摘要：旋转变压器是一种高分辨率的角度传感器。本文在介绍旋转变压器工作原理之外，对以AD2S1200 为核心的数字解码电路系统和基于现场可编程门阵列（FPGA）的多通道旋转变压器测角系统的两个实例进行了简单分析。通过学习研究人员实验和理论相结合后得到的方案检验结果和误差来源判断，对于旋转变压器的功能和应用的理解有所开拓，并提供了创新的思路。

关键词：旋转变压器 角度传感器 解码电路 FPGA 测角系统

1 旋转变压器工作原理

1.1基本原理

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度-数字转换装置中。

如图1 所示，R1、R2为旋转变压器的激励端口，S1、S2为旋转变压器的正弦信号输出端口，S3、S4为旋转变压器的余弦信号输出端口。当在初级激励绕组端口R1、R2加上1个正弦激励信号时，在次级绕组上将产生一对感应信号。

设转子R1—R2 激磁绕组施加的激磁电压为：

则定子S1—S2、S3—S4 之间的正、余弦输出绕组输出电压分别为：

式（ 3） 中Um为正、余弦绕组感应交流电势的振幅值，θ 为余弦绕组轴线S3—S4 与转子激磁绕组轴线R1—R2 之夹角，即被测转轴量旋转的角度信息。

求解θ 典型的处理方法是将式（ 2） 、式（ 3） 相除得表达式（ 4） ，即：

式……