如何使用任意波形发生器进行旋转变压器模拟？
所谓旋转变压器，即是一种电磁传感器，通常被用于测量“旋转物体”的转轴角位移和角速度。这些“旋转物体”通常应用于汽车电子（凸轮/曲轴位置），航空（襟翼位置）以及舵机等工业领域。
当对使用旋转变压器的系统进行设计、测试及故障排查时，很有必要建立一个可以模拟实际旋转变压器输出的系统，尤其是当需要测量一个旋转变压器电路的操作限值以及随之产生的信号时。所建立的仿真系统使得我们可以通过添加一些已知误差信号到待测信号上，或者通过改变信号的幅度/频率/波形形状来确认故障点，从而控制和测试待测系统的限值。
接下来鼎阳科技将介绍一下一个简单的模拟旋转变压器系统的方法。
一、旋转变压器基础知识
大部分旋转变压器的设计结构如下：作为转子的初级线圈，以及两个固定线圈（彼此成90度定位的定子）
初级线圈由交流电压Vr供电。初级线圈接收到的激励信号通常是正弦波，然后耦合到两个次级线圈上。大多数旋转变压器中，两个次级线圈的安装角度互为90度。由于每个次级线圈位于相对于初级线圈不同的位置，所以它们具有不同的耦合效率；又因为他们彼此之间角度差为90度，所以他们的输出的信号为正交的（相位相差90度）。随着转子角度的变化，次级线圈的输出信号将如图所示变化：
从图中我们可以看出，每个轴角都有对应的电压值。通过测量次级线圈的瞬时电压，可以确定转子的角度。
二、仿真实验
1、仿真仪器
在本文所提的仿真实验中，鼎阳科技将使用任意波形发生器为初级线圈提供激励电压。该任意波形发生器将用于同时调制另一台双通道信号发生器的输出。如前所述，这些输出将代表次级正弦和余弦线圈所输出的信号。
●SDG1062X：作为给次级线圈输入调制信号的调制源。所选的仪器的带宽应该能够与您正在模拟的旋转变压器的初级线圈的最小和最大频率规格相匹配。许多旋转变压器的初级线圈信号的频率从5 k到20 kHz不等，电压从几百mV到几百V不等。 这些更高的电压用于激励次级线圈。
●SDG2042X：用于模拟次级线圈。该仪器应具有单个外部调制输入，独立相位控制和双边带AM（DSB-AM）调制的功能，以上功能将应用于模拟旋转变压器的正弦和余弦信号。
●双通道示波器（使用SDS5022X超级荧光示波器）：对模拟系统输出信号进行验证。选择具有适当带宽的示波器非常重要。（所选示波器带宽至少是待测信号的2-3倍，如果待测信号是方波的时候，则需要选择更高带宽的示波器）本文中鼎阳科技选用的示波器还具有搜索&导航功能和Zoom功能，以及配备了一个10.1英寸的大电容触摸屏，可以更容易进行实验验证。
2、仪器设置
用一根BNC线从SDG1062X的通道1连接到SDG2042X的Aux In /Out口，如下图所示：
图3 模拟系统仪器连接示意
详细步骤：
●把SDG2042X的两路输出（即所模拟的次级线圈的输出）接到示波器上。
●将SDG1062X（即初级线圈）所输出的正弦波（Vr）调至仪器所能输出的最低频率。一般情况下，Vr的频率范围大概在5k~20kHz之间。SDG1062X将用于调制次级线圈发生器的输出信号，其电压设置应该从10Vpp开始，然后逐渐调整。
●设置SDG2042X的CH1输出频率为1Hz，电压为10Vpp的正弦波。（或者设置为旋转变压器电路的最大电压）。
●把SDG2042X的输出波形设为经过DSB-AM调制的。
●设置SDG2042X的CH2输出与CH1相同的正弦调制信号，仅将相位偏移设置为90度。这将保证我们所模拟的次级线圈的信号相位相差90度，符合实际情况。
SDG2042X的信号输出频率模拟的是次级线圈输出频率，其反映了实际的旋转变压器初级线圈的旋转频率大小。需确保将CH1和CH2都设置为相同的频率。
注：SDG2000X系列函数/任意波形发生器具有通道复制功能和通道耦合功能，可使得以上步骤更加简单。
要在两个通道之间耦合频率，请按Utility> 通道复制耦合>通道耦合= 打开。 然后，任一通道的频率变化都将应用于另一个通道。 这可以让你同时改变两个通道的频率。
如果要将设置从一个通道复制到另一个通道，请按Utility>通道复制耦合> 通道复制> CH1 => CH2即可。
●打开SDG1062X的通道1和SDG2042X的两个通道。
●验证模拟系统的性能。调节SDG1062X的频率（转子的变化率），进行验证，直到测试到该模拟器系统的极限。
下图显示了在调节SDG1062X的频率和SDG2042X的频率时的示波器所显示的图像：
注：不要输入过高的电压以免使模拟次级线圈的任意波形发生器过载。大约10Vpp左右的电压就足以实现调制。下图即显示了当输出过高电压时的调制输出。
比较SDG1032X（初级线圈）的调制频率和SDG2042X（次级线圈）的调制参数。如果SDG2042X（次级线圈）的调制输入频率较低，则其输出可能出现“台阶”，如下所示：
如果这种情况对模拟结果有影响，我们可以通过在每个次级线圈输出上（即SDG1032X的CH1和CH2）放置低通滤波器来平滑台阶。这与对DAC（模数转换器）输出的镜像进行滤波是类似的原理。SDG1000X系列和SDG2000X系列都具有工作在600kHz的调制采样时钟，因此添加的低通滤波器通带截止频率在600kHz/2=300kHz（Nyquist Limit=采样率的一半）即可。
设计滤波器，使通带低于第一个镜像的频率。
三、结论
使用任意波形发生器模拟旋转变压器系统提供了一种简单的方法来验证和解决旋转变压器的电路和软件的操作。鼎阳科技SDG1000X系列以及SDG2000X系列函数/任意波形发生器应用提供了灵活而快速的测试解决方案。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由FY转载自鼎阳科技（SIGLENT鼎阳知乎），原文标题为:如何使用任意波形发生器进行旋转变压器模拟？，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
使用任意波形发生器模拟旋转变压器
旋转变压器是一种电磁传感器，通常被用于测量“旋转物体“的转轴角位移和角速度。它常用于汽车应用（凸轮/曲轴位置），航空（襟翼位置），以及伺服电机等工业领域。本文将介绍一种使用鼎阳科技SDG2000X系列任意波形发生器模拟简单的旋转变压器的方法。
初识任意波形发生器（信号发生器）
波形发生器是电子测试测量领域中不可或缺的工具，它能够产生各种复杂的波形，用于产品的调试和测试。现代波形发生器的主要指标包括带宽、采样率和存储深度等，这些指标决定了波形发生器的性能和应用范围。通过了解波形发生器的原理和技术发展，工程师可以更好地选择合适的波形发生器，以满足不同的测试需求。
【经验】如何基于两台双通道函数/任意波形发生器SDG2000X同步功能产生同步的4路信号
绝大部分的函数/任意波形发生器都是两通道的，包括指标上非常卓越的鼎阳科技SDG2000X系列。如何产生同步的4路信号? 本文以SDG2000X为例来说明基于两台示波器同步功能产生4路信号。
【仪器】全面升级！鼎阳科技发布SDG1000X Plus函数/任意波形发生器，采样率高达1GSa/s
2024年5月28日，深圳市鼎阳科技股份有限公司推出焕然一新的SDG1000X Plus任意波形发生器。产品采用创新的TrueArb技术，可以兼顾DDS技术的简单灵活和逐点输出技术对信号原始信息的保留。应用Easypulse技术，能够生成高质量，低抖动的方波。能够便捷输出最高40Mbps的PRBS码型。支持多脉冲输出，助力功率器件双脉冲测试。
SDG1000x Plus系列函数/任意波形发生器数据手册
描述- SDG1000X Plus系列是SIGLENT公司推出的双通道任意波形发生器，具有60MHz的最大输出频率和20Vpp的最大输出幅度。该系列基于TrueArb和EasyPulse技术，提供高精度和高保真波形输出，支持多种调制方式和序列波形回放功能，适用于各种测试需求。
型号- SDG1000X PLUS,SDG1032X PLUS,SDG1000X PLUS SERIES,SDG1062X PLUS
如何使用任意波形发生器进行旋转变压器模拟？
所谓旋转变压器，即是一种电磁传感器，通常被用于测量“旋转物体”的转轴角位移和角速度。这些“旋转物体”通常应用于汽车电子（凸轮/曲轴位置），航空（襟翼位置）以及舵机等工业领域。 当对使用旋转变压器的系统进行设计、测试及故障排查时，很有必要建立一个可以模拟实际旋转变压器输出的系统，尤其是当需要测量一个旋转变压器电路的操作限值以及随之产生的信号时。所建立的仿真系统使得我们可以通过添加一些已知误差信号到待测信号上，或者通过改变信号的幅度/频率/波形形状来确认故障点，从而控制和测试待测系统的限值。 接下来我们将介绍一下一个简单的模拟旋转变压器系统的方法。
SDG1000X系列 函数/任意波形发生器
描述- SDG1000X系列函数/任意波形发生器是一款高性能的双通道设备，具有60 MHz的最大输出频率、150 MSa/s的采样率和14-bit的垂直分辨率。该系列产品采用EasyPulse和TrueArb技术，提供低抖动脉冲和精确的任意波形输出。此外，它还具备丰富的调制功能、扫频、Burst、谐波发生和通道合并等功能。
型号- SDG1000X,SDG1022X,SDG1000X系列,SDG1062X,SDG1032X
SDG6000X 脉冲/任意波形发生器 SDG6000X-E 函数/任意波形发生器用户手册
型号- SDG6000X系列,SDG6032X-E,SDG6022X-E,SDG6000X-E系列,SDG6000X-E,SDG6000X,SDG6032X,SDG6052X,SDG6012X-E,SDG6000X-E 系列,SDG6052X-E
【产品】SDG6000X/-E系列双通道脉冲（函数）/任意波形发生器，最高输出带宽可达到500MHz！
SDG6000X系列双通道脉冲/任意波形发生器SDG6000X-E系列双通道函数/任意波形发生器，具有高达500 MHz的带宽，2.4 GSa / s的最大采样率和16位垂直分辨率。 它们还包括专有的TrueArb和EasyPulse技术，可帮助解决传统DDS发生器在生成任意，方波和脉冲波形时固有的弱点。
SDG1000系列函数/任意波形发生器 数据手册
描述- SDG1000系列函数/任意波形发生器是一款基于DDS技术的双通道输出设备，具备125MSa/s采样率和14bit垂直分辨率。该系列产品提供5种标准波形和46种内置任意波形，支持多种调制功能，如AM、DSB-AM、FM、PM、FSK、ASK、PWM等。此外，还具备丰富的输入输出接口和通道复制功能，并内置高精度频率计。
型号- SDG1005,SDG1025,SDG1010,SDG1000,SDG1020,SDG1050
SDG1000X Plus 系列 任意波形发生器 用户手册
型号- SDG1000X PLUS,SDG1032X PLUS,SDG1062X PLUS,SDG1022X PLUS,SDG1000X PLUS 系列
SDG1000 系列函数/任意波形发生器 用户手册
描述- 本手册详细介绍了SDG1000系列函数/任意波形发生器的使用和维护。内容包括安全概要、产品简介、操作界面、功能设置、高级应用、故障排除、服务和支持等。手册重点阐述了如何设置和输出标准波形、调制波形、扫频波形、脉冲串波形等，并提供了丰富的应用实例。此外，手册还介绍了辅助功能、系统设置、自测试、固件升级等内容，旨在帮助用户全面了解和掌握该产品。
型号- SDG1025,SDG1010,SDG1000,SDG1050
鼎阳函数任意波形发生器选型表
鼎阳科技提供以下技术参数的函数任意波形发生器选型，最高输出频率10MHz~500MHz，最高采样率125MSa/s~2.4GSa/s，垂直分辨率14bit~16bit，最大任意波长度16Kpts~20Mpts，通道数1~2。
|
产品型号
|
品类
|
最高输出频率MHz
|
最高采样率GSa/s
|
垂直分辨率bit
|
最大任意波长度Mpts
|
通道数
|
|
SDG6052X-E
|
函数或任意波形发生器
|
500MHz
|
2.4GSa/s
|
16bit
|
2~8Mpts
|
2
|
选型表 - 鼎阳科技 立即选型
SDS1000X-C系列超级荧光示波器数据手册
描述- SDS1000X-C系列超级荧光示波器是一款高性能经济型通用示波器，包含2通道和4通道两个系列，带宽分别为100MHz和200MHz。该系列示波器具有智能触发、串行总线触发和解码功能，支持IIC、SPI、UART/RS232、CAN、LIN等多种协议。此外，还具有丰富的测量和数学运算功能，1M点FFT运算和14M全采样点测量，提供高速Pass/Fail功能和USB任意波形发生器模块。
型号- CP4070A,TL_WN725N,ISFE,DPB5150,DPB4080,DPB5700A,CP4050,DPB5150A,SVA1000X,CP4070,SAG1021,PP510,SDS1000X-C,CP5500,PP215,PB470,SDS1104X-C,SDS1102X-C,SDS3000,SDG6000X,HPB4010,SDS1000X-C-WIFI,CP5150,CP5030,CP4020,STB3,SAG1021I,SDS1202X-C,SDS5000X,SDS1204X-C,SDS1000X-C-FG,CP5030A,DPB5700
电子商城
现货市场
服务
可定制风扇尺寸覆盖18x18x04mm~165x165x25mm，随散热器大小而定制；风扇转速范围：1000 RPM~16500 RPM。支持DC风扇，直流风扇轴流风机，鼓风机以及电脑笔记本风扇等产品定制。
最小起订量： 500pcs 提交需求>
可定制工业高柔电线工作电压：300-600V，工作温度：80-105℃，芯对数和截面积/尺寸长度，适用于小空间布线,可用作用作动力线、刹车线、编码器线、传感器线、信号线。
最小起订量： 1000m 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论