AMS磁编码器产品简介完整版前期

汽车领域应用
点火装置 (AS5130)
节气阀 (TPS) (AS5163)
转向控制 AS5215
废气再循环系统 (EGR) AS5163
电子助力转向器 (EPS) AS5130
双向离合器 BLDC AS5134
变速箱 AS5040/AS5140
拨片换挡 (AS5145) 油门踏板 AS5263
汽车电子中的应用
型号 AS5134 工作电压(V) 5 工作温度 (℃) -40~140 封装 SSOP-20
混合式编码器（10bit）
• AS5040
• 输出方式 绝对SSI输出 绝对PWM输出 两路正交A/B及Index输出 BLDC换向 • 典型应用 叉车 电位计 旋钮 AS5040 Block Diagram
名词解释
• SSI 同步串行接口，用于串行数据传输。
接口线包括CSn片选信号线、CLK时钟信号线、DO数据信号线
Βιβλιοθήκη Baidu词解释
• PWM输出 即脉宽调制输出（以AS5045为例）
AS5045为12位可编程磁编码器,提供一个PWM输出,其占空比与所测量 的角度成正比:
名词解释
• 模拟电压输出
模拟电压输出提供一个与旋转的角度成正比的模拟信号;该模块包括 一个数字角度范围选择器、DA转换器以及1个运放缓冲器。数字范围 选择器可以预设360o、180o、90o或45o的角度范围；数-模转换器（DAC） 的基准电压可以为IC内部的VDD5V/2，也可以在IC引脚DACref上施加 一个外部的DAC基准电压；对于角度范围的精细调节可以通过调节运 放缓冲级的增益来实现。
25μm 15μm
AS5163 /AS5263简介
automotive + Real + features
Present Features: •Best performance in Linearity •Robust against external stray fields •No calibration Added Features: •overvoltage protection •Short circiut protection •4 KV ESD •Diagnostic Mode
Single Pin Interface
Added Features: •programmability over the output User friendly
-
Overhead
=
Optimisation:
•Optimised Analogue Topology •Improved layout floorplan •reduction of pins
270 °
Sin Sin DSP
Angle
3
N
Cos
S
Cos
Magnitude
-Cos
Cos
ADC
Frontend Amplifier
Digital Filter
芯片的主要优势
• • • • • • • • 高度集成，外围电路简单 非接触式，使用寿命长 双电源供电，选择更加方便 多种输出方式可供选择：SSI、PWM、A/B两相脉 冲及Index信号、模 拟电压输出 替代传统光电编码器和电位计的最佳选择 适用于各种苛刻环境，如高温、高湿、空间狭小 汽车级：-40~~+125/150℃ 符合AEC-Q100标准 工业级：-40~~+125℃
型号 AS5040 AS5140H（汽车级） 工作电压(V) 3.3或5 3.3或5 工作温度 (℃) -40~125 -40~150 封装 SSOP-16 SSOP-16
• AS5043
绝对式编码器（10bit）
• 输出方式 SSI输出 模拟电压输出
• 典型应用 油门踏板 节流阀 电位计 AS5043 Block Diagram
型号 AS5046 工作电压(V) 3.3或5 工作温度 (℃) -40~125 封装 SSOP-16
线性编码器
• AS5304/6
• 输出方式 A/B及Index输出
• 典型应用 直线电机 位置检测 AS5304/6 Block Diagram
型号 AS5304 AS5306 工作电压(V) 5 5 工作温度 (℃) -40~125 -40~125 分辨率 封装 TSSOP-20 TSSOP-20
混合式绝对值编码器
• 混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信 息用于检测位置，带有绝对信息功能；另一组则 完全同增量式编码器的输出信息。
多圈绝对值编码器
• 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 • 旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯 一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝 对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量， 称为单圈绝对值编码器。 • 如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器 • 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过 齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础 上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器 就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置 编码唯一不重复，而无需记忆。 • 多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可 以了，而大大简化了安装调试难度。
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。
磁编码器安装示意图
工业应用领域
• • • • • • • • • • • • • • 电梯门机 税控加油机 BLDC 电磁阀 工业缝纫机 编码器模块 医疗器械（康复器材） 流量计（涡式） 电动工具（扭矩） 旋转开关 机器人 joystick 叉车 ……
汽车应用领域
方向盘位置检测 油门位置检测 头灯位置控制 电动座椅位置指示器 传动变速箱编码器 转矩检测 阀门位置检测 EPS电机控制
型号 AS5043 AS5143H（汽车级） 工作电压(V) 3.3或5 3.3或5 工作温度 (℃) -40~125 -40~125 封装 SSOP-16 SSOP-16
绝对式编码器（12bit）
• AS5045
• 输出方式 绝对SSI输出 绝对PWM输出 A/B及Index输出（AS5145H） • 典型应用 电梯门机 电磁阀 电位计 AS5045 Block Diagram
磁编码器内部原理图
在芯片中嵌入4个或8个按圆周排列的hall传感器
排列的圆周直径为2.2mm
相对的两个hall传感器通过微分放大器连接在一起 输出的正弦、余弦经过两个平行的 ADC处理 并数字滤波器滤除杂音
180 °
90 ° Sin
φ
0 Cos °
DSP 对正弦、余弦进行处理
输出角度和数字量
Sin -Sin
AMS磁编码器
AMS编码器简介
在许多工业控制领域，常需要对某些部件的位 置及速度加以检测和控制，但这些领域往往环境 较为苛刻，如高温、高湿、灰尘、空间狭小等。 奥地利微电子磁编码器产品作为一种新型角度位 置传感器为用户完美的解决了这一技术难题，进 一步拓展了工控领域的应用，也使得工控结构更 加紧凑美观。 主要应用于： – 位置控制 – 速度控制 – 位移检测
型号 AS5045 AS5145H（汽车级） 工作电压(V) 3.3或5 3.3或5 工作温度 (℃) -40~125 -40~150 封装 SSOP-16 SSOP-16
• AS5046
绝对式编码器（12bit）
• 输出方式 I² C输出 模拟电压输出
• 典型应用 机器人 Joystick 康复器材 AS5046 Block Diagram
AMS产品目录
• • • • • 8bit分辨率编码器 8.5bit分辨率编码器 10bit分辨率编码器 12bit分辨率编码器 线性编码器
• AS5030
绝对式编码器（8bit）
• 输出方式 绝对SSI输出 绝对PWM输出
• 典型应用 康复器材 电位计 旋钮 AS5030 Block Diagram
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。
•Enhanced programming options
austriamicrosystems Confidential!
推广小窍门
• 8bit、8.5bit 精度要求不高的，1°左右的，无 论是何种输出方式 均推荐AS5134这颗料，其涵盖 AS5030、AS5035、AS5130这三颗料所有功能，四 种输出方式：SSI、PWM、A/B两相脉冲及Index信 号、模拟电压输出均有 且是汽车级产品 • 10bit 精度要求0.35°左右的推荐 AS5040 • 12bit 精度要求在0.088°左右的，推荐AS5145H AS5145H涵盖AS5045所有功能 • 汽车节气门推AS5163、油门踏板推AS5263 • 主轴中空的推荐线性编码器 AS5304、AS5306
-前大灯自适应调节系统（AFS） -变速箱位置检测 -废气再循环系统(EGR) -摩托车进气控制系统 -油门踏板 -节气阀 (TPS)
-非接触式电位计
光编码器产品基本知识及常用术语
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。 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，为判断旋转 方向，码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。 • 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。
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。
• 典型应用 流量计 碎纸机 电动工具 自动门
工作温度 (℃) -40~125 封装 SSOP-16
混合式编码器（8.5bit）
• AS5134
• 输出方式 绝对SSI输出 绝对PWM输出 A/B及Index输出 U、V、W输出 • 典型应用 BLDC 阀门控制 位置调节 AS5134 Block Diagram
型号 AS5030 AS5130（多圈式、汽车级） 工作电压(V) 5 5 工作温度 (℃) -40~125 -40~125 封装 TSSOP-16 SSOP-16
• AS5035
增量式编码器（8bit）
• 输出方式 两路正交A/B及 Index输出
AS5035 Block Diagram
型号 AS5035 工作电压(V) 3.3或5