí)現(xiàn)0°-5.625°范圍內(nèi)的模擬角度到數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，交流誤差放大電路采用交流耦合放大電路消除電路中的直流信號，誤差信號KEoSin(e-d))通過帶通濾波器使高頻噪聲下降到回路帶寬之內(nèi)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，相敏解調(diào)電路通過放大器和模擬開關(guān)將交流誤差信號KEoSin(e-cj))轉(zhuǎn)換成半波信號；積分電路通過放大器和電阻電容網(wǎng)絡(luò)將半波信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號；壓控振蕩電路采用復(fù)位式壓控振蕩器，根據(jù)輸入的直流誤差電壓的大小產(chǎn)生時鐘脈沖；數(shù)字控制電路由可逆計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)鎖存及邏輯控制電路組成，它在時鐘脈沖信號的控制下產(chǎn)生數(shù)字角信號小。全文摘要本發(fā)明是一種單電源CMOS集成電路自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，其特征在于，它對自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號進(jìn)行數(shù)字化處理，把自整角機(jī)信號/旋轉(zhuǎn)變壓器信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號，它由固態(tài)控制變壓器電路、交流誤差放大電路、相敏解調(diào)電路、積分電路、壓控振蕩電路和數(shù)字控制電路組成；它采用單電源的標(biāo)準(zhǔn)CMOS集成電路工藝，將上述電路集成在單個芯片上，實(shí)現(xiàn)角度量到數(shù)字轉(zhuǎn)換。本發(fā)明技術(shù)精度高，成本低，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)元件高密度安裝。文檔編號G01D5/14GK101281041SQ200810023440公開日2008年10月8日申請日期2008年4月14日優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日發(fā)明者徐大林,方紀(jì)村,程蜀煒,郭俊彥,陳大科,高文政申請人:連云港杰瑞電子有限公司