基于旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) 火控系統(tǒng)定位功能

該旋轉(zhuǎn)信號(hào)處理電路模塊的主要功能是利用軸角位置測(cè)量元件——旋轉(zhuǎn)變壓器，控制頻率為400 Hz的正弦波信號(hào)，經(jīng)解調(diào)處理使相位角與特定電壓值相對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生出兩路相位差為90°的信號(hào)，送入系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算填彈系統(tǒng)的位置，對(duì)保證火控系統(tǒng)的正常工作具有重要意義。在此介紹一種采用模擬電路設(shè)計(jì)的方法，利用系統(tǒng)給出的正弦波作為載波信號(hào)，與正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，將所產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)送入乘法電路實(shí)現(xiàn)正余弦兩路信號(hào)的解調(diào)，再通過(guò)濾波、反相比例電路實(shí)現(xiàn)其功能，達(dá)到使用要求。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 基本方案

產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示：實(shí)驗(yàn)中采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源來(lái)模擬系統(tǒng)輸入信號(hào)，輸出頻率為400 Hz，峰-峰值為6 V的正弦波做為VCA信號(hào);DSB1和DSB2分別為正余弦的調(diào)制信號(hào);OUT1，OUT2為兩路輸出。

1.2 電路原理及模塊功能

電路原理及模塊功能如圖2所示。

1.2.1 電路工作原理概述(以下按余弦進(jìn)行分析計(jì)算)

設(shè)正弦輸入信號(hào)為：

ur=Ursin(ωrt+φ)

式中：Ur為正弦信號(hào)的振幅;ωr=2πfc為載波角頻率;fc載波頻率;φ為初始相位。

DSB信號(hào)為：

us=UscosΩsinωct

式中：Ω為旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)角度;Us為信號(hào)經(jīng)旋轉(zhuǎn)變壓后的輸出幅度。

這兩個(gè)信號(hào)相乘：

經(jīng)低通濾波器的輸出，且考慮ωr-ωc=△ωc在低通濾波器頻帶內(nèi)，那么：

u0=U0cos(△ωct+φ)cosΩ

可以看出，當(dāng)載波信號(hào)與輸入信號(hào)同頻同相時(shí)，即ωr=ωc，φ=0，則：

u0=U0cosΩ

當(dāng)Ω分別為0°，45°，90°時(shí)，余弦輸出為U0，0.707U0，0，再利用比例放大控制U0為2.5，同時(shí)疊加2.5 V的直流分量，則可得到最終余弦輸出為：

輸入信號(hào)相位為0°，45°，90°;輸出信號(hào)為5 V，4.26 V，2.5 V。

同樣利用正弦信號(hào)調(diào)制可得到另一路輸出信號(hào)1.2.2 信號(hào)解調(diào)電路

電路中對(duì)雙邊DSB信號(hào)所進(jìn)行的解調(diào)是極為關(guān)鍵的一步。在產(chǎn)品中經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，沒(méi)有選用通用的平衡調(diào)制解調(diào)器，而是通過(guò)采樣保持電路(乘法器)實(shí)現(xiàn)解調(diào)的。

原理組成：信號(hào)解調(diào)主要由乘法器和低通濾波器組成，其基本組成如圖3所示。

輸入信號(hào)為：

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