CN104819732A - 一种旋转变压器解码电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转变压器解码电路，旋变解码芯片输出预设激励信号，并将预设激励信号输入至与其连接的激励信号推挽放大电路的输入端；激励信号推挽放大电路接收预设激励信号，并放大预设激励信号；激励信号推挽放大电路根据数字电位器的阻值输出旋转变压器所需的激励信号，数字信号处理器控制电路与旋变解码芯片相连，接收旋变解码芯片的反馈信号，并调节与其连接的所述数字电位器的阻值，实现了对不同的旋转变压器的自适应匹配。本发明还公开了一种旋转变压器解码电路的控制方法。

Description

一种旋转变压器解码电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及旋转变压器技术领域，尤其涉及一种旋转变压器解码电路及其控制方法。

背景技术

旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器简称旋变，它是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。

旋转变压器被安装在电机上，而旋变解码电路用于解析旋转变压器反馈的电机转速与角度信号。目前，旋变解码电路只能针对特定的旋转变压器进行电路的匹配，由于旋转变压器的激励信号及反馈的正、余弦信号的范围都是固定的，需要针对不同的旋转变压器重新计算旋变电路的参数，更改PCB以进行电路匹配。而目前电动汽车及工业控制领域有各种各样的电机用旋转变压器，为了与旋转变压器匹配，电机控制器的控制板需要重复设计或重复加工，增加了研发及生产加工成本。

发明内容

本发明提供了一种旋转变压器解码电路及其控制方法，能够自适应的匹配不同的旋转变压器。

本发明提供了一种旋转变压器解码电路，包括：激励信号推挽放大电路、旋变解码芯片和数字信号处理器控制电路；其中：

所述旋变解码芯片输出预设激励信号，并将所述预设激励信号输入至与其连接的所述激励信号推挽放大电路的输入端；

所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号，所述激励信号推挽放大电路包括数字电位器；

所述激励信号推挽放大电路的输出端与旋转变压器连接，所述激励信号推挽放大电路根据所述数字电位器的阻值输出所述旋转变压器所需的激励信号；

所述数字信号处理器控制电路与所述旋变解码芯片相连，接收所述旋变解码芯片的反馈信号，并调节与其连接的所述数字电位器的阻值；

所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。

优选地，所述数字电位器包括第一数字电位器和第二数字电位器；

所述激励信号推挽放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一PNP三极管和第二PNP三极管；其中：

所述第一电阻、第一运算放大器与所述第一数字电位器构成第一放大电路，所述第一电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的正端EXC连接，另一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，所述第一数字电位器的可调电阻端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一NPN三极管与所述第一PNP三极管构成第一推挽电路的输入端连接；

所述第二电阻、第二运算放大器与所述第二数字电位器构成第二放大电路，所述第二电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的负端连接，另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，所述第二数字电位器的可调电阻端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第二NPN三极管与所述第二PNP三极管构成第二推挽电路的输入端连接；

所述第一NPN三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极与电源连接，发射极为激励信号的正输出端；

所述第一PNP三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极接地，发射极与所述第一NPN三极管的发射极相连；

所述第二NPN三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极与电源连接，发射极为激励信号的负输出端；

所述第二PNP三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极接地，发射极与所述第二NPN三极管的发射极相连。

优选地，所述的电路还包括：与所述旋转变压器连接，对所述旋转变压器副边的正弦信号和余弦信号进行滤波的滤波电路。

优选地，所述滤波电路包括：第一差模滤波器、第二差模滤波器、第一共模滤波器、第二共模滤波器、第一RC滤波器和第二RC滤波器；其中：

所述第一差模滤波器、第一共模滤波器和第一RC滤波器分别连接后对所述旋转变压器副边的正弦信号进行滤波；

所述第二差模滤波器、第二共模滤波器和第二RC滤波器分别连接后对所述旋转变压器副边的余弦信号进行滤波。

优选地，所述第一差模滤波器包括：共模电感L1和电容C21，所述电容C21的两端分别与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L1的第一输入端与正弦信号输入端SIN_EXT连接，第二输入端与正弦信号输入端连接；

所述第二差模滤波器包括：共模电感L2和电容C22，所述电容C22的两端分别与所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L2的第一输入端与余弦信号输入端COS_EXT连接，第二输入端与余弦信号输入端连接；

所述第一共模滤波器包括：共模电感L1、电容C2和电容C3，所述电容C2和电容C3串联后的两端与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C2和电容C3的连接点接地；

所述第二共模滤波器包括：共模电感L2、电容C4和电容C5，所述电容C4和电容C5串联后的两端与所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C4和电容C5的连接点接地；

所述第一RC滤波器包括：电阻R17、电阻R18和电容C20，所述电阻R17一端与所述共模电感L1的第一输出端连接，另一端为正弦信号输出端所述电阻R18一端与所述共模电感L1的第二输出端连接，另一端为正弦信号输出端SIN，所述电容C20的两端分别与正弦信号输出端SIN和正弦信号输出端相连；

所述第二RC滤波器包括：电阻R15、电阻R16和电容C19，所述电阻R15一端与所述共模电感L2的第一输出端连接，另一端为余弦信号输出端所述电阻R16一端与所述共模电感L2的第二输出端连接，另一端为余弦信号输出端COS，所述电容C19的两端分别与余弦信号输出端COS和余弦信号输出端相连。

优选地，所述滤波电路还包括：第一静电二极管保护器件Z1和第二静电二极管保护器件Z2；其中：所述第一静电二极管保护器件Z1包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和第二二极管的阳极相连后接地，所述第一二极管的阴极与所述共模电感L1的第二输出端相连，所述第二二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输出端相连；

所述第二静电二极管保护器件Z2包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管和第四二极管的阳极相连后接地，所述第三二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输出端相连，所述第四二极管的阴极与所述共模电感L1的第二输出端相连。

优选地，所述电路还包括：故障检测指示电路；

所述旋变解码芯片包括：正弦信号与余弦信号运算电路；

所述正弦信号与余弦信号运算电路判断经过所述滤波电路滤波后的正弦信号和余弦信号是否正常，若否，则生成警告信号，并将所述警告信号发送至所述故障检测指示电路；

所述故障检测指示电路接收所述警告信号，对故障进行警示。

一种旋转变压器解码电路的控制方法，包括：

旋变解码芯片输出预设激励信号至激励信号推挽放大电路的输入端；

所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号和输出所述旋转变压器所需的激励信号，所述激励信号推挽放大电路包括阻值由数字信号处理器控制电路调节的数字电位器；

所述数字信号处理器控制电路接收所述旋变解码芯片的反馈信号，并调节数字电位器的阻值；

数字信号处理器控制电路所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。

优选地，所述数字信号处理器控制电路调节数字电位器阻值的方法为：

所述数字信号处理器控制电路接收所述激励信号推挽放大电路放大后的激励信号，并判断所述放大后的激励信号是否满足预设值，若否，则生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调节所述数字电位器的阻值。

优选地，所述数字信号处理器控制电路调节所述数字电位器阻值的方法为：

所述旋变解码芯片接收旋转变压器输出的正弦信号和余弦信号，将接收到的所述正弦信号和余弦信号输入至所述数字信号处理器控制电路，并判断所述正弦信号和余弦信号是否满足预设值，若否，输出故障信号至所述数字信号处理器控制电路；

所述数字信号处理器控制电路根据接收到的所述故障信号和所述正弦信号和余弦信号生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调节所述数字电位器的阻值至所述故障信号消失。

由上述方案可知，本发明提供的一种旋转变压器解码电路，通过激励信号推挽放大电路接收旋变解码芯片输出预设激励信号，并对预设激励信号进行放大，通过数字信号处理器控制电路接收旋变解码芯片的反馈信号，并调节与其连接的所述数字电位器的阻值，激励信号推挽放大电路根据数字电位器的阻值输出旋转变压器所需的激励信号，实现了对不同的旋转变压器的自适应匹配。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种旋转变压器解码电路的结构示意图；

图2为本发明另一实施例公开的一种旋转变压器解码电路的结构示意图；

图3为本发明另一实施例公开的一种旋转变压器解码电路的结构示意图；

图4为本发明公开的数字电位器的原理图；

图5为本发明公开的旋变激励信号自适应电路图；

图6为本发明公开的滤波电路的电路图；

图7为本发明公开的故障检测指示电路的电路图；

图8为本发明另一实施例公开的一种旋转变压器解码电路控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例公开的一种旋转变压器解码电路，包括：激励信号推挽放大电路11、旋变解码芯片12和数字信号处理器控制电路13；其中：

旋变解码芯片12输出预设激励信号，并将预设激励信号输入至与其连接的激励信号推挽放大电路11的输入端；

激励信号推挽放大电路11接收预设激励信号，并放大预设激励信号，激励信号推挽放大电路11包括数字电位器14；

激励信号推挽放大电路11的输出端与旋转变压器10连接，激励信号推挽放大电路11根据数字电位器14的阻值输出旋转变压器10所需的激励信号；

数字信号处理器控制电路13与旋变解码芯片12相连，接收旋变解码芯片12的反馈信号，并调节与其连接的数字电位器14的阻值；

旋变解码芯片12接收旋转变压器10副边输出的正弦信号和余弦信号。

具体的，工作原理为：通过旋变解码芯片12输出预设激励信号至激励信号推挽放大电路11的输入端，激励信号推挽放大电路11将接收到的所述预设激励信号进行放大，同时输出旋转变压器10所需的激励信号。旋变解码芯片12接收旋转变压器10副边输出的正弦信号和余弦信号。同时，数字信号处理器控制电路13可以调节激励信号推挽放大电路11中数字电位器14的阻值，通过对数字电位器14阻值的调节，使得激励信号推挽放大电路11输出旋转变压器10所需的激励信号，进而使所述旋转变压器解码电路实现对不同的旋转变压器的自适应匹配。

数字信号处理器控制电路13调节数字电位器14的阻值的方法有多种，具体的，一种调节所述数字电位器14的阻值的方法为：通过数字信号处理器控制电路13接收放大后的预设激励信号并对放大后的预设激励信号进行判断，判断放大后的预设激励信号是否满足预设值，若不满足则生成第一控制信号，并根据第一控制信号控制数字电位器14调整数字电位器14的阻值，激励信号推挽放大电路11根据数字电位器14调整后的阻值输出旋转变压器10所需的激励信号，实现了对不同的旋转变压器的自适应匹配。

具体的，另一种调节所述数字电位器14的阻值的方法为：首先通过旋变解码芯片12接收旋转变压器10实时输出的正弦信号和余弦信号，并判断接收到的正弦信号和余弦信号是否满足预设值，若不满足则输出故障信号至数字信号处理器控制电路13，同时将接收到的正弦信号和余弦信号输入至数字信号处理器控制电路13，数字信号处理器控制电路13根据接收到的所述故障信号和所述正弦信号和余弦信号生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号控制与其连接的所述数字电位器14调整数字电位器14的阻值，通过调整数字电位器14的阻值可以调整旋转变压器输出的正弦信号和余弦信号，当调整后的数字电位器14的阻值使旋转变压器的正弦信号和余弦信号满足旋转变压器的需求时，所述故障信号将消失，此时所述旋转变压器解码电路与所述旋转变压器相匹配。

具体的，数字电位器14包括第一数字电位器U4和第二数字电位器U5。

具体的，激励信号推挽放大电路11包括：第一电阻R8、第二电阻R9、第一运算放大器U2-A、第二运算放大器U2-B、第一NPN三极管Q3、第二NPN三极管Q2、第一PNP三极管Q5和第二PNP三极管Q4；其中：

第一电阻R8、第一运算放大器U2-A、与第一数字电位器U4构成第一放大电路，第一电阻R8的一端与旋变解码芯片差分信号的正端EXC连接，另一端与第一运算放大器U2-A的反相输入端连接，第一运算放大器U2-A的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，第一数字电位器U4的可调电阻端W与第一运算放大器U2-A的反相输入端连接，第一运算放大器U2-A的输出端与第一NPN三极管Q3与第一PNP三极管Q5构成第一推挽电路的输入端连接；

第二电阻R9、第二运算放大器U2-B、与第二数字电位器U5构成第二放大电路，第二电阻R9的一端与9旋变解码芯片差分信号的负端连接，另一端与第二运算放大器U2-B的反相输入端连接，第二运算放大器U2-B的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，第二数字电位器U5的可调电阻端W与第二运算放大器U2-B的反相输入端连接，第二运算放大器U2-B的输出端与第二NPN三极管Q2与第二PNP三极管Q4构成第二推挽电路的输入端连接；

第一NPN三极管Q3的基极与第一运算放大器U2-A的输出端连接，集电极与电源连接，发射极作为激励信号的正输出端输出激励信号EXC_AMP；

第一PNP三极管Q5的基极与第一运算放大器U2-A的输出端连接，集电极接地，发射极与第一NPN三极管Q3的发射极相连；

第二NPN三极管Q2的基极与第二运算放大器U2-B的输出端连接，集电极与电源连接，发射极作为激励信号的负输出端输出激励信号

第二PNP三极管Q4的基极与第二运算放大器U2-B的输出端连接，集电极接地，发射极与第二NPN三极管Q3的发射极相连。

具体的，如图4所示，为本发明公开的其中一种数字电位器的原理图，该数字电位器的型号为MCP4013，除了图4公开的这一种数字电位器，本发明还可以采用其它数字电位器来实现电阻调节，例如，还可以采用型号为AD5246的数字电位器。现结合图4首先介绍数字电位器U4和U5的工作原理，数字电位器的工作原理是通过电刷的滑动实现，数字电位器集成芯片内部由63个电阻串联组成，串联电阻的两端分别为A接口和B接口，电刷为图4所示的W接口，引脚和由数字信号处理器控制电路23的I²C通讯控制，引脚输出的信号实现数字电位器电阻改变的使能，当引脚输出的信号为低电平的时候，数字电位器电阻可以改变，当引脚输出的信号为高电平时，数字电位器电阻不可改变。当引脚输出的信号处于低电平，引脚输出的信号的跳变沿可以改变AW间的电阻值，引脚输出的信号下降沿的触发会使得AW间阻值增加，引脚输出的信号上升沿的触发会使得AW间阻值减小。

如图5所示，为激励信号推挽放大电路的电路图，对于激励信号来说，激励信号为差分信号，差分信号EXC为差分正端，差分信号为差分负端。第一数字电位器U4、第一电阻R8与第一运算放大器U2-A构成第一放大电路，第一电阻R8的一端与旋变解码芯片差分信号的正端EXC连接，另一端与第一运算放大器U2-A的反相输入端连接，第一运算放大器U2-A的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，第一数字电位器U4的可调电阻端W与第一运算放大器U2-A的反相输入端连接，第一运算放大器U2-A的输出端与第一NPN三极管Q3与第一PNP三极管Q5构成第一推挽电路的输入端连接。第一NPN三极管Q3与第一PNP三极管Q5构成第一推挽电路，第一NPN三极管Q3的基极与第一运算放大器U2-A的输出端连接，集电极与电源连接，发射极作为激励信号的正输出端输出激励信号EXC_AMP，第一PNP三极管Q5的基极与第一运算放大器U2-A的输出端连接，集电极接地，发射极与第一NPN三极管Q3的发射极相连，第一推挽电路实现了激励信号的电压放大，增强电路的过电流能力。其中Vref为激励信号放大所需的直流偏置参考点，Vref通过5V电源分压实现，直流偏置点的设置可以有效增强系统的抗干扰能力。第一数字电位器U4的AW间电阻为可调电阻Rf1，Rf1/R8即为第一放大电路的放大倍数，增加第一数字电位器U4的可调电阻Rf1可以增大激励信号的输出EXC_AMP信号幅值，反之减小。

同理，第二数字电位器U5、第二电阻R9与第二运算放大器U2-B构成第二放大电路，第二电阻R9的一端与旋变解码芯片差分信号的负端连接，另一端与第二运算放大器U2-B的反相输入端连接，第二运算放大器U2-B的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，第二数字电位器U5的可调电阻端W与第二运算放大器U2-B的反相输入端连接，第二运算放大器U2-B的输出端与第二NPN三极管Q2与第二PNP三极管Q4构成第二推挽电路的输入端连接。第二NPN三极管Q2与第二PNP三极管Q4构成第二推挽电路，第二NPN三极管Q2的基极与第二运算放大器U2-B的输出端连接，集电极与电源连接，发射极作为激励信号的负输出端输出激励信号第二PNP三极管Q4的基极与第二运算放大器U2-B的输出端连接，集电极接地，发射极与第二NPN三极管Q2的发射极相连，第二推挽电路实现了激励信号的电压放大，增强电路的过电流能力。第二数字电位器U5的AW间电阻为可调电阻Rf2，Rf2/R9即为第二放大电路的放大倍数，增加第二数字电位器U5的可调电阻Rf2可以增大激励信号的输出信号幅值；反之减小。

EXC_AMP与构成差分输出信号，得到旋转变压器20原边所需要的激励信号。通过旋变解码芯片22输出预设激励信号，然后通过激励信号推挽放大电路21对预设激励信号进行放大，并将放大后的预设激励信号发送至数字信号处理器控制电路23，数字信号处理器控制电路23接收放大后的预设激励信号并对放大后的预设激励信号进行判断，判断放大后的预设激励信号是否满足预设值，若不满足则生成第一控制信号，数字信号处理器控制电路23根据第一控制信号通过I²C通讯调整数字电位器U4和U5的阻值，激励信号推挽放大电路21根据数字电位器U4和U5调整后的阻值输出旋转变压器20所需的激励信号。

如图2所示，为本发明另一实施例公开的一种旋转变压器解码电路，旋转变压器20副边为两组正交的正弦和余弦信号，正弦和余弦信号经过电机的磁场耦合，带有极强的干扰，故设计滤波电路滤除干扰。所述旋转变压器解码电路包括：激励信号推挽放大电路21、旋变解码芯片22、数字信号处理器控制电路23和滤波电路25；其中：

旋变解码芯片22输出预设激励信号，并将预设激励信号输入至与其连接的激励信号推挽放大电路21的输入端；

激励信号推挽放大电路21接收预设激励信号，并放大预设激励信号，激励信号推挽放大电路21包括数字电位器24；

激励信号推挽放大电路21的输出端与旋转变压器20连接，激励信号推挽放大电路21根据数字电位器24的阻值输出旋转变压器20所需的激励信号；

数字信号处理器控制电路23与旋变解码芯片22相连，接收旋变解码芯片22的反馈信号，并调节与其连接的数字电位器24的阻值；

旋变解码芯片22接收旋转变压器20副边输出的正弦信号和余弦信号；

滤波电路25与旋转变压器20连接，对旋转变压器20副边输出的正弦信号和余弦信号进行滤波。所述滤波后的正弦信号和余弦信号输入至旋变解码芯片22。

具体的，滤波电路25包括：第一差模滤波器、第二差模滤波器、第一共模滤波器、第二共模滤波器、第一RC滤波器、第二RC滤波器；其中：

第一差模滤波器、第一共模滤波器和第一RC滤波器分别连接后对旋转变压器20副边的正弦信号进行滤波；

第二差模滤波器、第二共模滤波器和第二RC滤波器分别连接后对旋转变压器20副边的余弦信号进行滤波。

优选地，滤波电路25还包括对所变解码芯片22进行静电保护的第一静电二极管保护器件和第二静电二极管保护器件。

如图6所示为滤波电路的电路图，具体的，第一差模滤波器包括：共模电感L1和电容C21，电容C21的两端分别与共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，共模电感L1的第一输入端与正弦信号输入端SIN_EXT连接，第二输入端与正弦信号输入端连接；

第二差模滤波器包括：共模电感L2和电容C22，电容C22的两端分别与共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，共模电感L2的第一输入端与余弦信号输入端COS_EXT连接，第二输入端与余弦信号输入端连接；

第一共模滤波器包括：共模电感L1、电容C2和电容C3，电容C2和电容C3串联后的两端与共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，电容C2和电容C3的连接点接地；

第二共模滤波器包括：共模电感L2、电容C4和电容C5，所述电容C4和电容C5串联后的两端与电感L2的第一输出端和第二输出端相连，电容C4和电容C5的连接点接地；

第一RC滤波器包括：电阻R17、电阻R18和电容C20，电阻R17一端与共模电感L1的第一输出端连接，另一端为正弦信号输出端电阻R18一端与共模电感L1的第二输出端连接，另一端为正弦信号输出端SIN，电容C20的两端分别与正弦信号输出端SIN和正弦信号输出端相连；

第二RC滤波器包括：电阻R15、电阻R16和电容C19，电阻R15一端与共模电感L2的第一输出端连接，另一端为余弦信号输出端电阻R16一端与共模电感L2的第二输出端连接，另一端为余弦信号输出端COS，电容C19的两端分别与余弦信号输出端COS和余弦信号输出端相连。

通过第一差模滤波器、第一共模滤波器和第一RC滤波器构成的双重滤波器，能够对不同频率的差模信号和共模信号进行滤波，有效的增强了电路对正弦信号的滤波能力，得到了良好的滤波效果。SIN和是滤波后进入旋变解码芯片22的正弦信号，SIN_EXT和是旋转变压器20反馈的正弦信号。

通过第二差模滤波器、第二共模滤波器和第二RC滤波器构成的双重滤波器，能够对不同频率的差模信号和共模信号进行滤波，有效的增强了电路对余弦信号的滤波能力，得到了良好的滤波效果。COS_EXT和是旋转变压器20反馈的余弦信号。

优选地，电路中的第一静电二极管保护器件Z1包括第一二极管和第二二极管，第一二极管和第二二极管的正极相连后接地，第一二极管的负极与共模电感L1的第二输出端相连，第二二极管的负极与所述共模电感L1的第一输出端相连；通过第一静电二极管保护器件Z1可以有效保护电路输入端的静电不会击穿旋变解码芯片22。

优选地，电路中的二静电二极管保护器件Z2包括第三二极管和第四二极管，第三二极管和第四二极管的阳极相连后接地，第三二极管的阴极与共模电感L1的第一输出端相连，第四二极管的阴极与共模电感L1的第二输出端相连，通过第二静电二极管保护器件Z2可以有效保护电路输入端的静电不会击穿旋变解码芯片22。

优选地，所述旋转变压器解码电路还包括为激励信号EXC_AMP与滤波的LC滤波器。EXC_AMP与是激励信号放大之后的信号，共模电感L3和电容C23构成的LC滤波器，其中，电容C23的两端分别与放大后的激励信号EXC_AMP和相连，共模电感L3的第一输入端和第二输入端分别接入放大后的激励信号EXC_AMP和第一输出端和第二输出端作为激励信号的输出端EXC_EXT和通过共模电感L3和电容C23构成的LC滤波器能够有效的防止外部干扰反串。其次，所述旋转变压器解码电路还包括与LC滤波器相连的由第五二极管和第六二极管构成第三静电二极管保护器件Z3，第五二极管和第六二极管的阳极相连后接地，第五二极管的阴极与共模电感L3的第一输入端相连，第六二极管的阴极与共模电感L3的第二输入端相连，通过第三静电二极管保护器件Z3能够实现对外部电路的高压放电，起到静电保护的作用。

如图3所示，为本发明另一实施例公开的一种旋转变压器解码电路，包括：激励信号推挽放大电路31、旋变解码芯片32、数字信号处理器控制电路33、滤波电路35和故障检测指示电路36；其中：

旋变解码芯片32输出预设激励信号，并将预设激励信号输入至与其连接的激励信号推挽放大电路31的输入端；

激励信号推挽放大电路31接收预设激励信号，并放大预设激励信号，激励信号推挽放大电路31包括数字电位器34；

激励信号推挽放大电路31的输出端与旋转变压器30连接，激励信号推挽放大电路31根据数字电位器34的阻值输出旋转变压器30所需的激励信号；

数字信号处理器控制电路33与旋变解码芯片32相连，接收旋变解码芯片32的反馈信号，并调节与其连接的数字电位器34的阻值；

旋变解码芯片32接收旋转变压器30副边输出的正弦信号和余弦信号；

滤波电路35与旋转变压器30连接，对旋转变压器30副边的正弦信号和余弦信号进行滤波；

旋变解码芯片32包括正弦与余弦信号运算电路，正弦与余弦信号运算电路判断接收到的正弦信号和余弦信号是否正常，若否，则生成警告信号，并将警告信号发送至故障检测指示电路36；

故障检测指示电路36，接收警告信号对故障通过指示灯点亮进行警示。

具体的，本实施例在上述实施例的基础上增加了故障检测指示电路。旋变解码芯片32内部具有分析正弦与余弦信号的运算电路，可以判断反馈回来的正弦和余弦信号幅值是否正常，如果信号不正常，即信号降级、跟踪丢失或信号丢失，则输出故障信号至故障检测指示电路。

如图7所示，为本发明公开的故障检测指示电路，包括：发光二极管LED1、开关管Q1、电阻R20、电阻R14和二极管。电阻R20的一端接入5V电源，另一端与发光二极管LED1的阳极相连；发光二极管LED1的阴极与开关管Q1的发射极相连，开关管Q1的集电极接地，基极与二极管的阳极相连，电阻R14的一端接入5V电源，另一端与开关管Q1的基极相连；二极管的阴极接入故障信号。

当出现信号降级时，旋变解码芯片32输出故障信号此时，故障信号为低电平，故障检测指示电路中的开关管Q1导通，与故障信号相连的二极管也导通，指示灯LED1被点亮。

当出现跟踪丢失时，旋变解码芯片32输出故障信号此时，故障信号为低电平，故障检测指示电路中的开关管Q1导通，与故障信号相连的二极管也导通，指示灯LED1被点亮。

当出现信号丢失时，旋变解码芯片32同时输出故障信号和故障信号此时，故障信号和故障信号为低电平，故障检测指示电路中的开关管Q1导通，与故障信号相连的二极管导通，与故障信号相连的二极管也导通，指示灯LED1被点亮。

如图8所示，为本发明公开的一种旋转变压器解码电路的控制方法，包括：

S801、旋变解码芯片输出预设激励信号至激励信号推挽放大电路的输入端；

S802、激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号和输出旋转变压器所需的激励信号，激励信号推挽放大电路包括阻值由数字信号处理器控制电路调节的数字电位器；

S803、数字信号处理器控制电路接收旋变解码芯片的反馈信号，并调节数字电位器的阻值；

S804、旋变解码芯片接收旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。

具体的，步骤S803的其中一种实现方式是：数字信号处理器控制电路接收激励信号推挽放大电路放大后的激励信号，并判断所述放大后的激励信号是否满足预设值，若否，则生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调节所述数字电位器的阻值。

具体的，步骤S803的另一种实现方式是：旋变解码芯片接收旋转变压器输出的正弦信号和余弦信号，将接收到的所述正弦信号和余弦信号输入至数字信号处理器控制电路，并判断所述正弦信号和余弦信号是否满足预设值，若否，输出故障信号至所述数字信号处理器控制电路；

数字信号处理器控制电路根据接收到的所述故障信号和所述正弦信号和余弦信号生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调节数字电位器的阻值至所述故障信号消失。

综上所述，该方法的其中一种工作原理为：首先通过旋变解码芯片输出预设激励信号，然后通过激励信号推挽放大电路对预设激励信号进行放大，并将放大后的预设激励信号发送至数字信号处理器控制电路，数字信号处理器控制电路接收放大后的预设激励信号并对放大后的预设激励信号进行判断，判断放大后的预设激励信号是否满足预设值，若不满足则生成第一控制信号，并根据第一控制信号控制数字电位器调整数字电位器的阻值，激励信号推挽放大电路根据数字电位器调整后的阻值输出旋转变压器所需的激励信号，实现了对不同的旋转变压器的自适应匹配。

另一种工作原理为：首先通过旋变解码芯片接收旋转变压器实时输出的正弦信号和余弦信号，并判断接收到的正弦信号和余弦信号是否满足预设值，若不满足则输出故障信号至数字信号处理器控制电路，同时将接收到的正弦信号和余弦信号输入至数字信号处理器控制电路，数字信号处理器控制电路根据接收到的所述故障信号和所述正弦信号和余弦信号生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号控制与其连接的所述数字电位器调整数字电位器的阻值，通过调整数字电位器的阻值可以调整旋转变压器输出的正弦信号和余弦信号，当调整后的数字电位器的阻值使旋转变压器的正弦信号和余弦信号满足旋转变压器的需求时，所述故障信号将消失，此时所述旋转变压器解码电路与所述旋转变压器相匹配。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转变压器解码电路，其特征在于，包括：激励信号推挽放大电路、旋变解码芯片和数字信号处理器控制电路；其中：

所述旋变解码芯片输出预设激励信号，并将所述预设激励信号输入至与其连接的所述激励信号推挽放大电路的输入端；

所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号，所述激励信号推挽放大电路包括数字电位器；

所述激励信号推挽放大电路的输出端与旋转变压器连接，所述激励信号推挽放大电路根据所述数字电位器的阻值输出所述旋转变压器所需的激励信号；

所述数字信号处理器控制电路与所述旋变解码芯片相连，接收所述旋变解码芯片的反馈信号，并调节与其连接的所述数字电位器的阻值；

所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述数字电位器包括第一数字电位器和第二数字电位器；

所述激励信号推挽放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一PNP三极管和第二PNP三极管；其中：

所述第一电阻、第一运算放大器与所述第一数字电位器构成第一放大电路，所述第一电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的正端EXC连接，另一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，所述第一数字电位器的可调电阻端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一NPN三极管与所述第一PNP三极管构成第一推挽电路的输入端连接；

所述第二电阻、第二运算放大器与所述第二数字电位器构成第二放大电路，所述第二电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的负端连接，另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref，所述第二数字电位器的可调电阻端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第二NPN三极管与所述第二PNP三极管构成第二推挽电路的输入端连接；

所述第一NPN三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极与电源连接，发射极为激励信号的正输出端；

所述第一PNP三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极接地，发射极与所述第一NPN三极管的发射极相连；

所述第二NPN三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极与电源连接，发射极为激励信号的负输出端；

所述第二PNP三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极接地，发射极与所述第二NPN三极管的发射极相连。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：与所述旋转变压器连接，对所述旋转变压器副边的正弦信号和余弦信号进行滤波的滤波电路。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第一差模滤波器、第二差模滤波器、第一共模滤波器、第二共模滤波器、第一RC滤波器和第二RC滤波器；其中：

所述第一差模滤波器、第一共模滤波器和第一RC滤波器分别连接后对所述旋转变压器副边的正弦信号进行滤波；

所述第二差模滤波器、第二共模滤波器和第二RC滤波器分别连接后对所述旋转变压器副边的余弦信号进行滤波。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一差模滤波器包括：共模电感L1和电容C21，所述电容C21的两端分别与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L1的第一输入端与正弦信号输入端SIN_EXT连接，第二输入端与正弦信号输入端连接；

所述第二差模滤波器包括：共模电感L2和电容C22，所述电容C22的两端分别与所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L2的第一输入端与余弦信号输入端COS_EXT连接，第二输入端与余弦信号输入端连接；

所述第一共模滤波器包括：共模电感L1、电容C2和电容C3，所述电容C2和电容C3串联后的两端与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C2和电容C3的连接点接地；

所述第二共模滤波器包括：共模电感L2、电容C4和电容C5，所述电容C4和电容C5串联后的两端与所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C4和电容C5的连接点接地；

所述第一RC滤波器包括：电阻R17、电阻R18和电容C20，所述电阻R17一端与所述共模电感L1的第一输出端连接，另一端为正弦信号输出端所述电阻R18一端与所述共模电感L1的第二输出端连接，另一端为正弦信号输出端SIN，所述电容C20的两端分别与正弦信号输出端SIN和正弦信号输出端相连；

所述第二RC滤波器包括：电阻R15、电阻R16和电容C19，所述电阻R15一端与所述共模电感L2的第一输出端连接，另一端为余弦信号输出端所述电阻R16一端与所述共模电感L2的第二输出端连接，另一端为余弦信号输出端COS，所述电容C19的两端分别与余弦信号输出端COS和余弦信号输出端相连。

6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述滤波电路还包括：第一静电二极管保护器件Z1和第二静电二极管保护器件Z2；其中：所述第一静电二极管保护器件Z1包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和第二二极管的阳极相连后接地，所述第一二极管的阴极与所述共模电感L1的第二输出端相连，所述第二二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输出端相连；

所述第二静电二极管保护器件Z2包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管和第四二极管的阳极相连后接地，所述第三二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输出端相连，所述第四二极管的阴极与所述共模电感L1的第二输出端相连。

7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括：故障检测指示电路；

所述旋变解码芯片包括：正弦信号与余弦信号运算电路；

所述正弦信号与余弦信号运算电路判断经过所述滤波电路滤波后的正弦信号和余弦信号是否正常，若否，则生成警告信号，并将所述警告信号发送至所述故障检测指示电路；

所述故障检测指示电路接收所述警告信号，对故障进行警示。

8.一种旋转变压器解码电路的控制方法，其特征在于，包括：

旋变解码芯片输出预设激励信号至激励信号推挽放大电路的输入端；

所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号和输出所述旋转变压器所需的激励信号，所述激励信号推挽放大电路包括阻值由数字信号处理器控制电路调节的数字电位器；

所述数字信号处理器控制电路接收所述旋变解码芯片的反馈信号，并调节数字电位器的阻值；

所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理器控制电路调节数字电位器阻值的方法为：

所述数字信号处理器控制电路接收所述激励信号推挽放大电路放大后的激励信号，并判断所述放大后的激励信号是否满足预设值，若否，则生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调节所述数字电位器的阻值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理器控制电路调节所述数字电位器阻值的方法为：

所述旋变解码芯片接收旋转变压器输出的正弦信号和余弦信号，将接收到的所述正弦信号和余弦信号输入至所述数字信号处理器控制电路，并判断所述正弦信号和余弦信号是否满足预设值，若否，输出故障信号至所述数字信号处理器控制电路；

所述数字信号处理器控制电路根据接收到的所述故障信号和所述正弦信号和余弦信号生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调节所述数字电位器的阻值至所述故障信号消失。