基于au6802n1的旋轉變壓器信號接口電路設計

　　au6802n1控制位設定

　　au6802n1可以通過設定對應的控制位來選擇工作模式。其控制位主要分為以下幾種：

　　(1) 輸出模式設置：輸出模式分為三種——并行i/o口模式、spi通信模式、abz脈沖模式，可通過outmd、csb、rdb、intb四個引腳的電平來設定，詳細設定參考文獻[1]。

　　(2) 系統(tǒng)控制模式設置：通過設定acmd引腳電平得到。acmd=h時，系統(tǒng)選擇加速模式;反之，選擇正常模式。通常運行時設定為正常模式，當角加速度較大時，切換到加速模式，可以獲得更高的位置檢測精度。

　　(3) 分辨率設置：mdsel=h時，輸出數據選擇12位;反之，輸出數據選擇10位。

　　(4) 極對數設置：電機的極對數設置可通過設定xsel1和xsel2引腳得到，如下表2所示。

　　(5) 勵磁頻率設置：勵磁信號rso頻率可通過設定fsel1和fsel2得到，如表3所示。

　　(6) 測試模式設置：可通過引腳test1和test2設定。通常將兩引腳都拉高至vdd，不影響正常工作。

　　本設計選取au6802n1工作在脈沖輸出模式和spi通信模式，數據分辨率為12位，極對數設定為1，勵磁頻率為10k，控制模式為正常模式，測試位不使能。其電路圖如圖3所示，圖中所有電阻值均為33ω。

　　圖3 控制位設定電路圖

　　外圍主電路設計

　　為了給旋轉變壓器的勵磁繞組提供滿足要求的高品質正弦波勵磁信號，同時使所接收到的旋轉變壓器正/余弦信號能夠滿足芯片對輸入信號幅值與相位的要求，需要加入額外的信號處理電路。

　　au6802n1外圍主電路包括激勵調理電路、反饋濾波調理電路和dsp接口電路。電路圖如圖4所示。

　　圖4 au6802n1外圍主電路電路圖

　　激勵調理電路設計

　　激勵調理電路設計激勵信號調理電路是用來給旋轉變壓器提供激勵輸入信號。au6802n1芯片的rso/com輸出的激勵信號是基于2.5v且vp-p=2v的31級內插正弦波(vrso=1.5v～3.5v的正弦波電壓)，輸出功率太小，是不能直接驅動旋轉變壓器勵磁繞組的。因此需要設計激勵調理電路，完成激勵信號放大的任務。

　　激勵調理電路的拓撲分為雙電源和單電源供電兩種，本文選取雙電源booster功率放大電路，可節(jié)省器件開銷。電路基本工作原理為rso/com輸出經過隔直電容ci后，取到有效的交流信號，再經過后級的運放和npn、pnp三極管互補推挽電路進行功率放大，最終得到正弦度較好的激磁電壓信號。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加入cf來補償相位。輸出勵磁信號的幅值可通過調節(jié)rext來實現。參數設計通常滿足以下原則：rex≤zro/10ω(zro為旋變輸入阻抗，見表1)，rf≥50kω，ri×ci>500μs，rf×cf5μs。本設計方案參數選取分別為：運放選用tl082c，±v為±15v，c0=470pf，ri=22k，ci=0.01uf，rf=100k，cf=100pf，r1=r2=3.3k，r3=r4=4.7ω，rext=10ω。

　　圖5 au6802n1接口電路板