探索Broadcom AEAT - 901x磁編碼器：高精度角度檢測解決方案

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，編碼器是實現(xiàn)精確角度檢測不可或缺的關(guān)鍵組件。今天，我們就來深入探討一下博通（Broadcom）推出的AEAT - 901x系列磁編碼器，看看它能為我們帶來哪些驚喜。

文件下載：Broadcom AEAT-901x-S06絕對磁性套件編碼器.pdf

一、產(chǎn)品概述

AEAT - 901x系列磁編碼器為角度檢測提供了集成化解決方案，專為360°范圍內(nèi)的角度檢測而設(shè)計，使用起來十分便捷。它基于先進的磁技術(shù)，采用非接觸式設(shè)計，確保了可靠的運行。該系列編碼器在上電時就能提供絕對角度檢測，具有多種分辨率可選，包括10位、12位、14位、16位和18位，對應(yīng)的分辨率分別為0.35°、0.0879°、0.022°、0.0055°和0.0014°，相當(dāng)于每轉(zhuǎn)分別有1024、4096、16384、65536和262144個位置。位置數(shù)據(jù)以串行位流的形式提供，且沒有速度上限，只是隨著速度的增加，每轉(zhuǎn)的采樣數(shù)會減少。

它還具備絕對角度位置檢測功能，通過同步串行接口（SSI）輸出絕對位置數(shù)據(jù)（二進制格式），典型代碼單調(diào)性誤差為±1 LSB，采用5V供電，易于組裝，無需進行信號調(diào)整，并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

二、產(chǎn)品特性

（一）高分辨率選擇

提供10、12、14、16或18位的分辨率，工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求靈活選擇，滿足不同精度要求的設(shè)計。

（二）非接觸式傳感技術(shù)

基于磁技術(shù)的非接觸式設(shè)計，避免了機械磨損，提高了編碼器的可靠性和使用壽命，減少了維護成本。

（三）寬溫度范圍

能夠在 - 40°C至125°C的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

AEAT - 901x系列磁編碼器具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括流量計、角度檢測、旋鈕控制和旋轉(zhuǎn)編碼器等。不過需要注意的是，該產(chǎn)品并非專門為特定設(shè)備設(shè)計或制造，客戶需要自行確定其是否適合預(yù)期應(yīng)用，并對使用過程中的所有損失、損壞、費用或責(zé)任負(fù)責(zé)。

四、設(shè)備選型

工程師可以根據(jù)實際需求，如精度要求、工作環(huán)境溫度等，從上述型號中選擇合適的編碼器。

五、電氣特性

（一）絕對最大額定值

超過絕對最大額定值的應(yīng)力可能會對設(shè)備造成永久性損壞。例如，直流供電電壓（VDD）的范圍為 - 0.3至 + 7V，輸入電壓（V）范圍為 - 0.3至VoD + 0.3V，存儲溫度（TSTG）范圍為 - 40至125°C。在設(shè)計過程中，必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以確保設(shè)備的安全運行。

（二）推薦工作條件

為了保證編碼器的最佳性能，推薦的直流供電電壓（VDD）為 + 4.5/+ 5.5V，工作溫度（TAMB）范圍為 - 40至 + 125°C，最大讀出頻率（fcLK） ≤ 10 MHz。

（三）直流特性

在推薦的工作范圍內(nèi)，典型的VDo供電電流（IDD）為23mA，最大值為26mA。輸出高電壓（VoH）、輸出低電壓（VoL）、輸出電流（lo）等參數(shù)也都有相應(yīng)的規(guī)定，這些參數(shù)對于電路設(shè)計和電源管理至關(guān)重要。

六、封裝尺寸與安裝

在安裝過程中，需要嚴(yán)格按照這些參數(shù)進行操作，以確保編碼器的正常工作。

七、時序特性

編碼器的時序特性對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確讀取和傳輸至關(guān)重要。例如，數(shù)據(jù)輸出激活時間（too active）、第一個數(shù)據(jù)移位到輸出寄存器的時間（tCKL FE）、數(shù)據(jù)輸出開始時間（TCLK/2）等都有明確的規(guī)定。內(nèi)部采樣率（fABS）為9.90 - 10.94 kHz，上電時間（tCF）最大為10 ms。在設(shè)計電路時，需要根據(jù)這些時序特性來設(shè)計時鐘信號和控制信號，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。

八、線性度

（一）積分非線性（INL）

積分非線性是指在一轉(zhuǎn)內(nèi)，實際角度位置與編碼器輸出計數(shù)所指示位置之間的最大偏差。對于12位至18位版本，典型值為±0.3°；對于10位版本，典型值為 + 0.4°。在高精度應(yīng)用中，需要特別關(guān)注INL指標(biāo)，以確保測量的準(zhǔn)確性。

（二）微分非線性（DNL）

微分非線性是指從一個位置到下一個位置的步長的最大偏差。不同分辨率版本的DNL值不同，且都沒有缺失代碼的情況。

九、環(huán)境規(guī)格

該系列編碼器具有良好的電磁兼容性（EMC）和機械耐久性。靜電放電（ESD）抗擾度符合IEC/EN 61000 - 4 - 2標(biāo)準(zhǔn)，可達8kV；振動（運行）測試符合IEC/EN 60068 - 2 - 6標(biāo)準(zhǔn)，在10 Hz至500 Hz、5G的條件下仍能正常工作；沖擊測試符合IEC/EN 60068 - 2 - 27標(biāo)準(zhǔn)，能承受6 ms、200G的沖擊。

十、電氣連接

在進行電路設(shè)計時，需要正確連接這些引腳，以確保編碼器與其他電路的正常通信。

十一、對齊工具

為了方便編碼器的安裝和調(diào)試，還提供了可選的對齊工具集（型號為HEDS - 8934），它由間隙設(shè)置板和定心夾具組成。具體的組裝指南可以參考應(yīng)用筆記5317。

綜上所述，Broadcom AEAT - 901x系列磁編碼器以其高分辨率、非接觸式設(shè)計、寬溫度范圍等優(yōu)點，為電子工程師在角度檢測設(shè)計中提供了一個可靠而靈活的解決方案。在實際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理選擇型號，并嚴(yán)格按照相關(guān)參數(shù)和規(guī)范進行設(shè)計和安裝，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用這款編碼器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。