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

3.2 绝对位置计算

为获得绝对位置，本参考设计采用周期数互质的双轨道线圈。外侧轨道使用 16 周期线圈，内侧轨道使用 15 周期线圈。

为简化说明，本设计指南以 4 周期外线圈和 3 周期内线圈为例阐述绝对位置的计算方法。

图 3-8 展示了在机械旋转一周内，周期数分别为 4 和 3 的外线圈与内线圈电角度之间的关系，采用较低周期数旨在简化示意。

TIDA-010961 周期数互质（4 与 3）的外线圈与内线圈角度关系图 3-8 周期数互质（4 与 3）的外线圈与内线圈角度关系

在此 4 和 3 周期示例中，绝对机械角度由互质线圈间的电角度差确定。

表 3-1 电角度差与绝对角度的关系
差值角度 (°)绝对角度 (°)
0 至 90N4(1)
-270 至 -24090 + N4(1)
120 至 18090 + N4(1)
-180 至 120180 + N4(1)
240 至 270180 + N4(1)
-90 至 0270 + N4(1)
(1) 注：N4 表示外线圈的机械角度。

本参考设计采用周期数互质（16 与 15）的线圈。16 周期线圈将绝对角度划分为 16 个扇区。假设绝对角度落在第 n 扇区内，则外线圈角度相较于内线圈角度，可能大于 n × 22.5°，也可能小于 360° – n × 22.5°。方程式 3 计算出了扇区编号。

方程式 3. sector=FLOORoutercoilangle-innercoilangle22.5outercoilangle≥innercoilangleFLOORoutercoilangle-innercoilangle+36022.5outercoilangle<innercoilangle

随后，绝对角度可通过以下公式计算得出：

方程式 4. absoluteposition=sector×22.5°+fineangle/16

图 3-9 展示了游标编码器中的绝对位置计算流程图。

TIDA-010961 旋转角度计算流程图图 3-9 旋转角度计算流程图