数字/自整角机(旋转变压器)转换器

机电式自整角发送机如果用一个固态控制式自整角发送机(SSCX)代替，就可得到另一个计算机控制的角位置伺服系统，见图8-8。此系统输入指令角θ是从计算机来的二进制数码。

这里，固态自整角发送机或固态旋变发送机的作用是将输入角数字代码转换成三线自整角式模拟信号或四线旋变式模拟信号，所以一方面可以看成是与机电式自整角发送机或旋变发送机有相同功能的数字电子式代用物；另一方面看，它是一种特殊的数/模转换器、码/角转换器，故又称为数字/自整角机转换器(DSC)或数字/旋转变压器转换器(DRC)。

DSC的原理框图见图8-9。它与图8-2所示的SSCT有许多相同的环节。代表输入角度信息的数字角φ通常是自然二进制数码，其中最高两位为00、01、10、11,分别代表输入角φ所在的象限在I、I、、V象限，可用来确定输出正弦信号和余弦信号的极性是+还是一。其余的较低位二进制数在正弦和余弦乘法器中确定正弦和余弦函数的值。

通常，采用只读存储器(ROM)作为正弦和余弦函数发生器，由除最高两位外的二进制数庐作为地址输入；用查表法读出数字

的|sin|和|cosf'|。根据三角函数关系

sinp=+cos(φ-90°)=+cosf(Ⅱ象限)

sinp=-sin(p-180°)=-sinp(区象限)

sinp=-cos(φ-270°)=cos(V象限)

cosp=--sin(p-90°)=一sin'(I象限)

cosp=-cos(p-180°)=—cosp(正象限)

cosp=+sin(p--270°)=+sind(V象限)

设计在象限转换开关中，将基准电压VR=Vsinot取同相或反相输出，见表8-4。然后它们在线性带乘法的DAC中与上面的数字正余弦函数相乘，产生旋转变压器式电压信号Vx=KsindsinwtVy=Kcospsinat对于DRC,只需经功率放大和隔离变压器即可输出。对于DSC,功率放大后利用SCOTT-T变压器将四线旋变式信号转换成三线自整角式信号再输出。由SCOTT-T变压器可得到需要的较大幅值的电压和较低的输出阻抗。它应当没有饱和，而且有良好的线性度，失真小，原副方相移小，三相对称。

表8-4转换开关输出极性

表8-5ANALOGDEVICES公司的几种DSC、DRC模块和混台电路的主要技术数据

注：封装尺寸未包括引脚部分的尺寸。

已有的DSC、DRC产品为混合电路或模块，分辨率有12bit、14bit和16bit。表8-5给出ANALOGDEVICES公司70年代后期生产的DSC1705和DSC1706模块、80年代后期生产的DRC1745和DRC1746混合电路主要技术数据。DSC1705和DSC1706内含基准电压输入变压器和输出隔离变压器或SCOTT-T变压器，可派生出输出线电压为11.8、90V和输人基准电压为26、115V、频率为60、400Hz的不同规格产品。这些参数符合美国自整角机、旋转变压器的军用标准，故能直接用来驱动自整角变压器和旋变变压器。±4'和士8'的精度，在下列条件变化时仍能给予保证：

(1)允许工作温度范围0～70℃或-55～+105℃内；

(2)基准电压的幅度或频率变化为±10%;

(3)基准电压波形失真为±10%;

(4)使用的士15V电源电压变化为±5%;

(5)负载从空载到满载变化。

按MIL-STD-883B计算的可靠性指标MTBF值是150000h。

DRC1745和DRC1746除分辨率分别为14和16bit不同之外，其余性能是相同的。输入代表数字角中的并行自然二进制码，当输入基准电压VREF=Asinat时，输出旋转变压器式正弦和余弦函数电压分别是2Asindsinat和2Acospsinat,增益是(2士0.1)%,在400Hz时，相移为0.08°。输出级功率放大器有驱动纯感性或阻性、高容性负载2VA的能力，并有过电流保护。输出可直接驱动旋变变压器，或外接STM1663或STM1683SCOTT-T变压器模块驱动标准的自整角变压器，功率是足够的。基准电压输入也可以外接STM1660或STM1680变压器作隔离，此转换器常用STM1660和STM1663变压器工作于47～440Hz,用STM1680和STM1683变压器工作于360Hz～2.6kHz。

DD公司生产的DRC-10500模块分辨率为14bit,精度为±4',负载能力为1.5VA(400Hz);DSC-544模块分辨率为14bit,精度为±4',负载能力为4.5VA(400Hz)和1.5VA(60Hz)。DSC-544不需要±15V电源，供电电源在内部由参考电压输入后产生。它们可直接驱动旋变变压器、自整角变压器和控制式自整角差动发送机。利用该公司生产的TD-100、TD-101等功率放大模块可扩大驱动能力，驱动功率达30VA的功率自整角差动发送机或接收机，或驱动多台CT、CDX等。但工作精度有所下降，满载时为±21'。

DSC、DRC在使用微型计算机控制的军用或工业用伺服机构、位置控制系统(例如飞行模拟器、飞行训练机、火炮控制、雷达和导航系统等)中得到应用。