作者:郭嘉老师(张飞实战电子高级工程师)
图(1) 旋变器的缓冲驱动电路
Q1和Q2管在Ui的作用下,其输入特性的中的图解分析如图3所示:
图(3) 输入特性的中的图解分析
图(4) 旋变解码芯片AD2S1210的典型电路 AD2S1210 采用 5 V 电源供电,输出缓冲电路要求 12 V 电源(图1所示),以便向旋变器提供所需的差分信号幅度。
图(1)部分图:缓冲驱动电路
图 1 所示为 AD2S1210、AD8662 和相关电路的原理图,其中包括一个推挽输出级,它能够向旋变器提供所需的电源。本电路的优势之一是当不存在信号时,输出晶体管只需要少量静态电流。
AD2S1210 的激励输出通常在EXC和/EXC输出端提供 3.6 Vp-p正弦信号,这将产生一个 7.2 V p-p差分信号。汽车旋变器的典型转换比为 0.286。因此,如果将一个单位增益缓冲器配合 AD2S1210 使用,则旋变器输出的幅度约为差分2 V p-p。这种信号的幅度不足以满足 AD2S1210 的输入幅度要求。理想情况下,正弦和余弦输入应具有差分 3.15 V p-p 的幅度,因此缓冲器级应提供约 1.5 的增益。
图 1 所示激励缓冲器的增益通过电阻 R1 和 R2 设置。在电路测试期间,R1 和 R2 电阻的值分别为 10 kΩ 和 15.4 kΩ,对应的增益为 1.54。电阻 R3 和 R4 设置放大器的共模电压 VCM(2) = +3.75 V。激励输出的共模电压 VCM(1) = +2.5 V(中间电源电压),差分电压VPP(1)=3.6V。因此,缓冲器输出共模电压 VCM(OUT)约为+5.7 V(+12 V 电源的大约一半),VPP(out)=5.54V。2.2 kΩ 电阻为推挽电路输入端的二极管 D1、D2 提供偏置电流,并确立该侧的静态电流。D1 和 Q1 上的电压(VBE)应保持一致,D2 和 Q2 上的电压(VBE)应保持一致。3.3 Ω 电阻和 4.7 Ω 电阻上的电压也应保持一致。选择运算放大器 AD8662 是为了满足推挽输出级的驱动要求。旋变器和 RDC 转换器往往用于恶劣环境中,因此一般需要能够在扩展温度范围(−40°C 至+125°C)工作的器件。该运放应提供 2 MHz 以上的带宽,输入失调电压应小于 1 mV。注意不得在 0 V 附近向信号引入失真,因为该失真可能无法被旋变器本身滤除。确保无失真的方法是设置输出晶体管的偏置,使得过零时仍然有足够的电流来维持线性。
|