AMS磁编码器产品简介完整版前期

AMS磁编码器AMS编码器简介在许多工业控制领域，常需要对某些部件的位置及速度加以检测和控制，但这些领域往往环境较为苛刻，如高温、高湿、灰尘、空间狭小等。奥地利微电子磁编码器产品作为一种新型角度位置传感器为用户完美的解决了这一技术难题，进一步拓展了工控领域的应用，也使得工控结构更加紧凑美观。主要应用于：–位置控制–速度控制–位移检测磁编码器内部原理图3ADCDigitalFilterFrontendAmplifierCosSinDSPAngleMagnitude在芯片中嵌入4个或8个按圆周排列的hall传感器排列的圆周直径为2.2mm相对的两个hall传感器通过微分放大器连接在一起输出的正弦、余弦经过两个平行的ADC处理并数字滤波器滤除杂音DSP对正弦、余弦进行处理输出角度和数字量CosSinNSSin-SinCos-CosSinCosφ0°90°180°270°芯片的主要优势•高度集成，外围电路简单•非接触式，使用寿命长•双电源供电，选择更加方便•多种输出方式可供选择：SSI、PWM、A/B两相脉冲及Index信号、模拟电压输出•替代传统光电编码器和电位计的最佳选择•适用于各种苛刻环境，如高温、高湿、空间狭小•汽车级：-40~~+125/150℃符合AEC-Q100标准•工业级：-40~~+125℃磁编码器安装示意图工业应用领域•电梯门机•税控加油机•BLDC•电磁阀•工业缝纫机•编码器模块•医疗器械（康复器材）•流量计（涡式）•电动工具（扭矩）•旋转开关•机器人•joystick•叉车•……汽车应用领域方向盘位置检测油门位置检测头灯位置控制电动座椅位置指示器传动变速箱编码器转矩检测阀门位置检测EPS电机控制汽车领域应用废气再循环系统(EGR)AS5163点火装置(AS5130)电子助力转向器(EPS)AS5130变速箱AS5040/AS5140转向控制AS5215双向离合器BLDCAS5134拨片换挡(AS5145)节气阀(TPS)(AS5163)油门踏板AS5263汽车电子中的应用-前大灯自适应调节系统（AFS）-变速箱位置检测-废气再循环系统(EGR)-摩托车进气控制系统-油门踏板-节气阀(TPS)-非接触式电位计光编码器产品基本知识及常用术语光电编码器•光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。•根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。增量式编码器•增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90o，通过通道A的相位超前通道B或通道B的相位超前通道A便可方便地判断出旋转方向；Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。•优点：原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。•缺点：无法输出轴转动的绝对位置信息。绝对编码器•绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。•绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是：•可以直接读出角度坐标的绝对值、没有累积误差、电源切除后位置信息不会丢失。•但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。混合式绝对值编码器•混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。多圈绝对值编码器•从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器•旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。•如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器•编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。•多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。AMS磁编码器产品名词解释及实用公式名词解释•分辨率：指的是磁编码器每圈的步长数。（如10位磁编码器AS5040，其分辨率为0.35o,即每圈1024个位置）•A/B正交两路及Index输出：A、B两路相位差90o脉冲信号，通过通道A的相位超前通道B或通道B的相位超前通道A便可方便地判断出旋转方向，每圈A/B各路输出的脉冲数为磁编码数每圈步长数/4；Index指示绝对值零位，每经过零点将产生一个脉冲。名词解释•SSI同步串行接口，用于串行数据传输。接口线包括CSn片选信号线、CLK时钟信号线、DO数据信号线名词解释•PWM输出即脉宽调制输出（以AS5045为例）AS5045为12位可编程磁编码器,提供一个PWM输出,其占空比与所测量的角度成正比:名词解释•模拟电压输出模拟电压输出提供一个与旋转的角度成正比的模拟信号;该模块包括一个数字角度范围选择器、DA转换器以及1个运放缓冲器。数字范围选择器可以预设360o、180o、90o或45o的角度范围；数-模转换器（DAC）的基准电压可以为IC内部的VDD5V/2，也可以在IC引脚DACref上施加一个外部的DAC基准电压；对于角度范围的精细调节可以通过调节运放缓冲级的增益来实现。AMS产品目录•8bit分辨率编码器•8.5bit分辨率编码器•10bit分辨率编码器•12bit分辨率编码器•线性编码器绝对式编码器（8bit）•输出方式绝对SSI输出绝对PWM输出•典型应用康复器材电位计旋钮型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50305-40~125TSSOP-16AS5130（多圈式、汽车级）5-40~125SSOP-16•AS5030AS5030BlockDiagram增量式编码器（8bit）•输出方式两路正交A/B及Index输出•典型应用流量计碎纸机电动工具自动门型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50353.3或5-40~125SSOP-16AS5035BlockDiagram•AS5035混合式编码器（8.5bit）•输出方式绝对SSI输出绝对PWM输出A/B及Index输出U、V、W输出•典型应用BLDC阀门控制位置调节型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS51345-40~140SSOP-20•AS5134AS5134BlockDiagram混合式编码器（10bit）•输出方式绝对SSI输出绝对PWM输出两路正交A/B及Index输出BLDC换向•典型应用叉车电位计旋钮型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50403.3或5-40~125SSOP-16AS5140H（汽车级）3.3或5-40~150SSOP-16•AS5040AS5040BlockDiagram绝对式编码器（10bit）•输出方式SSI输出模拟电压输出•典型应用油门踏板节流阀电位计型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50433.3或5-40~125SSOP-16AS5143H（汽车级）3.3或5-40~125SSOP-16AS5043BlockDiagram•AS5043绝对式编码器（12bit）•输出方式绝对SSI输出绝对PWM输出A/B及Index输出（AS5145H）•典型应用电梯门机电磁阀电位计型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50453.3或5-40~125SSOP-16AS5145H（汽车级）3.3或5-40~150SSOP-16•AS5045AS5045BlockDiagram绝对式编码器（12bit）•输出方式I²C输出模拟电压输出•典型应用机器人Joystick康复器材型号工作电压(V)工作温度(℃)封装AS50463.3或5-40~125SSOP-16AS5046BlockDiagram•AS5046线性编码器•输出方式A/B及Index输出•典型应用直线电机位置检测型号工作电压(V)工作温度(℃)分辨率封装AS53045-40~12525μmTSSOP-20AS53065-40~12515μmTSSOP-20•AS5304/6AS5304/6BlockDiagramAS5163/AS5263简介+RealautomotivefeaturesAddedFeatures:•overvoltageprotection•Shortcirciutprotection•4KVESD•DiagnosticMode+SinglePinInterfaceAddedFeatures:•programmabilityovertheoutputUserfriendly•Enhancedprogrammingoptions-Overhead=Optimisation:•OptimisedAnalogueTopology•Improvedlayoutfloorplan•reductionofpinsaustriamicrosystemsConfidential!PresentFeatures:•BestperformanceinLinearity•Robustagainstexternalstrayfields•Nocalibration推广小窍门•8bit、8.5bit精度要求不高的，1°左右的，无论是何种输出方式均推荐AS5134这颗料，其涵盖AS5030、AS5035、AS5130这三颗料所有功能，四种输出方式：SSI、PWM、A/B两相脉冲及Index信号、模拟电压输出均有且是汽车级产品•10bit精度要求0.35°左右的推荐AS5040•12bit精度要求在0.088°左右的，推荐AS5145HAS5145H涵盖AS5045所有功能•汽车节气门推AS5163、油门踏板推AS5263•主轴中空的推荐线性编码器AS5304、AS5306