随着数控技术的发展，作为数控系统的主要反馈元件之一的正余弦编码器在高速高精度数控系统中的作用显得越来越重要。目前从正余弦编码信号中提取出高精度的位置和速度信息的核心技术大都掌握在国外公司中。为了打破国外技术封锁垄断，本文对正余弦编码信号的纠偏和细分技术进行了深入研究，提出了一种高精度细分方法。在本文中，首先介绍了编码器四场成像扫描原理和单场成像扫描原理，分析了影响正余弦编码信号质量的直流误差，幅值误差和相位误差产生的原因；基于Matlab软件进行建模，研究了这些误差对采用反正切细分提取高精度位置信息精度的影响，得出高精度细分对正余弦信号质量的要求指标；通过对比主流的纠偏技术的优缺点，提出了一种基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）流水线结构的动态纠正直流偏置误差，幅值误差和相位误差的方法。四倍频细分和电阻链细分细分数有限，不满足高精度细分要求。本文实现了基于CORDIC（坐标旋转数字计算方法）算法的反正切细分方法，但是这种方法对正余弦信号噪声特别敏感，不满足高精度细分要求。为此文中提出了一种跟踪环路的细分算法，在这种算法中建立一个PI控制器，对位置信息的变化量进行滤波，有效的抑制了噪声，可以满足高精度细分的要求。最后，设计了正余弦编码信号硬件平台对文中涉及的理论进行测试和验证。对编码器输出原始信号进行测量，分析信号误差；对比纠偏前后的信号，对文中提出的基于FPGA的流水线式纠偏技术进行验证；对比采用CORDIC算法细分后的数据和采用跟踪环路算法细分后的数据，验证跟踪环路算法的优点。测试结果表明，文中提出的纠偏和细分方法可以达到1024细分，能满足高精度运动控制的要求。