基于软件解码的旋转变压器位置测量系统冗余设计(NIL)

项目介绍：
    自主研发项目。该项目旨在设计一套具有冗余功能的旋转变压器位置测量装置，以实现在旋转变压器硬件解码电路出现故障的时候，能切换到软件解码模式，保证系统继续正常工作。采用英飞凌TriCore系列单片机，将旋转变压器的原边激励信号和副边响应信号通过简单的信号处理电路，分别输入给单片机的I/O端口和快速A/D模块（FADC）。然后通过本设计的控制算法从输入信号中估算出位置信息，以实现软件解码的功能。单片机通过不断监控硬件解码电路输出的位置信息和软件解码估算出的位置信息之间的误差，来判断硬件解码电路是否正常工作，并在确定硬件解码电路出现故障时采用软件解码提供正确的位置信息。系统原理图如下图所示。


    本设计控制芯片采用英飞凌TriCore系列单片机TC1767，有以下好处：
    1. TC1767片内集成的快速A/D采样模块（FADC）的采样频率高达160~200kHz，可以实现对普通单片机的A/D采样模块难以采样的高频模拟信号进行采样的目的。
    2.可以将TC1767的FADC模块设置为差分测量模式，以实现直接从FADC的采样结果中得到原始的响应信号值的目的，并且避免了由于直流偏置电压标定不准或者产生波动导致的真实响应信号与采样得到的响应信号之间的误差。
    3.TC1767也是一款理想的电机控制芯片，因此本设计可以很方便地集成到电机控制系统中，从而提高整个系统的可靠性。
    硬件电路部分：
    信号处理电路部分负责将旋转变压器输出的高频模拟信号转化成适合单片机接收的，并符合软件算法要求的输入信号。
    其中，比较器将激励信号转化成逻辑电平，直接通过单片机的I/O端口输入，用以在恢复激励信号时判断激励信号的正负极性。
    信号调理电路以运算放大器为核心，将两路交流响应信号幅值缩小，并叠加直流偏置，以转化为适合单片机直接采样的信号。