旋转变压器是一种电磁式传感器,可以用于角位置和角速度的测量。旋转变压器结构简单可靠,具有抗冲击、抗振动、耐高温等特点,使用寿命长,可以用于环境恶劣的场合。此外,旋转变压器精度高、抗共模干扰,能够满足一些系统对于高精度的要求。因此,旋转变压器广泛应用于机械设计制造、航空航天、数字转台、电动汽车等领域。但旋转变压器的输出信号是由高频载波与低频角位移信号调制而成的模拟信号,需要专门的解码系统进行解码才能得到角位置或角速度信息。而在一些应用中,例如工业机器人、雷达运动平台等需要多个旋转变压器用作位置反馈,如果能够使用一个可以解码多路旋转变压器的解码系统进行统一解码,不仅能提高系统的集成化,还能节约系统成本。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上发展起来的新型半定制集成电路,具有独立可分配的I/O接口和可编程逻辑块。目前,FPGA由于具有容量大、速度高、集成度高及灵活性强等特点,可以完成极其复杂的时序和组合逻辑电路功能,在通信、数字信号处理、图像处理等领域得到了越来越多的应用。因此,以FPGA为核心设计一个可以对多路旋转变压解码的解码系统即可以在提高该系统集成度、可靠性的同时能够保证解码精度与运算速度。本文对基于FPGA的旋转变压器解码算法进行研究,并对闭环跟踪解码算法进行改进。仿真结果显示,相比传统闭环跟踪解码算法,改进的闭环跟踪解码算法的阶跃响应更快、稳态误差更接近理论值。结合旋转变压器自身的特性,本文对多路旋转变压器解码系统的硬件电路进行设计,使用数字功率放大器对多路旋转变压器提供统一的激励信号,以总线开关与模数转换器配合的方式依次对多路旋转变压器输出信号进行采样,减少了硬件电路的布置,降低了系统成本。以改进的闭环跟踪解码算法为核心,结合对硬件电路的控制进行解码系统的软件设计,使得解码系统能够稳定、精确的对多路旋转变压器进行解码。最后搭建实验平台,以PGA411-Q1的数字轴角转换器为参照,通过实验进行系统验证。实验结果表明,本文设计的多路旋转变压器解码系统能够较为精确的对8路旋转变压器进行解码。