解析AD公司12位和14位混合式旋转变压器/自整角机-数字转换器

在电子工程领域，精确的角度测量和信号转换至关重要。Analog Devices公司的SDC/RDC1740/1741/1742系列12位和14位混合式旋转变压器/自整角机 - 数字转换器，为众多应用场景提供了可靠的解决方案。下面我们深入了解这款产品。

文件下载：RDC1740-413B.pdf

产品特性

内部隔离变压器

该系列转换器采用内部隔离变压器，能有效隔离信号和参考输入，增强了产品的抗干扰能力，确保在复杂电磁环境下稳定工作。

宽温度范围

支持军事温度范围（-55°C至+125°C）和工业温度范围（0°C至+70°C），满足不同环境的使用需求。

多种精度和分辨率选择

提供14位或12位分辨率，以及三种精度选项，工程师可根据具体应用的精度要求进行灵活选择。

高连续跟踪速率

具备高连续跟踪速率，能够快速准确地跟踪输入信号的变化，适用于对动态响应要求较高的应用场景。

密封封装

采用32引脚焊接金属封装，并且进行了气密密封，有效保护内部电路，提高了产品的可靠性和稳定性。

比率转换和激光微调

采用比率转换技术，减少了外部元件的使用，同时通过激光微调，无需外部调整即可实现高精度转换。

三态锁存输出

三态锁存输出便于与其他设备进行接口连接，简化了系统设计。

应用领域

该系列转换器广泛应用于多个领域，包括飞行仪表系统、军事伺服控制系统、火炮火控系统、航空电子系统、天线监测、机器人技术、发动机控制器、坐标转换、轴变换、数控机床和过程控制等。

产品型号

不同型号的差异

• SDC1740XYZ：14位转换器，整体精度为±5.3角分，分辨率为1.3角分。
• SDC1741XYZ：12位转换器，整体精度为±15.3角分，分辨率为5.3角分。
• SDC1742XYZ：12位转换器，整体精度为±8.5角分，分辨率为5.3角分。

温度范围和选项代码

每个型号都有工业温度范围和军事温度范围两个版本。选项代码“XYZ”中，“X”表示工作温度范围，“Y”表示参考频率，“Z”表示信号和参考电压格式（自整角机或旋转变压器）。

技术参数

转换器性能

不同型号在精度、跟踪速率、分辨率、信号与参考频率、位置输出重复性和带宽等方面存在差异。例如，SDC1740的精度为±5.3角分，跟踪速率为27转/秒，分辨率为14位（1 LSB = 1.3角分）。

信号输入阻抗

对于不同的信号电压（90V、26V、11.8V），输入阻抗不同，且电阻容差为±2%。

参考输入

参考电压有11.8V、26V、115V可选，参考阻抗也因电压不同而有所差异，电阻容差为±5%。

其他参数

还包括加速度常数、大阶跃响应、电源线路参数、数字输入输出参数等，这些参数共同保证了转换器的性能和稳定性。

工作原理

信号转换

在自整角机 - 数字转换器配置中，3线自整角机输出连接到S1、S2和S3，通过Scott T变压器对将信号转换为旋转变压器格式。在旋转变压器 - 数字转换器配置中，4线旋转变压器输出连接到S1、S2、S3和S4，变压器仅作为隔离器。

转换过程

假设上下计数器的当前字状态为ϕ，通过乘法、减法运算得到误差信号，再经过相敏检测器、积分器和压控振荡器形成闭环系统，使sin(θ - ϕ)趋近于零，最终数字输出表示自整角机/旋转变压器轴的角度θ。

引脚配置与功能

引脚功能

该系列转换器的引脚具有不同的功能，如数据输出引脚（Bit 1 - 14或Bit 1 - 12）、参考输入引脚（REF HI、REF LO）、信号输入引脚（S1 - S4）、使能引脚（ENABLE M、ENABLE L）、忙信号引脚（BUSY）和禁止引脚（INHIBIT）等。

连接方式

电源电压连接到+Vs和 - Vs引脚，数字逻辑电源VL连接到+5V。建议在三个电源引脚与地之间分别并联一个0.1μF陶瓷电容和一个6.8μF电解电容。CASE引脚应连接到系统中的零电位。

数据传输与控制

INHIBIT输入

INHIBIT逻辑输入仅禁止从上下计数器到输出锁存器的数据传输，不中断跟踪环路的操作。释放INHIBIT会自动生成一个忙脉冲以刷新输出数据。

ENABLE输入

ENABLE输入决定输出数据的状态，逻辑高电平使输出数据引脚处于高阻抗状态，逻辑低电平将锁存器中的数据呈现到输出引脚。ENABLE M使能最高8位，ENABLE L使能最低4位（SDC/RDC1740为6位）。

数据传输方式

数据传输可以通过INHIBIT输入或BUSY脉冲输出的后沿（正到负转换）来实现。在INHIBIT输入为逻辑低电平640ns后，数据有效。

动态性能与可靠性

动态性能

通过开环增益和闭环增益公式描述转换器的传输函数，不同型号的增益和相位图有所不同。在跟踪过程中，由于加速度会产生额外误差，可通过加速度常数Ka来定义。

可靠性

该系列产品由于广泛使用定制芯片电路，减少了有源元件数量，可靠性很高。根据MIL - HDBK - 217E计算的平均无故障时间（MTBF）曲线显示了其在不同环境条件下的可靠性。

其他相关产品

Analog Devices还提供了其他相关的混合产品，如SDC/RDC1767和SDC/RDC1768（具有模拟速度输出和直流误差输出）、OSC1758（混合正弦/余弦功率振荡器）、DRC1745和DRC1746（14位和16位自然二进制锁存输出混合数字 - 旋转变压器转换器）。

总之，Analog Devices的SDC/RDC1740/1741/1742系列转换器以其丰富的特性、广泛的应用领域和可靠的性能，为电子工程师在角度测量和信号转换方面提供了优秀的解决方案。在实际设计中，工程师可以根据具体需求选择合适的型号，并合理利用其各项功能，以实现高效、精确的系统设计。大家在使用过程中是否遇到过类似产品的选型和应用问题呢？欢迎在评论区分享交流。