英飛凌XMC4000創(chuàng)新性外設Delta-Sigma解調(diào)器在旋變中的應用

旋轉變壓器是一種精密的位置、速度檢測裝置，尤其適用于高溫、嚴寒、潮濕、高速、振動等環(huán)境惡劣、旋轉編碼器無法正常工作的場合。因此，被廣泛應用在伺服控制、機器人、機械工具、汽車、電力、冶金、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田等領域的位置、速度檢測系統(tǒng)中。

但是，旋轉變壓器在使用時并不能直接提供角度或位置信息，需要特殊的激勵信號和解調(diào)、計算措施，才能將旋轉變壓器信號中包含的位置信息得到。英飛凌科技股份有限公司基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的XMC4000家族中、高端系列集成的Delta-Sigma解調(diào)器模塊為旋變位置信號的獲取帶來了福音。此模塊包括階數(shù)可選的主濾波器、載波發(fā)生器、整形器、積分器、輔助濾波器和極限比較檢查單元這些豐富的功能環(huán)節(jié)組合。將這些功能環(huán)節(jié)組合使用，并搭配前端另外的調(diào)制器芯片，便可完成旋轉變壓器的位置信息獲取任務。

在目前的伺服控制器應用中，基本上都是采用外部專用的旋變解碼芯片獲得旋變位置信息。為此, 英飛凌做了靜態(tài)及穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)下，Delta-Sigma解調(diào)器模塊和專用芯片性能的比較。靜態(tài)下，Delta-Sigma解調(diào)器模塊得到的位置和專用芯片得到的位置，以碼盤為基準，其準確度誤差水平屬同一級別。位置精度在12位左右(反正切法測量);穩(wěn)態(tài)運行時，由于旋變的固有特性，在一個機械周期內(nèi)，存在周期性的誤差。這說明Delta-Sigma解調(diào)器模塊和專用芯片的誤差形態(tài)呈現(xiàn)一致性，且在同一級別。而且，相對專用芯片，Delta-Sigma解調(diào)器模塊在實現(xiàn)同等性能指標的功能的基礎上，可針對不同的應用場合進行軟件優(yōu)化，能夠極大地提高系統(tǒng)應用的靈活性和針對性。此外，集成此模塊的微控制器只需配合外部低成本的調(diào)制器就可實現(xiàn)旋變信號的獲取及相關的伺服系統(tǒng)控制要求，能夠最大限度的減少系統(tǒng)整體硬件成本。

目前，英飛凌XMC4000家族是市面上唯一帶Delta-Sigma解調(diào)器模塊的微控制器產(chǎn)品，這一創(chuàng)新性的設計，給旋變應用領域帶來了革新性的設計理念，使應用變得越來越簡潔。