本發(fā)明涉及信號仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種RVDT(Rotary Variable Differential Transformer，旋轉(zhuǎn)可變差動變壓器)信號仿真電路、方法及裝置。

背景技術(shù)：

RVDT的中文釋義是旋轉(zhuǎn)可變差動變壓器，屬于角位移傳感器的一種，RVDT可以將機械位移信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出；RVDT可應(yīng)用于球閥閥位、液壓泵、叉車、機器人、風(fēng)機等設(shè)備的傳動和反饋控制，特別是在飛機等航天器中具有廣泛應(yīng)用。因此對RVDT信號進行仿真具有重要意義，特別是在飛機等航天器的應(yīng)用中，RVDT信號仿真可以模擬機載系統(tǒng)中真實的RVDT傳感器信號，以驗證地面測試設(shè)備的正確性，輔助飛機機載系統(tǒng)的地面調(diào)試。

RVDT信號仿真主要是對RVDT的電氣特性進行模擬，模擬的主要方面是在RVDT的傳感器初級線圈接收激勵信號輸入時，模擬RVDT的傳感器次級線圈輸出與激勵信號相應(yīng)的差分信號。

目前主要是通過乘法器、加法器、減法器等仿真硬件電路的組合，來實現(xiàn)RVDT信號仿真；RVDT的接線模式具有多種(如可分為二線制、三線制、四線制等)，不同接線模式的RVDT，模擬輸出的差分信號相對于輸入的激勵信號的函數(shù)關(guān)系是不同的，而一組仿真硬件電路往往只能實現(xiàn)RVDT一種接線模式下的信號仿真，無法在一組仿真硬件電路中實現(xiàn)多種接線模式的RVDT的信號仿真；為實現(xiàn)多種接線模式的RVDT的信號仿真，則需要為不同接線模式的RVDT分別設(shè)置對應(yīng)的仿真硬件電路，這使得仿真成本較高、仿真實現(xiàn)較為繁瑣。因此，如何以較低成本，且便捷的方式兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員需要考慮的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種RVDT信號仿真電路、方法及裝置，達到以較低成本，且便捷的方式兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案：

一種RVDT信號仿真電路，包括：信號采集電路，控制器，和信號輸出電路；

所述信號采集電路用于，采集RVDT的傳感器初級線圈輸入的模擬激勵信號，將所述模擬激勵信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字激勵信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字激勵信號傳輸至所述控制器；

所述控制器用于，確定RVDT當前接線模式，從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與所述RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號，并將所確定的數(shù)字差分信號傳輸至所述信號輸出電路；

所述信號輸出電路用于，將所述數(shù)字差分信號轉(zhuǎn)換為模擬差分信號。

可選的，所述差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，表示，差分信號與激勵信號的頻率相同，差分信號的幅值隨角位移量改變的函數(shù)關(guān)系；所述控制器用于，根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號，具體包括：

解析所述數(shù)字激勵信號，確定所述數(shù)字激勵信號的幅值和頻率；

確定當前角位移；

根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，確定與所述幅值、頻率和所述當前角位移相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，所述控制器用于，根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，確定與所述幅值、頻率和所述當前角位移相應(yīng)的數(shù)字差分信號，具體包括：

獲取預(yù)定義的RVDT的傳感器次級線圈與初級線圈的變壓比，設(shè)定的角位移范圍上限值；

將所述幅值、頻率、所述當前角位移、所述變壓比、和所述角位移范圍上限值帶入所確定的函數(shù)關(guān)系中，計算出所述數(shù)字差分信號。

可選的，所述信號采集電路包括：第一程控信號調(diào)理電路，和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；

所述第一程控信號調(diào)理電路用于，受所述控制器的控制，擴大輸入傳感器初級線圈的模擬激勵信號的采集幅度范圍；

所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于受所述控制器的控制，將第一程控信號調(diào)理電路處理后的擴大采集幅度范圍的模擬激勵信號，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字激勵信號傳輸至所述控制器；

所述信號輸出電路包括：第一雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，第一雙路濾波電路，第一雙路功率放大電路，第二雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，第二雙路濾波電路，和第二雙路功率放大電路；

所述第一雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路用于，對控制器所輸出的一端的高通道和低通道的數(shù)字差分信號分別進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理；

所述第一雙路濾波電路用于，對所述第一雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的高通道和低通道的模擬差分信號分別進行濾波處理；

所述第一雙路功率放大電路用于，對所述第一雙路濾波電路濾波后的高通道和低通道的模擬差分信號分別進行功率放大處理；

所述第二雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路用于，對控制器所輸出的另一端的高通道和低通道的數(shù)字差分信號分別進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理；

所述第二雙路濾波電路用于，對所述第二雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的高通道和低通道的模擬差分信號分別進行濾波處理；

所述第二雙路功率放大電路用于，對所述第二雙路濾波電路濾波后的高通道和低通道的模擬差分信號分別進行功率放大處理。

可選的，所述RVDT信號仿真電路還包括：差分信號采集電路；

所述差分信號采集電路用于，采集所述采集信號輸出電路所輸出的上一次仿真得到的模擬差分信號，并將該模擬差分信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字差分信號輸入所述控制器；

所述控制器還用于，確定所述差分信號采集電路輸入的上一仿真得到的數(shù)字差分信號的相位，將所確定的相位減去上一仿真所用的數(shù)字激勵信號的相位，得到補償相位差；根據(jù)所述補償相位差，對當前仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償。

可選的，所述差分信號采集電路包括：

第二程控信號調(diào)理電路，用于受所述控制器的控制，擴大模擬差分信號的采集幅度范圍；

第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于受所述控制的控制，將上一次仿真得到的模擬差分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字差分信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字差分信號輸入所述控制器。

本發(fā)明實施例還提供一種RVDT信號仿真方法，應(yīng)用于控制器，所述方法包括：

獲取數(shù)字激勵信號；

確定RVDT當前接線模式，從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與所述RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系；

根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，所述差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，表示，差分信號與激勵信號的頻率相同，差分信號的幅值隨角位移量改變的函數(shù)關(guān)系；所述根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號包括：

解析所述數(shù)字激勵信號，確定所述數(shù)字激勵信號的幅值和頻率；

確定當前角位移；

根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，確定與所述幅值、頻率和所述當前角位移相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，所述RVDT信號仿真方法還包括：

獲取上一次仿真得到的數(shù)字差分信號；

確定所述上一次仿真得到的數(shù)字差分信號的相位；

將所確定的相位減去上一仿真所用的數(shù)字激勵信號的相位，得到補償相位差；

根據(jù)所述補償相位差，對當前仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償。

本發(fā)明實施例還提供一種RVDT信號仿真裝置，應(yīng)用于控制器，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取數(shù)字激勵信號；

函數(shù)關(guān)系確定模塊，用于確定RVDT當前接線模式，從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與所述RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系；

差分信號計算模塊，用于根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路，可以通過控制器預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，從而在確定仿真所使用的RVDT當前接線模式后，可基于信號采集電路輸入的數(shù)字激勵信號，與RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，計算出與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號；再由信號輸出電路對數(shù)字差分信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到模擬的模擬差分信號，完成RVDT的信號仿真。由于本發(fā)明實施例是通過控制器以數(shù)據(jù)處理方式，計算數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號，并通過在控制器中預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，因此可在選擇RVDT的任一接線模式進行信號仿真時，實現(xiàn)相應(yīng)接線模式的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系的調(diào)用，并用于數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號的計算，實現(xiàn)在一個RVDT信號仿真電路中兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真的目的，且不同接線模式的RVDT的信號仿真的調(diào)整，可以通過調(diào)整調(diào)用的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系實現(xiàn)，仿真成本較低、仿真實現(xiàn)過程較為便捷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的控制器計算數(shù)字差分信號的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的再一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的又一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真方法的流程圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的計算數(shù)字差分信號的方法流程圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的補償差分信號相位的方法流程圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖10為本發(fā)明實施例提供的差分信號計算模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖11為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真裝置的另一結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

RVDT信號仿真的要求是，RVDT的傳感器初級線圈接收激勵信號輸入時，RVDT的傳感器次級線圈需要輸出與激勵信號相應(yīng)的差分信號；而由于RVDT的不同接線模式，輸出的差分信號與輸入的激勵信號的函數(shù)關(guān)系不同，因此兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真成為了RVDT信號仿真中的難題。

本發(fā)明實施例為實現(xiàn)不同接線模式的RVDT的信號仿真兼容，主要是采用控制器以軟件方式模擬激勵信號對應(yīng)的差分信號輸出，并通過預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的信號仿真算法(即RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系)，從而在用戶選擇RVDT的某一接線模式進行信號仿真時，控制器可調(diào)用該接線模式對應(yīng)的信號仿真算法，模擬出該接線模式下激勵信號對應(yīng)的差分信號并輸出。通過這種方式，控制器可以基于用戶選擇的RVDT的任意接線模式，調(diào)用用戶所選擇的接線模式對應(yīng)的信號仿真算法，在用戶所選擇的RVDT的接線模式下，實現(xiàn)RVDT信號的仿真，達到在一組電路中兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真的目的。

基于上述思路，圖1示出了本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1，該RVDT信號仿真電路可以包括：信號采集電路10，控制器20，信號輸出電路30。

信號采集電路10與控制器20，信號輸出電路30與控制器20可通過有線形式連接并通信；

可選的，控制器20可以提供有信號輸入接口和信號輸出接口，信號采集電路10可連接控制器20的信號輸入接口，信號輸出電路30可連接控制器20的信號輸出接口；

進一步，控制器20可以提供有多個控制接口，控制器20可通過控制接口連接信號采集電路10、信號輸出電路30、甚至是其他的相對于控制器20的外部電路；控制器20可對采集電路10、信號輸出電路30、或者其他外部電路的工作進行控制。

可選的，控制器20可采用FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)控制器實現(xiàn)，本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路所采用的通信協(xié)議，可視FPGA所支持的通信協(xié)議而定。

如圖1所示，在本發(fā)明實施例中，信號采集電路10可以是對RVDT的傳感器初級線圈輸入的模擬激勵信號(模擬形式的激勵信號)進行采集，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字激勵信號(數(shù)字形式的激勵信號)的硬件電路，信號采集電路10所轉(zhuǎn)換后的數(shù)字激勵信號傳輸至控制器20進行處理；

可選的，針對采集的激勵信號，信號采集電路10還可以擴大激勵信號的信號采集幅度范圍；相應(yīng)的，信號采集電路10可通過配置能夠擴大信號采集幅度范圍的程控信號調(diào)理電路、能夠進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(AD轉(zhuǎn)換電路)等實現(xiàn)；

可選的，信號采集電路10可受控制器20的控制進行激勵信號的采集，諸如，受控制器20的控制，擴大激勵信號的信號采集幅度范圍，受控制器20的控制，實現(xiàn)激勵信號由模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換等。

控制器20提前預(yù)置有RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，并可在RVDT信號仿真時，接收用戶在上位機40配置的RVDT當前接線模式信息；可選的，控制器所接收的RVDT當前接線模式可鎖存到寄存器中(如在控制器采用FPGA控制器時，F(xiàn)PGA控制器的寄存器可鎖存所接收的RVDT當前接線模式)；

可選的，用戶通過上位機40將配置的RVDT當前接線模式傳輸給控制器20，僅是使得控制器20確定RVDT當前接線模式的可選方式；用戶可通過控制器20所支持的任一通信方式，將所配置的RVDT當前接線模式傳輸給控制器20；

控制器20確定仿真所使用的RVDT當前接線模式后，可從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，從而計算出與輸入控制器20的數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號(數(shù)字形式的差分信號)，并輸出計算的數(shù)字差分信號至信號輸出電路30。

信號輸出電路30可將控制器20輸出的數(shù)字差分信號轉(zhuǎn)換成模擬差分信號(模式形式的差分信號)，得到與輸入RVDT的傳感器初級線圈的模擬激勵信號相應(yīng)的模擬差分信號，完成RVDT的信號仿真；

可選的，信號輸出電路30除將數(shù)字差分信號轉(zhuǎn)換成模擬差分信號外，還可以對模擬差分信號進行濾波、功率放大等后處理；

相應(yīng)的，信號輸出電路可通過配置能夠進行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DA轉(zhuǎn)換電路)，能夠進行濾波處理的濾波電路，能夠進行信號功率放大的功率放大電路等實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路，可以通過控制器預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，從而在確定仿真所使用的RVDT當前接線模式后，可基于信號采集電路輸入的數(shù)字激勵信號，與RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，計算出與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號；再由信號輸出電路對數(shù)字差分信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到模擬的模擬差分信號，完成RVDT的信號仿真。由于本發(fā)明實施例是通過控制器以數(shù)據(jù)處理方式，計算數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號，并通過在控制器中預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，因此可在選擇RVDT的任一接線模式進行信號仿真時，實現(xiàn)相應(yīng)接線模式的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系的調(diào)用，并用于數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號的計算，實現(xiàn)在一個RVDT信號仿真電路中兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真的目的，且不同接線模式的RVDT的信號仿真的調(diào)整，可以通過調(diào)整調(diào)用的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系實現(xiàn)，仿真成本較低、仿真實現(xiàn)過程較為便捷。

在RVDT信號仿真中，RVDT的電氣特性主要體現(xiàn)在，傳感器初級線圈接收激勵信號輸入時，傳感器次級線圈輸出與激勵信號頻率相同，幅值隨著角位移量的變化而改變的差分信號；

以三線制、四線制接線模式的RVDT為例，設(shè)傳感器初級線圈激勵信號V_EXC＝A*sin2πft，A為激勵信號幅值，f為激勵信號的頻率，V_EXC表示的是電壓。設(shè)角位移范圍為(-Θ_M，Θ_M)，當前角位移為α，K為次級線圈與初級線圈變壓比，傳感器次級線圈輸出雙端的差分信號V_A、V_B，V_A表示A端(一般是一個繞組)的電壓，V_B表示B端(一般是另一個繞組)的電壓；則其中一個通道的差分信號可以表示為V_A＝A*K*sin2πft*(0.5+α/(2Θ_M))，另一個通道的差分信號可以表示為V_B＝A*K*sin2πft*(0.5-α/(2Θ_M))；而在二線制接線模式的RVDT中，傳感器次級線圈僅輸出單端的差分信號V_A。

本發(fā)明實施例可以分析RVDT各接線模式下，激勵信號與差分信號的函數(shù)關(guān)系(如上所示二、三、四線制接線模式下，激勵信號與差分信號的函數(shù)關(guān)系等)，并在控制器中整理并預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的激勵信號與差分信號的函數(shù)關(guān)系。

由于傳感器初級線圈接收激勵信號輸入時，傳感器次級線圈需要輸出與激勵信號頻率相同，幅值隨著角位移量的變化而改變的差分信號，因此控制器在確定RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系后，需要基于激勵信號的幅值A(chǔ)、頻率f以及當前角位移α等參數(shù)，計算數(shù)字差分信號；具體的，本發(fā)明實施例中，控制器可解析信號輸入模塊輸入的數(shù)字激勵信號，確定出所述數(shù)字激勵信號的幅值A(chǔ)、頻率f，并確定用戶配置的當前角位移α，基于當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，確定出與幅值A(chǔ)、頻率f，當前角位移α相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

以上述激勵信號與差分信號的函數(shù)關(guān)系為例，可選的，圖2示出了控制器計算數(shù)字差分信號的一種可選示意圖，如圖2所示，控制器在接收到信號輸入模塊輸入的數(shù)字激勵信號后，可解析該數(shù)字激勵信號，確定所述數(shù)字激勵信號的幅值A(chǔ)、頻率f；

可選的，幅度A可通過采集激勵信號的波形，提取波形的幅值最大值求得，頻率f可以通過測量激勵信號的波形的過零點的時間測量；進一步，控制器還可以確定所述數(shù)字激勵信號的相位，該相位可通過查找波形查找表求出；

可選的，控制器可接收用戶通過上位機配置的RVDT當前接線模式、當前角位移α，并獲取預(yù)定義的RVDT的傳感器次級線圈與初級線圈的變壓比K，設(shè)定的角位移范圍上限值Θ_M；從而控制器可確定預(yù)置的RVDT當前接線模式對應(yīng)的激勵信號與差分信號的函數(shù)關(guān)系，將所述數(shù)字激勵信號的幅值A(chǔ)、頻率f，用戶所配置的當前角位移α，預(yù)定義的次級線圈與初級線圈變壓比K，設(shè)定的角位移范圍上限值Θ_M帶入所確定的函數(shù)關(guān)系中，計算出數(shù)字差分信號。

可選的，控制器所計算的每一端的差分信號可以具有高通道值和低通道值，相應(yīng)的，信號輸出電路針對控制器所計算的每一端的差分信號，需要分別進行高通道值和低通道值的雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波、功率放大等處理；

可選的，圖3示出了本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的另一結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1和圖3所示，在圖3中，信號采集電路10，信號輸出電路30的結(jié)構(gòu)得到了細化；

具體的，信號采集電路10可以包括：第一程控信號調(diào)理電路11，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12(第一AD轉(zhuǎn)換電路)；

第一程控信號調(diào)理電路11可以擴大輸入傳感器初級線圈的模擬激勵信號的采集幅度范圍，使得后級的第一AD轉(zhuǎn)換電路12能夠得到滿量程的模擬激勵信號；可選的，第一程控信號調(diào)理電路11可以在控制器20的控制下，實現(xiàn)模擬激勵信號的可控增益調(diào)理功能，有效擴大模擬激勵信號的采集幅度范圍，相應(yīng)的，控制器20中可設(shè)置用于控制第一程控信號調(diào)理電路的控制程序；

第一AD轉(zhuǎn)換電路用于將第一程控信號調(diào)理電路處理后的擴大采集幅度范圍的模擬激勵信號，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字激勵信號輸出到控制器20；可選的，第一AD轉(zhuǎn)換電路可在控制器的控制下實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，相應(yīng)的，控制器20中可設(shè)置用于控制第一AD轉(zhuǎn)換電路的控制程序。

信號輸出電路30由于需要對控制器所計算的每一端的差分信號，分別進行高通道值和低通道值的雙通道處理，因此在本發(fā)明實施例中，信號輸出電路30可以針對每一端的差分信號，分別設(shè)置雙通道的處理電路；

如圖3所示，信號輸出電路30可以包括：第一雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(第一雙通道DA轉(zhuǎn)換電路)31，第一雙路濾波電路32，第一雙路功率放大電路33，第二雙通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(第二雙通道DA轉(zhuǎn)換電路)34，第二雙路濾波電路35，第二雙路功率放大電路36；

其中，第一雙通道DA轉(zhuǎn)換電路31可以對控制器所輸出的一端的高通道和低通道的數(shù)字差分信號分別進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理；如控制器所輸出的一端的數(shù)字差分信號V_A的高通道數(shù)字差分信號和低通道數(shù)字差分信號，可通過第一雙通道DA轉(zhuǎn)換電路31的處理，轉(zhuǎn)換成高通道模擬差分信號V_A1和低通道模擬差分信號V_A2；第一雙路濾波電路32可對第一雙通道DA轉(zhuǎn)換電路31轉(zhuǎn)換后的高通道模擬差分信號V_A1和低通道模擬差分信號V_A2，分別進行濾波處理；第一雙路功率放大電路33可對第一雙路濾波電路32濾波后的高通道模擬差分信號V_A1和低通道模擬差分信號V_A2，分別進行功率放大處理，得到功率放大后的高通道模擬差分信號V_A-H，及低通道模擬差分信號V_A-L，從而得到一端的模擬差分信號V_A；

同理，控制器所得到的另一端的數(shù)字差分信號V_B的高通道數(shù)字差分信號和低通道數(shù)字差分信號，可通過第二雙通道DA轉(zhuǎn)換電路34的處理，轉(zhuǎn)換成高通道模擬差分信號V_B1和低通道模擬差分信號V_B2，高通道模擬差分信號V_B1和低通道模擬差分信號V_B2再經(jīng)過第二雙路濾波電路35的處理，實現(xiàn)對高通道模擬差分信號V_B1和低通道模擬差分信號V_B2的濾波；濾波后的高通道模擬差分信號V_B1和低通道模擬差分信號V_B2，再經(jīng)過第二雙路功率放大電路36的處理，得到功率放大后的高通道模擬差分信號V_B-H，及低通道模擬差分信號V_B-L，從而得到另一端的模擬差分信號V_B。

可選的，本發(fā)明實施例可在RVDT的當前接線模式為3線、4線制時，計算差分信號V_A，V_B，而在RVDT的當前接線模式為2線制時，只需計算差分信號V_A，實現(xiàn)信號仿真輸出；

作為一個可選示例，四線制時，V_A-H＝V_A/2，V_A-L＝-V_A/2，V_B-H＝V_B/2，V_B-L＝-V_B/2；三線制時，V_A-H＝V_A，V_A-L＝0，V_B-H＝V_B，V_B-L＝0；二線制時，只需計算V_A即可，相應(yīng)的，V_A-H＝V_A/2，V_A-L＝-V_A/2。

在現(xiàn)有技術(shù)中，由于是通過乘法器、加法器、減法器等硬件電路的組合，來進行RVDT信號的仿真，由于各級硬件電路的延時將導(dǎo)致差分信號和激勵信號的相位產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致仿真結(jié)果存在誤差；現(xiàn)有技術(shù)為解決這種偏差，一般是通過設(shè)置硬件補償電路，來進行相位偏差的補償，然而，硬件補償電路的設(shè)置容易造成電路的震蕩，且無法實現(xiàn)傳感器工作頻率范圍內(nèi)的自適應(yīng)的相位補償；

為更好的解決差分信號和激勵信號的相位偏差，所導(dǎo)致的仿真結(jié)果存在誤差的問題，且減少相位偏差補償過程中的電路震蕩，實現(xiàn)傳感器工作頻率范圍內(nèi)的自適應(yīng)的相位補償，圖4示出了本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路的再一結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1和圖4所示，在圖1的基礎(chǔ)上，圖4所示RVDT信號仿真電路還包括：差分信號采集電路50；

差分信號采集電路50可用于，采集信號輸出電路30所輸出的上一次仿真得到的模擬差分信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字差分信號輸入控制器20；

可選的，針對所采集的信號輸出電路輸出的上一次仿真得到的模擬差分信號，差分信號采集電路50還可以擴大模擬差分信號的信號采集幅度范圍；

相應(yīng)的，差分信號采集電路50可以通過配置能夠擴大信號采集幅度范圍的程控信號調(diào)理電路、能夠進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等實現(xiàn)；需要說明的是，差分信號采集電路50所配置的程控信號調(diào)理電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與信號采集電路所配置的程控信號調(diào)理電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的原理可以相同，但不是同一硬件；

可選的，差分信號采集電路50可以在控制器20的控制下，實現(xiàn)模擬差分信號的可控增益調(diào)理功能，有效擴大模擬差分信號的采集幅度范圍，同時，差分信號采集電路50可以在控制器20的控制下進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

控制器20在接收差分信號采集電路50輸入的上一次仿真得到的數(shù)字差分信號后，可解析該數(shù)字差分信號的相位，確定出該數(shù)字差分信號的相位θ1，將該數(shù)字差分信號的相位θ1，減去，上一次仿真時輸入控制器的數(shù)字激勵信號的相位θ2，得到補償相位差θ1-θ2；控制器20將在當前仿真時，根據(jù)該補償相位差，對當前仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償；

即控制器20可根據(jù)上一次仿真得到的差分信號的相位，和上一次仿真對應(yīng)的激勵信號的相位，計算出控制器當前仿真時的補償相位差，該補償相位差將在控制器當前仿真時得到的差分信號相對于激勵信號的相位偏差進行補償；

如針對第2次仿真得到的差分信號，控制器可基于第2次仿真得到的差分信號和第2次仿真所用的激勵信號的相位，更新補償相位差，更新的補償相位差將在第3次仿真計算差分信號時，補償差分信號相對于激勵信號的相位偏差；

進一步，由于第一次進行信號仿真時，并不存在上一次仿真得到的差分信號，因此本發(fā)明實施例可默認第一次信號仿真時的補償相位差為零；

值得注意的是，本發(fā)明實施例通過上一次仿真得到的差分信號與上一次仿真所用的激勵信號的相位差，補償當前仿真得到的差分信號的相位，目的是為使得補償相位差趨近于零，使得差分信號和激勵信號的相位趨近于無偏差。

可選的，仿真得到的差分信號可能存在多端的值，在對差分信號和激勵信號進行相位偏差的補償時，上一次仿真得到的一個端的差分信號與上一次仿真所用的激勵信號的相位差，可用于補償當前仿真時，該端仿真得到的差分信號與激勵信號的相位偏差；

如圖5所示，以對次級線圈電壓V_A的相位補償為例，上一次仿真得到的V_A_H、V_A_L將整體作為上一次仿真得到的差分信號V_A；差分信號采集電路50的第二程控信號調(diào)理電路51采集由信號輸出電路30輸出的上一次仿真得到的模擬差分信號V_A后，差分信號采集電路50的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(第二AD轉(zhuǎn)換電路)52將上一次仿真得到的模擬差分信號V_A，轉(zhuǎn)換為數(shù)字差分信號并輸入控制器20；控制器20可解析上一次仿真得到的數(shù)字差分信號V_A的相位θ1，將解析得到的相位θ1，減去上一次仿真所用的激勵信號的相位θ2，得到用于本次仿真時進行差分信號V_A的相位偏差補償?shù)难a償相位差，該補償相位差將在本次仿真時，補償本次仿真的數(shù)字差分信號V_A與激勵信號的相位偏差；

可選的，針對次級線圈電壓V_B的相位補償?shù)姆绞?，與上述描述的針對次級線圈電壓V_A的相位補償?shù)姆绞酵恚上嗷⒄铡?/p>

本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真電路，除可以在一個RVDT信號仿真電路中兼容不同接線模式的RVDT的信號仿真，實現(xiàn)成本較低、仿真實現(xiàn)過程較為便捷的RVDT信號仿真外；還可以通過計算上一次仿真得到的差分信號與上一次仿真所用的激勵信號的相位差，補償本次仿真對應(yīng)的差分信號與激勵信號的相位偏差，減小差分信號和激勵信號的相位偏差，提升仿真得到的差分信號的準確性；同時，區(qū)別于現(xiàn)有通過手動調(diào)節(jié)變壓器次級線圈側(cè)連接的可調(diào)電阻的電阻值，來實現(xiàn)RVDT信號仿真的方式，本發(fā)明實施例可實現(xiàn)RVDT信號仿真的自動化。

下面以控制器的角度，對本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真方法進行介紹，下文描述的RVDT信號仿真方法，可與上文描述的RVDT信號仿真電路的內(nèi)容相互參照。

圖6為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真方法的流程圖，該方法可應(yīng)用于控制器，該控制器可以選用FPGA控制器等數(shù)據(jù)處理電路實現(xiàn)，參照圖6，該方法可以包括：

步驟S100、獲取數(shù)字激勵信號；

可選的，控制器可以獲取信號采集電路采集并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字激勵信號。

步驟S110、確定RVDT當前接線模式，從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與所述RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系；

在本發(fā)明實施例中，控制器預(yù)置有RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，從而可在用戶選擇任一RVDT的接線模式進行信號仿真時，本發(fā)明實施例可調(diào)用相應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，實現(xiàn)差分信號的計算和輸出；

可選的，RVDT當前接線模式可以由用戶在上位機中配置后，傳輸至控制器；

控制器在確定了RVDT當前接線模式后，可調(diào)用預(yù)置的與該RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，用于本次的信號仿真。

步驟S120、根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

由于，本發(fā)明實施例可在控制器中預(yù)置RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，因此可在選擇RVDT的任一接線模式進行信號仿真時，實現(xiàn)相應(yīng)接線模式的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系的調(diào)用，并用于數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號的計算，實現(xiàn)在一個RVDT信號仿真電路中兼容不同接線模式的RVDT信號仿真的目的。

可選的，RVDT的任一接線模式下，差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系，可以表示為，差分信號與激勵信號的頻率相同，差分信號的幅值隨角位移量改變的函數(shù)關(guān)系；即RVDT的傳感器初級線圈接收激勵信號輸入時，傳感器次級線圈輸出與激勵信號頻率相同，幅值隨著角位移量的變化而改變的差分信號；具體的函數(shù)關(guān)系表達式，可參照RVDT信號仿真電路部分的描述；

相應(yīng)的，圖7示出了控制器根據(jù)本次仿真所用的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號的方法流程，參照圖7，該方法可以包括：

步驟S200、解析所述數(shù)字激勵信號，確定所述數(shù)字激勵信號的幅值和頻率；

步驟S210、確定當前角位移；

步驟S220、根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，確定與所述幅值、頻率和所述當前角位移相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，本發(fā)明實施例可以獲取預(yù)定義的RVDT的傳感器次級線圈與初級線圈的變壓比，設(shè)定的角位移范圍上限值；從而將所述幅值、頻率、所述當前角位移、所述變壓比、和所述角位移范圍上限值帶入所確定的函數(shù)關(guān)系中，計算出所述數(shù)字差分信號。

進一步，本發(fā)明實施例在每次的計算數(shù)字差分信號時，可通過上一次仿真得到的差分信號與上一次仿真所有的激勵信號的相位差，進行所計算的數(shù)字差分信號的相位補償；

可選的，圖8示出了本發(fā)明實施例提供的補償差分信號相位的方法流程圖，參照圖8，該方法可以包括：

步驟S300、獲取上一次仿真得到的數(shù)字差分信號；

可選的，控制器可獲取差分信號采集電路從信號輸出電路采集，并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字差分信號。

步驟S310、確定上一仿真得到的數(shù)字差分信號的相位；

步驟S320、將所確定的相位減去上一仿真所用的數(shù)字激勵信號的相位，得到補償相位差；

步驟S330、根據(jù)所述補償相位差，對當前仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償。

通過圖8所示方法，可通過上一次仿真得到的差分信號與上一次仿真所有的激勵信號的相位差，對每一次仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償，減小差分信號和激勵信號的相位偏差，提升仿真得到的差分信號的準確性。

可選的，仿真得到的差分信號可能存在多端的值，上一次仿真得到的一個端的差分信號與上一次仿真所用的激勵信號的相位差，可用于補償當前仿真時，該端仿真得到的差分信號與激勵信號的相位偏差。

本發(fā)明實施例還提供一種RVDT信號仿真裝置，該RVDT信號仿真裝置可以認為是控制器為實現(xiàn)上述描述的RVDT信號仿真方法所需設(shè)置的功能模塊架構(gòu)，具體內(nèi)容可以相互參照；控制器可燒入或?qū)懭肱c下述功能模塊架構(gòu)對應(yīng)的程序，實現(xiàn)RVDT信號仿真方法的實施。

圖9為本發(fā)明實施例提供的RVDT信號仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖，該裝置可應(yīng)用于控制器，參照圖9，該裝置可以包括：

獲取模塊100，用于獲取數(shù)字激勵信號；

函數(shù)關(guān)系確定模塊200，用于確定RVDT當前接線模式，從預(yù)置的RVDT各接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系中，確定與所述RVDT當前接線模式對應(yīng)的差分信號與激勵信號的函數(shù)關(guān)系；

差分信號計算模塊300，用于根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，計算與所述數(shù)字激勵信號相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，圖10示出了差分信號計算模塊300的可選結(jié)構(gòu)，參照圖10，差分信號計算模塊300可以包括：

解析單元310，用于解析所述數(shù)字激勵信號，確定所述數(shù)字激勵信號的幅值和頻率；

角位移確定單元320，用于確定當前角位移；

計算單元330，用于根據(jù)所確定的函數(shù)關(guān)系，確定與所述幅值、頻率和所述當前角位移相應(yīng)的數(shù)字差分信號。

可選的，計算單元330，具體可用于，將所述幅值、頻率、所述當前角位移、預(yù)定義的RVDT的傳感器次級線圈與初級線圈的變壓比，設(shè)定的角位移范圍上限值帶入所確定的函數(shù)關(guān)系中，計算出所述數(shù)字差分信號。

可選的，圖11示出了RVDT信號仿真裝置的另一結(jié)構(gòu)框圖，結(jié)合圖9和圖11，該裝置還可以包括：

差分信號獲取模塊400，用于獲取上一次仿真得到的數(shù)字差分信號；

相位確定模塊500，用于確定上一仿真得到的數(shù)字差分信號的相位；

相位差確定模塊600，用于將所確定的相位減去上一仿真所用的數(shù)字激勵信號的相位，得到補償相位差；

相位補償模塊700，用于根據(jù)所述補償相位差，對當前仿真計算的數(shù)字差分信號進行相位補償。

可選的，仿真得到的差分信號可能存在多端的值，上一次仿真得到的一個端的差分信號與上一次仿真所用的激勵信號的相位差，可用于補償當前仿真時，該端仿真得到的差分信號與激勵信號的相位偏差。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的核心思想或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。