Ingenieurbüro für Leistungselektronik und Antriebe
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Digitale und analoge Elektronik

Low-Cost-Schaltung für die Resolverauswertung

Die Auswertung eines Resolvers kann auch ohne eine aufwändige synchronisierte Abtastung und, vor allem, ohne Verwendung trigonometrischer Funktionen durchgeführt werden. Hierzu werden Primär- und Sekundärwicklungen in ihrer Funktion vertauscht. Legt man an die Statorwicklungen zwei um 90° phasenverschobene Wechselspannungen, ein sogenanntes Quadratursignal an, so wird in der Rotorwicklung eine Wechselspannung induziert, deren Phasenverschiebung gegenüber den angelegten Eingangsspannungen linear vom Rotorwinkel abhängt.

Sowohl die Erzeugung der beiden angelegten Wechselspannungen, als auch die Messung der Phasenverschiebung kann ein einfacher Mikrocontroller bewerkstelligen. Das Quadratursignal wird von der Compare-Unit mit Hilfe zweier Interruptfunktionen erzeugt. Diese verändern jedoch nur die Zeitpunkte der folgenden Compare-Ereignisse, so dass die nicht deterministische Latenzzeit der Ausführung der Interruptroutine zu keinem Phasenfehler des Quadratursignals führt. Die Messung der Phasenverschiebung erfolgt durch die Capture-Unit, vollständig in Hardware. Lediglich das Auslesen des Ergebnisses aus dem Capture-Registers erfolgt durch eine Interruptfunktion.

Die beiden Rechtecksignale des Quadratursignals werden durch aktive Tiefpassfilter von ihren Oberschwingungen befreit und über Audio-Brückenendstufen an die Primärwicklungen angelegt. Das Ausgangssignal der Rotorwicklung wird über einen Komparator mit kleiner Hysterese in ein Rechtecksignal umgewandelt, welches anschließend direkt der Capture-Unit zugeführt werden kann. Das Layout ist zweiseitig ausgeführt, um eine abschirmende Massefläche zu ermöglichen. Die Schaltung stellt das Lagesignal sowohl an einer RS232-Schnittstelle zur Verfügung als auch via USB CDC-Device.

Fortsetzung: Auswertung von Resolver-Signalen mittels Resolver To Digital Converter.
Der Betreiber dieser Seiten bietet die Entwicklung entsprechender kundenspezifischer Schaltungen an.