用于電機控制應用的模數(shù)轉換器

設計師必須解決電流電壓監(jiān)控、光編碼器反饋和旋轉變壓器――數(shù)字轉換等難題

??????? 在電機控制應用中，設計師必須解決電流電壓監(jiān)控、光編碼器反饋和旋轉變壓器－數(shù)字轉換等難題。這些過程對需要精確控制電機轉速和機械運動的應用來說非常重要，比如工業(yè)流水線機器人和汽車助力駕駛等應用。?

??????? 這些應用中所用的轉換器必須速度快、同步取樣、單調(diào)運算、無流水線延遲、體積小、功耗低（見圖1）。有些應用需要高壓隔離和安全操作，有些應用必須連接旋轉變壓器型位置檢測器。
逐次逼近A-D轉換器?

??????? 光編碼器可以為伺服控制應用提供低成本、高精度的位置感應，比如，需要向控制器提供軸反饋以便為機械運動精確定位的工業(yè)機器人和車床等伺服控制應用。這些應用需要同步取樣和快速環(huán)路建立時間，逐次逼近A-D轉換器是一個理想的選擇。圖2所示為一個逐次逼近A-D轉換器AD7266，它是一個12位2Msps，2通道的同步采樣模數(shù)轉換器。

∑－△ A-D轉換器?

??????? 電機的轉速和位置可以通過監(jiān)控電機每個相位的電流來判斷。∑－△ A/D轉換器能非常精確地監(jiān)控電流，因而對電機控制應用十分理想。在起重機、抽水機和鼓風機等多種工業(yè)應用中，電機工作在高溫或危險環(huán)境。在這些應用中，內(nèi)在安全性非常重要，必須隔離電流。?

??????? 隔離電路和數(shù)模轉換電路集成在一起可以在單一封裝中實現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸率、低功耗和電流隔離。∑－△調(diào)制器提供串行位流數(shù)據(jù)格式--其按時平均值和輸入信號成正比--使它們?nèi)菀赘綦x。圖3是隔離的∑－△調(diào)制器的一個實例。
旋轉變壓器?

??????? 如圖4a所示，旋轉變壓器是一種通常在轉子上有初級繞組、在定子上有2個次級繞組的旋轉變壓器。圖4b的可變磁阻旋轉變壓器是一種特殊類型，轉子上沒有繞組。?
??????? 雖然初級繞組和次級繞組都在定子上，但是憑借這種設計，轉子隨著角坐標的變化會在次級繞組上產(chǎn)生正弦波動。無論哪種形式，旋轉變壓器輸出電壓（S3-S1，S2-S4）都有如下形式：?

??????? S3-S1 = EO sinΩt sinθ
??????? S2-S4 = EO sinΩt cosθ

??????? 式中θ是軸交角，sinΩt是轉子激勵頻率，Eo是轉子激勵振幅。?

??????? 在助力駕駛系統(tǒng)等汽車應用和溫度變化大的工業(yè)應用，如玻璃制造中，為保證在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和機械運動的精度定位，需要可靠的旋轉變壓器－數(shù)字轉換。