CN104613990A - 一种双旋转变压器解码系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双旋转变压器解码系统和方法，本发明系统包括第一旋转变压器解码电路模块、第二旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器模块；第一旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出端连接，第二旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出端连接；第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路模块通过串口或并口与嵌入式处理器模块连接。本发明结合旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器求取双旋转轴设备两个旋转轴的相对位置信息。本发明嵌入式处理器模块可以将数字化的位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲，供不同需求设备使用。

Description

一种双旋转变压器解码系统和方法

技术领域

本发明涉及一种旋转轴的位置检测领域，特别涉及一种双旋转变压器解码系统和方法。

背景技术

目前，有些设备具有两个或者多个旋转轴，往往需要检测其旋转过程中旋转轴的相对位置。例如，双转子电机具有两个机械轴，两个机械轴可以实现不同转速运转。双转子电机由于体积小、重量轻，而且工作效率也高，应用于电动汽车还具有差速器的功能，能够减轻整车重量并扩大车内闲用空间。因此，此类电机应用于在电动汽车将具有很大的优势。采用矢量控制的电机调速系统中，需要实时检测转子位置或转速,控制器将检测到的信息与目标值相比较并对输出作出相应的调整，以使电机的转速或转角更加符合目标值，从而实现位置、速度及转矩的闭环控制。

旋转变压器是一种高精度的电磁感应式传感器，可用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度。将旋转变压器安装在旋转轴上能够测量出旋转轴设备中旋转轴的相对位置和相对速度。旋转变压器因结构简单,且抗冲击能力强，越来越被广泛地应用于车用电机中。

旋转变压器由定子和转子组成，其中定子或转子绕组作为变压器的原边，接收励磁电压，转子或定子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电动势；由于旋转变压器输出的是正弦交流信号，无法直接应用，需要对其输出进行特别的转换，使其能变成一个与转子相对于定子转角成一定比例关系的数据，即为解码。其中解码方式由多种，如软件解码、硬件解码，软件解码对软件平台和编程水平要求较高，具有高可靠性、抗干扰强、运行速度慢等特点，比如调用反正切的方法、查表法等，硬件解码对硬件平台要求高，具有复制、难实现、性能高、易受干扰等特点。现有比较成熟的技术中仅有针对安装于单轴的旋转变压器的解码系统，这种系统无法用于多轴系统中求解相对位置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种双旋转变压器解码系统。该系统结合旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器模块求取双旋转轴设备两个旋转轴的相对位置信息，具有解码精度高以及可靠性高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述系统实现的双旋转变压器解码方法。

本发明的第一目的通过以下技术方案实现：一种双旋转变压器解码系统，包括第一旋转变压器解码电路模块、第二旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器模块；所述第一旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出端连接，所述第二旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出端连接；所述第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路模块通过串口或并口与嵌入式处理器模块连接。

优选的，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口连接三相直接输出接口。

优选的，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口分别连接开集电路。

更进一步的，所述开集电路由NPN三极管和电阻组成，其中NPN三极管的基极连接嵌入式处理器模块的I/O端口，发射极接地，集电极连接电阻后作为开集电路的输出端。

优选的，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口连接单端转差分电路。

优选的，所述第一旋转变压器解码电路模块包括第一旋转变压器解码芯片、第一励磁缓冲电路和第一信号预处理电路；所述第一旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第一励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第一信号预处理电路连接第一旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端；

所述第二旋转变压器解码电路模块包括第二旋转变压器解码芯片、第二励磁缓冲电路和第二信号预处理电路；所述第二旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第二励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第二信号预处理电路连接第二旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端。

更进一步的，所述嵌入式处理器为单片机模块；所述第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片均为AD2S1200芯片，第一旋转变压器解码芯片 的励磁信号输出端EXC和与第一励磁缓冲电路的输入端连接；第二旋转变压器解码芯片的励磁信号输出端EXC和与第二励磁缓冲电路的输入端连接。

更进一步的，所述第一信号预处理电路包括第一正弦信号预处理模块和第一余弦信号预处理模块；

第一余弦信号预处理模块包括电阻R38、电容C38、电阻R39和电阻R37，其中电阻R38的一端和电阻R39的一端作为第一余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R38的另一端和电阻R39的另一端分别对应连接电容C38的两端；电阻R37的两端分别连接电容C38的两端，并且作为第一余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

第一正弦信号预处理模块包括电阻R41、电容C39、电阻R42和电阻R40，其中电阻R41的一端和电阻R42的一端作为第一正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R41的另一端和电阻R42的另一端分别对应连接电容C39的两端；电阻R40的两端分别连接电容C39的两端，并且作为第一正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sinL0端口；

所述第二信号预处理电路包括第二正弦信号预处理模块和第二余弦信号预处理模块；

第二余弦信号预处理模块包括电阻R44、电容C40、电阻R45和电阻R43，其中电阻R44的一端和电阻R45的一端作为第二余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R44的另一端和电阻R45的另一端分别对应连接电容C40的两端；电阻R43的两端分别连接电容C40的两端，并且作为第二余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

第二正弦信号预处理模块包括电阻R47、电容C41、电阻R48和电阻R46，其中电阻R47的一端和电阻R48的一端作为第二正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R47的另一端和电阻R48的另一端分别对应连接电容C41的两端；电阻R46的两端分别连接电容C41的两端，并且作为第二正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sin L0端口。

更进一步的，所述第一励磁缓冲电路包括第一电路、第二电路和第一LM224 芯片；所述第一电路包括电阻R49、滑线变阻器RW1、电阻R50、电阻R51、滑线变阻器RW2、电阻R52和双刀双掷开关S3，其中双刀双掷开关S3包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；

所述第一旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R49分别与滑线变阻器RW1的一端和电阻R50的一端连接，滑线变阻器RW1的另一端和电阻R50的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第一组动触点中的两个动触点；所述电阻R49和电阻R50连接的一端与第一LM224芯片的1IN-端口连接，所述双刀双掷开关S3第一定触点分别与第一LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接； 

所述第一旋转变压器解码芯片的端通过电阻R51分别与滑线变阻器RW2的一端和电阻R52的一端连接，滑线变阻器RW2的另一端和电阻R52的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第二组动触点中的两个动触点；所述电阻R51和电阻R52连接的一端与第一LM224芯片的2IN-端口连接，所述双刀双掷开关S3第二定触点分别与第一LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接； 

所述第二电路包括电容C42、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、滑线变阻器RW3和单刀单掷开关S4；单刀单掷开关S4包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源通过电阻R53分别与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的一端连接，所述电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的另一端接地，电阻R53与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3连接的一端连接单刀单掷开关S4的其中一个动触点，单刀单掷开关S4的另一动触点通过电阻R56接地以及通过电阻R55接直流电源，单刀单掷开关S4的定触点分别与第一LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接；

第一LM224芯片的3OUT端口连接第一功率放大电路的输入端，第一功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的3IN-端口，第一LM224芯片的4OUT端口连接第二功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的4IN-端口，第一功率放大电路和第二功率放大电路的输出端分别作为第一励磁缓冲电路的励磁信号输出端；

所述第二励磁缓冲电路包括第三电路、第四电路和第二LM224芯片；所述第三电路包括电阻R65、滑线变阻器RW4、电阻R66、电阻R67、滑线变阻器RW5、 电阻R68和双刀双掷开关S5，其中双刀双掷开关S5包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；

所述第二旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R65分别与滑线变阻器RW4的一端和电阻R66的一端连接，滑线变阻器RW4的另一端和电阻R66的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第一组动触点中的两个动触点；所述电阻R65和电阻R66连接的一端与第二LM224芯片的1IN-端口连接，所述双刀双掷开关S5第一定触点分别与第二LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接； 

所述第二旋转变压器解码芯片的端通过电阻R67分别与滑线变阻器RW5的一端和电阻R68的一端连接，滑线变阻器RW5的另一端和电阻R68的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第二组动触点中的两个动触点；所述电阻R67和电阻R68连接的一端与第二LM224芯片的2IN-端口连接，所述双刀双掷开关S5第二定触点分别与第二LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接； 

所述第四电路包括电容C43、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、滑线变阻器RW6和单刀单掷开关S6；单刀单掷开关S6包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源通过电阻R69分别与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的一端连接，所述电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的另一端接地，电阻R69与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6连接的一端连接单刀单掷S6开关的其中一个动触点，单刀单掷开关S6的另一动触点通过电阻R72接地以及通过电阻R71接直流电源，单刀单掷开关S6的定触点分别与第二LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接；

第二LM224芯片的3OUT端口连接第三功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的3IN-端口，第二LM224芯片的4OUT端口连接第四功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的4IN-端口，第三功率放大电路和第四功率放大电路的输出端分别作为第二励磁缓冲电路的励磁信号输出端。

本发明第二目的通过以下方式实现：一种基于上述系统实现的双旋转变压器解码方法，包括以下步骤：

(1)双旋转变压器解码系统启动后，第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片分别输出励磁信号，第一旋转变压器解码芯片发出的励磁信号 经过第一励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，第二旋转变压器解码芯片发出的励磁信号经过第二励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器；

(2)旋转中的旋转变压器输出正余弦信号；安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第一信号预处理电路滤波处理后通过第一旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端输入到第一旋转变压器解码芯片中，安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第二信号预处理电路滤波处理后通过第二旋转变压器解码芯片的正余弦信号输入端输入到第二旋转变压器解码芯片中；

(3)第一旋转变压器解码芯片对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第一旋转轴的位置和速度信息，并且由第一旋转变压器解码芯片通过串口或并口将位置和速度信息传送给嵌入式处理器模块；第二旋转变压器解码芯片对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第二旋转轴的位置和速度信息，并且由第二旋转变压器解码芯片通过串口或并口将位置和速度信息传送给嵌入式处理器模块；

(4)嵌入式处理器模块分别从第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片获取到解码后的位置信号后，嵌入式处理器模块根据双旋转轴设备第一旋转轴和第二旋转轴的实际相对转向对两个位置数据进行相对位置的合成，得到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息；

(5)嵌入式处理器模块模拟增量式光电编码器，将数字化的相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，并且通过嵌入式处理器模块中的三个I/O端口输出脉冲信号分别输出A相、B相以及Z相脉冲信号。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明通过第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路模块分别输出高频率的励磁信号至安装在双旋转轴设备的两个旋转轴上的旋转变压器上，两个旋转轴上的旋转变压器分别将产生的正余弦信号传送到对应的第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路中，由第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路根据接收到的正余弦信号解码得到两个旋转轴的位置和速度信息，分别传送给嵌入式处理器模块，嵌入式处理器模块对接收到的两个旋转轴的位置信息进行相对位置的合成，得到两个旋转轴 的数字化相对位置信息，供控制设备的使用，解决了安装有旋转变压器的双旋转轴的相对位置的求解，为双转子电机等具有多旋转轴的设备提供了相对位置信息采集的途径。具有相对位置信息求取可靠性高以及精度高的优点。

(2)本发明双旋转变压器解码系统中嵌入式处理器的其中三个I/O端口可以连接有三相直接输出接口、开集电路和/或单端转差分电路，通过嵌入式处理器电路模块将数字化的位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，以供不同需求的电机控制设备使用，具有适用范围宽的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1中双旋转变压器解码系统的结构框图。

图2a是本发明双旋转变压器解码系统中单片机模块STM32芯片接口电路原理图。

图2b是本发明双旋转变压器解码系统第一旋转变压器解码芯片接口电路原理图。

图2c是本发明双旋转变压器解码系统第二旋转变压器解码芯片接口电路原理图。

图3a是本发明双旋转变压器解码系统第一信号预处理电路中第一余弦信号预处理模块的电路原理图。

图3b是本发明双旋转变压器解码系统第一信号预处理电路中第一正弦信号预处理模块的电路原理图。

图3c是本发明双旋转变压器解码系统第二信号预处理电路中第二余弦信号预处理模块的电路原理图。

图3d是本发明双旋转变压器解码系统第二信号预处理电路中第二正弦信号预处理模块的电路原理图。

图4a是本发明双旋转变压器解码系统第一励磁缓冲电路中第一电路的电路原理图。

图4b是本发明双旋转变压器解码系统第一励磁缓冲电路中第一LM224芯片接口电路原理图。

图4c是本发明双旋转变压器解码系统第一励磁缓冲电路中第二电路的电路原理图。

图4d是本发明双旋转变压器解码系统第一励磁缓冲电路中第一LM224芯片 连接的第一功率放大电路的电路原理图。

图4e是本发明双旋转变压器解码系统第一励磁缓冲电路中第一LM224芯片连接的第二功率放大电路的电路原理图。

图5a是本发明双旋转变压器解码系统第二励磁缓冲电路中第三电路的电路原理图。

图5b是本发明双旋转变压器解码系统第二励磁缓冲电路中第二LM224芯片接口电路原理图。

图5c是本发明双旋转变压器解码系统第二励磁缓冲电路中第四电路的电路原理图。

图5d是本发明双旋转变压器解码系统第二励磁缓冲电路中第二LM224芯片连接的第三功率放大电路的电路原理图。

图5e是本发明双旋转变压器解码系统第二励磁缓冲电路中第二LM224芯片连接的第四功率放大电路的电路原理图。

图6是本发明实施例2中双旋转变压器解码系统的结构框图。

图7是本发明实施例3中双旋转变压器解码系统的结构框图。

图7a是本发明实施例3中双旋转变压器解码系统中单片机模块连接开集电路和后端设备的电路原理图。

图8是本发明实施例4中双旋转变压器解码系统的结构框图。

图8a是本发明实施例4中双旋转变压器解码系统中单片机模块连接单端转差分电路和后端设备的电路原理图。

图8b是本发明实施例4中单端转差分电路及其接口的电路原理图。

图8c是本发明实施例4中单端转差分电路差分接口的电路原理图。

图9是本发明实施例5中双旋转变压器解码系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种双旋转变压器解码系统，通过该系统获取双旋转轴设备中两个旋转轴的相对位置信息，其中双旋转轴设备包括两个旋转轴，分别为第一旋转轴和第二旋转轴，其中第一旋转轴和第二旋转轴上分别安 装有旋转变压器。本实施例的双旋转变压器解码包括第一旋转变压器解码电路模块2、第二旋转变压器解码电路模块14和嵌入式处理器模块；第一旋转变压器解码电路模块2的输入端与安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出端的接口1连接，第二旋转变压器解码电路模块14的输入端与安装在双旋转轴设备的第二旋转轴上的旋转变压器输出端的接口15连接；第一旋转变压器解码电路模块2和第二旋转变压器解码电路模块14分别通过SPI串口或并口连接嵌入式处理器模块，将第一旋转变压器解码电路模块2和第二旋转变压器解码电路模块14中的数据发送给嵌入式处理器模块。其中第一旋转变压器解码电路模块2、第二旋转变压器解码电路模14和嵌入式处理器模块通过供电模块3和电源开关4连接24V电源5或者12V电源6，其中当电源开关控制供电模块与24V电源连接时，本实施例双旋转变压器解码系统关闭，当电源开关控制供电模块与12V电源连接时，本实施例双旋转变压器解码系统启动；本实施例中采用的嵌入式处理器模块为单片机模块13，该单片机模块13为如图2a所示的STM32芯片，

本实施例中第一旋转变压器解码电路模块2包括第一旋转变压器解码芯片、第一励磁缓冲电路和第一信号预处理电路；第一旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第一励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第一信号预处理电路连接第一旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端；

第二旋转变压器解码电路模块14包括第二旋转变压器解码芯片、第二励磁缓冲电路和第二信号预处理电路；第二旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第二励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备的第二旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第二信号预处理电路连接第二旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端。

如图2b和2c所示，本实施例中第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片均为AD2S1200芯片，第一旋转变压器解码芯片的励磁信号输出端EXC和与第一励磁缓冲电路的输入端连接；第二旋转变压器解码芯片的励磁信号输出端EXC和与第二励磁缓冲电路的输入端连接。本实施例中第一旋转变压器解码芯片AD2S1200的DB11和DB10端口通过SIP串口分别对应连接单片机模块STM32的PA5和PA6端口。第二旋转变压器解码芯片AD2S1200的DB11和DB10端口通过SIP串口分别对应连接单片机模块STM32的PB13和PB14端口。

本实施例的第一信号预处理电路包括第一正弦信号预处理模块和第一余弦信号预处理模块。

如图3a所示，第一余弦信号预处理模块包括电阻R38、电容C38、电阻R39和电阻R37，其中电阻R38的一端和电阻R39的一端作为第一余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R38的另一端和电阻R39的另一端分别对应连接电容C38的两端；电阻R37的两端分别连接电容C38的两端，并且作为第一余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

如图3b所示，第一正弦信号预处理模块包括电阻R41、电容C39、电阻R42和电阻R40，其中电阻R41的一端和电阻R42的一端作为第一正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R41的另一端和电阻R42的另一端分别对应连接电容C39的两端；电阻R40的两端分别连接电容C39的两端，并且作为第一正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sin L0端口。

本实施例的第二信号预处理电路包括第二正弦信号预处理模块和第二余弦信号预处理模块。

如图3c所示，第二余弦信号预处理模块包括电阻R44、电容C40、电阻R45和电阻R43，其中电阻R44的一端和电阻R45的一端作为第二余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R44的另一端和电阻R45的另一端分别对应连接电容C40的两端；电阻R43的两端分别连接电容C40的两端，并且作为第二余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

如图3d所示，第二正弦信号预处理模块包括电阻R47、电容C41、电阻R48和电阻R46，其中电阻R47的一端和电阻R48的一端作为第二正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R47的另一端和电阻R48的另一端分别对应连接电容C41的两端；电阻R46的两端分别连接电容C41的两端，并且作为第二正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sin L0端口。

本实施例第一励磁缓冲电路包括第一电路、第二电路和第一LM224芯片；如图4a所示，第一电路包括电阻R49、滑线变阻器RW1、电阻R50、电阻R51、滑线变阻器RW2、电阻R52和双刀双掷开关S3，其中双刀双掷开关S3包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；第一旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R49分别与滑线变阻器RW1的一端和电阻R50的一端连接，滑线变阻器RW1的另一端和电阻R50的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第一组动触点中的两个动触点；电阻R49和电阻R50连接的一端与如图4b所示的第一LM224芯片的1IN-端口连接，双刀双掷开关S3第一定触点分别与第一LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接；第一旋转变压器解码芯片的端通过电阻R51分别与滑线变阻器RW2的一端和电阻R52的一端连接，滑线变阻器RW2的另一端和电阻R52的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第二组动触点中的两个动触点；电阻R51和电阻R52连接的一端与第一LM224芯片的2IN-端口连接，双刀双掷开关S3第二定触点分别与第一LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接。

如图4c所示，第二电路包括电容C42、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、滑线变阻器RW3和单刀单掷开关S4；单刀单掷开关S4包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源+5V通过电阻R53分别与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的一端连接，所述电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的另一端接地，电阻R53与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3连接的一端连接单刀单掷开关S4的其中一个动触点，单刀单掷开关S4的另一动触点通过电阻R56接地以及通过电阻R55接直流电源+5V，单刀单掷开关S4的定触点分别与第一LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接。

如图4d所示，第一LM224芯片的3OUT端口连接第一功率放大电路的输入端，第一功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的3IN-端口；如图4e所示，第一LM224芯片的4OUT端口连接第二功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的4IN-端口，第一功率放大电路和第二功率放大电路的输出端分别作为第一励磁缓冲电路的励磁信号输出端。

本实施例的第二励磁缓冲电路包括第三电路、第四电路和第二LM224芯片；如图5a所示，第三电路包括电阻R65、滑线变阻器RW4、电阻R66、电阻R67、 滑线变阻器RW5、电阻R68和双刀双掷开关S5，其中双刀双掷开关S5包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；

第二旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R65分别与滑线变阻器RW4的一端和电阻R66的一端连接，滑线变阻器RW4的另一端和电阻R66的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第一组动触点中的两个动触点；电阻R65和电阻R66连接的一端与如图5b所示的第二LM224芯片的1IN-端口连接，双刀双掷开关S5第一定触点分别与第二LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接； 

第二旋转变压器解码芯片的端通过电阻R67分别与滑线变阻器RW5的一端和电阻R68的一端连接，滑线变阻器RW5的另一端和电阻R68的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第二组动触点中的两个动触点；所述电阻R67和电阻R68连接的一端与第二LM224芯片的2IN-端口连接，所述双刀双掷开关S5第二定触点分别与第二LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接； 

如图5c所示，第四电路包括电容C43、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、滑线变阻器RW6和单刀单掷开关S6；单刀单掷开关S6包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源+5V通过电阻R69分别与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的一端连接，电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的另一端接地，电阻R69与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6连接的一端连接单刀单掷S6开关的其中一个动触点，单刀单掷开关S6的另一动触点通过电阻R72接地以及通过电阻R71接直流电源+5V，单刀单掷开关S6的定触点分别与第二LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接；

如图5d所示，第二LM224芯片的3OUT端口连接第三功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的3IN-端口；如图5e所示，第二LM224芯片的4OUT端口连接第四功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的4IN-端口，第三功率放大电路和第四功率放大电路的输出端分别作为第二励磁缓冲电路的励磁信号输出端。

本如图4d、4e、5d和5e所示，实施例中第一功率放大电路、第二功率放大电路和第三功率放大电路和第四功率放大电路均包括有一个NPN三极管、一个PNP三极管和四个电阻。NPN三极管的基极通过串联的第一电阻和第二电阻后连接PNP三极管的基极，NPN三极管的集电极接+12V直流电源，NPN三极管的发 射极通过串联第三电阻和第四电阻后连接PNP三极管的集电极，PNP三极管的发射极接地；第一电阻和第二电阻连接的一端作为功率放大器的输入端，第三电阻和第四电阻连接的一端作为功率放大器的输出端。

本实施例中还公开双旋转变压器解码系统的解码方法，即获取到双旋转轴设备两个旋转轴之间相对位置信息的方法，具体步骤如下：

(1)双旋转变压器解码系统启动后，第一旋转变压器解码芯片AD2S1200和第二旋转变压器解码芯片AD2S1200通过EXC和输出高频率的励磁信号，第一旋转变压器解码芯片AD2S1200发出的励磁信号经过第一励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，第二旋转变压器解码芯片AD2S1200发出的励磁信号经过第二励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器.

(2)旋转中的旋转变压器由于其转子与定子相对转动，两者之间的气隙不断变化从而输出正、余弦信号。安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第一信号预处理电路滤波处理后通过第一旋转变压器解码芯片AD2S1200的正余弦信号输入端输入到第一旋转变压器解码芯片AD2S1200中，同理安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第二信号预处理电路滤波处理后通过第二旋转变压器解码芯片AD2S1200的正余弦信号输入端输入到第二旋转变压器解码芯片AD2S1200中。

(3)第一旋转变压器解码芯片AD2S1200芯片对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第一旋转轴的位置和速度信息，并且由第一旋转变压器解码芯片AD2S1200芯片通过SIP串口将位置和速度信息传送给单片机模块STM32芯片；第二旋转变压器解码芯片AD2S1200对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第二旋转轴的位置和速度信息，并且由第二旋转变压器解码芯片AD2S1200芯片通过SIP串口将位置和速度信息传送给单片机模块STM32芯片。

(4)单片机模块STM32芯片通过两个SPI串口分别从第一旋转变压器解码芯片AD2S1200芯片和第二旋转变压器解码芯片AD2S1200芯片获取到解码后的位置信号后，单片机模块STM32芯片根据双旋转轴设备第一旋转轴和第二旋转轴的实际相对转向对两个位置数据进行相对位置的合成，得到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息。如双旋转轴设备两个旋转轴转向相反则其相对位置为两个旋转变压器位置信息数据的相加。

在外部电机控制设备要求获取数字化的相对位置信息时，本实施例通过其上的数据输出接口12如RS232串口接口直接与外部电机控制设备连接，向外部电机控制设备提供数字化的相对位置信息。

实施例2

本实施例公开了一种双旋转变压器解码系统和方法，本实施例系统与实施例1的区别仅仅在于，如图6所示，本实施例中单片机模块的其中三个I/O端口连接有三相直接输出接口11。本实施例中双旋转变压器解码系统获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息的方法和实施例1中解码方法中的步骤(1)至(4)相同。本实施例解码方法中还包括以下步骤：(5)本实施例中单片机模块模拟增量式光电编码器，将获取到的数字化相对位置信息进行处理，将数字化相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，并且通过单片机模块中与上述三相直接输出接口11连接的三个I/O端口输出脉冲信号，其中通过三个I/O端口分别输出A相、B相以及Z相脉冲信号。其中A、B相存在90°的相位差。

本实施例中单片机模块将数字化的位置信息模拟成为增量式光电编码器脉冲信号格式的原理如下：根据所要模拟的增量式光电编码器的线数，计算出对应一个脉冲周期所代表的转角，继而将相对位置信息数据舍去最低N位并右移N位后取低2位数字作为约定最低有效位。根据约定最低有效位的大小来对主控单片机模块的I/O口的电平进行置高或拉低来模拟成脉冲。因增量式光电编码器的A、B相存在90°的相位差，因此，将一个脉冲周期分成4个阶段来模拟，例如，A相输出电平为0110，而B相输出电平为0011，此时A相和B相就产生了90°的相位差。其中对于Z相信号的模拟，对于安装了绝对式旋转变压器的目标对象，其合成后的相对位置数据亦为绝对位置，因此，可以直接在某个角度区间输出四分之一周期的高电平即可；对于安装了多对极旋转变压器的目标对象，其合成后的相对位置数据实际上为相对电角度，先将相对电角度通过累加的方法转化为绝对的相对位置信息，再进行增量式光电编码器脉冲信号模拟。

在外部电机控制设备要求输入普通脉冲信号的位置信息，本实施例通过其上的三相直接输出接口11与外部电机控制设备连接，向外部电机控制设备提供脉冲信号的位置信息。由于本实施例单片机模块STM32芯片的I/O口输出电压为3.3V，因此通过三相直接输出接口输出的脉冲信号支持5V TTL电平的电机控制 设备。

当然也可以通过本实施例中单片机模块直接获取数字化相对位置信息。

实施例3

本实施例公开了一种双旋转变压器解码系统和方法，本实施例系统与实施例1的区别仅仅在于，如图7所示，本实施例中单片机模块的其中三个I/O端口分别连接有开集电路10，在本实施例中单片机模块STM32芯片的I/O端口PB1、PB2和PB3端口分别连接开集电路10。

单片机模块三个I/O端口的开集电路10输出端连接有一个三相开集输出接口9，每相开集电路输出接口对应连接一个开集电路的输出端，通过三相开集输出接口方便后端设备的连接。如图7a所示，本实施例中每个开集电路由NPN三极管和电阻组成，其中NPN三极管的基极连接单片机模块的I/O端口，发射极接地，集电极连接电阻后作为开集电路的输出端。

本实施例中双旋转变压器解码系统获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息的方法和实施例1中解码方法中的步骤(1)至(4)相同，本实施例解码方法中还包括以下步骤：(5)单片机模块在获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息后，本实施例中单片机模块如实施例2一样模拟增量式光电编码器，将获取到的数字化相对位置信息进行处理，将数字化相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，并且通过与开集电路连接的单片机模块的三个I/O端口输出脉冲信号，其中通过STM32芯片的三个I/O端口PB1、PB2和PB3分别对应输出A相、B相以及Z相脉冲信号，输出的A、B、Z三相脉冲信号分别输入到各开集电路的NPN三极管基极。

本实施例的双旋转变压器解码系统适用于电机控制设备要求输入开集型增量式光电编码器信号的位置信息的情形；如图7a所示，本实施例开集电路的输出的信号在输入到电机控制设备时，需要经过如图中所示的电机控制设备中的光耦元件。本实施例中STM32单片机管脚输出高电平为3.3V，以A相为例，当单片机STM32芯片的PB1端口输出的脉冲为高电平时，三极管QA的基极电压大于0.7V而是三极管导通。开集电路输出端连接的电机控制设备中，电流从电源VCC流经如图7a所示的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和QA，在电阻R2处的产生压降，其大小为V_R2＝V_CC·R₂/(R₁+R₂+R₃+R₄)，从而使光耦工作，光耦右侧电路产生高电平；当PB1输出的脉冲为低电平时，三极管QA截止，R2无电流通过，光耦 的发光元件两端无电压，光耦右侧电路断路而输出低电平。本实施例中通过单片机模块的三个I/O端口通开集电路将三相脉冲信号传送给后端的电机控制设备。

当然也可以通过本实施例中单片机模块直接获取数字化相对位置信息。

实施例4

本实施例公开了一种双旋转变压器解码系统和方法，本实施例系统与实施例1的区别仅仅在于，如图8所示，本实施例的其中三个I/O端口连接有单端转差分电路8，该单端转差分电路内部设置有转差分芯片，单端转差分电路的输出端连接有差分输出接口7。在本实施例中单片机模块STM32芯片的I/O端口PB1、PB2和PB3端口连接单端转差分电路的输入端。

本实施例中双旋转变压器解码系统获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息的方法和实施例1解码方法中的步骤(1)至(4)相同，本实施例解码方法中还包括以下步骤：(5)单片机模块在获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息后，本实施例中单片机模块如实施例2一样模拟增量式光电编码器，将获取到的数字化相对位置信息进行处理，将数字化相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，并且通过与单端转差分电路连接的单片机模块的三个I/O端口PB1、PB2和PB3分输出脉冲信号，其中通过STM32芯片的三个I/O端口PB1、PB2和PB3分别对应输出A、B、Z三相脉冲信号。如图8a所示，STM32芯片输出的A、B、Z三相脉冲信号输入到单端转差分电路中，单端转差分电路中的转差分芯片分别将输入端的单端电压信号VA、VB和VZ对应差分为±V_A、±V_B和±V_Z，其中V_A、V_B和V_Z分别对应A、B、Z三相脉冲信号的电压。

如图8b所示，本实施例中单端转差分电路采用26LS31芯片作为转差分芯片。该芯片具有4个转差分通道，每个通道的A管脚输入单端信号，Y管脚能够输出与A管脚同相的信号，Z管脚能够输出与A管脚反相的信号。本实施实例采用1、2、4三个通道分别将A、B、Z三相脉冲信号转换为A+、A-、B+、B-、Z+、Z-六路差分信号。供电模块为其提供5V供电。如图8c所示为本实施例中单端转差分电路输出端所连接的差分输出接口7。

本实施例中双旋转变压器解码系统适用于电机控制设备要求输入的增量光电编码器信号是差分型输出的情形。如图中8a所示，电机控制设备中包括带有 光耦元件的差分信号接收电器，其中电机控制设备中的差分接收器能够将单端转差分电路输出的差分信号转换为单路信号。以A相为例，当PB1输出高电平3.3V时，单端转差分电路将其转换为±3.3V。电机控制设备中的差分线路接收器能够将其转换为单端高电平，光耦因发光元件两端同为高电平而截止，光耦右侧电路将此时的脉冲信号判断为高电平。当PB1输出低电平时，电机控制设备中的差分线路接收器输出同为低电平，光耦工作，其右侧电路将此时的信号判断为低电平。

当然也可以通过本实施例中单片机模块直接获取数字化相对位置信息。

实施例5

本实施例公开了一种双旋转变压器解码系统和方法，本实施例与上述实施例不同之处在于，如图9所示，本实施例单片机模块13的其中三个I/O端口PB1、PB2和PB3连接有三相直接输出接口11、开集电路10和单端转差分电路7。即结合上述实施例1至实施例4得到本实施例的双旋转变压器解码系统。其中开集电路10的输出端设置有三相开集输出接口9，单端转差分电路7的输出端设置有差分输出接口9，这些通过这些接口方便后端各种设备的连接。通过本实施例单片机模块的其中三个I/O端口，本实施例中双旋转变压器解码系统获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息的过程和实施例1中步骤(1)和(4)的相同。本实施例解码方法中还包括以下步骤：(5)单片机模块在获取到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息后，本实施例中单片机模块如实施例2至4一样模拟增量式光电编码器，将获取到的数字化相对位置信息进行处理，将数字化相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，然后分别传送到三相直接输出接口11、开集电路10和单端转差分电路7中。当然也可以通过本实施例中单片机模块直接获取数字化相对位置信息。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双旋转变压器解码系统，其特征在于，包括第一旋转变压器解码电路模块、第二旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器模块；所述第一旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出端连接，所述第二旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出端连接；所述第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路模块通过串口或并口与嵌入式处理器模块连接。

2.根据权利要求1所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口连接三相直接输出接口。

3.根据权利要求1所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口分别连接开集电路。

4.根据权利要求3所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述开集电路由NPN三极管和电阻组成，其中NPN三极管的基极连接嵌入式处理器模块的I/O端口，发射极接地，集电极连接电阻后作为开集电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述嵌入式处理器模块的其中三个I/O端口连接单端转差分电路。

6.根据权利要求1所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述第一旋转变压器解码电路模块包括第一旋转变压器解码芯片、第一励磁缓冲电路和第一信号预处理电路；所述第一旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第一励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第一信号预处理电路连接第一旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端；

所述第二旋转变压器解码电路模块包括第二旋转变压器解码芯片、第二励磁缓冲电路和第二信号预处理电路；所述第二旋转变压器解码芯片励磁信号输出端通过第二励磁缓冲电路连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器，该旋转变压器正余弦信号输出端通过第二信号预处理电路连接第二旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端。

7.根据权利要求6所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述嵌入式处理器为单片机模块；所述第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片均为AD2S1200芯片，第一旋转变压器解码芯片的励磁信号输出端EXC和与第一励磁缓冲电路的输入端连接；第二旋转变压器解码芯片的励磁信号输出端EXC和与第二励磁缓冲电路的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述第一信号预处理电路包括第一正弦信号预处理模块和第一余弦信号预处理模块；

第一余弦信号预处理模块包括电阻R38、电容C38、电阻R39和电阻R37，其中电阻R38的一端和电阻R39的一端作为第一余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R38的另一端和电阻R39的另一端分别对应连接电容C38的两端；电阻R37的两端分别连接电容C38的两端，并且作为第一余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

第一正弦信号预处理模块包括电阻R41、电容C39、电阻R42和电阻R40，其中电阻R41的一端和电阻R42的一端作为第一正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R41的另一端和电阻R42的另一端分别对应连接电容C39的两端；电阻R40的两端分别连接电容C39的两端，并且作为第一正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第一旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sin L0端口；

所述第二信号预处理电路包括第二正弦信号预处理模块和第二余弦信号预处理模块；

第二余弦信号预处理模块包括电阻R44、电容C40、电阻R45和电阻R43，其中电阻R44的一端和电阻R45的一端作为第二余弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的余弦信号输出端，电阻R44的另一端和电阻R45的另一端分别对应连接电容C40的两端；电阻R43的两端分别连接电容C40的两端，并且作为第二余弦信号预处理模块的余弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的余弦信号输入端cos和cos L0端口；

第二正弦信号预处理模块包括电阻R47、电容C41、电阻R48和电阻R46，其中电阻R47的一端和电阻R48的一端作为第二正弦信号预处理模块的输入端口，连接安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器的正弦信号输出端，电阻R47的另一端和电阻R48的另一端分别对应连接电容C41的两端；电阻R46的两端分别连接电容C41的两端，并且作为第二正弦信号预处理模块的正弦信号输出端连接第二旋转变压器解码芯片的正弦信号输入端sin和sin L0端口。

9.根据权利要求7所述的双旋转变压器解码系统，其特征在于，所述第一励磁缓冲电路包括第一电路、第二电路和第一LM224芯片；所述第一电路包括电阻R49、滑线变阻器RW1、电阻R50、电阻R51、滑线变阻器RW2、电阻R52和双刀双掷开关S3，其中双刀双掷开关S3包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；

所述第一旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R49分别与滑线变阻器RW1的一端和电阻R50的一端连接，滑线变阻器RW1的另一端和电阻R50的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第一组动触点中的两个动触点；所述电阻R49和电阻R50连接的一端与第一LM224芯片的1IN-端口连接，所述双刀双掷开关S3第一定触点分别与第一LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接；

所述第一旋转变压器解码芯片的端通过电阻R51分别与滑线变阻器RW2的一端和电阻R52的一端连接，滑线变阻器RW2的另一端和电阻R52的另一端分别对应连接双刀双掷开关S3的第二组动触点中的两个动触点；所述电阻R51和电阻R52连接的一端与第一LM224芯片的2IN-端口连接，所述双刀双掷开关S3第二定触点分别与第一LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接；

所述第二电路包括电容C42、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、滑线变阻器RW3和单刀单掷开关S4；单刀单掷开关S4包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源通过电阻R53分别与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的一端连接，所述电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3的另一端接地，电阻R53与电容C42、电阻R54和滑线变阻器RW3连接的一端连接单刀单掷开关S4的其中一个动触点，单刀单掷开关S4的另一动触点通过电阻R56接地以及通过电阻R55接直流电源，单刀单掷开关S4的定触点分别与第一LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接；

第一LM224芯片的3OUT端口连接第一功率放大电路的输入端，第一功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的3IN-端口，第一LM224芯片的4OUT端口连接第二功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第一LM224芯片的4IN-端口，第一功率放大电路和第二功率放大电路的输出端分别作为第一励磁缓冲电路的励磁信号输出端；

所述第二励磁缓冲电路包括第三电路、第四电路和第二LM224芯片；所述第三电路包括电阻R65、滑线变阻器RW4、电阻R66、电阻R67、滑线变阻器RW5、电阻R68和双刀双掷开关S5，其中双刀双掷开关S5包括第一定触点、第二定触点、第一组动触点和第二组动触点，第一定触点通过第一刀片与第一组动触点中的其中一个动触点连接，第二定触点通过第二刀片与第二组动触点的其中一个动触点连接；

所述第二旋转变压器解码芯片的EXC端通过电阻R65分别与滑线变阻器RW4的一端和电阻R66的一端连接，滑线变阻器RW4的另一端和电阻R66的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第一组动触点中的两个动触点；所述电阻R65和电阻R66连接的一端与第二LM224芯片的1IN-端口连接，所述双刀双掷开关S5第一定触点分别与第二LM224芯片的4IN+端口和1OUT端口连接；

所述第二旋转变压器解码芯片的端通过电阻R67分别与滑线变阻器RW5的一端和电阻R68的一端连接，滑线变阻器RW5的另一端和电阻R68的另一端分别对应连接双刀双掷开关S5的第二组动触点中的两个动触点；所述电阻R67和电阻R68连接的一端与第二LM224芯片的2IN-端口连接，所述双刀双掷开关S5第二定触点分别与第二LM224芯片的3IN+端口和2OUT端口连接；

所述第四电路包括电容C43、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、滑线变阻器RW6和单刀单掷开关S6；单刀单掷开关S6包括定触点和两个动触点，其中定触点通过刀片与其中一个动触点连接；直流电源通过电阻R69分别与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的一端连接，所述电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6的另一端接地，电阻R69与电容C43、电阻R70和滑线变阻器RW6连接的一端连接单刀单掷S6开关的其中一个动触点，单刀单掷开关S6的另一动触点通过电阻R72接地以及通过电阻R71接直流电源，单刀单掷开关S6的定触点分别与第二LM224芯片的1IN+端口和2IN+端口连接；

第二LM224芯片的3OUT端口连接第三功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的3IN-端口，第二LM224芯片的4OUT端口连接第四功率放大电路的输入端，第二功率放大电路的输出端连接第二LM224芯片的4IN-端口，第三功率放大电路和第四功率放大电路的输出端分别作为第二励磁缓冲电路的励磁信号输出端。

10.一种基于权利要求6所述系统实现的双旋转变压器解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)双旋转变压器解码系统启动后，第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片分别输出励磁信号，第一旋转变压器解码芯片发出的励磁信号经过第一励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器，第二旋转变压器解码芯片发出的励磁信号经过第二励磁缓冲电路进行功率放大后提供给安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器；

(2)旋转中的旋转变压器输出正余弦信号；安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第一信号预处理电路滤波处理后通过第一旋转变压器解码芯片正余弦信号输入端输入到第一旋转变压器解码芯片中，安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出的正余弦信号经过第二信号预处理电路滤波处理后通过第二旋转变压器解码芯片的正余弦信号输入端输入到第二旋转变压器解码芯片中；

(3)第一旋转变压器解码芯片对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第一旋转轴的位置和速度信息，并且由第一旋转变压器解码芯片通过串口或并口将位置和速度信息传送给嵌入式处理器模块；第二旋转变压器解码芯片对输入的正余弦信号进行解码得到双旋转轴设备第二旋转轴的位置和速度信息，并且由第二旋转变压器解码芯片通过串口或并口将位置和速度信息传送给嵌入式处理器模块；

(4)嵌入式处理器模块分别从第一旋转变压器解码芯片和第二旋转变压器解码芯片获取到解码后的位置信号后，嵌入式处理器模块根据双旋转轴设备第一旋转轴和第二旋转轴的实际相对转向对两个位置数据进行相对位置的合成，得到双旋转轴设备两个旋转轴的数字化相对位置信息；

(5)嵌入式处理器模块模拟增量式光电编码器，将数字化的相对位置信息模拟成为增量式光电编码器的输出脉冲信号，并且通过嵌入式处理器模块中的三个I/O端口输出脉冲信号分别输出A相、B相以及Z相脉冲信号。