1.介紹
旋轉變壓器是一種精密的位置、速度檢測裝置，尤其適用于高溫、嚴寒、潮濕、高速、振動等環(huán)境惡劣、旋轉編碼器無法正常工作的場合。旋轉變壓器在使用時并不能直接提供角度或位置信息，需要特殊的激勵信號和解調、計算措施，才能將旋轉變壓器信號中包含的位置信息得到。
2.旋轉變壓器
旋轉變壓器按照極數(shù)、工作方式可分為多種，目前應用最為廣泛的是單輸入、雙輸出的無刷旋轉變壓器。它包含三個繞組，即一個轉子繞組和兩個定子繞組，兩個定子繞組互為90°分布。如下圖所示：

2.1旋轉變壓器工作原理
其工作原理是，將高頻的正弦載波通過耦合施加在轉子繞組上，并耦合至次級定子繞組。便可得到與轉子位置相關的，對幅值進行調制的定子繞組輸出信號和，如下式:

兩個定子繞組的調制輸出信號相位差90度。通過解調將高頻的載波信號去除后，可以獲得Vsin 和Vcos信號，如下所示：

由此可看出，在獲取旋轉變壓器位置信息的過程中需要三個要素：
1、載波生成，產(chǎn)生高頻的激勵載波；
2、高頻采樣，對返回的帶有高頻載波信號進行采樣；
解耦計算，通過解耦去除高頻載波信號，進而計算得到位置。

3. 旋轉變壓器軟件解碼算法Matlab simulink仿真模型

3.1 高頻載波頻率為10khz，次級定子繞組調制波為50hz,系統(tǒng)采樣頻率為10Mhz，載波的幅值為1，比例系數(shù)K = 1,帶有高頻載波sin、cos正余弦包絡信號如下：

Cos信號如下：

3.2 對載波信號整形，則在sin/cos調制波為正時，將高頻載波信號的負半周翻轉為正，類似于電壓整流，反之在sin/cos調制波為負時，將高頻載波信號的正半周翻轉為負。整形后的sin、cos波如下：
整形后sin波形如下：

整形后的cos波形如下：

高頻載波符號信號sign如下,當載波大于0時，輸出1，當載波小于0時，輸出-1：

3.3 積分，對載波周期內(nèi)信號進行積分，推導如下：

經(jīng)過積分環(huán)節(jié)后，便可將高頻的載波信號去除，仿真模型K為1，V也為1，故可得積分輸出后sin、cos信號幅值為4。黃色線為sin，藍色為cos，仿真波形與理論推導一致：

3.4 4、角度計算仿真：

理論角度與旋轉變壓器解碼輸出角度波形如下（黃色為旋轉變壓器解碼角度，藍色為理論角度）：

由上圖可得旋轉變壓器解碼輸出角度相比理論角度有一定延遲，故在實際芯片中系統(tǒng)時鐘要盡可能高，高頻載波頻率為10khz，則ADC的采樣頻率至少為10Mhz。
simulink仿真鏈接如下(大家感興趣可去下載）：
https://upload.csdn.net/creation/uploadResources?spm=1011.2124.3001.5547