AS5048A-HTSP 14位绝对式旋转编码器IC

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霍尔旋转编码器的选型

霍尔旋转编码器的选型

产品目录编码器..............................................................................................................................- 1 - HAE18绝对型旋转编码器............................................................................................- 1 - HAE28绝对型旋转编码器............................................................................................- 4 - HAE38绝对型旋转编码器............................................................................................- 7 - HAN18模拟输出旋转编码器......................................................................................- 10 - HAN28模拟输出旋转编码器......................................................................................- 12 - HPE18增量型旋转编码器..........................................................................................- 14 - HPE28增量型旋转编码器..........................................................................................- 17 - HPE38增量型旋转编码器..........................................................................................- 20 - MPE28微功耗脉冲式编码器......................................................................................- 23 - 按钮开关........................................................................................................................- 24 - HSB分体式霍尔开关磁性按钮...................................................................................- 24 - 功率传感器....................................................................................................................- 27 - MPF电机功率传感器...................................................................................................- 27 - MQ三相电机相序&缺相传感.....................................................................................- 30 -编码器HAE18绝对型旋转编码器特点● 非接触式传感技术 ● 绝对值8、10、12位 ● 电源电压3V 或5V ● 串行数据输出SSI● 本体与外壳一体化结构、强度高 ● 耐环境、耐振、防护等级高● 结构紧凑、体积小、壳体直径仅18mm ● 内置两组滚珠轴承、适合工业环境电气参数机械参数轴承 启动力矩转子惯量 轴容许载荷 容许转速 材质 重量 2组密封 滚珠轴承≤3Ncm≤1gcm 2径向10N 轴向5N3600rpm (机械承受)壳体:铝合金或 不锈钢或铜镀镍 轴:不锈钢铝合金约30g 铜或不锈钢约40g (含标准线)环境条件使用环境温度保存环境温度防护等级耐振动耐冲击-40~+85℃ -40~+85℃IP65 10g(10~2000Hz) 100g (6mS )时序图z 8位:CLK 1 2 3 4 5 67 8910111213141516 17 18 192021读DO L OCK D7D6D5 D4 D3 D2D1D0注释状态位1有效角度值分辨率 电气转角 输出信号 上电响应读取时钟电源屏蔽线 256(8位) <2mS 5V ±10%、16mA 1024(10位) <60mS 4096(12位)360° (机械转角无停止位)串行数据 SSI<80mS≤1MHz3.3V ±10%或 5V ±10%、20mA标准0.3m 特殊0.5mz 10位:z 12位:状态位具有下列配置时才有效OCF COF LIN MagINC MagDEC EvenPAR0 00 11 0 0 1 01~15位的偶校验和符号最小 最大 单位t DO active 100 ns t CLK FE 500 ns T CLK/2 500 ns t DO valid 375 ns t DOtristate 100 ns t CSn 500 ns f CLK >0 1 MHz输出接口电路VDO CLK CS V / V P接线定义电源正Vc电源负0V输入CS 输入CLK输出DO 屏蔽线EAR红黑黄蓝绿粗黑注:屏蔽线内部未接壳体。

AMS磁编码器产品简介完整版前期

AMS磁编码器产品简介完整版前期

绝对编码器
• 绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有 若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码 道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位 数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码 盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信 号,形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意 位置都可 读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然,码道越多, 分辨率就越高,对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器,其码盘必 须有N条码道。 • 绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制(格雷码)方式进行光 电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、 不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编 码,检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补 码等。它的特点是: • 可以直接读出角度坐标的绝对值、没有累积误差、电源切除后位置信 息不会丢失。 • 但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数, 目前有10位、14位等多种。
AMS磁编码器产品名词解释及实用公式
名词解释
• 分辨率:
指的是磁编码器每圈的步长数。(如10位磁编 码器AS5040,其分辨率为0.35o,即每圈1024个位 置) • A/B正交两路及Index输出: A、B两路相位差90o脉冲信号,通过通道A的相 位超前通道B或通道B的相位超前通道A便可方便地 判断出旋转方向,每圈A/B各路输出的脉冲数为磁 编码数每圈步长数/4;Index指示绝对值零位,每 经过零点将产生一个脉冲。
增量式编码器
• 增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组 方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90o, 通过通道A的相位超前通道B或通道B的相位超前通 道A便可方便地判断出旋转方向;Z相为每转一个 脉冲,用于基准点定位。 • 优点:原理构造简单,机械平均寿命可在几万小 时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距 离传输。 • 缺点:无法输出轴转动的绝对位置信息。

编码器的工作原理及作用

编码器的工作原理及作用

编码器的工作原理及作用:它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。

编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。

这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。

在ELTRA 编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。

读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。

此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。

接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。

一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。

故障现象:1、旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”...联合动作才能起作用。

要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。

编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。

一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理.编码器一般分为增量型与绝对型,它们存着最大的区别:在增量编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。

在一圈里,每个位置的输出代码的读数是唯一的;因此,当电源断开时,绝对型编码器并不与实际的位置分离。

如果电源再次接通,那么位置读数仍是当前的,有效的;不像增量编码器那样,必须去寻找零位标记。

现在编码器的厂家生产的系列都很全,一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。

光电编码器

光电编码器

光电编码器原理光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

光电编码器每转输出600个脉冲,五线制。

其中两根为电源线,三根为脉冲线(A相、B相、Z)。

电源的工作电压为(+5~+24V)直流电源。

光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外,为判定旋转方向,码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。

工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角,由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。

假如A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。

A线用来丈量脉冲个数,B线与A线配合可丈量出转动方向.设N为电机转速Δn=ND测-ND理例如:我们车的速度为1.5m/s,轮子的直径220mm,C=D*Pi,电机控制在21.7转/秒,根据伺服系统的指标,设电机转速为1500转/分,故可求得当ND=21.7*60=130转/分时,光码盘每秒钟输出的脉冲数为:PD=130×600/60=1300个脉冲当测出的脉冲个数与计算出的标准值有偏差时,可根据电压与脉冲个数的对应关系计算出输出给伺服系统的增量电压△U,经过D/A转换,再计算出增量脉冲个数,等下减往摘要:位置检测装置作为数控机床的重要组成部分,其作用是检测位移量,并发出反馈信号。

在现代数控伺服系统中广泛应用于角位移或角速率的测量。

目前生产和使用的数控机床大多采用的是半闭环控制方式。

关键词:光电编码器;角位移;脉冲;传感器光电编码器是一种旋转式位置传感器,在现代伺服系统中广泛应用于角位移或角速率的测量,它的转轴通常与被测旋转轴连接,随被测轴一起转动。

旋转编码器工作原理 __编码器

旋转编码器工作原理 __编码器

旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种常用的传感器,用于测量旋转运动的角度和方向。

它通常由一个旋转轴和一个固定的编码盘组成。

编码盘上有许多刻度线,当编码器旋转时,刻度线会与固定的传感器头相互作用,产生电信号。

这些电信号经过处理后,可以用来确定旋转角度和方向。

编码器的工作原理可以分为两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。

1. 增量式编码器工作原理:增量式编码器通过检测旋转轴的角度变化来确定位置。

它包含两个输出信号:一个是A相信号,另一个是B相信号。

这两个信号相位差90度,并且在旋转过程中会交替变化。

当旋转轴顺时针旋转时,A相信号先变化,然后是B相信号。

当旋转轴逆时针旋转时,B相信号先变化,然后是A相信号。

通过检测A相和B相信号的变化,可以确定旋转轴的方向和角度。

2. 绝对式编码器工作原理:绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置,不需要进行积分运算。

它通过在编码盘上使用不同的编码模式来实现。

常见的绝对式编码器有光电编码器和磁性编码器。

光电编码器使用光电传感器来检测编码盘上的光学模式。

编码盘上的光学模式由透明和不透明的区域组成。

当光电传感器检测到光学模式时,会产生相应的电信号。

通过解码这些电信号,可以确定旋转轴的绝对位置。

磁性编码器使用磁性传感器来检测编码盘上的磁性模式。

编码盘上的磁性模式由磁性材料组成,可以产生磁场。

磁性传感器通过检测磁场的变化来确定旋转轴的绝对位置。

无论是增量式编码器还是绝对式编码器,它们都可以通过接口将电信号传输到控制系统中进行处理。

控制系统可以根据编码器提供的信息,实现对旋转轴的精确控制和定位。

总结:旋转编码器是一种用于测量旋转运动的角度和方向的传感器。

它通过与固定的编码盘相互作用,产生电信号来确定旋转角度和方向。

编码器的工作原理可以分为增量式编码器和绝对式编码器。

增量式编码器通过检测A相和B相信号的变化来确定旋转轴的方向和角度。

绝对式编码器可以直接测量旋转轴的绝对位置,不需要进行积分运算。

无接触式磁旋转编码器AS5040介绍

无接触式磁旋转编码器AS5040介绍

无接触式磁旋转编码器AS5040介绍无接触式磁旋转编码器AS5040简介AS5040 是一款无接触式磁旋转编码器,用于精确测量整个360°内的角度。

此产品是一个片上系统,在单个封装内整合了集成式Hall 元件、模拟前端和数据信号处理功能。

测量角度时,只需简单地配备1 个在芯片中心上方旋转的双极磁铁即可。

磁铁可以安装在IC 的上方或下方。

这种绝对角度测量方式可即时指示磁铁的角位置,其分辨率达到0.35°,即每圈1024 个位置。

数字化数据能够以串行比特流或PWM 信号的形式给出。

另外,也可提供用户可编程的增量式输出,使得本芯片非常适合替换各类光学编码器产品。

AS5040 内置电压调节器,允许其工作在3.3V 或5V电源电压下。

无接触式磁旋转编码器AS5040特点1、完整的片上系统。

2、灵活的系统解决方案,同时可以提供绝对值串行输出、PWM 输出和增量输出。

3、由于采用无接触式检测方式,对工作环境严酷的应用非常理想能够耐受磁铁位置偏离和气隙变动情况。

4、不必进行温度补偿。

5、无需校准。

6、在整个360°范围内实现无接触式、高分辨率的旋转位置编码。

7、2种数字式、10位绝对值输出:串行接口输出;脉宽调制(PWM)输出。

8、3 种增量输出模式:正交A/B 和索引(Index)输出信号步/方向和索引输出信号可用于无刷直流电动机的3相换向10、9、8 或7 位用户可编程分辨率9、用户可编程零位/索引位置。

10、实现磁铁位置监测和断电监测的故障检测模式。

11、旋转速率可高达10,000 rpm。

12、能够检测磁铁沿Z 轴移动的按钮功能。

13、可采用菊链连接模式,串行读取多个互联的AS5040 器件。

14、宽广的温度范围: - 40°C 至+ 125°C。

15、完全符合汽车行业的AEC-Q100, 1 级规范。

16、小型无铅封装: SSOP 16 (5.3mm x 6.2mm)。

旋转编码器工作方式图解

旋转编码器工作方式图解

旋转编码器旋转编码器是由光栅盘(又叫分度码盘)和光电检测装置(又叫接收器)组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光栅盘与电机同轴,电机旋转时,光栅盘与电机同速旋转,发光二极管垂直照射光栅盘,把光栅盘图像投射到由光敏元件构成的光电检测装置(接收器)上,光栅盘转动所产生的光变化经转换后以相应的脉冲信号的变化输出。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料等。

玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高。

金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性也比玻璃的差一个数量级。

塑料码盘成本低廉,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

编码器以信号原理来分,有增量式编码器(SPC)和绝对式编码器(APC),顾名思义,绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置,而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。

增量式编码器需要使用额外的电子设备(通常是PLC、计数器或变频器)以进行脉冲计数,并将脉冲数据转换为速度或运动数据,而绝对式编码器可产生能够识别绝对位置的数字信号。

综上所述,增量式编码器通常更适用于低性能的简单应用,而绝对式编码器则是更为复杂的关键应用的最佳选择--这些应用具有更高的速度和位置控制要求。

输出类型取决于具体应用。

一:增量式旋转编码器工作原理增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系,得到角度码盘角度位移量的增加(正方向)或减少(负方向)。

增量式旋转编码器的工作原理如下图所示。

图中A、B两点的间距为S2,分别对应两个光敏接收管,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。

当角度码盘匀速转动时,可知输出波形图中的S0:S1:S2比值与实际图的S0:S1:S2比值相同,同理,当角度码盘变速转动时,输出波形图中的S0:S1:S2比值与实际图的S0:S1:S2比值仍相同。

通过输出波形图可知每个运动周期的时序为:我们把当前的A、B输出值保存起来,与下一个到来的A、B输出值做比较,就可以得出角度码盘转动的方向,如果光栅格S0等于S1时,也就是S0和S1弧度夹角相同,且S2等于S0的1/2,那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2,再除以所用的时间,就得到此次角度码盘运动的角速度。

光电编码器详解

光电编码器详解

光电编码器光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

绝对脉冲编码器:APC 增量脉冲编码器:SPC1. 光电编码器原理光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,其原理示意图如图1所示;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90°的脉冲信号。

fl进價光g元作放严形i光电绸码签原理示意图1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A B两组脉冲相位差90,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。

增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移,但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。

它能够产生与位移增量等值的脉冲信号,其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化(速度)的传感方法,它是相对于某个基准点的相对位置增量,不能够直接检测出轴的绝对位置信息。

一般来说,增量式光电编码器输出A B两相互差90度角的脉冲信号(即所谓的两组正交输出信号),从而可方便地判断出旋转方向。

同时还有用作参考零位的Z相标志(指示)脉冲信号,码盘每旋转一周,只发出一个标志信号。

标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。

增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

AS5045中文资料

AS5045中文资料
图 1:AS5045 和磁铁的典型布置方式
1.1 优点
- 完整的片上系统 - 灵活的系统解决方案,同时提供绝对值串行输
出和PWM输出 - 由于采用无接触式位置检测原理,十分适合于
苛刻环境下的应用 - 无需校准
1.2 主要特点
- 整个 360°范围内的无接触式、高分辨率、旋转位 置编码
- 2 种数字式 12 位绝对值输出: - 串行接口输出以及 - 脉宽调制(PWM)输出
Tamb
-40
Isupp
VDD5V 4.5 VDD3V3 3.0
VDD5V 3.0 VDD3V3 3.0
125 °C -40°F…+257°F
16
21 mA
5.0
5.5
V 5V工作方式
3.3
3.6 V
3.3
3.6 V 3.3V工作方式
3.3
3.6 V (引脚VDD5V和VDD3V3相连)
3.4 数字输入和输出的直流特性
100
mA 规范:JEDEC 78
ESD
±2
kV 规范:MIL 883 E method 3015
Tstrg
-55
125
°C 最小值–67°F;最大值+257°F
t=20至40s,规范:IPC/JEDEC J-Std-020C
TBody
260
°C 引脚镀层为100%的锡 “雾锡式”
H
5
85
%
Revision 1.3
3.4.1 CMOS 施密特触发器输入:CLK, CSn. (CSn = 内部上拉)
(工作条件:Tamb = -40 至 +125°C, VDD5V = 3.0-3.6V (3V 工作方式) VDD5V = 4.5-5.5V (5V 工作方式),除非另有规定)

旋转编码器选型

旋转编码器选型

HRotary EncoderH 一览表※注)控制输出(T:推拉输出电路,O:NPN集电极开路,N:电压,L:线性驱动)■空心轴型编码器(Hollow shaft encoder外形※注)控制输出(T:推拉输出电路,O:NPN集电极开路,N:电压,L:线性驱动)自动控制计测业界的技术领先企业H3※注)控制输出(T:推拉输出电路,O:NPN集电极开路,N:电压,L:线性驱动)※注)控制输出(T:推拉输出电路,O:NPN集电极开路,N:电压)一览表Rotary EncoderH HE□B轴型编码器²广泛的电源电压(5-12/12-24Vd.c)²多种输出规格²便利的设置构造8*233C6NOTL脉冲代码表(注)「*」显示只在A,B相(线路驱动器输出只在A,A-,B,B-相)输出。

脉冲表以外的脉冲为定做。

自动控制计测业界的技术领先企业H5规格HE□BRotary EncoderH 输入²出回路主回路主回路主回路主回路30mA以下输出负载30mA以下输出负载30mA以下输出负载30mA以下输出负载自动控制计测业界的技术领先企业H7H※输出回路A ,B ,Z 相(线路驱动器输出A ,A-,B ,B-,Z ,Z-相)全都相同。

输出波形■NPN 电压输出,NPN 集电极开路输出,推拉(Totem Pole )输出■线路驱动(Line Driver )输出 正回转(CW )逆回转(CCW )*正回转(CW ):从轴侧看,顺时针方向回转时 :从轴侧看,逆时针方向回转时 主 回 路A-相输出 A 相输出HE □BRotary EncoderH 外形尺寸(单位:mm)■¢50轴■¢40轴■RB耐油防护电缆(L=1500)耐油防护电缆(L=1500)自动控制计测业界的技术领先企业H9线路图¢50轴■电压输出,推拉输出(Totem Pole),集电极开路输出■线路驱动(Line Driver)输出¢40轴■电压输出,推拉输出(Totem Pole),集电极开路输出■线路驱动(Line Driver)输出※不使用的配线请作绝缘处理。

常用旋转编码器型号规格

常用旋转编码器型号规格

ROTARY ABSOLUTE ENCODERS500P/R 4.3~A 相,A 相B 相Z 相NPN 、PNP 开路输出,电压输出A 6 C 2 - C WZ 6C A:绝对式编码器 C:增量式编码器S:单相输出(单“”相)W:多相输出 (双相“A 、B ”相)A Z:带复位相输出(零位)1:DC5V2:DC12V3:DC5~12VB: PNP 开路输出PNP C: NPN 开路输出E: 电压输出 G: 互补输出X: 线性驱动输出外 径 W:20mm A:25mm B:40mm C: H ΦΦΦ50Φ66设计号:中空轴编码器Φmm D:mm 4:DC24V 5:DC12~24V 6:DC4.5~36VE6C2-C E6C3-C E6C3-C H 4.336VDC A 相,A 相B 相,相Z 相,A 相B 相Z 相E6C2-C H 4.3~36VDC 5VDC 10 2500P/R 、PNP 开路输出,电压输出、互补输出、线性驱动输出A 相,A 相B 相,A 相,A 相B 相Z 相PNP 开路输出,电压输出、互补输出、线性驱动输出10 3600P/R 10~ 2500P/R 10~ 5000P/R10~ 3000P/R4.3~,5VDC 10~ 5000P/RA 相,A相B相,相Z相,A相B相Z相E6G1-C E6G2-C E6G3-C TRD50-J-10~ 5000P/RE6G2-C E6G3-C E6G5-C E6G6-C4.3~36VDC5VDC10~ 3000P/RNPN、PNP开路输出,电压输出、互补输出、线性驱动输出A 相,A相B相,A相B相相,A相B相Z相10~ 1000P/R OIH48-CIH63-4.3~36VDC 1000~ 3600P/R 1000~ 5000P/R 100~ 6000P/R 100~ 8192P/R 、PNP 开路输出,电压输出、互补输出、线性驱动输出A 相,A 相B 相,A 相,A 相B 相,Z 相,A 相B 相Z 相Aging products CIH50-CIH10010~ 2500P/R10~ 5000P/R E50S8支架J300、200轮编码器止口法兰4.3~36VDC 10~ 3000P/R 、PNP 开路输出相,A 相B 相 4.3~36VDC A 相,B 相,A 相B 相Z 相,相J300*1-38-A 、B 或A 、B 100P/R256 2048P/R 4.336VDC NPN 开路输出,电压输出联轴器COUPLINGCR-D×L-CRJ-D×L CM-D×L CB-D L-×D13*21 d4-4D15*22 d6-6D19*23.6 d8-8D:12~44 L:18~40d:315Φ~D:16~50 L:23~68d:326Φ~D:16~40 L:27~49d:416Φ~D:19~68 L:30~68d:330Φ~D:19~38 L:22~52d:330Φ~D:20~100 L:25~120d:440Φ~D:26 L:50d:410Φ~CP1-D×L CB-D L ×C -D×L T 外 形CP2-D×L 规 格。

编码器原理结构图

编码器原理结构图

光电编码器原理结构图增量式光电旋转编码器所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置。

运动控制系统中的编码器的作用是将位置和角度等参数转换为数字量。

可采用电接触、磁效应、电容效应和光电转换等机理,形成各种类型的编码器。

运动控制系统中最常见的编码器是光电编码器。

光电编码器根据其用途的不同分为旋转光电编码器和直线光电编码器,分别用于测量旋转角度和直线尺寸。

光电编码器的关键部件是光电编码装置,在旋转光电编码器中是圆形的码盘(codewheel或codedisk),而在直线光电编码器中则是直尺形的码尺(codestrip)。

码盘和码尺根据用途和成本的需要,可由金属、玻璃和聚合物等材料制作,其原理都是在运动过程中产生代表运动位置的数字化的光学信号。

图12.1可用于说明透射式旋转光电编码器的原理。

在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光部分的组合。

在码环的一边是发光二极管或白炽灯光源,另一边则是接收光线的光电器件。

码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断,通过光电器件的接收和电子线路的处理,产生特定电信号的输出,再经过数字处理可计算出位置和速度信息。

上面所说的是透射式光电编码器的原理。

显然利用光反射原理也可制作光电编码器。

增量编码器的码盘如图12.2所示。

在现代高分辨率码盘上,透光和遮光部分都是很细的窄缝和线条,因此也被称为圆光栅。

相邻的窄缝之间的夹角称为栅距角,透光窄缝和遮光部分大约各占栅距角的1/2。

码盘的分辨率以每转计数(CPR-counts per revolution)表示,亦即码盘旋转一周在光电检测部分可产生的脉冲数。

例如某码盘的CPR为2048,则可以分辨的角度为10,311.8”。

在码盘上,往往还另外安排一个(或一组)特殊的窄缝,用于产生定位(index)或零位(zero)信号。

测量装置或运动控制系统可利用这个信号产生回零或复位操作。

从原理分析,光电器件输出的电信号应该是三角波。

旋转编码器工作原理 __编码器

旋转编码器工作原理 __编码器

旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种用于测量旋转运动的设备,它将旋转运动转化为数字信号,以便计算机或其他控制系统进行处理。

旋转编码器通常由两部分组成:旋转部分和固定部分。

旋转部分是安装在旋转物体上的,它通常由一个轴和一个旋转盘组成。

旋转盘上有一个或多个刻度线,这些刻度线用于测量旋转的角度。

刻度线可以是光学的、磁性的或者机械式的。

固定部分是安装在固定位置上的,它通常由一个传感器和一个信号处理器组成。

传感器通常是光电传感器、磁性传感器或者接触式传感器。

传感器会检测旋转部分上的刻度线,并将其转化为电信号。

信号处理器会对传感器输出的电信号进行处理,以得到旋转部分的角度信息。

处理过程可能包括信号放大、滤波、数字化等。

最终,信号处理器会将角度信息转化为数字信号,并输出给计算机或其他控制系统。

旋转编码器的工作原理可以分为两种类型:增量式编码器和绝对式编码器。

增量式编码器是通过测量旋转部分的相对位移来得到角度信息的。

它通常有两个输出信号:一个是A相信号,另一个是B相信号。

这两个信号相位差90度,可以用来确定旋转方向。

通过计算A相和B相信号的脉冲数和相位差,可以得到旋转部分的角度信息。

绝对式编码器是通过测量旋转部分的绝对位置来得到角度信息的。

它通常有多个输出信号,每个信号对应一个特定的角度位置。

通过检测这些信号的状态,可以确定旋转部分的角度信息。

绝对式编码器通常具有较高的精度和分辨率,但也相对复杂和昂贵。

旋转编码器广泛应用于各种领域,如机械制造、自动化控制、机器人、航空航天等。

它们在测量和控制旋转运动方面起着重要的作用。

总结起来,旋转编码器是一种将旋转运动转化为数字信号的设备,通过测量旋转部分的相对位移或绝对位置来得到角度信息。

它由旋转部分和固定部分组成,通过传感器和信号处理器实现角度测量。

旋转编码器在各个领域中有着广泛的应用,对于测量和控制旋转运动非常重要。

基于kea8和as5048a高效磁编码器设计

基于kea8和as5048a高效磁编码器设计

基于K E A8和A S5048A高效磁编码器设计李安福(西安铁路信号有限责任公司,西安710100)摘要:设计了一种基于K E A8和A S5048A的磁编码器㊂本设计既输出伺服电机控制所需的增量编码器信号,又输出电机转子位置信号,并且这两种信号采用同一根电缆传输,分时复用,提高了系统的适用性㊁紧凑性和性价比㊂关键词:磁编码器;增量编码器;K E A8;A S5048A中图分类号:T P212文献标识码:AH i g h-e f f i c i e n c y M a g n e t i c E n c o d e r D e s i g n B a s e d o n K E A8a n d A S5048AL i A n f u(X i a n R a i l w a y S i g n a l C o.,L t d.,X i a n710100,C h i n a)A b s t r a c t:A m a g n e t i c e n c o d e r b a s e d o n K E A8a n d A S5048A i s d e s i g n e d.T h i s d e s i g n n o t o n l y o u t p u t s t h e i n c r e m e n t a l e n c o d e r s i g n a l n e e d e d f o r s e r v o m o t o r c o n t r o l,b u t a l s o t h e p o s i t i o n s i g n a l o f t h e m o t o r r o t o r.T h e t w o k i n d s o f s i g n a l s a r e t r a n s m i t t e d b y t h e s a m e c a-b l e,t i m e d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g.I t i m p r o v e s t h e a p p l i c a b i l i t y,c o m p a c t n e s s a n d c o s t-e f f e c t i v e n e s s o f t h e s y s t e m.K e y w o r d s:m a g n e t i c e n c o d e r;i n c r e m e n t a l e n c o d e r;K E A8;A S5048A引言B L D C(无刷直流电机)和P M S M(永磁同步电机)的伺服控制通常需要同时获得转子位置信息和精度较高的角度增量信息㊂电机控制器根据转子位置信息控制3相桥的相应高边和低边MO S管的开启或关断,控制电机三相绕组的电流大小和流向最终控制电机转动的快慢和方向,以实现电机的快速启动㊁停止㊁变向和变速控制等㊂转子位置信息通常用3个H A L L(霍尔)传感器来获得㊂而为了实现精度更高的位置和速度伺服控制,就需要精度较高的角度增量信息,这通常用编码器信号来获得,编码器可实现每圈高达上千个脉冲的分辨率㊂根据编码器信号的周期㊁数量可快速㊁精确地确定电机转动的角速度㊁角位移等参数,同时根据编码器两路信号的相位关系可快速确定电机转动方向㊂编码器通常有光电编码器㊁旋转变压器㊁磁编码器等类型㊂其中,磁编码器出现最晚,技术也最先进,它具有分辨率高㊁成本低㊁非接触㊁间隙大㊁耐高温㊁耐污染腐蚀㊁耐灰尘㊁抗震动等,可广泛适用于B L D C和P M S M㊂按磁铁的安装方式,磁编码器分为在轴式(O n a x i s)和离轴式(O f f a x i s)㊂而在轴式具有磁铁尺寸小㊁成本低㊁装配简单㊁装配精度要求低等特点㊂本文采用在轴式方案㊂1工作原理本设计主要由信号处理板㊁旋转磁铁㊁磁铁安装机构㊁外壳等组成㊂信号处理板上有磁传感器芯片㊁C P U等㊂磁编码器的核心是磁传感器芯片A S5048A与旋转磁铁之间的感应和测量,其工作原理如下:磁体的材料为N d F e B (钕铁硼),形状为圆柱形,尺寸为ϕ8ˑ3mm2,在水平面上被磁化成N S两极,产生A S5048A所需磁场分布空间,如图1所示,磁铁与A S5048A之间的间隙为0.5~3.0mm㊂磁铁的中心轴线㊁A S5048A上的霍尔传感器阵列的中心㊁与电机轴的旋转中心三条轴线保持重合㊂当磁铁与电机轴同步旋转时,将产生同步变化的旋转磁场㊂磁体当沿一定半径的圆周旋转360ʎ时,在圆周上产生的垂直方向(Z 方向)磁场B Z是按正弦变化的㊂另外,为了达到最佳测量精度,垂直场B Z在N S两极之间移动时,也应具有较宽的线性范围,如图2所示㊂图1位置关系㊁磁场分布及霍尔传感器分布图图2 磁场变化示意图A S 5048A 内部集成了4个横向放置的霍尔传感器(见图3),这4个霍尔传感器对垂直于其表面即Z 方向的磁场分量B Z 敏感,而对X ㊁Y 方向的磁场不敏感㊂4个霍尔传感器排列成一个圆圈,间隔90ʎ㊂按照这种位置排列,这4个霍尔传感器将产生s i n (x )㊁c o s (x )㊁-s i n (x )和-c o s (x )这4个信号㊂将位置相对㊁相位相反的两个霍尔传感器信号(1,3)和(2,4)送入差分放大器,将产生振幅为2倍的s i n (x )和c o s (x )信号,然后将这2路信号由A /D 转换器转换为数字量,经过低通滤波器送入专用的D S P ,进行矢量 坐标变换㊂任何二维位置都可以用两种不同的坐标系来表示:直角坐标系中的x ㊁y 坐标和极坐标系中角度㊁长度的矢量坐标㊂D S P 坐标转换将直角坐标s i n (x )和c o s (x )转换为极坐标的角度α和幅度M a g ,如图3所示㊂最终得到角度α与磁铁的旋转角度成正比,幅度M a g 与磁场强度成正比㊂图3 A S 5048A 内部原理图2 硬件设计本编码器的硬件设计框图如图4所示㊂图4 硬件框图2.1 磁传感芯片磁传感器芯片采用AM S 的A S 5048A ,它的鲁棒性和宽温度范围使得其非常适合在恶劣的工业和医疗环境中进行旋转角度传感㊂它是易于使用的360ʎ角度位置传感器,具有14位㊁0.0219μ高分辨率输出,精度可达0.05μ,工作电压兼容3.3V 和5V ㊂芯片由霍尔传感器阵列㊁A D C 和D S P 组成(参见图3和图4)㊂实时测量出的磁铁旋转角度存放在角度寄存器中,C P U 通过高速S P I 接口连续读取角度寄存器,就可得到当前旋转磁铁绝对位置的角度值㊂2.2 C P UC P U 采用F r e e s c a l e (现被N X P 收购)的K i n e t i s E A系列C P U K E A 8,它是面向汽车行业的高可靠性汽车级C P U ,具有A E C Q 1001级汽车认证,基于A R M C o r -t e x M 0+内核㊂芯片内置48MH z 系统时钟,无需设计外部时钟,片上有S P I ㊁U A R T ㊁I 2C ㊁AD C ㊁G P I O ㊁WD O G ㊁T i m e r 等众多资源㊂C P U 通过高速S P I 接口,实时㊁快速读取A S 5048A 的角度寄存器,得到旋转磁铁的绝对位置角度值㊂通过连续分析㊁判断这些角度值,就可得知当前电机转子的位置㊁角速度㊁转向㊂再通过G P I O 引脚将位置信号U ㊁V ㊁W 和角度增量信号A ㊁B 按照设定的分辨率和相位关系输出㊂另外本文采用了一种独特的模式,通过2个G P I O 将U ㊁V ㊁W 和A ㊁B 分时复用,在不同时刻分别输出,减少硬件开销和电缆芯数,降低了系统成本,提高了系统的性价比㊂硬件原理图如图5所示,图中的C N T 1为输出的编码器接口,C h a n A ㊁C h a n B 为两路编码器信号,C N T 2为仿真/下载接口和U A R T 调试接口,C N T 3为H a l l 信号输出接口,用于零位置的校准㊂图5 硬件原理图3 软件设计软件主要解决如何读取A S 5048A 的角度数据,经过分析㊁处理产生编码器信号㊁电机位置信号,以及如何实现零位校准等问题㊂3.1 磁编码器参数设定本设计选定的电机额定转速为3350r pm ,空载转速为3865r p m ,2对极(4极),编码器的分辨率设计为100p p r ㊂3.2 零位校准由于不易识别旋转磁铁和电机轴的位置及之间的相对位置,但编码器产生的电机位置信号H a l l A /B /C 要用于换向控制,对位置信号的相位就有精确的要求㊂这是通过零位的校准来实现的㊂具体实现方法如下:由于选用的电机为2对极,按照B L D C 和P M S M 3相6步的工作原理,电机每转动一步即60/2=30,就要对3相绕组进行一次换向,同时H a l l A /B /C 信号也会有一个发生跳变㊂所以每个H a l l 信号的跳变,也就表示新的换向时刻的到来㊂这样6步就对应6个H a l l 状态:010㊁011㊁001㊁101㊁100和110㊂软件中不断通过S P I 接口读取A S 5048A 的角度寄存器,按其角度值,0时在H a l l A /B /C 的3个G P I O 上输出010,30时输出011 ,这样就得到图6所示的波形图㊂我们设计一个校准工装,使本电机转子被另外一个电机带动,保持匀速㊂将编码器电机的3相电源线U /V /W 通过3个电阻接在一起㊂电机在转动时,将在U /V /W 上得到反电动势波形e U ㊁e V 和e W ㊂将这3个波形经过零比较器㊁整形等电路,就得到H A /B /C 的波形图,见图6㊂校准工装自动测量H a l l A 与H A ㊁H a l l B 与H B ㊁H a l l C 与H C 这3对信号的相位差θ1㊁θ2㊁θ3,编码器将该值写入到A S 5048A 的零位置寄存器中,就完成了零位置的校准㊂零位置寄存器一旦写入了校准值,角度寄存器就会按新的零位值重新计算角度值㊂而以此角度值为基础而产生的编码器信号和转子位置信号也就都得到了更新㊂最终H a l l A /B /C 就会和e U /V /W 保持同相位,从而满足电机换向控制的要求㊂同时,通过F l a s h R OM 的自编程功能,将该零位值写入C P U 自身的F l a s h R OM 存储器中,使参数在断电时得以保存㊂上面是按电机顺时针方向转动来处理的,对于逆时针转动的处理相同㊂图6 由电机反电动势波形还原的H A /B /C 波形图3.3 编码器信号的产生编码器的分辨率设为100p pr ,所以每个脉冲表示360/100=3.6ʎ㊂如同第3.2节中H a l l A /B /C 信号的还原一样,用该方法还可产生一对正交的编码器信号E n c A ㊁E n c B ㊂具体如下:一个完整周期的两个正交编码器信号可分为4步,每步=3.6/4=0.9㊂软件中不断通过S P I 接口读取A S 5048A 的角度寄存器,按其角度值在0时在E n c A ㊁E n c B 的2个G P I O 输出00,在0.9输出01,以后每隔0.9顺次输出11㊁10㊁00 依次循环,这样就得到图7所示的波形图㊂图7 由角度值还原的E n c A /B 波形图上面是电机按逆时针转动时,E n c B 的相位比E n c A超前90ʎ㊂当电机按顺时针转动时,E n c A 的相位比E n c B 超前90ʎ㊂3.4 位置信号的产生及通信时序A S 5048A 经过了零位置校准后,就得到了准确的转子位置角度值和H a l l A /B /C 位置值㊂在此引入了一个名词角度偏移值,可理解为当前角度值与各个换向点(0,30,60 )之间的偏移量,以0.9为单位㊂角度偏移值=I N T (MO D (θ,30)/0.9);θ为角度值,MO D 为取余数,I N T 为取整㊂H a l l 位置值㊁角度偏移值与编码器信号E n c A ㊁E n c B 采用同一对线路传送,分时使用㊂方法如下:C P U 不断读取A S 5048A 的角度值,如果发现在20m s 内角度值变化量非常小,就认为没有转动,立即开始用这一对线路分别输出H a l l 位置值㊁角度偏移值㊂用G P I O 模拟U A R T 输出,格式为:1位起始位,8位数据位,奇(或偶)校验,1位停止位㊂1个字节就可满足要求,波特率设计为38.4k b p s ,以20m s 周期循环发送㊂当C P U 发现在20m s 内角度值变化量超过设定阀值时,就认为电机开始转动了㊂停止在这一对线路输出H a l l 位置值㊁角度偏移值,开始输出两个正交编码器信号㊂就这样,C P U 通过一对信号线,在电机不转时,周期性地以串行方式输出H a l l 位置值㊁角度偏移值㊂在电机转动时,连续㊁实时地输出一对正交编码器信号,两组信号分时复用,轮流输出㊂3.5 电机控制器的信号解码在电机控制器中的C P U 中,通常都有Q E I(正交编码器接口),它最适合用来做编码器信号的解码,通过记录脉冲的数目和测量两个正交信号的相位关系,就可以测出转子的位置㊁方向和速度㊂另外,还要解析分时复用的串行H a l l 位置值㊁角度偏移值,这可采用U A R T 进行接收㊂C P U 通常有多个U A R T 资源,使用其中两个就可很方便地完成这一功能㊂由于电机是被电机控制器驱动的,其C P U 知道电机何时停止,何时准备转动㊂在电机停转时,启用这两个U A R T ,不断接收H a l l 位置值㊁角度偏移值信息,并停用Q E I,忽略其接收到的信息;在准备启动电机时,根据已接收到的H a l l 位置值,控制3相桥相应的高边和低边MO S 管的开启或关断,启动电机转动;同时,停用两个U A R T ,启用Q E I㊂电机转动后,在已接收到的角度值的基础上,再累加上通过Q E I 解析出的角度增量值,判断角度值是否达到一个换向点,如果没到,保持现有换向控制,角度值随着转动继续累加㊂机箱两侧配备高流通量风扇,采用风冷散热方式,同时板卡上的核心芯片及大功率元器件采用贴铝质散热片的方式将热量交换到流通空气,实现为板卡降温的功能㊂2 平台关键技术2.1 热插拔设计热插拔(H o t p l u g)功能是允许用户在不切断电源㊁系统维持运转的情况下取出和更换设备,从而提高系统对故障的及时恢复能力,增强扩展性和灵活性[7]㊂图5 热插拔设计示意图在多冗余信息处理平台的板卡设计中,从V P X 连接器引出H o t p l u g_0和H o t -p l u g_1信号,用于检测板卡插入状态㊂背板板卡槽位相应位置的I /O 信号设置为高电平㊂如图5所示,当板卡完全插入且连接器接触良好时,H o t p l u g _0和H o t p l u g _1信号同时稳定为高电平,比较器输出上电使能信号,电源进入板卡;否则,没有电源进入㊂需要拔出板卡时,触发位于前面板的轻触开关,产生中断信号通知C P U ,C P U 控制系统备份并关机㊁断电,指示灯灭后可以拔出板卡,整个过程不影响整机系统其余部分的正常工作㊂2.2 多冗余设计为了解决单点故障失效的问题,并综合考虑系统的可靠性㊁复杂度㊁体积㊁功耗㊁成本等因素,多冗余信息处理平台的信息处理板和接口及功能扩展板均采用三模冗余结构,与软件结合可实现故障检测㊁隔离与重构,一定程度上可解决单点故障失效的问题,具备在线修复能力㊂在某板卡故障时,可降级为双机热备份模式,故障恢复时,系统可重构为三模冗余模式㊂同时,总线通信通道和设备采用双冗余结构,不仅提高了网络通信的可靠性,还不会对整体系统的体积㊁功耗等造成严重的负担㊂结 语本文设计并实现了一款基于O pe n V P X 的多冗余信息处理平台系统㊂该信息处理平台采用了O p e n V P X 架构,合理划分并设计了各功能模块,解决了高总线传输带宽㊁高速互连等问题,提高了灵活性和可维护性㊂同时,采用冗余设计具备较高的可靠性,可应用于控制计算等多种应用场景中㊂该平台系统已通过测试验证,稳定可靠,成功应用于工程项目中㊂参考文献[1]陈志列,陈超,刘志永,等.基于V P X 总线的高级计算平台的研究与设计[J ].兵工自动化,2012,31(4):2427.[2]包利民,潘奇.V P X 总线技术及其实现[J ].电子机械工程,2012,28(2).[3]蒙佺.V P X 抗恶劣环境通信计算平台关键技术研究[J ].测控技术,2012,31(10):8891.[4]洪艳,沈利华.基于V P X 高速综合信息处理平台设计[J ].导弹与航天运载技术,2011(3):5861.[5]邱里鑫.基于V P X 和国产芯片的以太网交换板设计[D ].西安:西安电子科技大学,2015.[6]康旭辉,连剑,赵雪纲.基于S pa c e V P X 架构的星上高速载荷数据实时处理平台设计[J ].航天器工程,2018,27(4):104109.[7]张志鹏,韩崇伟,杨刚.热插拔技术在现场可更换模块中的应用研究[J ].兵工自动化,2016,35(6):2126.[8]王南南.U U V 控制系统计算机冗余设计研究[D ].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2014.[9]陈玉坤,冯忠伟,张声艳,等.具备重构能力的三模冗余器载计算机研究[J ].计算机测量与控制,2017,25(2):201203.段琦秀(硕士)㊁王志超(博士),主要研究方向为控制理论与控制工程;林岩(教授),主要研究方向为自适应控制㊁容错控制理论及应用㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2019-08-26) 如果达到一个换向点则进行换向控制,这样就可使电机连续不断转动下去㊂结 语本文讨论了基于K E A 8和A S 5048A 高效磁编码器的设计和实现,并对系统原理㊁具体硬件电路和软件算法进行了详细的介绍㊂此设计将编码器信号和转子位置信号整合在一起,分时复用,使设计紧凑,硬件简单,并提高了电缆利用率,降低了整个系统的成本,具有较好的工程应用价值㊂笔者采用该方案设计的电机编码器,用于地铁屏蔽门控制系统,目前正在对系统的各项功能㊁技术指标等进行测试㊂由于系统方案设计合理,整个系统运行稳定㊁可靠,取得了较好的效果㊂参考文献[1]AM S .A S 5048A M a g n e t i c R o t a r y En c o d e r d a t a s h e e t ,V 111,2018.[2]AM S .A S 5000S e r i e s M a gn e t i c S e n s o r C i r c u i t s ,R e v i s i o n 1.0,2018.[3]AM S .A N 5000R o t a r y M a g n e t i c P o s i t i o n S e n s o r s M a gn e t S e -l e c t i o n G u i d e ,V 104,2016.[4]N X P .K E A 8S u b F a m i l y D a t a S h e e t ,R e v 4,2014.[5]N X P .K E A 8S u b F a m i l y Re f e r e n c e M a n u a l ,R e v 2,2014.(责任编辑:薛士然 收稿日期:2019-09-10)。

绝对值编码器详解

绝对值编码器详解

绝对值编码器详解从增量式编码器到绝对式编码器旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过A,B两相的相位先后判定方向,以计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。

这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。

解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。

在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。

为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。

另外,增量值编码器很怕干扰,因为干扰而丢失脉冲,零点就不对了,又要重新去找零点。

这样的情况对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),或经常去找零点,于是就有了绝对编码器的出现。

绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。

编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。

这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。

绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。

这样,编码器无需开机找零,抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

另外,绝对值编码器无需判定方向、累计计数,可直接读数,其响应也较增量的快。

关于绝对值编码器的价格,很多人以为会很高,其实,在同等刻线的情况下,绝对值编码器并不比增量的贵~现在工业化规模生产后,价格已经大幅度下来了,好比一个海德汉的9000线的增量值编码器和一个13位(8192)线的绝对值编码器价格并没差多少了。

另外,绝对值编码器可以直接输出位置,无需计数模块及繁复的屏蔽抗干扰工作量,加上读数的可靠性不同而造成的效果不同,绝对值编码器的综合应用成本比增量值编码器是减少的。

奥地利微电子发布14位磁旋转编码器IC

奥地利微电子发布14位磁旋转编码器IC

奥地利微电子发布14位磁旋转编码器IC

【期刊名称】《中国电子商情:基础电子》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】奥地利微电子公司发布磁旋转编码器ICAS5163,这是角度检测应用中首款具备强大IC保护功能的器件,以满足严格的汽车应用需求。

【总页数】1页(P86)
【作者】无
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.53
【相关文献】
1.奥地利微电子推出具有唤醒及关断功能的全新10位磁旋转编码器 [J],
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General DescriptionThe AS5048 is an easy to use 360° angle position sensor with a 14-bit high resolution output. The maximum system accuracy is 0.05° assuming linearization and averaging is done by the external microcontroller.The IC measures the absolute position of the magnet’s rotation angle and consists of Hall sensors, analog digital converter and digital signal processing. The zero position can be programmed via SPI or I²C command. Therefore no programmer is needed anymore. This simplifies the assembly of the complete system because the zero position of the magnet does not need to be mechanically aligned. This helps developers to shorten their developing time. The sensor tolerates misalignment, air gap variations, temperature variations and as well external magnetic fields. This robustness and wide temperature range (-40°C up to +150°C) of the AS5048 makes the IC ideal for rotation angle sensing in harsh industrial and medical environments. Several AS5048 ICs can be connected in daisy chain for serial data read out. The absolute position information of the magnet is directly accessible over a PWM output and can be read out over a standard SPI or a high speed I²C interface. Version AS5048A comes with SPI and PWM Interface. Version AS5048B is configured with the I²C interface and has also a PWM output. An internal voltage regulator allows the AS5048 to operate at either 3.3 V or 5 V supplies.Key Features & Benefits • 360° contactless angle position sensor• Standard SPI or high speed I²C interface and PWM • Simple programmable zero position via SPI or I²C command• No programmer needed • 14-bit full scale resolution 0.0219°/LSB• Angle accuracy 0.05°after system linearization and averaging• Daisy chain capability• Tolerant to air gap variationsmagnetic field input range: 30mT – 70mT • -40°C to +150°C ambient temperature range • 3.3V / 5V compliant• 14-pin TSSOP package (5x6.4mm)Applications• Robotic joint position detection • Industrial motor position control• Medical robots and fitness equipmentBlock DiagramContentsGENERAL DESCRIPTION (1)K EY F EATURES &B ENEFITS (1)A PPLICATIONS (1)B LOCK D IAGRAM (1)1PIN CONFIGURATION (4)1.1P IN D ESCRIPTION (4)2ELECTRICAL CHARACTERISTICS (5)2.1A BSOLUTE M AXIMUM R ATINGS (5)2.2O PERATING C ONDITIONS (6)2.3DC/AC C HARACTERISTICS FOR DIGITAL INPUTS AND OUTPUTS (6)2.4E LECTRICAL S YSTEM S PECIFICATIONS (7)2.5G LOBAL T IMING C ONDITIONS (7)3FUNCTIONAL DESCRIPTION (8)4OPERATION (8)4.1SPI I NTERFACE (9)4.1.1SPI Interface Signals (4-Wire Mode, Wire_mode = 1) (9)4.1.2SPI Timing (10)4.1.3SPI Connection to the Host UC (11)4.1.4SPI Communication Command Package (12)4.1.5Read Package (Value Read from AS5048A) (13)4.1.6Write Data Package (Value Written to AS5048A) (13)4.1.7Register Map SPI (14)4.1.8SPI Interface Commands (15)4.2I²C INTERFACE (18)4.2.1I²C Electrical Specification (18)4.2.2I²C Timing (19)4.2.3Register Table (20)4.3PWM INTERFACE (21)5PACKAGE DRAWINGS AND MARKINGS (22)5.1.1Assembly Lot Code (22)6APPLICATION INFORMATION (24)6.1P ROGRAMMING OF THE AS5048 (24)6.1.1Programming of the zero position (24)6.1.2Programming sequence with verification (24)6.2D IAGNOSTIC FUNCTIONS OF THE AS5048 (24)6.3C HOOSING THE P ROPER M AGNET (25)6.4P HYSICAL P LACEMENT OF THE M AGNET (26)6.5M AGNET P LACEMENT (26)7ORDERING INFORMATION (27)8REVISION HISTORY (27)9COPYRIGHTS (28)10DISCLAIMER (28)List of FiguresF IGURE 1:P IN CONFIGURATION TSSOP14 (4)F IGURE 2:C ONNECTIONS FOR 5V AND 3.3V SUPPLY VOLTAGES (8)F IGURE 3SPI C ONNECTION AS5048A WITH U C (9)F IGURE 4SPI C OMMAND/R ESPONSE D ATA F LOW (9)F IGURE 5SPI T IMING D IAGRAM (10)F IGURE 6S INGLE S LAVE M ODE (11)F IGURE 7M ULTIPLE S LAVE, N+3W IRE (S EPARATE C HIP S ELECT) (11)F IGURE 8D AISY C HAIN,4W IRE (12)F IGURE 9READ C OMMAND (15)F IGURE 10WRITE C OMMAND (15)F IGURE 11CLEAR ERROR FLAG C OMMAND (16)F IGURE 12NOP C OMMAND (17)F IGURE 13PWM F ORMAT (21)F IGURE 14P ACKAGE M ARKING (22)F IGURE 15:T YPICAL MAGNET (6X3MM) AND MAGNETIC FIELD DISTRIBUTION (25)F IGURE 16:D EFINED CHIP CENTER AND MAGNET DISPLACEMENT RADIUS (26)F IGURE 17:V ERTICAL PLACEMENT OF THE MAGNET (26)List of TablesT ABLE 1:P IN DESCRIPTION TSSOP14 (4)T ABLE 2A BSOLUTE M AXIMUM R ATINGS (5)T ABLE 3:O PERATING C ONDITION (6)T ABLE 4:DC/AC CHARACTERISTICS (6)T ABLE 5S YSTEM SPECIFICATION (7)T ABLE 6G LOBAL TIMING CONDITIONS (7)T ABLE 7SPI T IMING C HARACTERISTICS (10)T ABLE 8SPI C OMMAND P ACKAGE (12)T ABLE 9SPI READ PACKAGE (13)T ABLE 10SPI WRITE DATA PACKAGE (13)T ABLE 11SPI REGISTER MAP (14)T ABLE 12C LEAR E RROR F LAG C OMMAND (16)T ABLE 13NOP C OMMAND (17)T ABLE 14I²C E LECTICAL S PECIFICATION (18)T ABLE 15 I²C T IMING ............................................................................................................................ 19 T ABLE 16 R EGISTER M AP I2C ................................................................................................................ 20 T ABLE 17 PWM P ERIOD AND RESOLUTION .............................................................................................. 21 T ABLE 18: O RDERING I NFORMATION (27)1 Pin Configuration2345678910111213141SDA/CSn SCL/CLK A2/MISO A1/MOSI TEST TEST TESTTESTTEST TEST VDD5V VDD3V GND PWM AS5048Figure 1: Pin configuration TSSOP141.1 Pin DescriptionPin Symbol Type Description1 SDA/CSn DI_ST SPI chip select - active low; shared with I2C chip select pin2 SCL/CLK DI_ST SPI clock input; shared with I2C clock input3 A2/MISO DIO_ST SPI master in/slave out; shared with I2C address selection pin 24 A1/MOSI DI_ST SPI master out/slave in; shared with I2C address selection pin 15 TEST AIO Test pin, see Note6 TEST AIO Test pin, see Note7 TEST AIO Test pin, see Note8 TEST AIO Test pin, see Note9 TEST AIO Test pin, see Note 10 TEST AIO Test pin, see Note11 VDD5V S Positive Supply Voltage, 3.0 to 5.5 V12VDD3VS3.3V Regulator output; internally regulated from VDD. Connect to VDD for 3V supply voltage. 10uF capacitor to GND required in 5V operation mode13 GND S Negative Supply Voltage (GND) 14PWMDOPulse Width Modulation outputTable 1: Pin description TSSOP14PIN Types: S ... supply pad AIO ... analog I/O DI_ST … digital input with schmitt trigger DO ... digital output – push-pull DIO _ST ... digital I/O with schmitt trigger in the input pathNote: Pin 5 should be grounded to VSS. Pins 6, 7, 8, 9, 10 should be left open during the normal operation.2Electrical Characteristics2.1Absolute Maximum RatingsStresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings“ may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only. Functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under “Operating Conditions” is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.Parameter Symbol Min Max Unit NoteDC supply voltage at VDD pin VDD5V -0.3 7 V (1)DC voltage at VDD3V pin VDD3V -0.3 5 VDC voltage at GND pin GND -0.3 0.3 VInput pin voltage V_in VDD+0.3 VInput current (latchup immunity) I_scr -100 100 mA Norm: Jedec 78Electrostatic discharge ESD +/-2 kV Norm: MIL 883 E method 3015Total power dissipation (all supplies andoutputs)P_t 150 mWStorage temperature T_strg -55 150 °CPackage body temperature T_body 260 °C The reflow peak soldering temperature (body temperature)specified is in accordance with IPC/JEDEC J-STD-020 “Moisture Solid State Surface Mount Devices”. The lead finish from Pb-free leaded packages is matte tin (100% Sn)Humidity non-condensing H 5 85 %Moisture Sensitive Level MSL 3 Represents a maximum floor life time of 168hTable 2 Absolute Maximum Ratings2.2Operating ConditionsAll in this specification defined tolerances for external components need to be assured over the whole operation conditions range and also over lifetime.Parameter Symbol Min Max Unit NotePositive supply voltage VDD5V 4.5 5.5 V 5V Operation via LDOVDD3V 3 3.6 V LDO output voltage Positive core supply voltage VDDCORE 3 3.6 VNegative supply voltage GND 0 0 VAmbient temperature T_amb -40 150 °C Only for 5V operation.T_amb_max for 3V is 125°C Supply Current I_sup 15 mATable 3: Operating Condition2.3DC/AC Characteristics for digital inputs and outputsParameter Symbol Min Typ Max Unit Note CMOS digital input with schmitt trigger: CSn, CLK, MOSIHigh level input voltage V_IH 0.7 * VDD5V VLow level input voltage V_IL 0.3 * VDD5V VInput leakage current l_LEAK 1 µACMOS output: PWM, MISOHigh level output voltage V_OH VDD5V-0.5 VLow level output voltage V_OL GND+0.4 VCapacitive load C_L 50 pFOutput current I_OUT 4 mATable 4:DC/AC characteristics2.4Electrical System SpecificationsVDD5V = 5V, T Ambient = -40 to +150°C unless noted otherwiseParameter Symbol Min Typ Max Unit Note Magnetic input field Bz 30 50 70 mTOutput sampling rate f sample10.2 11.25 12.4 kHzOutput Resolution RES 14 BitSensor output noise Noise 0.06 Deg 2.73LSB@14bit, rms valueSystem propagation delay t prop90.7 100 110.2 µs PWM frequency f PWM0.907 1 1.102 kHzNon-linearity optimum placement of magnet INL OPT±0.4 DegAssuming 8 mmdiameter of magnetNon-linearity @displacement of magnet INL DIS±0.7 DegAssuming 8 mmdiameter of magnet and500 um displacement inx and yNon-linearity @displacement ofmagnet and temperature -40 -150 degC INL DIS+TEMP±1.2 DegAssuming 8 mmdiameter of magnet and500 um displacement inx and yTable 5 System specification2.5Global Timing ConditionsParameter Symbol Min Typ Max Unit Note Internal Master Clock F OSC 4.05 4.5 4.95 MHz ±10%T OSC1/F OSC HzTable 6 Global timing conditions3Functional DescriptionThe AS5048 is a magnetic Hall sensor system manufactured in a CMOS process. A lateral Hall sensor array is used to measure the magnetic field components perpendicular to the surface of the chip. The AS5048 is uses self-calibration methods to eliminate signal offset and sensitivity drifts.The integrated Hall sensors are placed around the center of the device and deliver a voltage representation of the magnetic flux Bz.Through Sigma-Delta Analog-to-Digital Converter (ADC) and Digital Signal-Processing (DSP) algorithms, the AS5048 provides accurate high-resolution absolute angular position information. This is accomplished by a Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) calculates the angle and the magnitude of the Hall array signals.The DSP is also used to provide digital information at the outputs that indicate movements of the magnet towards or away from the device’s surface, in the z-axis.A small diametrically magnetized (two-pole) standard magnet provides the angular position information. Depending on the system requirements different magnet diameters are possible. Additional flexibility is given by the wide range of the magnetic input range. The AS5048 can be combined with NeFeB, SmCo and alternative magnet materials e.g. hard ferrites. The AS5048 provides a 14-bit binary code representing the angular position of the magnet. The type of output is pre-programmed as SPI version A or I2C version B. Simultaneously a PWM output signal is available in 12 bit format.A simple programming of the zero position is possible over the interface. No additional programmer is needed. The AS5048 uses one time programmable (OTP) fuses for permanent programming of the user settings. The verification is possible over a simple digital readout of the OTP content.4OperationThe AS5048 operates at 5V ±10%, using an internal Low-Dropout (LDO) voltage regulator. In addition a 3.3V operation is possible. The VDD3V output is intended for internal use only. It must not be loaded with an external load.3.3V OperationFigure 2: Connections for 5V and 3.3V supply voltagesNote: The pin VDD3V must always be buffered by a 10 µF capacitor in 5V operation. It must not be left floating, as this may cause unstable internal supply voltages which may lead to larger output jitter of the measured angle.In 3V operation the VDD3V must be shorted to VDD5V.4.1SPI InterfaceThe 16 bit SPI Interface enables read / write access to the register blocks and is compatible to a standard micro controller interface. The SPI is active as soon as CSn is pulled low. The AS5048A then reads the digital value on the MOSI(master out slave in) input with every falling edge of CLK and writes on its MISO (master in slave out) output with the rising edge. After 16 clock cycles CSn has to be set back to a high status in order to reset some parts of the interface core.4.1.1SPI Interface Signals (4-Wire Mode, Wire_mode = 1)The AS5048A only supports slave operation mode. Therefore CLK for the communication as well as the CSn signal has to be provided by the test equipment. The following picture shows a basic interconnection diagram with one master and an AS5048A device and a principle schematic of the interface core.Figure 4 SPI Command/Response Data Flow4.1.2SPI TimingFigure 5 SPI Timing DiagramParameterDescriptionMin Max Unit t L Time between CSn falling edge and CLK rising edge 10 (2) Ns t L Time between CSn falling edge and CLK rising edge 350 (1) Ns T CLK Serial clock period 100 Ns t CLKL Low period of serial clock 50 Ns t CLKH High period of serial clock50 Ns t H Time between last falling edge of CLK and rising edge of CSn t SCK / 2 Ns T CSnH High time of CSn between two transmissions 10 (2) Ns T CSnH High time of CSn between two transmissions 350 (1) Ns t MOSI Data input valid to clock edge 20 Ns t MISOCLK edge to data output valid20NsTable 7 SPI Timing CharacteristicsNotes:(1) Synchronization with the internal clock 2 * t CLK_SYS + 10 ns (e.g. at 8 MHz 253 ns) (2) No synchronization needed because the internal clock is inactive4.1.3SPI Connection to the Host UC Single Slave ModeDaisy Chain, 4 Wire4.1.5Read Package (Value Read from AS5048A)The read frame always contains two alarm bits, the parity and error flags and the addressed data of the previous read command.Read PackageBit MSB 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 LSBPAR EF Data<13:0>Bit Definition & DescriptionPAR Parity bit (EVEN)EF Error flag indicating a transmission error in a previous host transmissionData 14 bit addressed dataTable 9 SPI read package4.1.6Write Data Package (Value Written to AS5048A)The write frame is compatible to the read frame and contains two additional bits, parity flag and R flag.If the previous command was a write command a second package has to be transmitted.Data PackageBit MSB 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 LSBPAR R Data <13:0>Bit Definition & DescriptionPAR Parity bit (EVEN)R Has to be 0Data 14 bit data to write to former selected addressTable 10 SPI write data package4.1.7Register Map SPIAddress hexNameAccessType Bit Nr.SymbolDefaultDescription13:013:32Parity Error 1Command Invalid 0Framing Error13:76Verify 543Burn 210Programming Enable13:87Zero Position <13>0:::0Zero Position <6>013:65Zero Position <5>0:::0Zero Position <0>0131211Comp High 010Comp Low 09COF 08OCF17AGC value<7>1:::0AGC value<0>013Magnitude<13>0:::0Magnitude<0>013Angle <13>0:::0Angle<0>No operation dummy informationnot used n.a.x0001Clear Error Flag RError Register. All errors are cleared by accessx0000SPI NOPRNOPR/W Programming ControlR/W+Program0Zero Position remaining 6 lower LSB'sR/W +Programx0003not used reserved 0Programming control register.Programming must be enabled before burning the fuse(s). After programming is an verification mandatory.See programming procedure.Zero Position value high bytenot used OTP RegisterZero Position Hix0016not used OTP Register Zero Position Low 6 LSBs x0017P r o g r a m m a b l e C u s t o m e r s e t t i n g snot used C o n t r o l a n d E r r o r R e g i s t e r sAngle RAngle information after ATAN calculationand zero position adderx3FFF R e a d o u t R e g i s t e r sx3FFE Magnitude RMagnitude information after ATAN calculation x3FFD Diagnostics +Automatic GainControl (AGC)Rnot used n.a.Diagnostics flagsAutomatic Gain Control value.0 decimal represents high magnetic field 255 decimal represents low magnetic fieldTable 11 SPI register map4.1.8SPI Interface CommandsREAD CommandFor a single READ command two transmission sequences are necessary. The first package written to the AS5048 contains the READ command (MSB-1 high) and the address the chip has to access, the second package transmitted to the AS5048 device can be any command the chip has to process next. The content of the desired register is available in the MISO register of the master device at the end of the second transmission cycle.CLEAR ERROR FLAG CommandThe CLEAR ERROR FLAG command is implemented as READ command. This command clears the ERROR FLAG which is contained in every READ frame. Before the ERROR FLAG is cleared the error register content comes back with the information which error type was occurred. On the next new READ register the ERROR FLAG is clearedFigure 11 CLEAR ERROR FLAG CommandThe package necessary to perform a CLEAR ERROR FLAG is built up as follows.CLEAR ERROR FLAG CommandBit MSB 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 LSB PAR 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1Table 12 Clear Error Flag CommandPossible conditions which force the ERROR FLAG to be set:wrong paritywrong number of clocks (no full transmission cycle or too many clocks)Note: If the error flag is set to high because of a communication problem the flag remains set until it will be cleared by the CLERAR ERROR FLAG command.NOP CommandThe NOP command represents a dummy write to the AS5048.Figure 12 NOP CommandThe NOP command frame looks like follows.NOP CommandBit MSB 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 LSB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Table 13 NOP CommandThe chip’s response on this command is 0x0000 – if no error happens.4.2I²C interfaceThe AS5048B supports 2-wire high-speed I²C protocol in device mode. The host MCU (master) has to initiate the data transfers. The 7-bit device address of the Slave depends on the state of the OTP value(1000 0) + 2 spare Pins (xx): Slave address =‘1000 0xx’Supported modes:Random/Sequential ReadByte/Page WriteStandard :0 to 100kHz clock frequency (slave mode)Fast Mode : 0 to 400kHz clock frequency (slave mode)High Speed: 0 to 3.4MHz clock frequency (slave mode)The SDA signal is bidirectional and is used to read and write the serial data. The SCL signal is the clock generated by the host MCU, to synchronize the SDA data in read and write mode. The maximum I²C clock frequency is 3.4MHz, data are triggered on the rising edge of SCL.4.2.1I²C Electrical SpecificationFS-mode+ HS-mode C B=100pF HS-mode C B=400pF Symbol Parameter Condition Min Max Min Max Min Max Unit V IL LOW-Level Input Voltage -0.5 0.3V DD-0.5 0.3VDDp -0.5 0.3V DD VV IH HIGH-Level Input Voltage 0.7V DD V DD + 0.5(1) 0.7V DD VDD +0.5 (1)0.7VDDp V DD + 0.5(1)VV hys Hysteresis of Schmitt TriggerInputsV DDp < 2V 0.1V DD-- 0.1V DD-- 0.1VDD -- VV OL LOW-Level Output Voltage(open-drain or open-collector)at 3mA Sink CurrentV DDp < 2V -- 0.2V DD-- 0.2VDD -- 0.2V DD VI OL LOW-Level Output Current V OL = 0.4V 20 -- -- -- -- mA I CS Pull-up current of SCLHcurrent source-- -- 3 12 3 12 mAt SP Pulse Width of Spikes thatmust be suppressed by theInput Filter-- 50 (2) -- 10 -- 10 nsI i Input Current at each I/O Pin Input Voltagebetween-10 +10 (3) -- 10 -- 10 µAC B Total Capacitive Load foreach Bus Line-- 550 -- 100 -- 400 pF C I/O I/O Capacitance (SDA, SCL) -- 10 -- 10 -- 10 pFTable 14 I²C Electical Specification(1)Maximum V IH = V DDpmax +0.5V or 5.5V(2)Input filters on the SDA and SCL inputs suppress noise spikes of less than 50 ns.(3)I/O pins of Fast-mode and Fast-mode Plus devices must not obstruct the SDA and SCL lines if VDD is switchedoff.4.2.2I²C TimingFS-mode+ HS-mode C B=100pF HS-mode C B=400pF(5)Symbol Parameter Condition Min Max Min Max Min Max Unit f SCLK SCL clock Frequency -- 1000 -- 3400 -- 1700 kHz t BUF Bus Free Time; time betweenSTOP and START Condition500 -- 500 -- 500 -- nst HD;STA Hold Time; (Repeated) STARTCondition (1)260 -- 160 -- 160 -- ns t LOW LOW Period of SCL Clock 500 -- 160 -- 320 -- ns t HIGH HIGH Period of SCL Clock 260 -- 60 -- 120 -- ns t SU;STA Setup Time for a RepeatedSTART condition260 -- 160 -- 160 -- ns t HD;DAT Data Hold Time (2) 0 450 0 70 0 150 ns t SU;DAT Data Setup Time (3) 50 -- 10 -- 10 -- nst R Rise Time of SDA and SCLSignals 20+0.1C b120 -- -- -- -- nst F Fall time of SDA and SCL signals 20+0.1C b120 (4) -- -- -- -- nst rCL Rise time of SCLH signal Ext. pull-upsource of 3mA-- -- 10 40 20 80 nst rCL1Rise time of SCLH signal afterrepeated START condition andafter an acknowledge bit Ext. pull-upsource of 3mA-- -- 10 80 20 160 nstf CL Output rise time of SCLH signal Ext. pull-upsource of 3mA-- -- 10 40 20 80 ns t rDA Output rise time of SDAH signal -- -- 10 80 20 160 ns t fDA Output rise time of SDAH signal -- -- 10 80 20 160 ns t SU;STO Setup Time for STOP Condition 260 -- 160 -- 160 -- Ns V nL Noise margin at LOW level 0.1V DDp-- 0.1V DDp-- 0.1V DDp-- V V nH Noise margin at HIGH level 0.2V DDp-- 0.2V DDp-- 0.2V DDp-- VTable 15 I²C Timing(1)after this time the first clock is generated(2) A device must internally provide a minimum hold time (120ns / max 250ns for Fast-mode Plus, 80ns / max 150ns for High-speed mode) for the SDA signal (referred to the V IHm in of the SCL) to bridge the undefined region of the falling edge of SCL.(3) A fast-mode device can be used in standard-mode system, but the requirement t SU;DAT = 250ns must then e met. This isautomatically the case if the device does not stretch the LOW period of the SCL signal. If such a device does strech the LOWperiod of the SCL signal, it must output the next data bit to the SDA line t Rmax + T SU;DAT = 1000 + 250 = 1250ns before the SCLline is released.(4)In Fast-mode Plus, fall time is specified the same for both output stage and bus timing. If series resistors are used this has tobe considered for bus timing(5)For capacitive bus loads between 100pF and 400pF, the timing parameters must be linearly interpolated4.2.3Register TableThe following registers / functions are accessible over the serial I²C interface.Address decNameAccessType Bit Nr.SymbolDefault Description7not used 6Verify 543Burn 210Programming Enable7:54I²C address<4>0:::0I²C address<0>07Zero Position <13>0:::0Zero Position <6>0765Zero Position <5>0:::0Zero Position <0>07AGC value<7>1:::0AGC value<0>07:43Comp High 02Comp Low 01COF 00OCF17Magnitude<13>0:::0Magnitude<6>0765Magnitude<5>0:::0Magnitude<0>07Angle<13>0:::0Angle<6>0765Angle<5>0:::0Angle<0>Angle Value afer ATAN calculationand zero position adderDiagnostic flagsAutomatic Gain Control value.0 decimal represents high magnetic field 255 decimal represents low magnetic fieldAutomatic Gain ControlR250not used n.a.251Diagnostics RC o n t r o l O T PProgramming ControlR/W P r o g r a m m a b l e C u s t o m e r s e t t i n g sR/W +ProgramR e a d o u t R e g i s t e r s254not used n.a.I²C slave addressR/W +Program I²C slave address2123OTP Register Zero PositionHi OTP Register Zero Position Low 6 LSBs R/W +Program not used reserved 0Programming control register.Programming must be enabled before burning the fuse(s). After programming is an verification mandatory.See programming procedure.3not used n.a.Zero Position value high byteZero Position remaining 6 lower LSB's22not used RRn.a.MagnitudeMagnitude information afer ATAN calculation252253not used n.a.RRAngle255Table 16 Register Map I2C4.3PWM interfaceThe AS5048 provides a pulse width modulated output (PWM), whose duty cycle is proportional to the measured angle. The PWM frequency is internally trimmed to an accuracy of ±10% over full temperature range. This tolerance can be cancelled by measuring the complete duty cycle.The PWM signal consists of different sections:•Init:12 clocks -> PWM = ‘high’•Error_n:4 clocks -> PWM = ‘not(system_error)’•Data:4095 clocks -> PWM = ‘angle_zero’ / ‘low’ (in case of error)•Exit:8 clocks -> PWM = ‘low’In case of an error the data section is set to zero.5Package Drawings and MarkingsPackage type: TSSOP14Figure 14 Package Marking5.1.1Assembly Lot CodeThe assembly lot code for standard “YYWWIZZ” is composed as follows: X - Interface type: A=SPI / B=I2CYY- YearWW- WeekI- Plant identification letterZZ- Letters for free traceability14-Lead Thin Shrink Small Outline Package TSSOP-146Application Information6.1Programming of the AS50486.1.1Programming of the zero positionThe absolute angle position can be permanent programmed over the interface. This could be useful for random placement of the magnet on the rotation axis. A readout at the mechanical zero position can be performed and written back into the IC. With permanent programming the position is non-reversible stored in the IC. This programming can be performed only once.To simplify the calculation of the zero position it is only needed to write the value in the IC which was read out before from the angle register.6.1.2Programming sequence with verificationTo program the zero position is needed to perform following sequence:1.Read angle information2.Set the Programming Enable bit in the OTP control register3.Write previous read angle position into OTP zero position register4.Read back for verification the zero position register data5.Set the Burn bit to start the automatic programming procedure6.Read angle information (equals to 0)7.Set the Verify bit to load the OTP data again into the internal registers with modified threshold comparator levels8.Read angle information (equals to 0)The programming can either be performed in 5V operation using the internal LDO, or in 3V operation but using a minimum supply voltage of 3.3V. In case of 3V operation, also a 10uF capacitor is required on the VDD3 pin.6.2Diagnostic functions of the AS5048The AS5048 provides diagnostics functions of the IC and also diagnostic functions of the magnetic input fieldFollowing diagnostic flags are accessible:OCF (O ffset C ompensation F inished), logic high indicates the finished Offset Compensation Algorithm. After power up the flag remains always to logic high.COF (C ordic O ver f low), logic high indicates an out of range error in the CORDIC part. When this bit is set, the angle and magnitude data is invalid. The absolute output maintains the last valid angular value.COMP low, indicates a weak magnetic field. It is recommended to monitor in addition the magnitude value.COMP high, indicated a high magnetic field. It is recommended to monitor the magnitude value.。

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