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

电感式传感器正弦与余弦噪声测量

图 4-4图 4-5 展示了在一个电周期内,第 7 扇区外线圈 16 个周期所测得的正弦与余弦信号。对应机械角度范围为 135 度至 157.5 度。正弦信号电压最大值为 3.036V,最小值为 0.123V。余弦信号电压最大值为 3.176V,最小值为 0.232V。正弦与余弦信号之间存在增益与偏移失配,这会导致 1 次谐波电角度误差。通过校准可最大程度减小该误差。

TIDA-010961 一个电周期内的正弦信号图 4-4 一个电周期内的正弦信号
TIDA-010961 一个电周期内的余弦信号图 4-5 一个电周期内的余弦信号

下图展示了在固定机械角度为 0.5 度时,正弦与余弦信号的噪声分布及其直方图。为进行信号分析,在外圈与内圈正弦、余弦信号上以 32kHz 采样率、8 倍过采样方式采集了 2000 个样本。

表 4-4 展示了标准差、信噪比 (SNR) 和有效位数 (ENOB) 随满量程范围的变化关系。绝对角度位置数据由外圈线圈在启动阶段检测获得,内圈噪声对最终精度无影响。

TIDA-010961 0.5 度时外线圈正弦信号图 4-6 0.5 度时外线圈正弦信号
TIDA-010961 0.5 度时内线圈正弦信号图 4-8 0.5 度时内线圈正弦信号
TIDA-010961 外线圈正弦信号直方图图 4-10 外线圈正弦信号直方图
TIDA-010961 内线圈正弦信号直方图图 4-12 内线圈正弦信号直方图
TIDA-010961 0.5 度时外线圈余弦信号图 4-7 0.5 度时外线圈余弦信号
TIDA-010961 0.5 度时内线圈余弦信号图 4-9 0.5 度时内线圈余弦信号
TIDA-010961 柱外线圈余弦信号直方图图 4-11 柱外线圈余弦信号直方图
TIDA-010961 内线圈余弦信号直方图图 4-13 内线圈余弦信号直方图
表 4-4 标准差、SNR 及 ENOB 随 MSPM0 ADC 满量程范围的变化关系关
参数外线圈正弦信号外线圈余弦信号内线圈正弦信号内线圈余弦信号
正弦/余弦振幅 (V)1.45
标准差 (mV)0.732.002.132.24
SNR (dB)66.057.256.756.2
ENOB(位)10.669.219.129.05