纳芯微宣布推出双码道游标算法电感编码器芯片MT6901，进一步完善其在高精度电机位置检测领域的产品组合。此前，公司已构建覆盖霍尔式与AMR磁阻式的磁编码器产品体系;随着 MT6901的发布，形成了由磁编码器与电感编码器并行的技术布局，可覆盖从通用控制到高精度运动控制的不同需求，为伺服电机、步进电机及机器人关节等应用场景提供位置反馈方案。

面向运动控制的电感式位置检测方案

编码器是工业电机位置反馈的核心部件，其精度与稳定性直接影响了设备的控制性能MT6901基于电涡流感应原理，结合双码道游标算法优势，在保证角度测量精度的同时提升环境适应能力。
芯片通过激励线圈生成高频电磁场，并由接收线圈获取经转子调制后的信号，实现位置解算。该检测模式对强磁场干扰、电磁噪声及污染物不敏感，可确保在粉尘、油污或振动较强等较为恶劣的工业环境中确保信号输出稳定可靠。

同时，MT6901拥有优秀的温漂特性，在温度变化场景中仍能保持高精度输出，整体可靠性显著优于传统方案。此外，该芯片同时支持电机旋转检测和直线运动控制，为各类工业设备与机器人系统的设计提供了更高的灵活度

双码道游标算法与自校准机制提升角度精度

MT6901凭借双码道信号处理架构，集成了自校准机制，在完成系统标定后芯片的积分非线性(INL)典型值可达到±0.02°;该精度表现可覆盖部分高端运动控制应用需求，在保证角度检测精度的同时，避免了光学编码器在复杂工业环境下易受干扰的可靠性问题，满足机器人关节等对动态响应和轨迹精度要求较高的场景。

支持离轴结构，适配复杂机械设计

MT6901支持离轴安装方式，相较于传统轴向安装方式，可简化机械结构，为一些特殊结构设计提供了可能。
在机器人关节应用中通常采用中空走线结构，以便在关节内部布置走线和电缆，电感式检测方案对导线电流干扰敏感度更低，抗干扰能力更强，结合离轴感应方式，可更好适配此类结构设计，简化装配并提升系统可靠性。

多接口输出，兼容主流控制系统

为满足不同电机控制系统需求，MT6901配备了丰富的接口输出方式，包括ABZUVW.PWM 及数字通信接口:
·ABZ:1-16384PPR可编程
·UVW:支持1-16极对配置
·PWM:12-bit分辨率
·SPI:21-bit输出
UART:23-bit，最高4.0 Mbps

MT6901及其应用电路

原理图的设计要点

• 供电电压3.3V~5.0V，必要时在电源端添加TVS保护器件
• 供电端VCC上的电容C3最小1uF，滤波C4不能省略
• 模拟电源的滤波电容C5电容最小1uF
• 数字电源的滤波电容C6电容最小1uF
• CAL_B为低电平有效，需要上拉到高电平
• PGZ为高电平有效，需要下拉到低电平
• 激励线圈的负载电容C1，C2用于确定激励电流的频率，参数在1nF~3.5nF之间，根据期望频率灵活调整线圈EMC滤波电容一般悬空，现场有抗干扰需求时取值在5pF~40pF之间，推荐值10pF

线圈的设计

线圈以及线圈在电感编码器中的作用
线圈是由一根导线绕成的有一个或多个等效闭合回路的两端口器件，是激发或接收磁通量的核心器件，是电磁转换的桥梁
线圈的作用:通过电流时激发磁场，有变化的磁通量通过时感应出电压

生产线圈需要的参数：

• 线圈的内直径(mm)
• ·线圈的外直径(mm)
• ·激励线圈的分布(3层激励:2层激励:1层激励)
• ·外层，中层，内存激励线圈的匝数
• ·线圈走线的宽度(0.15,0.16,0.18,0.2,0.25)
• ·线圈走线的间距
• ·粗分线圈的径向空间占比(%)
• ·线圈生成的结果以Gerber文件输出
• Gerber文件需转换成PCB文件才能使用

需要线圈设计帮助的可以找作者帮忙生成文件。

PCB设计

• PCB层叠配置

编码器PCB一般通过4层来实现，PCB的厚度建议大于等于2.4mm1-2层为应用电路层，两层的间距设置为0.1-0.123-4层为线圈层，线圈平面之间的距离尽量小，一般设置0.1-0.12mm其余的厚度留给2-3层，用于衰减应用层对线圈磁场的影响

PCB走线完成后，在第二层没有走线的区域放置正方形铜块，铜块之间相互独立，没有电气连接
铜块的作用在于吸收应用层的电磁扰动信号，阻止应用层的磁场干扰信号影响线圈产生的工作磁场

使用六层PCB来实现电感编码器时，建议PCB的厚度为2.8mm1-2层为应用电路层，层间距离0.1-0.12mm3-4层为屏蔽层，屏蔽方式为扇形层叠屏蔽，2-3层的层间距离0.1-0.12mm4-5层为空间隔离层，层间间距为2.4-2.5mm5-6层为线圈层，层间间距0.1-0.12mm

蚊香形屏蔽措施，圆形要留裂缝，不能联通

转子的设计

• 转子的厚度建议大于1.6mm转子安装在导电基座上时建议增加转子的厚度，减少工作磁场在基座上的损耗
• 转子的径向范围：转子要覆盖全部接收线圈，不能超过激励线圈的中心线
• 采用铜片转子时，相邻激励线圈绕行方向要相反
• 采用线性转子时，相邻激励线圈绕行方向要相同
• 线型转子激发的磁场极化程度比铜片转子更高，具有更高的辨识度，我们推进采用线性转子

MT6901特性和优势

基于电涡流原理，采用游标算法，可检测0~360°绝对角度位置;UART最高输出23位绝对角度;SPI接口输出21位绝对角度。支持最高转速12,000RPM;提供客户端的自动非线性校准模式，无数据交互、自动计算补偿，实现<±0.02°的INL;离轴、在轴安装方式均可支持，PCB灵活设计;支持增量ABZ、增量UVW、PWM、UART、4线SPI输出;增量ABZ输出支持1~16,384脉冲/圈，可编程,UVW输出支持1~16对极，可编程;激励线圈断线、接收信号幅值超范围等多种诊断;内置3.3V~5.0V均可编程的EEPROM;-40~125°C温度范围内均可正常工作;