一、23位TMR磁性编码器TMR3111D对标MT6816/MT6825
伺服、闭环步进、机器人关节、云台——这些场景的旋转角度反馈,长期由AMR磁性编码器和光电编码器分摊。分辨率、全温区精度、装配公差容忍度对角度的反馈要求越来越高,任何一项不够都会变成产线良率问题。TMR3111D是多维科技(MDT)推出的23-bit隧道磁阻(TMR)磁性编码器,DFN10L封装仅3×3×0.75 mm,能够替换MT6816/MT6825的技术方案。

二、TMR、AMR、霍尔编码器,有什么不同
霍尔方案结构简单、成本低,但它测的是磁场强度,灵敏度有限、温漂偏大,所以分辨率长期停在12-bit一线。AMR(各向异性磁阻)往前走了一步,用磁阻效应测磁场方向,工作在磁饱和区,比霍尔稳定得多,MT6816就是这一代的代表。而TMR(隧道磁阻)走的是第三条路——磁阻比(MR Ratio)比AMR高整整一个数量级,从AMR的约3%拉到100%以上。

TMR和AMR一样工作在磁饱和区,只对磁场方向敏感、对磁场强度不敏感。这意味着气隙波动、磁铁批次差异、轻微离轴偏移,都不会直接转化成角度误差——这就是"装配容忍度"真正的物理来源,也是后面对比里很多指标能放宽的根本原因。

三、TMR3111D是一颗什么样的磁性编码器
TMR3111D磁性编码器把TMR传感单元和23位分辨率的信号处理ASIC集成在一颗芯片里,分辨率为23-bit,也就是单圈8,388,608个计数。最高转速40,000 RPM,角度输出延迟小于2μs,工作温度-40125℃,供电35.5 V、典型电流10 mA,HBM ESD达到4 kV。

精度方面TMR3111D磁性编码器给出的是一条分层路径:出厂校准后误差小于±0.1°,整机做一次自动校准可以压到±0.05°,如果再用64点非线性校准,可以做到±0.03°,重复性±0.03°,全温区非线性控制在±0.5°以内。

输出接口是它比较讨喜的地方——SPI(3线或4线)、ABZ增量、PWM三路可选,另提供反相UVW输出。ABZ支持1到4096线可编程,Z脉冲的宽度可在1到16384个LSB之间设置、初相位也可编程,A/B相还能直接换向;PWM是12位分辨率,频率有1 k、500、250、125 Hz四档。也就是说,绝对式和增量式两类编码器需求,一颗芯片就能覆盖。

TMR3111D磁性编码器还内置了EEPROM,擦写次数超过1000次,125℃下数据可保存10年——校准系数和客户配置参数可以固化在片内,不用外挂存储。封装是DFN10L(3×3×0.75 mm),卷带包装,主要型号为TMR3111D-1000和TMR3111D-4096(区别在ABZ默认线数),符合RoHS与REACH。

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