Ацп Ltc2227 Для Резольвера Не Понимаю Документацию

[awpe01]

Доброго времени суток,

есть резольвер, на выходе синус по дифф. паре, амплитуда 1В, максимальная частота 12.8кГц.

Нужно оцифровывать сигнал примерно ~14 000 000 раз в секунду.

находил документацию по решению подобной проблемы, там сигнал с дифф. пары шёл на дифф. усилитель для устранения помех, потом получившийся синус с дифф.усил. с амплитудой 1В поступал на АЦП, напряжение идущее на АЦП варьировалось от 0 до 1В.

Но там работа велась с резольвером у которого много периодов на оборот, у меня мало, для высокого разрешения надо оцифровывать сигнал с более высоким разрешением и соответсвенно чаще делать выборку.

С АЦП до этого работал только в рамках того, что встроено в МК avr/pic. С сигналами передаваемыми по дифф. парам не работал.

Нашёл доступную мне ИМС АЦП LTC2227CUH от LINEAR TECHNOLOGY даташит.

Возникло несколько вопросов:

1) На функциональной схеме видно что у этого АЦП вход предполагается дифференциальным, значит ли это то, что можно подать сигнал с дифф.пары резольвера сразу на АПЦ, или всё таки надо пропустить его через внешний дифф.усилитель для устранения синфазных помех, потом сделать ему(сигналу) амплитуду +-0.5В(или +-1В если включить АЦП в этот режим)?

2) Там есть конвейер из 6 блоков для оцифровки сигнала(в первом сразу есть данные из ОУ), значит для 14млн выборок в секунду нужна частота 70МГц(14*5)?

3) Что такое Vcm (common mode bias voltage), для чего этот пин выведен наружу?

4) Each input should swing ±0.5V for the 2V range or ±0.25V for the 1V range, around a common mode voltage of 1.5V. - Можете перевести на русский? Буквально я могу перевести но не понимаю какие именно должны быть сигналы на входах АЦП, просто я думал, что на инвертирующий вход приходит сигнал амплитудой от -0.5В до 0В, а на неинвертирующий от 0В до +0.5В соответственно, а здесь получается надо сделать так, чтобы каждый вход ОУ который внутри АЦП "плавал" возле своего 0 с амплитудой 0.5В(другими словами в диапазоне +-0.25В), если да то как это сделать?

5) Может есть АЦП попроще для этих целей? АЦП нужен 10 битный, но вроде в меньших битах могут быть ошибки и шум, поэтому смотрю 12битные, но не уверен если действительно 12бит нужно...

Изменено 24 января, 2015 пользователем awpe01

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Sergey-Ufa]

Для определения углового положения ротора резольвера никто не оцифровывает синус с частотой 14МГц. Оно определяется либо из соотношения амплитуд синусной и косинусной обмоток, либо по разности фаз обмоток относительно питающего сигнала. В первом случае это выполняется с помощью двух синхронных детекторов и двухканального АЦП.

Во втором случае либо АЦП оцифровывает сигнал фазового детектора, либо с помощью нуль-детекторов, тактовой частоты и счетчика определяется временной сдвиг питающего сигнала и сигналов обмоток. В любом случае АЦП, если он применяется, достаточно низкочастотный, быстродействие которого выбирается исходя из скорости изменения углового положения ротора резольвера.

Здесь хотя и на английском, достаточно хорошо описана теория таких устройств.

http://electronix.ru/redirect.php?http://www.ddc-web.com/Products/SynchroResolver/SynResHandbook.aspx

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[awpe01]

Sergey-Ufa, спасибо за инфромацию, о таких подходах мне было не известно, однако, как я понял, это подходит для резольверов у которых на один оборот вала один период синуса.

Синус и косинус которые генерирует моё устройство имеют, как следует из названия, постоянную разность фаз равную 90 градусам. Амплитуда у них всегда 1В. Каждый передаётся по дифф.паре. За один оборот вала генерируется 128 переиодов sin/cos.

Interfacing the ADMC401 to the Stegmann SINCOS® Encoder вот документ от analog devices, где они оцифровывают сигнал сразу после дифф.усилителя. Ничего нового я не придумываю, просто у меня нет возможности купить именно то, что у них используется, да и устройство(резольвер) хоть и того же приципа, всё же из более простого модельного ряда. У них там АЦП, как я понял, простой с униполярным входом поэтому сначала сигнал проходит через дифф.усилитель а потом в сигнальном процессоре проводится фильтрация данных с АЦП.

Выбранный мной АЦП, возможно, позволяет подать сигнал с дифф. пары сразу на его входы(с небольшой обвязкой из резисторов и конденсаторов, как в документации к этому АЦП), вот я и спрашиваю так ли это?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Sergey-Ufa]

В документе от AD под синусоидальным и косинусоидальным сигналами понимается не питающее резольвер-энкодер высокочастотное напряжение, а зависимость выходного сигнала от угла поворота вала. В За один оборот вала это устройство выдает 512 периодов sin-cos. Используется два канала для определения положения вала: цифровой и аналоговый (fig.1). Цифровой просто подсчитывает число периодов, а аналоговый определяет дополнительно положение вала в промежутке между периодами. При остановленном вале с выхода устройства идут просто постоянные уровни сигнала, соответствующие его угловому положению.

If the motor is running at 3000 rpm, then the encoder is producing 1536000 cycles of both Sin and Cos

waves per minute. Which is equivalent to 25.6 kHz. It takes 1.88 μs to convert all 8 A/D channels. The

time between the first sample and hold and the last is 1 μs, which means that the cycle has moved through

9.2 electrical degrees. (2.1.1. стр.8)

Быстродействие используемого сигнального процессора ADMC401 позволяет произвести все преобразование за 1 мкс, что составляет точность позиционирования 9,2 электрических градусов. Ни о каких 14MPs здесь даже речи не идет. Кстати, обратите внимание на наличие устройства выбоки-хранения на входе АЦП (fig.1).

[awpe01]

Ни о каких 14MPs здесь даже речи не идет. Кстати, обратите внимание на наличие устройства выбоки-хранения на входе АЦП (fig.1).

У них 512 перидодов на оборот, у меня 128. Планирую завести в ПЛИС оцифрованный уровень синуса и косинуса, взять их отношение и по таблице получить значение угла внутри периода. Так же в плис будет заведён прямоугольный сигнал самих периодов. Инициализация внутреннего счётчика положения вала в ПЛИС по их протоколу при старте системы.

О каких MPs здесь идёт речь? Считал так - нужно 131072 сигнала на оборот вала, имеем 128 периодов на оброт для 131072 это 1024 дискретных значений на период, значит надо такой АЦП чтобы выдавал 10бит без ошибок, в документацях к АЦП которые я рассматривал всегда писали об ошибках в нижних битах, поэтому выбрал 12битный АЦП. Далее на 6000об/мин или 100об/сек имеем 12800 периодов в секунду, каждый надо оцифровать 1024 раза, итого 13 107 200 выборок в секунду. Устройство выборки-хранения, я так понимаю, помогает избежать ошибок, пока заполняется конвеер внутри АЦП, но если частота работы АЦП будет выше требуемой частоты выборки пропорционально количеству ступеней конвеера, то устройство выборки-хранения можно не использовать. Так как устройство делаю для себя - единичное, то могу раскошелиться на АЦП пошустрее, генератор тактовой частоты на плате предполагается 60МГц(6000об/мин это для рассчётов, реально не больше 3000 будет), от него будут работать ПЛИС и АЦП.

Изменено 26 января, 2015 пользователем awpe01

[Sergey-Ufa]

И какую же точность вы собираетесь получить? У AD резольвер-энкодер выдает 512 периодов за оборот, что соответствует 360/512=0,7 градусов. Эта точность обеспечивается цифровым каналом на счетчике. Плюс дополнительно аналоговый канал у них дает 9,2/360=39 отсчетов за период. Это соответствует разрешающей способности 0,018 градусов поворота вала. У вас же получается при 128 периодах на 1 оборот и 1024 выборках на период (360/128)/1024=0,0027 градусов или 9 угловых секунд. Вы серьезно полагаете, что от механического устройства широкого потребления можно получить подобную точность позиционирования? Да при реальных допусках на изготовление только люфты в зубчатых зацеплениях или в ходовых винтах будут на порядки выше. Плюс зазоры в подшипниках самого резольвера, плюс... еще много чего. Погрешность измерения той системы, которую описывает AD, как раз видимо и является вполне достаточной для подобных устройств. Дело конечно ваше, но по моему разумению вы просто совершенно неоправданно усложняете задачу.

[awpe01]

Я не случайно это число выбрал, именно это число позиций используется в связке двигатель+драйвер от sneider electric(ну я так понял из видео к резольверу), и если резольвер к компьютеру подключить то относительное положение он как раз в этом диапазоне выдаёт, а например ходовые серво от mitsubishi ещё в два раза больше точек на оборот дают(тоже в программе, про погрешности не спорю), конечно люфты итд итп на точность и повторяемость влияют, но если есть возможность измерять положение именно с этой точностью есть, почему надо отказываться?) Двигатель уже есть с родным резольвером, драйвера родного нет, есть не родной, но ему нужны импульсы как от энкодера с коммутацией, вот и горожу "переходник" от резольвера к энкодеру.

По поводу документа от AD, они там ясно пишут что с этого энкодера получают положение 15 битное, но это за 2000год документ мне новее досталась свзяка мотор+резольвер, цитата которую вы приводили выше относится к возможностям встроенного в рекламируемый сигнальный процессор АЦП опять же из 2000 года.

Вобщем те кто делали устройство определения положения пишут про 131072 отсчёта на оборот (понятно что там погрешность очень большая, но её всегда обрезать можно), просто в том документе не было никаких принципиальных схем и я его не выкладывал. Современные широкодоступные ИМС вполне себе могут работать на такой скорости.

Можете ответить на вопросы 1,3,5?

Изменено 27 января, 2015 пользователем awpe01

[awpe01]

Вобщем был неправ, точные устройства эта компания конечно делает (и не только она http://ramautomations.com/servo.html), но конкретно у моего устройства 24бита за положение отвечают, 12 бит за угол, и 12 за количество оборотов, итого 4096 раз по 4096, так как мне надо фазы коммутировать, думаю нет смысла повышать разрешение больше того, что устройство выдаст при старте (чем будет проинициализирован регистр положения в ПЛИС). Так что задача упрощается - хватит и 8ми битного АЦП, всё равно резать нижние биты... Тем не менее, у указанного АЦП на входе ОУ, можно ли его использовать как дифф.усилитель повесив соответствующую обвязку или такие ОУ для другого предназначены? Далее - что такое common mode bias и зачем его наружу вынесли?

Изменено 27 января, 2015 пользователем awpe01

[Sergey-Ufa]

3. Vcm=1,5 вольта это опорное напряжение, которое совпадает с аналоговой землей для дифвходов. Синфазная составляющая для входа по даташиту должна находиться в пределах 1-1,9 вольт

1. Судя по схеме входной части (fig.4) для DC для согласования нужен не просто дифусилитель, а дифусилитель с парафазным выходом, качающий сигнал относительно задаваемого уровня Vcm. В AD видимо имели в виду что-то вроде AD8132.

5. Смотрите даташиты. АЦП очень много. Лично у меня никогда не было нужды интересоваться АЦП с быстродействием более чем 1MPs.