前言

在某個機器人工廠的調(diào)試車間里，工程師王工正面臨著一個棘手的問題：由于機械安裝的微小偏差，新引進的精密機器人始終無法達到標定的定位精度。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技術的MT6826S芯片的旋轉編碼器，通過一個簡單的自校準程序，就自動補償了微小的機械誤差，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的各向異性磁阻（AMR）技術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)轉換器（ADC）；被放大并經(jīng)數(shù)字量化的正余弦信號最終進入數(shù)字信號處理器（DSP）進行補償、校準和求解角度的運算；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：

二技術基石：AMR技術

MT6826S的技術基石在于其獨特的各向異性磁阻（AMR）技術，與霍爾效應技術有本質區(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用的時候工作于飽和區(qū)（飽和磁場為300高斯），實際工作時，芯片只對平行于芯片表面的磁場的方向變化做出響應，而與磁場強度（30~1000mT）無關。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（磁場強度）變化會導致測量結果偏差；而MT6826S像“用剛性尺子測長度”，只要方向（磁場方向）準確，結果就不受外力（磁場強度）影響，穩(wěn)定性顯著提升。

三核心創(chuàng)新：智能自校準技術

MT6826S的核心性能提升在于提供了客戶端方便的自校準模式，該技術并非簡單的“誤差修正”，而是一套標準化、可監(jiān)控的閉環(huán)校準方案。通過自校準模式可以自動補償因磁鐵不理想、結構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”式的校準相比，其操作流程更簡潔：

1.校準前準備

①配置轉速區(qū)間：通過SPI寫入AUTO_CAL_FREQ 寄存器，選擇自校準轉速范圍（默認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)勻速運轉（轉速波動≤±5%）。

2.校準執(zhí)行流程

①啟動校準：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），芯片進入自校準模式。

②持續(xù)運轉：保持系統(tǒng)勻速運轉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進度——PWM輸出：占空比50%表示校準進行中，25%表示校準失敗，＞99%表示校準成功；SPI寄存器：讀取0x113 [7:6]，01=進行中、10=失敗、11=成功。

3.校準后操作

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

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的自動校準功能，就像“一臺精密儀器”，能夠自動識別并補償系統(tǒng)中的誤差，不僅實現(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在性能指標上表現(xiàn)卓越，堪稱角度測量領域的標桿產(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。超高分辨率確保了即使在極細小的角度變化下，芯片也能精確捕捉并反饋位置信息。在精度方面，通過自校準模式，INL可達到＜±0.07°，滿足精密控制運動的嚴苛要求。

2.高速響應能力

在高速應用場景下，MT6826S同樣表現(xiàn)優(yōu)異。它支持≤12萬 RPM的極限轉速，當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導致INL下降）；低延遲，系統(tǒng)延遲僅為2~10us，階躍響應時間100us。這種高速響應特性使得MT6826S非常適合伺服電機、機器人關節(jié)等需要實時位置反饋的高動態(tài)應用。

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)標準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；支持電機驅動專用UVW換相信號（1~16對極可編程），適配無刷電機的換相需求。

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)，簡化電路設計。

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

4.堅固耐用的工業(yè)級品質

MT6826S的設計充分考慮了實際應用中的部分復雜極端的環(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-40℃~125℃，適應極端溫度工作環(huán)境；靜電防護HBM±8kV，CDM±1.5kV，防閂鎖能力±100mA，適應電磁復雜的工業(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

應用場景：多領域創(chuàng)造價值

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

電機控制：在伺服電機控制和直流無刷電機控制領域，MT6826S的高精度和高速響應特性為電機提供了精準的位置反饋，是實現(xiàn)精密運動控制的關鍵。對于閉環(huán)步進電機控制應用，芯片的高分辨率確保了平穩(wěn)的低速運行和精確的定位。

工業(yè)自動化：在工業(yè)機器人領域，MT6826S可用于關節(jié)角度測量，其堅固的磁性結構不受油污、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)濟的解決方案，可直接替代傳統(tǒng)光電編碼器。其磁性感應原理不受環(huán)境污染影響，壽命更長，維護成本更低，特別適用于條件苛刻的環(huán)境。

六結語：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正以其獨特的技術優(yōu)勢和創(chuàng)新的使用體驗，在無數(shù)機器臂的優(yōu)雅舞動中，在眾多智能設備的精準運行中，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，更是通過其自校準技術和豐富的接口選項等，讓高精度測量變得更為簡單和可靠，為精密控制領域注入新動力。