解析AD公司12位和14位混合式旋轉變壓器/自整角機-數字轉換器

在電子工程領域，精確的角度測量和信號轉換至關重要。Analog Devices公司的SDC/RDC1740/1741/1742系列12位和14位混合式旋轉變壓器/自整角機 - 數字轉換器，為眾多應用場景提供了可靠的解決方案。下面我們深入了解這款產品。

文件下載：RDC1740-413B.pdf

產品特性

內部隔離變壓器

該系列轉換器采用內部隔離變壓器，能有效隔離信號和參考輸入，增強了產品的抗干擾能力，確保在復雜電磁環境下穩定工作。

寬溫度范圍

支持軍事溫度范圍（-55°C至+125°C）和工業溫度范圍（0°C至+70°C），滿足不同環境的使用需求。

多種精度和分辨率選擇

提供14位或12位分辨率，以及三種精度選項，工程師可根據具體應用的精度要求進行靈活選擇。

高連續跟蹤速率

具備高連續跟蹤速率，能夠快速準確地跟蹤輸入信號的變化，適用于對動態響應要求較高的應用場景。

密封封裝

采用32引腳焊接金屬封裝，并且進行了氣密密封，有效保護內部電路，提高了產品的可靠性和穩定性。

比率轉換和激光微調

采用比率轉換技術，減少了外部元件的使用，同時通過激光微調，無需外部調整即可實現高精度轉換。

三態鎖存輸出

三態鎖存輸出便于與其他設備進行接口連接，簡化了系統設計。

應用領域

該系列轉換器廣泛應用于多個領域，包括飛行儀表系統、軍事伺服控制系統、火炮火控系統、航空電子系統、天線監測、機器人技術、發動機控制器、坐標轉換、軸變換、數控機床和過程控制等。

產品型號

不同型號的差異

• SDC1740XYZ：14位轉換器，整體精度為±5.3角分，分辨率為1.3角分。
• SDC1741XYZ：12位轉換器，整體精度為±15.3角分，分辨率為5.3角分。
• SDC1742XYZ：12位轉換器，整體精度為±8.5角分，分辨率為5.3角分。

溫度范圍和選項代碼

每個型號都有工業溫度范圍和軍事溫度范圍兩個版本。選項代碼“XYZ”中，“X”表示工作溫度范圍，“Y”表示參考頻率，“Z”表示信號和參考電壓格式（自整角機或旋轉變壓器）。

技術參數

轉換器性能

不同型號在精度、跟蹤速率、分辨率、信號與參考頻率、位置輸出重復性和帶寬等方面存在差異。例如，SDC1740的精度為±5.3角分，跟蹤速率為27轉/秒，分辨率為14位（1 LSB = 1.3角分）。

信號輸入阻抗

對于不同的信號電壓（90V、26V、11.8V），輸入阻抗不同，且電阻容差為±2%。

參考輸入

參考電壓有11.8V、26V、115V可選，參考阻抗也因電壓不同而有所差異，電阻容差為±5%。

其他參數

還包括加速度常數、大階躍響應、電源線路參數、數字輸入輸出參數等，這些參數共同保證了轉換器的性能和穩定性。

工作原理

信號轉換

在自整角機 - 數字轉換器配置中，3線自整角機輸出連接到S1、S2和S3，通過Scott T變壓器對將信號轉換為旋轉變壓器格式。在旋轉變壓器 - 數字轉換器配置中，4線旋轉變壓器輸出連接到S1、S2、S3和S4，變壓器僅作為隔離器。

轉換過程

假設上下計數器的當前字狀態為?，通過乘法、減法運算得到誤差信號，再經過相敏檢測器、積分器和壓控振蕩器形成閉環系統，使sin(θ - ?)趨近于零，最終數字輸出表示自整角機/旋轉變壓器軸的角度θ。

引腳配置與功能

引腳功能

該系列轉換器的引腳具有不同的功能，如數據輸出引腳（Bit 1 - 14或Bit 1 - 12）、參考輸入引腳（REF HI、REF LO）、信號輸入引腳（S1 - S4）、使能引腳（ENABLE M、ENABLE L）、忙信號引腳（BUSY）和禁止引腳（INHIBIT）等。

連接方式

電源電壓連接到+Vs和 - Vs引腳，數字邏輯電源VL連接到+5V。建議在三個電源引腳與地之間分別并聯一個0.1μF陶瓷電容和一個6.8μF電解電容。CASE引腳應連接到系統中的零電位。

數據傳輸與控制

INHIBIT輸入

INHIBIT邏輯輸入僅禁止從上下計數器到輸出鎖存器的數據傳輸，不中斷跟蹤環路的操作。釋放INHIBIT會自動生成一個忙脈沖以刷新輸出數據。

ENABLE輸入

ENABLE輸入決定輸出數據的狀態，邏輯高電平使輸出數據引腳處于高阻抗狀態，邏輯低電平將鎖存器中的數據呈現到輸出引腳。ENABLE M使能最高8位，ENABLE L使能最低4位（SDC/RDC1740為6位）。

數據傳輸方式

數據傳輸可以通過INHIBIT輸入或BUSY脈沖輸出的后沿（正到負轉換）來實現。在INHIBIT輸入為邏輯低電平640ns后，數據有效。

動態性能與可靠性

動態性能

通過開環增益和閉環增益公式描述轉換器的傳輸函數，不同型號的增益和相位圖有所不同。在跟蹤過程中，由于加速度會產生額外誤差，可通過加速度常數Ka來定義。

可靠性

該系列產品由于廣泛使用定制芯片電路，減少了有源元件數量，可靠性很高。根據MIL - HDBK - 217E計算的平均無故障時間（MTBF）曲線顯示了其在不同環境條件下的可靠性。

其他相關產品

Analog Devices還提供了其他相關的混合產品，如SDC/RDC1767和SDC/RDC1768（具有模擬速度輸出和直流誤差輸出）、OSC1758（混合正弦/余弦功率振蕩器）、DRC1745和DRC1746（14位和16位自然二進制鎖存輸出混合數字 - 旋轉變壓器轉換器）。

總之，Analog Devices的SDC/RDC1740/1741/1742系列轉換器以其豐富的特性、廣泛的應用領域和可靠的性能，為電子工程師在角度測量和信號轉換方面提供了優秀的解決方案。在實際設計中，工程師可以根據具體需求選擇合適的型號，并合理利用其各項功能，以實現高效、精確的系統設計。大家在使用過程中是否遇到過類似產品的選型和應用問題呢？歡迎在評論區分享交流。