在伺服電機(jī)、機(jī)械臂關(guān)節(jié)、精密數(shù)控機(jī)床等場(chǎng)景中，工程師會(huì)面臨一個(gè)難題：傳統(tǒng)同軸角度檢測(cè)方案要求芯片與旋轉(zhuǎn)軸嚴(yán)格對(duì)齊，不僅機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)雜、裝配精度要求苛刻，且占用空間，導(dǎo)致線纜外漏磨損、維護(hù)成本高。而麥歌恩（現(xiàn)屬納芯微）推出的 MT6728解碼芯片，以“離軸檢測(cè)+21位高分辨率+自校準(zhǔn)”為核心動(dòng)力，成為國產(chǎn)離軸芯片標(biāo)桿產(chǎn)品，無需同軸對(duì)齊即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)位置反饋，為高端運(yùn)動(dòng)控制注入靈活高效的核心動(dòng)力。

一、功能解析：離軸解碼

MT6728是一顆接收外部輸入的正、余弦信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行角度解碼計(jì)算并提供豐富的角度信號(hào)輸出的解碼細(xì)分芯片，可實(shí)現(xiàn)離軸(Off-Axis）0~360°絕對(duì)角度檢測(cè)。其工作流程大致可分為四步：

1、與旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的多磁對(duì)極碼盤產(chǎn)生周期性磁場(chǎng)變化，使得外接的MR感應(yīng)元件輸出差分正、余弦信號(hào)（SIN-P/N、COS-P/N）。

2、芯片會(huì)接受信號(hào)并通過內(nèi)部模擬前端電路放大和濾波，再送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）中經(jīng)數(shù)字量化。

3、數(shù)字量化后，信號(hào)會(huì)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元（DSP）中進(jìn)行補(bǔ)償、校準(zhǔn)和求解角度的運(yùn)算。

4、經(jīng)芯片計(jì)算得到的絕對(duì)值數(shù)字量角度數(shù)據(jù)可經(jīng)SPI或PWM輸出接口輸出，也可進(jìn)一步信號(hào)處理將絕對(duì)角度合成增量ABZ、UVW輸出，其中外部輸入的差分Z信號(hào)被用來和內(nèi)部Z信號(hào)（由正、余弦信號(hào)計(jì)算出的）同步后，得到用戶想要的零位Z輸出。

功能框圖

二、核心優(yōu)勢(shì)：離軸+自校準(zhǔn)

1、離軸檢測(cè)：打破同軸束縛，簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)

MT6728的核心突破在于支持離軸安裝，徹底擺脫傳統(tǒng)同軸方案的嚴(yán)苛要求。

安裝靈活：芯片無需與旋轉(zhuǎn)軸中心對(duì)齊，僅需在多磁對(duì)極碼盤的徑向感應(yīng)范圍內(nèi)安裝，兼容 0.5~2mm的離軸距離；

抗干擾強(qiáng)：可耐受電機(jī)軸運(yùn)行中的輕微徑向抖動(dòng)（只要在感應(yīng)范圍內(nèi)），無需高精度機(jī)械定位，裝配精度要求可從“微米級(jí)”降至“毫米級(jí)”；

支持中空走線：離軸安裝不遮擋旋轉(zhuǎn)軸中心，線纜可從軸內(nèi)穿過，避免外漏磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命（尤其適配機(jī)器人關(guān)節(jié)、精密電機(jī)）。

2、雙模式自校準(zhǔn)：補(bǔ)償精度，簡(jiǎn)化調(diào)試

MT6728的核心優(yōu)勢(shì)是提供了兩種自校準(zhǔn)模式，一種用戶端簡(jiǎn)潔自校準(zhǔn)模式，一種是勻速自校準(zhǔn)模式，無需和芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、無需參考源，即可補(bǔ)償由安裝偏差帶來的正、余弦輸入信號(hào)的失調(diào)、幅度誤差以及相位誤差。

簡(jiǎn)潔模式需讓輸入信號(hào)在40~3000周期/分鐘區(qū)間內(nèi)，保持16個(gè)周期（無需勻速），校準(zhǔn)后積分非線性（INL）為±0.2°。勻速自校準(zhǔn)則需通過配置寄存器“AUTO_CAL_MODE”的值（0×4）使芯片處于勻速自校準(zhǔn)模式（出廠默認(rèn)配置為簡(jiǎn)潔自校準(zhǔn)模式），確保按角度輸出增加的方向勻速運(yùn)行；磁環(huán)勻速運(yùn)動(dòng)起來后，可通過配置“AUTO_CAL_FREQ”寄存器，來選擇合適的轉(zhuǎn)速區(qū)間，INL可進(jìn)一步補(bǔ)償至0.1°。

實(shí)操步驟為：

前期準(zhǔn)備：固定好芯片和磁環(huán)/磁柵尺的相對(duì)位置，確保輸入信號(hào)幅度合規(guī)（STATUS引腳PWM占空比≤33%）；

啟動(dòng)校準(zhǔn)：拉低CAL-ENB引腳，或?qū)⒓拇嫫鳌癝OFT-AUTOCAL”寫1；

狀態(tài)判斷：通過STATUS引腳PWM占空比（50%=校準(zhǔn)中、>99%=成功、25%=失?。?，或“CAL_STATE寄存器”（0x1=校準(zhǔn)中、0x3=成功；0x2=失?。┐_認(rèn)；

校準(zhǔn)結(jié)束：成功，芯片會(huì)自動(dòng)保存校準(zhǔn)參數(shù)，等待500ms后，再將CAL-ENB引腳拉高，或?qū)ⅰ癝OFT-AUTOCAL”寄存器寫0，以退出自校準(zhǔn)模式；若校準(zhǔn)失敗要再次校準(zhǔn)，需給MT6728重新上電。

三、硬核性能，多接口兼容

MT6728雖將便捷性置于首位，但從未在性能上做出妥協(xié)：

可處理高達(dá)32KHz的差分正余弦信號(hào)，ABZ輸出最大頻率可達(dá)4MHz；

通過先進(jìn)的插補(bǔ)算法，可輸出分辨率高達(dá)21位（2097152步/圈）的絕對(duì)角度值；

3.3V至5V的寬電壓范圍和-40℃至125℃的寬工溫，使其能適配多種工作環(huán)境；

響應(yīng)速度上，系統(tǒng)延遲僅為2us（勻速情況下），上電準(zhǔn)備時(shí)間僅32ms；

ESD防護(hù)達(dá)VHBM=±4kV、VCDM=±1kV，防閂鎖能力±100mA，差分非線性（DNL）僅±0.02°，輸出瞬態(tài)噪聲低至0.01°rms，高抗擾能力、高可靠性。

同時(shí)，MT6782提供多種輸出接口選項(xiàng)，包括支持在1~16384脈沖/周期范圍內(nèi)任意整數(shù)用戶可編程的ABZ增量編碼信號(hào)；1~63對(duì)極/周期，任意整數(shù)對(duì)極用戶可編程的UVW換相信號(hào)；12位的PWM脈沖寬度調(diào)制和3線SPI串行接口。這些靈活的接口設(shè)計(jì)使MT6728能夠無縫對(duì)接各種主流控制器和驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步降低系統(tǒng)集成難度。無論是伺服系統(tǒng)、機(jī)械臂關(guān)節(jié)還是精密轉(zhuǎn)臺(tái)，都能找到適合的連接方案。

核心參數(shù)表

封裝外觀圖

四、價(jià)值躍升：全局成本優(yōu)化

從實(shí)用角度看，采用MT6728離軸檢測(cè)方案，帶來的不僅僅是性能和效率的提升，它實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)到生產(chǎn)、維護(hù)的全鏈路成本優(yōu)化。

1、降低BOM與設(shè)計(jì)成本：芯片中高度集成低壓差穩(wěn)壓模塊（LDO）、時(shí)鐘振蕩器（OSC）、電可擦除可編程存儲(chǔ)器（EEPROM）等模塊和信號(hào)調(diào)理電路，省去外部運(yùn)算放大器、存儲(chǔ)芯片等，PCB面積縮減30%以上；離軸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少高精度加工成本。

2、壓縮生產(chǎn)與調(diào)試成本：簡(jiǎn)便的自校準(zhǔn)流程僅需16個(gè)周期，大幅縮短了生產(chǎn)線節(jié)拍，提升生產(chǎn)效率；離軸安裝降低裝配難度，減少返工率。

3、減少售后與維護(hù)成本：寬溫、抗干擾，其出色的環(huán)境適應(yīng)性降低現(xiàn)場(chǎng)故障率，且支持外部電阻串ADC輸入配置，上電自動(dòng)識(shí)別參數(shù)，維護(hù)時(shí)可快速完成校準(zhǔn)；中空走線，避免線路外漏，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

4、加速研發(fā)與上市周期：工程師無需投入大量精力調(diào)試底層傳感器，可聚焦系統(tǒng)創(chuàng)新與功能開發(fā)，同時(shí)多接口兼容特性減少適配工作量。

五、應(yīng)用廣闊：離軸適配多領(lǐng)域

憑借其高精度、高可靠性和離軸檢測(cè)特性，MT6728可成為眾多高端制造領(lǐng)域的理想選擇。

工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)：支持中空走線保護(hù)線纜，自校準(zhǔn)功能抵消關(guān)節(jié)裝配偏差，21位精度滿足高精度需求，為協(xié)作機(jī)器人、SCARA機(jī)器人提供穩(wěn)定可靠的核心位置反饋，國產(chǎn)方案使復(fù)雜關(guān)節(jié)位置的精確控制變得更可靠和經(jīng)濟(jì)。

高性能伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：離軸安裝適配電機(jī)結(jié)構(gòu)，21位高分辨率實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電流矢量控制與位置環(huán)控制。

精密數(shù)控機(jī)床與加工中心：確保主軸定向、刀庫定位等關(guān)鍵動(dòng)作的準(zhǔn)確性，滿足高精度加工需求；離軸設(shè)計(jì)，提供了更優(yōu)的解決方案。

自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備：如光學(xué)檢測(cè)、半導(dǎo)體對(duì)準(zhǔn)等需要納米級(jí)運(yùn)動(dòng)控制的場(chǎng)景，自校準(zhǔn)+離軸檢測(cè)兼顧精度與安裝靈活性。

六、結(jié)語：國產(chǎn)硬核芯

麥歌恩（現(xiàn)屬納芯微）將多年磁性感應(yīng)技術(shù)與離軸檢測(cè)需求深度結(jié)合，使MT6728成為國產(chǎn)離軸檢測(cè)優(yōu)選方案。其以“離軸檢測(cè)+21位高分辨率+自校準(zhǔn)+多接口兼容”的核心優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)方案“調(diào)試難、成本高、穩(wěn)定性差”的痛點(diǎn)，賦能高端運(yùn)動(dòng)控制靈活、精準(zhǔn)位置反饋。

從伺服驅(qū)動(dòng)到工業(yè)機(jī)器人，從數(shù)控機(jī)床到自動(dòng)化測(cè)量，MT6728正以國產(chǎn)芯片的硬核實(shí)力，為高端運(yùn)動(dòng)控制注入精準(zhǔn)、可靠、高效的核心動(dòng)力。如需了解更多有關(guān)MT6728的信息或申請(qǐng)樣品，可聯(lián)系官方授權(quán)代理商：sales@chiplinkstech.com（郵箱），官網(wǎng)：https://www.chiplinkstech.com/，微信公眾號(hào)：智聯(lián)微-電機(jī)控制芯片，提供選型服務(wù)和技術(shù)支持。

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審核編輯 黃宇