输出接口
PWM 角度输出
用固定频率方波的占空比表示绝对角度
是什么
一个 PWM 周期内高电平所占的比例与角度成正比,接收端测量高电平时间与周期之比即可还原角度。只需一根信号线,可直接接主控的捕获口,不需要时钟与片选,适合走线受限或需要隔离的场合。
怎么读
同时测量高电平时间与整个周期,用两者的比值计算角度。芯片内部振荡器存在频率偏差与温漂,只测高电平时间、按标称周期换算,会把频率误差直接变成角度误差。
部分器件在占空比的最低端与最高端各保留一小段,用于表示零位边界或故障状态,角度的有效区间以手册的换算公式为准。
频率、分辨率与模拟化
角度更新率等于 PWM 频率;接收端能分辨的角度步数约等于「一个周期内定时器能数到的计数值」。频率越高更新越快,但每周期可数的计数变少,分辨率随之下降。
需要模拟电压时,可以用 RC 低通把 PWM 滤成直流:截止频率越低纹波越小,响应越慢,要在纹波与响应之间折中。
要点提示
角度更新率等于 PWM 频率,而分辨率受接收端定时器计数频率限制:频率调高更新更快,但每周期可数的计数值变少,分辨率反而下降,两者需要折中。
常见误区
每条标题是常听到的说法,下方是工程上的实际情况。
01
只测高电平时间就够了
周期本身会随温度与芯片个体变化,必须用高电平时间与周期的比值。
02
PWM 频率越高越好
频率高则接收端每周期计数少,分辨率下降,长线上边沿失真的影响也更大。
03
占空比 0% 到 100% 对应 0° 到 360°
很多器件两端保留有诊断区,直接线性换算会引入偏置与刻度误差。
相关系列
正文涉及的原理与指标,在这些产品系列上用得到。
KTH55 系列
垂直霍尔绝对角度传感器
垂直霍尔配合 16 位 ADC,0 ~ 360° 绝对角度输出,符合 AEC-Q100
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最大 4096 对极输入,30 bit 绝对角度细分,适配磁电阻与光编、光栅、磁栅
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双 16 bit 2M SAR ADC,单对极细分 24 bit,最高 180,000 rpm
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16 位分辨率,系统延时 1 μs 并做延时补偿,全系支持在轴与离轴应用
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内置自动非线性校准(ANLC),无需复杂外部干预,在轴 INL 优于 ±0.1°
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主控按时钟读走绝对角度的两种同步串行方式
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