精密旋变数字转换器测量角位置和速度

共模失调引起的误差更严重。当位置范围为 90°至 180°，以及 270°至 360°时，就会出现这种情况，如图 5 所示。两端点之间的共模电压会使差分信号产生两倍于共模电压的失调。RDC是比率式 的，因此输入信号幅度感知变化会导致位置产生误差。

图 5. 旋变器象限

图 6 显示哪怕正弦和余弦信号的差分峰峰值幅度相等，输入信号的感知幅度也有所不同。在 135°和 315°时，误差最大。在 135°时，理想系统中A = B，但存在失调时 A ≠ B ，因此产生了感知幅度失配。

图 6. 直流偏置失调

误差的另一个来源是差分相移，即旋变器正弦和余弦信号之间的相移。受耦合影响，所有旋变器上都会出现一些差分相移。只要存在微小的旋变残余电压或正交电压，即表示出现较小的差分相移。如果正弦和余弦信号线路的电缆长度不等，或者驱动不同的负载，也会产生相移。

余弦信号相对正弦信号的差分相位可以表示为：

其中，α 是差分相移。

求解αα 引起的误差，便可得到误差项ε：

其中，α 和 ε 的单位为弧度。

大部分旋变器还会在激励参考信号和正弦/余弦信号之间产生相移，导致额外的误差 ε ：

其中，β 是正弦/余弦信号和激励参考信号之间的相移。

通过选择具有较小残余电压的旋变器、确保正弦和余弦信号采取完全相同的处理方式并消除参考相移，则可将此误差降 至最小。

在静态工作条件下，激励基准信号和信号线之间的相移不会影响转换器精度，但由于转子阻抗和目标信号的无功分量，运动中的旋变器会产生速度电压。速度电压位于目标信号象限内，它仅在运动时产生，在静态角度下并不存在。其最大幅度为：

在实际旋变器中，转子绕组同时含有无功和阻性分量。当转子存在速度但又处于静止状态时，阻性分量会在参考激励中 产生非零相移。激励的非零相移与速度电压共同导致跟踪误差，可近似计算如下：

为了补偿旋变器参考激励和正弦/余弦信号之间的相位误差，AD2S1210 采用内部滤波后的正弦和余弦信号来合成与参考 频率载波相位一致的内部参考信号。它通过确定正弦或余弦（取较大者，以改善相位精度）的过零并评估旋变器参考激励相位，便可降低参考信号和正弦/余弦输入信号之间的相移至 10°以内，并在±44°相移情况下工作。合成参考模块的框图如图 7 所示。

图 7. 合成参考

相比Type-I环路，Type-II跟踪环路的优势是恒定速度下不会产生位置误差。然而，哪怕在完美平衡的系统中，加速度也会产生误差项。加速度产生的误差量由控制环路响应确定。图 8 显示AD2S1210 的环路响应。

图 8. AD2S1210 环路响应

环路加速度常数K_a可以表示为：

其中，环路系数随分辨率、输入信号幅度和采样周期的变化而改变。AD2S1210 在每个CLK_IN 周期中进行两次采样。

表 3. RDC系统响应参数