常用的测角度传感器有绝对式光栅编码器、霍尔传感器和旋转变压器。绝对式光栅编码器直接将转轴角度转换成数字信号,应用简单方便,但因环境适 应性、价格等因素致使难以广泛应用;霍尔传感器结构简单,但难以达到高精度角度测量要 求而受到限制;旋转变压器因结构可靠、实时性好、环境适应性强等优点而广泛应用于高精度伺服系统中。旋转变压器是目前最精确、最可靠的轴位摸拟传感器,广泛用于航空、航天、航海等各种控制系统,例如雷达定向导航、坐标变换、火炮控制、机床控制系统等。 由于旋转变压器输出的是一种交流调制信号,在工业控制过程中,常需要把旋转变压器信号转换成数字角度信号,再提供给计算机数字系统处理。这种转换是基于二阶伺服原理的数字转换电路,即锁环相跟踪系统其核心是鉴相器电路。传统上,旋转变压器输出的摸拟信号由采样保持电路经A/D转换成数字信号再由单片机(或DSP)电路进行反三角函数运算处理确定轴角的数字角度与输出数字角度进行比较鉴相,这种鉴相处理方法,使得整个系统的分辨率、绝对精度都非常低,尤其是跟踪速度非常低,根本无法满足高速高精度应用场合。或者将旋转变压器反馈信号直接送入模数转换器,通过软件解调算法实现转子位置信息的数字转换与输出数字角度进行比较鉴相,这种方法原理简单,但旋转变压器为保证一定测量速度下的精度,其反馈信号频率要求在20kHz以上,对模数转换器的转换速率以及软件解调速率要求更高(通常需要在1MHz),从而导致器件成本大大增加。为了克服现有全象限输入模拟角与输出数字角的鉴相方法响应时间长的缺陷,本项目采用锁相环输出信号从存储器中进行寻址来实现鉴相,该鉴相方法不仅简单、可靠,而且晌应时间大大提高达到ms级。