旋转变压器信号转换装置以及方法[发明专利]

*CN1024720A*

(10)申请公布号 CN 1024720 A(43)申请公布日 2012.05.23

(12)发明专利申请

(21)申请号 201080034857.5(22)申请日 2010.12.27(30)优先权数据

2010-002200 2010.01.07 JP(85)PCT申请进入国家阶段日 2012.02.07

(86)PCT申请的申请数据

PCT/JP2010/007552 2010.12.27(87)PCT申请的公布数据

WO2011/083550 JA 2011.07.14(71)申请人川崎重工业株式会社

地址日本兵库县神户市(72)发明人山田昌启

(74)专利代理机构上海瀚桥专利代理事务所

(普通合伙) 31261(54)发明名称

旋转变压器信号转换装置以及方法(57)摘要

在旋转变压器信号转换装置及其方法中，将来自旋转变压器的正弦波输出放大并进行模拟－数字转换后，通过带通滤波器，将具有以励磁信号的频率为中心频率的、规定频带的频率成分取出，与基于所述励磁信号的参考信号同步进行采样，根据该采样的信号作成检测角度信号的正弦值。同样，根据来自旋转变压器的余弦波输出作成检测角度信号的余弦值，根据检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度。借助于此，消除输入的旋转变压器信号受到马达产生的磁场和PWM驱动引起的开关噪声等造成的干扰噪声的影响，因为运算处理不具有频率相关性，因此降低了检测角度的误差。

代理人曹芳玲(51)Int.Cl.

G01D 5/20(2006.01)

权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 5 页权利要求书2页 说明书8页 附图5页

CN 1024720 ACN 1024720 A

权 利 要 求 书

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1.一种旋转变压器信号转换装置，其特征在于，具备

设计为使以作为来自旋转变压器的正弦波输出的第一旋转变压器信号的频率成分中的励磁信号的频率为中心频率的规定频带能够通过的第一带通滤波器、

使通过所述第一带通滤波器的所述第一旋转变压器信号与基于所述励磁信号的参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成检测角度信号的正弦值的第一采样同步整流部、

设计为使以作为来自所述旋转变压器的余弦波输出的第二旋转变压器信号的频率成分中的所述励磁信号的频率为中心频率的规定频带能够通过的第二带通滤波器、

使通过所述第二带通滤波器的所述第二旋转变压器信号与所述参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成所述检测角度信号的余弦值的第二采样同步整流部、

以及根据所述检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度的角度运算部。2.权利要求1所述的旋转变压器信号转换装置，其特征在于，所述第一及第二采样同步整流部形成如下所述结构，即能够

在所述参考信号的振幅在正侧和负侧分别为最大的时刻提取所述第一或第二旋转变压器信号；

在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录；

或者，在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录；

将这些记录按时间序列排列，作成所述检测角度信号。3.权利要求1所述的旋转变压器信号转换装置，其特征在于，具备以预测的相位延迟量修正所述励磁信号，将其作为所述参考信号提供的相位修正部。

4.权利要求1所述的旋转变压器信号转换装置，其特征在于，还具备根据所述检测角度的各采样的差分计算出旋转速度的差分运算部、以及根据所述检测角度与所述旋转速度，计算出修正因通过所述第一或第二带通滤波器引起的相位延迟的修正后的检测角度的延迟修正部。

5.权利要求1所述的旋转变压器信号转换装置，其特征在于，还具备

将输入到所述第一或第二带通滤波器的所述第一或第二旋转变压器信号放大的放大器部、以及将该放大的旋转变压器信号从模拟信号转换为数字信号，输出到所述第一或第二带通滤波器的AD转换部。

6.权利要求1所述的旋转变压器信号转换装置，其特征在于，在一个可编程装置上，构成至少所述第一及第二带通滤波器、所述第一及第二采样同步整流部、以及所述角度运算部。

7.一种旋转变压器信号转换方法，其特征在于，包括

用设计为使作为来自旋转变压器的正弦波输出的第一旋转变压器信号能够通过以励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第一带通滤波器进行滤波的步骤、

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权 利 要 求 书

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使通过所述第一带通滤波器的所述第一旋转变压器信号与基于所述励磁信号的参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成检测角度信号的正弦值的第一采样同步整流步骤、

用设计为使作为来自所述旋转变压器的余弦波输出的第二旋转变压器信号能够通过以所述励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第二带通滤波器进行滤波的步骤、

使通过所述第二带通滤波器的所述第二旋转变压器信号与所述参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成所述检测角度信号的余弦值的第二采样同步整流步骤、以及

根据所述检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度的步骤。8.权利要求7所述的旋转变压器信号转换方法，其特征在于，所述第一及所述第二采样同步整流步骤分别包括

在所述参考信号的振幅在正侧及负侧分别为最大的时刻，提取所述第一或第二旋转变压器信号的步骤、

在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录；或者，在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录的步骤、

将这些记录按时间序列排序，作成所述检测角度信号的步骤。9.权利要求7所述的旋转变压器信号转换方法，其特征在于，还包括根据所述检测角度的各采样的差分计算出旋转速度的步骤、以及根据所述旋转速度与所述检测角度，计算出修正通过所述第一或第二带通滤波器引起的相位延迟的修正后的检测角度的步骤。

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说 明 书

旋转变压器信号转换装置以及方法

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技术领域

本发明涉及将从检测马达等的旋转角度的旋转变压器（resolver）输出的二相的

旋转变压器信号的检测角度，转换为数字输出角度用的旋转变压器信号转换装置以及旋转变压器信号转换方法。

[0001]

背景技术

以往，旋转变压器用于检测马达等的旋转角度。旋转变压器具备励磁线圈和检测

线圈，对励磁线圈提供交流电时，相应于定子与转子的相对角度在检测线圈上产生交流电压。该交流电压用连接于检测线圈的电压表检测，向旋转变压器－数字转换器（RD转换器）输出。该RD转换器将输入的旋转变压器信号中含有的检测角度转换为数字角度数据输出。这样，旋转变压器和RD转换器组合使用。

[0003] 旋转变压器通常配置于马达近旁。因此，旋转变压器受到马达产生的磁场的强烈影响，旋转变压器信号中重叠有受马达产生的磁场的影响而产生的噪声。在马达旋转时，由于马达产生的磁场为与其旋转同步的磁场，因马达产生的磁场的影响而重叠的噪声为低频噪声。又，近年来，马达往往用PWM（脉冲宽度调制；Pulse Width Modulation）控制的电压进行驱动。这样的PWM驱动的马达上具备的旋转变压器受开关噪声的影响。这种开关噪声不限于低频，还有分布到高频的情况。这样，输入到RD转换器的旋转变压器信号上有干扰噪声重叠时，RD转换器的工作受其影响，从RD转换器输出的数字角度输出中包含有干扰噪声引起的角度误差。[0004] 对此，在专利文献1中提出了能够去除由马达产生的磁场的影响而导致的噪声的RD转换器。该RD转换器在角度运算回路内参照励磁信号进行同步检波的同步检波电路与控制数字角度输出使该同步检波电路的输出为0的控制器之间，具备去除在旋转变压器信号上重叠的低频噪声成分的带阻滤波器。又，该带阻滤波器设定为，能够去除以励磁频率10kHz为中心频率并且频带宽度为2kHz以上的频带内的频率。[0005] 专利文献1：日本特开2009－150826号公报。

[0002]

发明内容

以专利文献1中所述的RD转换器为例的一般的RD转换器，对输入角度反馈输出角度，采用使输入角度与输出角度之差总是为0地工作的跟踪回路。具备这样的跟踪回路的RD转换器由于有在某特定频率增益增加的频率特性，因此有时候会因频率的关系而导致实际角度与输出的角度有误差产生。[0007] 鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种旋转变压器信号转换装置以及旋转变压器信号转换方法，该装置由于运算处理不具有频率相关性，且能够降低输入的旋转变压器信号中因马达产生的磁场等导致的干扰噪声的影响，因此能够降低旋转变压器的检测角度的误差。

[0008] 本发明的旋转变压器信号转换装置，具备设计为使以作为来自旋转变压器的正弦

[0006]

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说 明 书

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波输出的第一旋转变压器信号的频率成分中的励磁信号的频率为中心频率的规定频带能够通过的第一带通滤波器、使通过所述第一带通滤波器的所述第一旋转变压器信号与基于所述励磁信号的参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成检测角度信号的正弦值的第一采样同步整流部、设计为使以作为来自所述旋转变压器的余弦波输出的第二旋转变压器信号的频率成分中的所述励磁信号的频率为中心频率的规定频带能够通过的第二带通滤波器、使通过所述第二带通滤波器的所述第二旋转变压器信号与所述参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成所述检测角度信号的余弦值的第二采样同步整流部、以及根据所述检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度的角度运算部。

[0009] 同样，本发明的旋转变压器信号转换方法，包括用设计为使作为来自旋转变压器的正弦波输出的第一旋转变压器信号能够通过以励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第一带通滤波器进行滤波的步骤、使通过所述第一带通滤波器的所述第一旋转变压器信号与基于所述励磁信号的参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成检测角度信号的正弦值的第一采样同步整流步骤、用设计为使作为来自所述旋转变压器的余弦波输出的第二旋转变压器信号能够通过以所述励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第二带通滤波器进行滤波的步骤、使通过所述第二带通滤波器的所述第二旋转变压器信号与所述参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成所述检测角度信号的余弦值的第二采样同步整流步骤、以及根据所述检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度的步骤。

[0010] 如果采用所述旋转变压器信号转换装置或方法，则通过用第一或第二带通滤波器对旋转变压器信号进行滤波，可以不必对旋转变压器信号通过模拟信号处理期间的偏移误差进行修正，能够减小检测角度的误差。又，通过用第一或第二带通滤波器对旋转变压器信号进行滤波，也能够使旋转变压器信号中的干扰噪声频率成分衰减。而且在同步整流中不将旋转变压器信号乘以参考信号，因此参考信号的高谐波和干扰噪声不会被放大，能够减少这些因素对检测角度信号的影响。而且在旋转变压器信号的处理中不存在跟踪回路，因此不具有频率相关性。因此如果采用这种旋转变压器信号转换装置和旋转变压器信号转换方法，则能够减小旋转变压器的检测角度的误差。[0011] 也可以在所述旋转变压器信号转换装置中，所述第一及第二采样同步整流部形成如下所述结构，即能够在所述参考信号的振幅在正侧和负侧分别为最大的时刻提取所述第一或第二旋转变压器信号；在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所述提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录；或者，在所述参考信号的振幅在负侧的情况下将所提取的旋转变压器信号原封不动加以记录，同时在所述参考信号的振幅在正侧的情况下将所提取的旋转变压器信号的符号正负反转加以记录；将这些记录按时间序列排列，作成所述检测角度信号。[0012] 同样，也可以在所述旋转变压器信号转换方法中，包含用设计为使作为来自旋转变压器的正弦波输出的第一旋转变压器信号能够通过以励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第一带通滤波器进行滤波的步骤、使通过所述第一带通滤波器的所述第一旋转变压器信号与基于所述励磁信号的参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号

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作成检测角度信号的正弦值的第一采样同步整流步骤、用设计为使作为来自所述旋转变压器的余弦波输出的第二旋转变压器信号能够通过以所述励磁信号的频率为中心频率的规定频带的第二带通滤波器进行滤波的步骤、使通过所述第二带通滤波器的所述第二旋转变压器信号与所述参考信号同步地进行采样，根据该采样的旋转变压器信号作成所述检测角度信号的余弦值的第二采样同步整流步骤、以及根据所述检测角度信号的正弦值和余弦值计算出检测角度的步骤。

[0013] 如果采用上面所述手段，则能够以参考信号的频率的2倍的采样周期对旋转变压器信号采样。由于使得采样周期加倍，能够提高响应速度（数据更新周期）。[0014] 也可以在所述旋转变压器信号转换装置中，具备以预测的相位延迟量修正所述励磁信号，将其作为所述参考信号提供的相位修正部。如果采用这样的结构，则由于提供在基于励磁信号的电流被提供给旋转变压器之前或被输入到旋转变压器信号转换装置后到达采样同步整流部之前的时间里产生的相位延迟得到补偿的参考信号，因此能够进一步提高检测精度。

[0015] 而且也可以在所述旋转变压器信号转换装置中，还具备根据所述检测角度的各采样的差分计算出旋转速度的差分运算部、以及根据所述检测角度与所述旋转速度，计算出修正因通过所述第一或第二带通滤波器引起的相位延迟的修正后的检测角度的延迟修正部。

[0016] 同样，也可以在所述旋转变压器信号转换方法中，还包括根据所述检测角度的各采样的差分计算出旋转速度的步骤、以及根据所述旋转速度与所述检测角度，计算出修正通过所述第一或第二带通滤波器引起的相位延迟的修正后的检测角度的步骤。[0017] 如果采用所述手段，则能够对通过第一或第二带通滤波器引起的相位延迟进行修正，进一步减小检测角度的误差。

[0018] 又可以在所述旋转变压器信号转换装置中，还具备将输入到所述第一或第二带通滤波器的所述第一或第二旋转变压器信号放大的放大器部、以及将该放大的旋转变压器信号从模拟信号转换为数字信号，输出到所述第一或第二带通滤波器的AD转换部。[0019] 而且，也可以在所述旋转变压器信号转换装置中，在一个可编程装置上，构成至少所述第一及第二带通滤波器、所述第一及第二采样同步整流部、以及所述角度运算部。借助于此，可在可编程装置内部处理各运算部进行的运算，因此与微型电子计算机等利用软件进行运算相比能够以更高的速度运算，同时容易进行各运算部之间的调整。而且由于能够以比较少的零部件数目构成装置，因此结构紧凑，能够降低成本。如果采用本发明，则运算处理不具有频率相关性，且能降低输入的旋转变压器信号中因马达产生的磁场的噪声和PWM驱动引起的开关噪声等造成的干扰噪声的影响，因此能够降低旋转变压器的检测角度的误差。

[0020]

附图说明

图1是表示具备作为本发明的旋转变压器信号转换装置的RD转换器的角度检测

装置的结构的方框图；

图2是表示旋转变压器信号转换处理流程的流程图；图3是表示带通滤波器的设计例的图；

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图4A是表示作为带通滤波器的设计例的第一带通滤波器的振幅响应特性的示图；图4B是表示作为带通滤波器的设计例的第一带通滤波器的相位响应特性的示图；图5是表示说明用参考信号对旋转变压器信号进行采样同步整流的过程用的，参考信号的波形、旋转变压器信号的波形以及解调后的检测角度信号的波形的示图。具体实施方式

[0022] 以下参照附图对本发明的实施形态进行详细说明。本发明的实施形态的旋转变压器信号转换装置，由旋转变压器－数字转换器（以下简称“RD转换器1”）构成。图1中，该RD转换器1与旋转变压器10和励磁信号发生器2一起作为角度检测装置表示。[0023] 旋转变压器10配置于马达（未图示）的绕组近旁，具备设置于马达的转子上的一个励磁线圈11、设置于定子上的第一检测线圈13及第二检测线圈15。在励磁线圈11上，基于励磁信号发生器2生成的励磁信号的交流电压由交流电源12提供。第一检测线圈13与第二检测线圈15在转子周围以该转子的轴心为中心，将相位以电气角换算相移90°配置。在各线圈13、15上分别连接检测其两端生成的电压并向RD转换器1输出的电压表14、16。[0024] 励磁信号发生器2具备正弦波发生部21、DA转换部（数字－模拟转换器）22、放大器部23、以及相位修正部24。正弦波发生部21产生正弦波状的励磁信号Asinωt。将该励磁信号输入到DA转换部22并且从数字信号转换为模拟信号，输入到放大器部23进行放大，然后输入到旋转变压器10的交流电源12。

[0025] 输入励磁信号Asinωt的交流电源12为励磁线圈11提供基于该励磁信号的励磁电压。还有，也可以形成不通过交流电源12，而直接从放大器部23向励磁线圈11提供励磁电压的结构。将励磁电压提供给励磁线圈11时，以转子的旋转角度（检测角度θ）调制该励磁电压得到的电压产生于各检测线圈13、15，从连接于第一检测线圈13的电压表14输出第一旋转变压器信号S1作为其检测信号，从连接于第二检测线圈15的电压表16输出第二旋转变压器信号S2作为其检测信号。还有，也可以形成不通过电压表14、16，直接从各线圈13、15向RD转换器1输入旋转变压器信号的结构。

[0026] 第一旋转变压器信号S1与正弦波sinθ相关，用S1＝kAsinωt·sinθ表示。在这里，k表示变压比。另一方面，第二旋转变压器信号S2与检测角度θ的余弦波cosθ相关，以S2＝kAsinωt·cosθ表示。这样，相对检测角度θ振幅正弦波状变化的两相相移90°的旋转变压器信号从旋转变压器10输入RD转换器1，在RD转换器1中这些旋转变压器信号转换为角度数据，作为数字信号输出。通过这样将励磁信号发生器2、旋转变压器10、RD转换器1加以组合，能够作为数字角度检测装置发挥作用。[0027] （RD转换器1的结构）

接下来，对RD转换器1的结构进行详细说明。RD转换器1具备第一放大器部31、第二放大器部41、第一AD转换部（模拟－数字转换器）32、第二AD转换部（模拟－数字转换器）42、第一带通滤波器33、第二带通滤波器43、第一采样同步整流部34、第二采样同步整流部44、角度运算部35、延迟修正部36以及差分运算部37。以下对RD转换器1的各构成要素与图2所示的旋转变压器信号转换处理流程一起说明。

[0028] 从旋转变压器10输入RD转换器1的第一旋转变压器信号S1（步骤S11）通过第一放大器部31放大（步骤S12），经第一AD转换部32从模拟信号转换为数字信号（步骤S13），

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用第一带通滤波器33滤波（步骤S14），由第一采样同步整流部34将其与基于励磁信号的参考信号同步整流（步骤S15），其解调后（同步整流后）的检测角度信号作为正弦波sinθ向角度运算部35输入。另一方面，从旋转变压器10输入RD转换器1的第二旋转变压器信号S2（步骤S21）通过第二放大器部41放大（步骤S22），经第二AD转换部42从模拟信号转换为数字信号（步骤S23），用第二带通滤波器43滤波（步骤S24），由第二采样同步整流部44将其与参考信号同步整流（步骤S25），其解调后（同步整流后）的检测角度信号作为余弦波cosθ向角度运算部35输入。[0029] 第一带通滤波器33，是在用第一AD转换部32进行模拟－数字转换的旋转变压器信号中，使设定的通带（通频带）以外的频率衰减，只使通带的频率通过的带通滤波器。输入到第一带通滤波器33的旋转变压器信号中含有通过第一放大器部31以及第一AD转换部32的模拟信号处理期间的偏移误差。第一带通滤波器33的设置目的之一是，解决关于该偏移误差的问题。从而，在RD转换器1中，由于具备第一带通滤波器33，无需进行从检测出的旋转变压器信号减去偏移量那样的修正处理。

[0030] 第一带通滤波器33的通带的中心频率是励磁信号的频率，同样，通带的幅度由角度检测所需要的频率特性和应该降低的噪声的频率及其衰减量决定。总之，第一带通滤波器33的作用是，只从旋转变压器信号取出用旋转变压器10调制励磁信号后输出的频率成分。例如在图3中，示出输入第一带通滤波器33的设定的画面显示的一个例子。在这里，分别将励磁信号的频率设定为7.3kHz，噪声的频率设定为10kHz，通带的宽度设定为±2.3kHz，通带为5.0～9.6kHz。而且，确保在该通带外的频率以40分贝以上的衰减量衰减用的FIR（Finite Impulse Response；有限脉冲响应）滤波器的次数定为83次。图4A是表示第一带通滤波器33的振幅响应特性的示图，纵轴表示振幅，横轴表示频率。如该图所示，如上所述设定的第一带通滤波器33中，通带5.0～9.6kHz以外的频率以40分贝以上的衰减量衰减。

[0031] 所述第一带通滤波器33由于使旋转变压器信号的通带的频率成分通过，因此通过第一带通滤波器33的旋转变压器信号S1’中含有励磁信号经旋转变压器10调制后输出的频率成分，不包含0及其近旁的频率成分（直流成分）。因此，对通过该第一带通滤波器33的旋转变压器信号S1’，没必要考虑偏移误差。而且通过该第一带通滤波器33的旋转变压器信号S1’，其通带外的噪声成分被衰减去除。[0032] 又，为确保检测角度的精度，必须使对第一旋转变压器信号S1与第二旋转变压器信号S2进行滤波的两个通道同一特性。从而，必须使第一带通滤波器33与第二带通滤波器43的滤波特性没有差异，以使两个通道的滤波特性完全一致。为了实现这一点，第一带通滤波器33与第二带通滤波器43都采用数字滤波器，对这些带通滤波器33、43设定同一通带。通过这样使用数字滤波器，能够像模拟滤波器那样排除各滤波器的结构部件的特性偏差对角度检测性能的影响。

[0033] 第一采样同步整流部34以基于向交流电源12（旋转变压器10）提供的励磁信号的参考信号，同步地对通过第一带通滤波器33的第一旋转变压器信号S1’进行采样后整流，将其作为解调后的检测角度信号向角度运算部35输出。但是，用励磁信号发生器2的正弦波发生部21生成、并向交流电源12提供的励磁信号，存在由于通过DA转换部22以及放大器部23的过程中发生的相位延迟。因此，除了上述发生的相位延迟外，还预计通过旋

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转变压器10的绕组、第一放大器部31、第一AD转换部32、以及第一带通滤波器33时发生的相位延迟，在相位修正部24修正这些预测的使励磁信号发生相位延迟的相位延迟量后，将其作为参考信号，输入第一采样同步整流部34。

[0034] 图5示出了在第一采样同步整流部34对第一旋转变压器信号S1’进行采样和整流的过程。图5的最上段表示从励磁信号发生器2输入第一采样同步整流部34的参考信号Asinωt的波形（a）。图5的中段表示输入RD转换器1，通过第一放大器部31、第一AD转换部32以及第一带通滤波器33的第一旋转变压器信号S1’的波形（b）。图5的最下段表示解调后的检测角度信号的波形（c）。又，在图5中，纵轴表示振幅，横轴表示时间。第一采样同步整流部34在参考信号的振幅在正侧及负侧分别为最大的时刻提取第一旋转变压器信号S1’，在参考信号的振幅在正侧的情况下原封不动地记录提取的第一旋转变压器信号S1’，在参考信号的振幅在负侧的情况下将提取的第一旋转变压器信号S1’乘以－1使符号正负反转后记录，将这些记录按时间序列排序，作成角度检测信号。通过这样进行采样同步整流，用参考信号的频率的2倍为采样周期进行第一旋转变压器信号S1’的采样。又，由于通常参考信号的频率为数kHz，所以该采样周期为十几kHz。用该采样周期进行采样的信号是不连续的，但是由于对马达等进行控制的微型电子计算机的一般的运算周期换算成频率大多在数kHz以下，所以不会因此发生问题。又，在第一采样同步整流部34中，参考信号是为了得到采样时刻而被使用的，由于参考信号与旋转变压器信号不相乘，干扰噪声不被放大，所以在解调后的检测角度信号中干扰噪声不容易表现出来，又，在检测角度信号中也不会发生参考信号的高谐波导致的失真。

在上面说明的对应于第一旋转变压器信号S1的第一放大器部31到第一采样同步

整流部34的结构及其处理（步骤S11～S15）与对应于第二旋转变压器信号S2的第二放大器部41到第二采样同步整流部44的结构及其处理（步骤S21～S25）相同，因此对第二放大器部41，第二AD转换部42、第二带通滤波器43、以及第二采样同步整流部44的详细说明省略。又，相对于从第一采样同步整流部34向角度运算部35输出解调后的检测角度信号的正弦值kAsinθ，从第二采样同步整流部44向角度运算部35输出解调后的检测角度信号的余弦值kAcosθ。

[0036] 而且如上所述，输入检测角度信号的正弦值kAsinθ和检测角度信号的余弦值kAcosθ的角度运算部35，根据这些检测角度信号的反正切arctan计算出检测角度θ（步骤S16）。但是，角度运算部35计算出的检测角度θ中，含有因通过第一带通滤波器33或第二带通滤波器43时产生的相位偏移。图4B是表示第一带通滤波器33的相位响应特性的示图，纵轴表示相位，横轴表示频率。如该图所示，使用FIR滤波器构成的第一带通滤波器33虽然在其通带中发生相位偏移，但是相位随频率线性变化，所以容易进行正确的相位修正。因此，取得角度运算部35输出的检测角度θ的差分运算部37，根据取得的多个检测角度θ的各采样的差分计算出转子的旋转速度，将其作为速度数据向延迟修正部36以及外部输出（步骤S17）。而且，取得角度运算部35输出的检测角度θ和差分运算部37输出的速度数据的延迟修正部36，根据速度数据修正因通过第一带通滤波器33或第二带通滤波器43而在检测角度θ中含有的相位延迟，将修正的检测角度θ作为数字角度数据向外部输出（步骤S18）。

[0035] [0037]

所述结构的RD转换器1，其内部不具有反馈结构，因此频率特性平坦。也就是说，

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具备一般的跟踪回路的现有产品由于回路增益具有频率特性而保持频率相关性，但是本发明的RD转换器1不具有这样的频率相关性。因此，能够降低用该RD转换器1转换旋转变压器信号然后输出的数字角度数据（检测角度θ）与实际的转子的旋转角度之间的误差。[0038] 又，所述结构的RD转换器1中，至少第一带通滤波器33、第二带通滤波器43、第一采样同步整流部34、第二采样同步整流部44、以及角度运算部35最好用在一个可编程装置上构成的一个以上的电路和/或一个以上的程序实现。而且，该可编程装置也可以含有正弦波发生部21和/或相位修正部24。作为这样的可编程装置，可以举出例如FPGA（Field Programmable Gate Array；现场可编程门阵列）。在各运算部进行的运算在一个可编程装置内部处理，从而能够高速运算，同时容易进行各运算器之间的调整。又，RD转换器的现有产品一般是与所使用的旋转变压器组合提供，因此用户往往难于选择其特性和形状。也有不与特定旋转变压器组合的通用的RD转换器的现有产品，但是在这种情况下外加的零部件多，设定和调整复杂。不管选择哪一种，RD转换器的现有产品与近来要求高密度安装的情况都不契合。与其相反，如上所述在单个芯片上构成的RD转换器1以少量零部件构成，因此结构紧凑，能够实现高密度安装，还能降低成本。[0039] 工业应用性

本发明的旋转变压器信号转换装置及其方法不限于上述实施例所述的RD转换器1，也可以作为将包含于旋转变压器信号的检测角度转换为数字角度数据输出用的运算器以及电路广泛应用。而且，本发明的旋转变压器信号转换装置及其方法可以应用于在输出旋转变压器、霍尔元件、以及MR元件（磁阻元件）等的两相旋转角度位置信号的检测器上连接，将该旋转角度位置信号中含有的检测角度转换为数字角度数据后输出的装置。[0040] 符号说明

1 RD转换器（旋转变压器信号转换装置）；2 励磁信号发生器；10 旋转变压器；11 励磁线圈；12 交流电源；13 第一检测线圈；14 电压表；

15 第二检测线圈；16 电压表；

21 正弦波发生部；22 DA转换部；23 放大器部；24 相位修正部；31 第一放大器部；32 第一AD转换部；33 第一带通滤波器；34 第一采样同步整流部；35 角度运算部；

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36 延迟修正部；37 差分运算部；41 第二放大器部；42 第二AD转换部；43 第二带通滤波器；44 第二采样同步整流部。

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图5

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