纳芯微宣布推出双码道游标算法电感编码器芯片MT6901进一步完善其在高精度电机位置检测领域的产品组合。此前公司已构建覆盖霍尔式与AMR磁阻式的磁编码器产品体系;随着 MT6901的发布形成了由磁编码器与电感编码器并行的技术布局可覆盖从通用控制到高精度运动控制的不同需求为伺服电机、步进电机及机器人关节等应用场景提供位置反馈方案。面向运动控制的电感式位置检测方案编码器是工业电机位置反馈的核心部件其精度与稳定性直接影响了设备的控制性能MT6901基于电涡流感应原理结合双码道游标算法优势在保证角度测量精度的同时提升环境适应能力。芯片通过激励线圈生成高频电磁场并由接收线圈获取经转子调制后的信号实现位置解算。该检测模式对强磁场干扰、电磁噪声及污染物不敏感可确保在粉尘、油污或振动较强等较为恶劣的工业环境中确保信号输出稳定可靠。同时MT6901拥有优秀的温漂特性在温度变化场景中仍能保持高精度输出整体可靠性显著优于传统方案。此外该芯片同时支持电机旋转检测和直线运动控制为各类工业设备与机器人系统的设计提供了更高的灵活度双码道游标算法与自校准机制提升角度精度MT6901凭借双码道信号处理架构集成了自校准机制在完成系统标定后芯片的积分非线性(INL)典型值可达到±0.02°;该精度表现可覆盖部分高端运动控制应用需求在保证角度检测精度的同时避免了光学编码器在复杂工业环境下易受干扰的可靠性问题满足机器人关节等对动态响应和轨迹精度要求较高的场景。支持离轴结构适配复杂机械设计MT6901支持离轴安装方式相较于传统轴向安装方式可简化机械结构为一些特殊结构设计提供了可能。在机器人关节应用中通常采用中空走线结构以便在关节内部布置走线和电缆电感式检测方案对导线电流干扰敏感度更低抗干扰能力更强结合离轴感应方式可更好适配此类结构设计简化装配并提升系统可靠性。多接口输出兼容主流控制系统为满足不同电机控制系统需求MT6901配备了丰富的接口输出方式包括ABZUVW.PWM 及数字通信接口:·ABZ:1-16384PPR可编程·UVW:支持1-16极对配置·PWM:12-bit分辨率·SPI:21-bit输出UART:23-bit最高4.0 MbpsMT6901及其应用电路原理图的设计要点供电电压3.3V~5.0V必要时在电源端添加TVS保护器件供电端VCC上的电容C3最小1uF滤波C4不能省略模拟电源的滤波电容C5电容最小1uF数字电源的滤波电容C6电容最小1uFCAL_B为低电平有效需要上拉到高电平PGZ为高电平有效需要下拉到低电平激励线圈的负载电容C1C2用于确定激励电流的频率参数在1nF~3.5nF之间根据期望频率灵活调整线圈EMC滤波电容一般悬空现场有抗干扰需求时取值在5pF~40pF之间推荐值10pF线圈的设计线圈以及线圈在电感编码器中的作用线圈是由一根导线绕成的有一个或多个等效闭合回路的两端口器件是激发或接收磁通量的核心器件是电磁转换的桥梁线圈的作用:通过电流时激发磁场有变化的磁通量通过时感应出电压生产线圈需要的参数线圈的内直径(mm)·线圈的外直径(mm)·激励线圈的分布(3层激励:2层激励:1层激励)·外层中层内存激励线圈的匝数·线圈走线的宽度(0.15,0.16,0.18,0.2,0.25)·线圈走线的间距·粗分线圈的径向空间占比(%)·线圈生成的结果以Gerber文件输出Gerber文件需转换成PCB文件才能使用需要线圈设计帮助的可以找作者帮忙生成文件。PCB设计PCB层叠配置编码器PCB一般通过4层来实现PCB的厚度建议大于等于2.4mm1-2层为应用电路层两层的间距设置为0.1-0.123-4层为线圈层线圈平面之间的距离尽量小一般设置0.1-0.12mm其余的厚度留给2-3层用于衰减应用层对线圈磁场的影响PCB走线完成后在第二层没有走线的区域放置正方形铜块铜块之间相互独立没有电气连接铜块的作用在于吸收应用层的电磁扰动信号阻止应用层的磁场干扰信号影响线圈产生的工作磁场使用六层PCB来实现电感编码器时建议PCB的厚度为2.8mm1-2层为应用电路层层间距离0.1-0.12mm3-4层为屏蔽层屏蔽方式为扇形层叠屏蔽2-3层的层间距离0.1-0.12mm4-5层为空间隔离层层间间距为2.4-2.5mm5-6层为线圈层层间间距0.1-0.12mm蚊香形屏蔽措施圆形要留裂缝不能联通转子的设计转子的厚度建议大于1.6mm转子安装在导电基座上时建议增加转子的厚度减少工作磁场在基座上的损耗转子的径向范围转子要覆盖全部接收线圈不能超过激励线圈的中心线采用铜片转子时相邻激励线圈绕行方向要相反采用线性转子时相邻激励线圈绕行方向要相同线型转子激发的磁场极化程度比铜片转子更高具有更高的辨识度我们推进采用线性转子MT6901特性和优势基于电涡流原理采用游标算法可检测0~360°绝对角度位置;UART最高输出23位绝对角度;SPI接口输出21位绝对角度。支持最高转速12,000RPM;提供客户端的自动非线性校准模式无数据交互、自动计算补偿实现±0.02°的INL;离轴、在轴安装方式均可支持PCB灵活设计;支持增量ABZ、增量UVW、PWM、UART、4线SPI输出;增量ABZ输出支持1~16,384脉冲/圈可编程,UVW输出支持1~16对极可编程;激励线圈断线、接收信号幅值超范围等多种诊断;内置3.3V~5.0V均可编程的EEPROM;-40~125°C温度范围内均可正常工作;