022、旋转变压器原理与解码去年冬天调试一台伺服驱动器,客户反馈电机在低速运行时偶尔出现“咔咔”的异响,位置环抖动得厉害。用示波器抓了编码器信号,看起来波形干净,但一上负载就出问题。折腾了两天,最后发现是旋转变压器的励磁频率和ADC采样时序没对齐,解码出来的角度在过零点附近跳变。那会儿真想把这套旋变拆了换磁编码器,但客户指定要旋变——耐振动、抗油污、能扛高温。没办法,硬着头皮把旋变解码的底裤翻了个底朝天。旋转变压器到底是个啥旋转变压器本质上就是个旋转式变压器,定子上有励磁绕组,转子上有正余弦绕组。给励磁绕组通一个高频正弦信号(通常5-10kHz),转子旋转时,正余弦绕组会感应出幅值随角度变化的正弦和余弦信号。数学上很简单:励磁信号是 ( V_{exc} = A \sin(\omega t) ),那么正余弦输出就是:[V_{sin} = k A \sin(\omega t) \sin(\theta)][V_{cos} = k A \sin(\omega t) \cos(\theta)]其中θ是转子机械角度,k是变比。注意这里有个坑——输出信号是调幅波,载波频率和励磁相同,包络才是角度信息。很多新手直接拿ADC采回来的值当角度用,那肯定炸。解码的核心:从调幅波里抠出角度解码的本质就是解调。传统做法用相敏解调,现在主流是RDC(旋变数字转换器)芯片,比如ADI的AD2S1200、TI的PGA411。但如果你像我一样喜欢自己折腾,或者想省成本,用MCU的ADC+软件解调也能干,
022、旋转变压器原理与解码
022、旋转变压器原理与解码去年冬天调试一台伺服驱动器,客户反馈电机在低速运行时偶尔出现“咔咔”的异响,位置环抖动得厉害。用示波器抓了编码器信号,看起来波形干净,但一上负载就出问题。折腾了两天,最后发现是旋转变压器的励磁频率和ADC采样时序没对齐,解码出来的角度在过零点附近跳变。那会儿真想把这套旋变拆了换磁编码器,但客户指定要旋变——耐振动、抗油污、能扛高温。没办法,硬着头皮把旋变解码的底裤翻了个底朝天。旋转变压器到底是个啥旋转变压器本质上就是个旋转式变压器,定子上有励磁绕组,转子上有正余弦绕组。给励磁绕组通一个高频正弦信号(通常5-10kHz),转子旋转时,正余弦绕组会感应出幅值随角度变化的正弦和余弦信号。数学上很简单:励磁信号是 ( V_{exc} = A \sin(\omega t) ),那么正余弦输出就是:[V_{sin} = k A \sin(\omega t) \sin(\theta)][V_{cos} = k A \sin(\omega t) \cos(\theta)]其中θ是转子机械角度,k是变比。注意这里有个坑——输出信号是调幅波,载波频率和励磁相同,包络才是角度信息。很多新手直接拿ADC采回来的值当角度用,那肯定炸。解码的核心:从调幅波里抠出角度解码的本质就是解调。传统做法用相敏解调,现在主流是RDC(旋变数字转换器)芯片,比如ADI的AD2S1200、TI的PGA411。但如果你像我一样喜欢自己折腾,或者想省成本,用MCU的ADC+软件解调也能干,