一種多軸轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)角電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種多軸轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)角電路，特別涉及一種基于增量式光柵傳感器的五軸轉(zhuǎn)臺(tái)的高精度高速角度測(cè)量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)臺(tái)是一種高精度高可靠性的慣性測(cè)試設(shè)備，在航天航海領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。隨著航天航海技術(shù)的發(fā)展和對(duì)慣性器件(如陀螺)高、精、尖等指標(biāo)要求的日益提高，要求為慣性器件提供標(biāo)定和測(cè)試工作的轉(zhuǎn)臺(tái)也向高質(zhì)量、高可靠、高穩(wěn)定性、高速化、多軸化和集成化發(fā)展，轉(zhuǎn)臺(tái)由是一種復(fù)雜的測(cè)控設(shè)備，主要由角度測(cè)量和位置控制兩部分組成，而角度測(cè)量的精度、穩(wěn)定性和速度等直接決定了轉(zhuǎn)臺(tái)位置控制性能。通常意義上的轉(zhuǎn)臺(tái)指的是單軸、雙軸或三軸轉(zhuǎn)臺(tái)，大于三軸的多軸轉(zhuǎn)臺(tái)(如五軸)用于則特定場(chǎng)合，這種轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，技術(shù)難度高，精度要求也更高，對(duì)角度測(cè)量的精度、穩(wěn)定性和速度等指標(biāo)也具有更高的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是高精度高速角度測(cè)量，探索一種針對(duì)角度傳感器為增量式光柵的多軸轉(zhuǎn)臺(tái)特別是五軸轉(zhuǎn)臺(tái)的基于PCI接口的高精度高速的穩(wěn)定測(cè)角電路。
[0004]本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提出了一種多軸轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)角電路，該測(cè)角電路包括光柵信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、角度解碼及接口時(shí)序處理模塊、PCI通訊接口模塊、PCI金手指模塊、時(shí)鐘分發(fā)模塊、轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖產(chǎn)生模塊、保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生模塊。所述的光柵信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與角度解碼及接口時(shí)序處理模塊相連;所述的角度解碼及接口時(shí)序處理模塊分別與光柵信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、PCI通訊接口模塊、時(shí)鐘分發(fā)模塊、轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖產(chǎn)生模塊、保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生模塊相連;所述的PCI通訊接口模塊分別與角度解碼及接口時(shí)序處理模塊、時(shí)鐘分發(fā)模塊、PCI金手指模塊相連;所述的PCI金手指模塊與PCI通訊接口模塊相連;所述的時(shí)鐘分發(fā)模塊分別與角度解碼及接口時(shí)序處理模塊、PCI通訊接口模塊相連;所述的轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖產(chǎn)生模塊與角度解碼及接口時(shí)序處理模塊相連;所述的保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生模塊與角度解碼及接口時(shí)序處理模塊相連，從而完成多軸光柵A、B、Z正交信號(hào)的轉(zhuǎn)換、角度解碼及傳輸，實(shí)現(xiàn)多軸轉(zhuǎn)臺(tái)的高精度高速測(cè)角功能。
[0005]所述的光柵信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊至少包括五路轉(zhuǎn)換通道，完成至少五路光柵信號(hào)的轉(zhuǎn)換，每路轉(zhuǎn)換通道包括三只瞬態(tài)抑制二極管和一片差分到單端信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，瞬態(tài)抑制二極管用于抑制光柵A、B、Z正交信號(hào)的瞬間高電壓尖脈沖，差分到單端信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片為一種RS422信號(hào)收發(fā)器，可同時(shí)對(duì)四路差分信號(hào)進(jìn)行到單端的轉(zhuǎn)換;轉(zhuǎn)換完成后的五路單端信號(hào)最后經(jīng)過(guò)一片74系列的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，用于完成5V信號(hào)電平到3.3V信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)后續(xù)模塊的電平要求。
[0006]所述的角度解碼及接口時(shí)序處理模塊至少包括一種ALTERA公司的管腳數(shù)大于200的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片，用于完成角度解碼、邏輯生成、PCI通訊時(shí)序的產(chǎn)生、周脈沖及保護(hù)信號(hào)的產(chǎn)生功能;其中15根管腳用于接收前端光柵轉(zhuǎn)換后的電平信號(hào)，5根管腳用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖信號(hào)，I根管腳用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)臺(tái)的保護(hù)信號(hào)，I根管腳用于同步信號(hào)的產(chǎn)生，32根管腳用于和后續(xù)PCI通訊接口模塊數(shù)據(jù)交互的雙向數(shù)據(jù)線，21根管腳用于和后續(xù)PCI通訊接口模塊數(shù)據(jù)交互的地址線，14根管腳用于和后續(xù)PCI通訊接口模塊的控制線。
[0007]所述的PCI通訊接口模塊主要為一種PLX公司的PCI接口芯片，主要完成PCI接口通訊時(shí)序的生成和信號(hào)傳輸功能，其中I根管腳用于接收現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片產(chǎn)生的同步信號(hào)，32根管腳用于和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片交互的雙向本地?cái)?shù)據(jù)線，21根管腳用于和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片的本地地址線，14根管腳用于和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片的本地控制線，32根管腳用于和PCI金手指交互的PCI端數(shù)據(jù)地址利用線，17根管腳用于和PCI金手指交互的時(shí)序控制線。
[0008]所述的時(shí)鐘分發(fā)模塊包括一種精度優(yōu)于10—7S的高精度時(shí)鐘模塊和一片同步時(shí)鐘分發(fā)芯片CY2305，CY2305接收前端高精度時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的50M時(shí)鐘信號(hào)，然后產(chǎn)生兩路同頻同步的50M時(shí)鐘信號(hào)，一路給角度解碼及接口時(shí)序處理模塊，另一路給PCI通訊接口模塊，用于保證PCI通訊的本地端和PCI端時(shí)鐘的同步性。
[0009]所述的轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖產(chǎn)生模塊至少包括一片74系列的電平轉(zhuǎn)換芯片、一片74系列的斯密特觸發(fā)器和一片74系列的反向器，所述的電平轉(zhuǎn)換芯片用于把角度解碼及接口時(shí)序處理模塊產(chǎn)生的五路3.3V轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V周脈沖信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)斯密特觸發(fā)器進(jìn)行整形，主要把周脈沖信號(hào)的沿變徒，提高信號(hào)質(zhì)量。
[0010]所述的保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生模塊至少包括一片74系列的電平轉(zhuǎn)換芯片，把角度解碼及接口時(shí)序處理模塊產(chǎn)生的一路3.3V轉(zhuǎn)臺(tái)保護(hù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V電平信號(hào)，用于轉(zhuǎn)臺(tái)超速或測(cè)角故障導(dǎo)致的角度異常繼電器觸點(diǎn)信號(hào)的產(chǎn)生，一旦轉(zhuǎn)臺(tái)超速或測(cè)角發(fā)生故障，角度解碼及接口時(shí)序處理模塊產(chǎn)生一路保護(hù)信號(hào)，斷開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)供電繼電器。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0012]1、測(cè)角通道數(shù)多，可同時(shí)對(duì)五路增量式光柵信號(hào)進(jìn)行角度的測(cè)量和傳輸；
[0013]2、基于PCI接口，傳輸速度快，可滿足轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)實(shí)物仿真的高實(shí)時(shí)性要求；
[0014]3、角度測(cè)量和解碼及傳輸不存在丟碼現(xiàn)象，精度高；
[0015]4、可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性可靠工作。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的電路組成和邏輯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例包括五路增量式光柵信號(hào)輸入、光柵信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、角度解碼及接口時(shí)序處理模塊、PCI通訊接口模塊、PCI金手指模塊、時(shí)鐘分發(fā)模塊、轉(zhuǎn)臺(tái)周脈沖產(chǎn)生模塊和保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生模塊。五路增量式光柵信號(hào)從電路板的DB37接口座子輸入，每路增量式光柵信號(hào)均先通過(guò)瞬態(tài)抑制二極管后送入差分轉(zhuǎn)換單元把每路的A、B、Z正交信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端的A、B、Z信號(hào)，由于從光柵傳感器出來(lái)的A、B、Z信號(hào)為T(mén)TL電平，高電平為5V，為了與后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片的1管腳電平相兼容，須把A