ZHCUDB7 September   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 LDC5072-Q1
      2. 2.3.2 MSPM0G3507
      3. 2.3.3 TPSM365R3
      4. 2.3.4 TLV9062
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 硬件设计
      1. 3.1.1 目标 PCB
      2. 3.1.2 线圈 PCB
      3. 3.1.3 信号链 PCB
        1. 3.1.3.1 电感式角度位置传感器前端原理图
        2. 3.1.3.2 差分转单端信号
      4. 3.1.4 MSPM0G3507 原理图设计
      5. 3.1.5 电源设计
    2. 3.2 绝对位置计算
    3. 3.3 软件设计
      1. 3.3.1 角度计算时序
      2. 3.3.2 旋转角度误差源和补偿
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 PCB 概述
      2. 4.1.2 编码器接口
    2. 4.2 软件
    3. 4.3 测试设置
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 电感式传感器正弦与余弦噪声测量
      2. 4.4.2 绝对角度噪声测量
      3. 4.4.3 旋转角度精度测量
      4. 4.4.4 气隙对噪声、四次电谐波及整体角度精度的影响
      5. 4.4.5 功耗测量
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局
      4. 5.1.4 Altium 工程文件
      5. 5.1.5 Gerber 文件
      6. 5.1.6 装配图
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5.     商标
  12. 6作者简介

2.2 设计注意事项

电感式编码器因其固有的抗外部杂散磁场干扰能力、低成本和相对较高的分辨率，正成为工业位置传感应用的新趋势。尽管机械式旋转变压器也能抵抗外部杂散磁场，但基于 PCB 的电感式角度传感器具有更低的系统成本、更低的功耗、更高的精度，并内置数字处理功能，通过高抗电磁干扰能力的双向数字接口与工业驱动器连接。

电感式传感技术通常需要一块目标板和一块线圈板。导电目标板可以是印制在 PCB 上的图案，而线圈板则包含接收线圈和励磁线圈。线圈 PCB 静止不动，而目标板则安装在电机轴上并随之旋转。激励线圈会根据目标相对于接收器线圈的位置，在接收器线圈上产生次级电压。通过读取并处理接收线圈上的电压，可获得代表目标板位置的电信号，该信号以模拟量形式输出，分别对应目标板位置的正弦与余弦分量。

如图 2-1 所示，电感式编码器通常采用多极对接收线圈获得更高分辨率，但此类设计仅能提供增量式位置信息。游标编码法可用于获取绝对位置，该方法需要两组周期互质的接收线圈。

电信号链的偏移与增益，以及 ADC 的采样率、速度与分辨率，均会对角度精度产生影响。选用具有极低温漂特性的元件有助于减小角度误差。根据正弦和余弦传感器信号解码角度值时，需使用除法、乘法和累加及反正切等数学函数。

为实现更小尺寸的圆形 PCB 设计，采用高集成度、低功耗的小尺寸电路至关重要。由于编码器可以集成电机，因此通常要求环境工作温度至少达到 125°C。