Блок восстановления сигнала опорной частоты

Точность определения координаты в следящем контуре базируется на соответствии виртуальных сигналов с входными сигналами с датчика. Индуктивная природа кодирования угла поворота в СКВТ подразумевает использование переменных сигналов. В типовой схеме фаза сигнала сформированная генератором проходит ряд преобразований - фильтр в усилителе, механический сдвиг фазы в СКВТ, фильтры и усилители входных каскадов, АЦП и задежки в цифровых вычислениях, что приводит к значительному изменению фазы принимаемых сигналов IOSA1/IOSA2 и IOCA1/IOCA2 по сравнению с EXO1/EXO2. Изменение фазы сигналов имеет температурную зависимость и при изменении температуры вносит значительную погрешность в результат преобразования (при отключенном блоке восстановления сигнала опорной частоты).

Схема блока восстановления опорного сигнала в следящем контуре

Чтобы избавиться от погрешности, вызванной этой задержкой, а также подавить квадратурные составляющие сигналов, возникающие при движении вала датчика, вместо сигнала возбуждения микросхема использует в модели датчика восстановленный сигнал опорной частоты ex_recovered. Сигнал ex_recovered вычисляется из принимаемых сигналов IOSA1/IOSA2, IOCA1/IOCA2 и вспомогательного сигнала Ex_ref, который необходим для определения квадранта, в котором находится СКВТ. Суть восстановления частоты сводится к автоматическому сдвигу Ex_ref к моментам перехода через нуль большего из сигналов IOSA1/IOSA2, IOCA1/IOCA2. Поэтому для корректной работы блока сдвиг фазы между сигналом Ex_ref и сигналами IOSA1/IOSA2, IOCA1/IOCA2 должен находиться в пределах одного квадранта ($\pm 45^\circ$). При сильной зависимости сдвига фазы сигналов от температуры, рекомендуется устанавливать в пределах $\pm 20^\circ$. Для проведения настройки в таблице 4 указано соответствие фазы сигнала ex_ref к входным с СКВТ сигналам, чтобы выходная координата следящего контура совпадала с положением ротора СКВТ.

Таблица 4 – Полярность сигналов СКВТ в зависимости от угла поворота вала

Квадрант, в котором находится СКВТ/сельсин	Знак сигнала IOSA1/IOSA2	Знак сигнала IOCA1/IOCA2
I ($0-90^\circ$)	Совпадает с Ex_ref	Совпадает с Ex_ref
II ($90^\circ-180^\circ$)	Совпадает с Ex_ref	Инверсный к Ex_ref
III ($180^\circ-270^\circ$)	Инверсный к Ex_ref	Инверсный к Ex_ref
IV ($270^\circ-360^\circ$)	Инверсный к Ex_ref	Совпадает с Ex_ref

Контроль разницы фаз между ex_ref и сигналами IOSA1/IOSA2 IOCA1/IOCA2 лучше осуществлять программным способом с помощью буферизированного считывания ячейки C1AdcS/C2AdcS, в которой содерижится старшие разряды входных и опорных сигналов поступающих непосредственно на преобразователь.
Для точной коррекировки сдвига фазы Ex_ref должен быть использовать регистр C1ExPhShft/C2ExPhShft, который в тактах f_clk задает задержку Ex_ref. Выбор источника Ex_ref осуществляется с помощью битов Ex_source в регистре C1InputStngs/C2InputStngs:

№ пребразователя	Ex_Source	Источник ex_ref
1	0	c генератора опоры 1
1	1	со входа EXI1
1	2	c генератора опоры 1
1	3	со входа EXI1
2	0	c генератора опоры 2
2	1	со входа EXI2
2	2	ex_ref с преобразователя 1
2	3	ex_recovered c преобразователя 1

При использовании внутренних источников Ex_ref (Ex_source!=1) вывод EX11/EX12 становится выходом сигнала Ex_ref. Этот выход также может использоваться для работы нескольких микросхем от одного источника опорной частоты.

Для введения нечувствительности к ложным импульсам ex_ref задать в регистр EXI_insentv[1:0] значение отличное нул.

Если опорный сигнал ex_ref расходится с входным сигналом более чем 40°, то сформируется флаг неисправности EX_PH_OUTRANG. При отсутствии сигнала ex_ref сформируется флаг ошибки MISS_EXREF.

При наличии большого смещения уровня входных сигналов рекомендуется отложить включение блока восстановления опорной частоты до момента, когда будут рассчитанны первые коэффициенты смещений. Для этого требуется записать в бит Wait_1offset значение "1". В этом случае блок восстановления частоты насчет рассчет с первого полного периода входного сигнала с момента наступления флага HW_NotRDY. При включении преобразователя и до рассчета восстановленного сигнала флагготовности RCV_notRDY удерживается в единице. При включенном блоке восстановления частоты и отсутствии его готовности, следящего контура удерживается в сбросе.

При установке бита DC_carrier сигнал ex_recovered всегда равен 1. Если частота вращения датчика больше $\frac{1}{8}$ от частоты опорного сигнала, схема восстановления должна быть отключена (Ex_recovery_en=0), и использован внешний или внутренний сигнал опорной частоты. При этом сдвиг фазы этого сигнала должен быть точно подогнан к фазе IOSA1/IOSA2 и IOCA1/IOCA2. Остаточный сдвиг фазы влияет на шум преобразования, а также погрешность при движении датчика. Данный режим работы не рекомендуется использовать, т.к. возникает зависимость результата преобразования от температуры.

Внимание! При неправильной настройке блока восстановления опорного сигнала преобразователь может давать ошибку $180^\circ$, при этом флаги ошибок будут сброшены.