Блок модели датчика

В микросхему заложено несколько моделей вычисления виртуальных сигналов в зависимости от типа датчика. Выбор и настройка параметров модели дает возможность приблизить виртуальные сигналы к реальным, сокращая разницу между ними, что снижает нелинейности и шум координаты на выходе следящего контура. Если погрешности датчика и схемы не известны, регистры должны оставаться в значениях по умолчанию. Выбор типа модели осуществляется битами Sensor_mode.

Модель датчика в режиме CKBT/сельсин

При подключении СКВТ или сельсина используется модель СКВТ/сельсин (Sensor_mode==0). Для сельсина сигналы преобразуются в декартовую систему координат (аналогичную СКВТ) блоком масштабирования и преобразования координат.

Схема модели СКВТ/сельсин (Sensor_mode==0)

Модель датчика в режиме CKBT/сельсин использует восстановленный сигнал опорной частоты Ex_recovered (см. подраздел 5.6 «Блок восстановления сигнала опорной частоты») и вычисленный угол $\phi$ для расчета сигналов по формулам:

$$U_S = Ex\_recovered \cdot \left( \sin \left( \phi' + \phi bias \cdot \frac{\pi}{65536} \right) + KbiasS \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{15}$$ $$U_C = Ex\_recovered \cdot \left( \cos(\phi') + KbiasC \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{16}$$

где:

• InDelay – фиксированная дополнительная погрешность к групповой задержке сигналов в фильтрах на плате и в датчике. Основная часть групповой задержки сигнала Uex в фильтрах и датчике имитируется с помощью операции восстановления до Ex_recovered в блоке восстановления сигнала опорной частоты.
• $\phi'$ – угол в диапазоне $[0 \div 2\pi]$, вычисленный на предыдущем шаге, задержанный на InDelay тактов $f_{\text{clk}}$.
• $K_{\text{bias}}S, K_{\text{bias}}C$ – коэффициенты смещения нуля по каналам sin и cos (знаковое число в дополнительном коде);
• $\phi_{\text{bias}}$ – неортогональность осей X и Y.

---

Модель ЛРДТ по 5-проводной схеме

Схема модели ЛРДТ c двумя независимыми выходами (Sensor_mode==1)

$$U_S = Ex\_recovered \cdot \left( 1 + 0,5 \phi+ KbiasS \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{17}$$ $$U_C = Ex\_recovered \cdot \left( 1 - 0,5 \phi + KbiasC \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{18}$$

где:

• KbiasS, KbiasC – коэффициенты смещения нуля по каналам S и C соответственно (знаковое число в дополнительном коде);
• $\phi$ – координата в диапазоне от $-1$ до $+1$, вычисленная на предыдущем шаге, задержанная на InDelay тактов $f_{cik}$.
• Умножение координаты $\phi$ на 0.5 растягивает выход контура на рабочий диапазон датчика, у которого наведенная ЭДС выходных независимых обмоток не меняет своей полярности.

---

Модель ЛРДТ по 4-проводной схеме

При выборе модели для датчиков с одним выходом (Sensor_mode==2 или Sensor_mode==3) модель соответствует рисунку 18.

Схема модели для датчиков с одним выходом (Sensor_mode==2 или Sensor_mode==3)

Данная модель подходит для датчиков типа четырехпроводной ЛРДТ. Модель датчика использует восстановленный сигнал опорной частоты Ex_recovered (см. подраздел «Блок восстановления сигнала опорной частоты») и вычисленную координату $\phi$ для расчета сигналов по формулам:

$$U_S = Ex\_recovered \cdot \left( \phi + KbiasS \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{19}$$ $$U_C = Ex\_recovered \cdot \left( 1 + KbiasC \cdot \frac{0,25}{32768} \right), \tag{20}$$

где:

• KbiasS, KbiasC – коэффициенты смещения нуля по каналам A и B соответственно (знаковое число в дополнительном коде);
• $\phi$ – координата в диапазоне от $-1$ до $+1$, вычисленная на предыдущем шаге, задержанная на InDelay тактов $f_{cik}$.

При выборе Sensor_mode==2 датчик подключается к входам микросхемы IOSA1/IOSA2 и IOCA1/IOCA2. Результат преобразования зависит от соотношения амплитуд на входах IOSA1/IOSA2 и IOCA1/IOCA2. Кроме того, необходимо обеспечить совпадение фаз сигналов на входах IOSA1/IOSA2 и IOCA1/IOCA2.

При выборе Sensor_mode==3 датчик подключается только к входу IOSA1/IOSA2, а вход IOCA1/IOCA2 игнорируется микросхемой. Вместо сигнала с ALIT IOCA1/IOCA2 используется сигнал $U_C$ модели датчика. Амплитуда этого сигнала, а значит, и масштаб результата преобразования может настраиваться в регистре KampC (максимальное значение KampC в этом режиме 32768). В этом режиме подстройка фазы также необходима и должна осуществляться с помощью регистра ExPhShft.