前言

在某個機(jī)器人工廠的調(diào)試車間里，工程師王工正面臨著一個棘手的問題：由于機(jī)械安裝的微小偏差，新引進(jìn)的精密機(jī)器人始終無法達(dá)到標(biāo)定的定位精度。若按傳統(tǒng)解決方案則需要拆卸重組，這意味著數(shù)天的工期延誤和數(shù)萬元的額外成本。然而，這次不同——采用納芯微搭載基于AMR技術(shù)的MT6826S芯片的旋轉(zhuǎn)編碼器，通過一個簡單的自校準(zhǔn)程序，就自動補(bǔ)償了微小的機(jī)械誤差，避免了長時間的延誤工期和額外成本付出。
一MT6826S功能系統(tǒng)解讀

這顆幫助王工解決了棘手問題的MT6826S是麥歌恩微電子（現(xiàn)隸屬納芯微）推出的新一代基于先進(jìn)的各向異性磁阻（AMR）技術(shù)的高速高精度角度編碼器芯片。該芯片內(nèi)部集成了互成45°擺放的兩對AMR惠斯通電橋組成的敏感元件會隨著外加磁場的方向變化，輸出兩路正余弦模擬電壓信號，信號經(jīng)過模擬前端電路的放大（圖中“G”模塊）和濾波后，被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）；被放大并經(jīng)數(shù)字量化的正余弦信號最終進(jìn)入數(shù)字信號處理器（DSP）進(jìn)行補(bǔ)償、校準(zhǔn)和求解角度的運(yùn)算；計算得到的絕對值數(shù)字量角度數(shù)據(jù)可經(jīng)SPI或PWM輸出接口輸出，同時進(jìn)一步的信號處理會將絕對角度合成為增量ABZ、UVW輸出；另外系統(tǒng)中還包含了低壓差穩(wěn)壓模塊（LDO）、時鐘振蕩器（OSC）、電可擦除可編程存儲器（EEPROM）等模塊。

芯片功能框圖

核心參數(shù)表：

二技術(shù)基石：AMR技術(shù)

MT6826S的技術(shù)基石在于其獨(dú)特的各向異性磁阻（AMR）技術(shù)，與霍爾效應(yīng)技術(shù)有本質(zhì)區(qū)別：芯片內(nèi)部集成了互成45°擺放的兩對AMR惠斯通電橋組成的敏感元件，由于AMR器件在用作角度測量應(yīng)用的時候工作于飽和區(qū)（飽和磁場為300高斯），實(shí)際工作時，芯片只對平行于芯片表面的磁場的方向變化做出響應(yīng)，而與磁場強(qiáng)度（30~1000mT）無關(guān)。因此MT6826S在使用過程中，對于磁鐵本身的加工誤差以及磁鐵和芯片的安裝距離誤差要求相對較低，降低了系統(tǒng)安裝的難度：

可以用一個形象的類比理解：霍爾傳感器像“用橡皮筋測長度”，拉力（磁場強(qiáng)度）變化會導(dǎo)致測量結(jié)果偏差；而MT6826S像“用剛性尺子測長度”，只要方向（磁場方向）準(zhǔn)確，結(jié)果就不受外力（磁場強(qiáng)度）影響，穩(wěn)定性顯著提升。

三核心創(chuàng)新：智能自校準(zhǔn)技術(shù)

MT6826S的核心性能提升在于提供了客戶端方便的自校準(zhǔn)模式，該技術(shù)并非簡單的“誤差修正”，而是一套標(biāo)準(zhǔn)化、可監(jiān)控的閉環(huán)校準(zhǔn)方案。通過自校準(zhǔn)模式可以自動補(bǔ)償因磁鐵不理想、結(jié)構(gòu)安裝偏差帶來的各種非線性誤差，從而大大提升INL特性，最終實(shí)現(xiàn)＜±0.07°的INL。與傳統(tǒng)編碼器“顯微鏡下穿針引線”式的校準(zhǔn)相比，其操作流程更簡潔：

1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

①配置轉(zhuǎn)速區(qū)間：通過SPI寫入AUTO_CAL_FREQ 寄存器，選擇自校準(zhǔn)轉(zhuǎn)速范圍（默認(rèn)400~800 RPM，可選25~6400 RPM）。

②系統(tǒng)狀態(tài)要求：確保磁鐵與芯片安裝牢固，無振動干擾，使系統(tǒng)能平穩(wěn)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速波動≤±5%）。

2.校準(zhǔn)執(zhí)行流程

①啟動校準(zhǔn)：將CAL_EN引腳（TSSOP-16引腳序號4；QFN4×4引腳序號20）拉至高電平（或通過SPI向0x155寄存器寫入0x5E），芯片進(jìn)入自校準(zhǔn)模式。

②持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)：保持系統(tǒng)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)18圈以上（確保覆蓋全角度范圍，采集足夠數(shù)據(jù)）。

③狀態(tài)監(jiān)控：通過兩種方式判斷校準(zhǔn)進(jìn)度——PWM輸出：占空比50%表示校準(zhǔn)進(jìn)行中，25%表示校準(zhǔn)失敗，＞99%表示校準(zhǔn)成功；SPI寄存器：讀取0x113 [7:6]，01=進(jìn)行中、10=失敗、11=成功。

3.校準(zhǔn)后操作

校準(zhǔn)成功后，必須斷電重啟芯片，確保校準(zhǔn)參數(shù)（存儲于EEPROM）生效；若校準(zhǔn)失敗，需檢查安裝間隙、偏心偏差或轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，重新執(zhí)行校準(zhǔn)流程。

在精密控制的世界，毫厘之差往往決定了整個系統(tǒng)的成敗。而MT6826S的自動校準(zhǔn)功能，就像“一臺精密儀器”，能夠自動識別并補(bǔ)償系統(tǒng)中的誤差，不僅實(shí)現(xiàn)高線性度，且大幅簡化了安裝調(diào)試流程。

四

核心性能解析

MT6826S在性能指標(biāo)上表現(xiàn)卓越，堪稱角度測量領(lǐng)域的標(biāo)桿產(chǎn)品。

1.超高分辨率與精度

MT6826S提供15位絕對角度輸出，通過4線SPI接口可讀取32768個位置點(diǎn)。超高分辨率確保了即使在極細(xì)小的角度變化下，芯片也能精確捕捉并反饋位置信息。在精度方面，通過自校準(zhǔn)模式，INL可達(dá)到＜±0.07°，滿足精密控制運(yùn)動的嚴(yán)苛要求。

2.高速響應(yīng)能力

在高速應(yīng)用場景下，MT6826S同樣表現(xiàn)優(yōu)異。它支持≤12萬 RPM的極限轉(zhuǎn)速，當(dāng)ABZ分辨率為4096脈沖/圈時，最高支持30,000 RPM（避免AB信號頻率超2MHz導(dǎo)致INL下降）；低延遲，系統(tǒng)延遲僅為2~10us，階躍響應(yīng)時間100us。這種高速響應(yīng)特性使得MT6826S非常適合伺服電機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)等需要實(shí)時位置反饋的高動態(tài)應(yīng)用。

3.多種輸出模式

接口方面，MT6826S如同一位掌握多國語言的外交官，能夠與不同類型的系統(tǒng)無縫溝通：

①增量信號輸出：支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ABZ信號（1~4096線可編程，最大16384步/圈），可直接替代傳統(tǒng)光電編碼器；支持電機(jī)驅(qū)動專用UVW換相信號（1~16對極可編程），適配無刷電機(jī)的換相需求。

②絕對角度輸出：4線SPI接口可讀取15位絕對角度數(shù)據(jù)，適合需要“實(shí)時絕對位置”的場景（如閥門控制、執(zhí)行器定位）；單線PWM接口12位分辨率，頻率可選497/994Hz，周期含16高電平+4095數(shù)據(jù)+8低電平，可輸出角度或速度數(shù)據(jù)，簡化電路設(shè)計。

多接口的設(shè)計讓系統(tǒng)工程師能夠靈活地選擇最合適自己系統(tǒng)的通信方式，大大簡化了電路設(shè)計難度。

4.堅固耐用的工業(yè)級品質(zhì)

MT6826S的設(shè)計充分考慮了實(shí)際應(yīng)用中的部分復(fù)雜極端的環(huán)境因素，其具備工業(yè)級產(chǎn)品的堅固性和可靠性：

芯片工作溫度范圍寬達(dá)-40℃~125℃，適應(yīng)極端溫度工作環(huán)境；靜電防護(hù)HBM±8kV，CDM±1.5kV，防閂鎖能力±100mA，適應(yīng)電磁復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境；提供TSSOP-16（6.5mm×4.4mm）和QFN4×4（4mm×4mm）兩種封裝選擇，滿足不同空間約束下的安裝需求。

MT6826S封裝外觀圖

五

應(yīng)用場景：多領(lǐng)域創(chuàng)造價值

憑借其卓越性能，MT6826S在多個高端領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛應(yīng)用前景。

電機(jī)控制：在伺服電機(jī)控制和直流無刷電機(jī)控制領(lǐng)域，MT6826S的高精度和高速響應(yīng)特性為電機(jī)提供了精準(zhǔn)的位置反饋，是實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動控制的關(guān)鍵。對于閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制應(yīng)用，芯片的高分辨率確保了平穩(wěn)的低速運(yùn)行和精確的定位。

工業(yè)自動化：在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，MT6826S可用于關(guān)節(jié)角度測量，其堅固的磁性結(jié)構(gòu)不受油污、粉塵等惡劣工業(yè)環(huán)境影響。作為絕對角度位置傳感器，它在閥門控制、執(zhí)行器定位等場景中同樣表現(xiàn)出色。

替代光電編碼器：MT6826S提供了一種更可靠、更經(jīng)濟(jì)的解決方案，可直接替代傳統(tǒng)光電編碼器。其磁性感應(yīng)原理不受環(huán)境污染影響，壽命更長，維護(hù)成本更低，特別適用于條件苛刻的環(huán)境。

六結(jié)語：更簡單、更可靠

追求精度和效率的時代，精密的測量千變一律，智能的感知萬里挑一。MT6826S正以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新的使用體驗(yàn)，在無數(shù)機(jī)器臂的優(yōu)雅舞動中，在眾多智能設(shè)備的精準(zhǔn)運(yùn)行中，默默地發(fā)揮著它的作用。它解決的不僅是角度測量的精度問題，更是通過其自校準(zhǔn)技術(shù)和豐富的接口選項等，讓高精度測量變得更為簡單和可靠，為精密控制領(lǐng)域注入新動力。