探索Broadcom AEAT - 901B系列增量式磁编码器：特性、参数与应用

在电子工程师的日常设计工作中，编码器犹如一双双“电子眼睛”，为设备的运动控制和位置检测提供关键信息。今天，我们就来深入了解一下Broadcom的AEAT - 901B系列增量式磁编码器，看看它有哪些独特之处能在众多编码器中脱颖而出。

文件下载：Broadcom AEAT-901B磁性增量编码器.pdf

一、概述

AEAT - 901B系列是一系列增量式磁编码器，专为360°旋转内的角度检测提供集成解决方案。该系列采用磁技术进行运动控制和传感活动，消除了机械接触，从根本上避免了机械磨损。其独特的三通道输出，为每360°的完整旋转提供了额外的索引通道。而且，编码器的最高转速上限取决于应用的轴承速度，这为不同转速需求的应用提供了一定的灵活性。

从搜索结果中我们可以了解到，增量式磁编码器具有原理构造简单、机械平均寿命长、抗干扰能力强、可靠性高以及适合长距离传输等优势。而AEAT - 901B系列在此基础上，凭借其磁技术进一步消除了机械接触带来的磨损问题，这无疑是其在众多编码器中脱颖而出的关键因素之一。大家在实际应用中，是否也遇到过因机械磨损导致编码器性能下降的情况呢？

二、特性亮点

（一）高分辨率

该系列编码器的分辨率范围为256至10,000 CPR（每转周期数），能够满足不同精度要求的应用场景。无论是对精度要求较低的一般工业控制，还是对精度要求极高的精密仪器设备，都能找到合适分辨率的型号。

（二）非接触式传感技术

采用非接触式传感技术，避免了传统编码器因机械接触而产生的磨损和故障，大大提高了编码器的可靠性和使用寿命。这对于一些需要长时间连续运行的设备来说尤为重要。

（三）宽温度范围

工作温度范围从 - 40°C 到 +125°C，能够适应各种恶劣的工作环境。在高温或低温环境下，依然可以稳定工作，保证了设备在不同环境条件下的正常运行。

（四）三通道输出

提供三通道输出，其中包括一个额外的索引通道，为每360°旋转提供参考信号，方便系统进行定位和同步。

（五）单5V电源供电

仅需单5V电源供电，简化了电源设计，降低了系统成本和复杂度。

（六）易于组装和免信号调整

该编码器易于组装，且无需进行信号调整，减少了安装和调试的时间和工作量，提高了生产效率。

（七）直接电缆输出

通过电缆直接输出信号，方便与其他设备进行连接，实现了便捷的直接连通性。

（八）符合RoHS标准

产品符合RoHS标准，环保无污染，符合现代工业对环保的要求。

搜索结果显示，编码器的分辨率是指其码盘上光栅刻线的密度，它决定了编码器可以分辨读取的最小变化角度值，通常用每转脉冲数（PPR）来表示。在AEAT - 901B系列中，分辨率范围为256至10,000 CPR，如此宽广的范围为不同应用场景提供了更多选择。对于一些对精度要求极高的应用，如精密机床的位置控制，选择高分辨率的编码器可以确保更精确的运动控制，提高加工精度；而对于一些对精度要求相对较低的应用，如普通工业设备的速度检测，较低分辨率的编码器则可以在满足需求的同时降低成本。大家在实际设计中，是如何根据具体应用来选择合适分辨率编码器的呢？

三、应用领域

（一）速度检测

可用于各种设备的速度检测，如电机、风机、输送机等。通过精确测量旋转速度，为控制系统提供准确的速度反馈，实现对设备速度的精确控制。

（二）旋钮控制

在一些需要进行旋钮调节的设备中，如仪器仪表、音响设备等，该编码器可以提供精确的角度检测，实现对设备参数的精确调节。

（三）旋转编码器应用

作为旋转编码器，广泛应用于机器人、自动化生产线、数控机床等领域，为这些设备的运动控制和位置检测提供关键支持。

需要注意的是，该产品并非专门为特定设备设计或制造，用户需要自行评估其在具体应用中的适用性，并承担因使用该产品而产生的所有损失、损坏、费用或责任。

四、产品选型

AEAT - 901B系列提供了多种不同分辨率的型号供用户选择，具体参数如下表所示：	Part Number	Resolution (CPR)	Operating Temperature (°C)	Output Communication	DC Supply Voltage (V)
AEAT - 901B - F06	256	- 40 to + 125	Incremental	+ 5.0
AEAT - 901B - 106	512	- 40 to + 125	Incremental	+ 5.0
...	...	...	...	...
AEAT - 901B - P06	10000	- 40 to + 125	Incremental	+ 5.0

在选型时，用户可以根据实际应用对分辨率、工作温度、输出通信方式和电源电压等要求来选择合适的型号。

从搜索结果中我们可以了解到，在进行编码器选型时，通常需要综合考虑多个因素。对于AEAT - 901B系列编码器，分辨率是首要考虑因素，如前文所述，其分辨率范围为256至10,000 CPR，用户应根据具体应用对精度的要求来选择合适的分辨率。工作温度范围也至关重要，该系列编码器的工作温度范围为 - 40°C 到 +125°C，能适应大多数恶劣环境，但在一些极端环境下，仍需确保所选型号能满足实际工作温度需求。输出通信方式方面，该系列为增量式输出，用户需根据系统的通信要求来判断是否适用。电源电压也是一个关键因素，AEAT - 901B系列采用单5V电源供电，若系统电源与该电压不匹配，则可能需要额外的电源转换电路。此外，还需考虑编码器的机械参数，如轴径、轴长、安装尺寸等，以确保其能与设备机械结构相适配。大家在实际选型过程中，有没有遇到过因某个因素考虑不周而导致选型失误的情况呢？

五、电气参数

（一）绝对最大额定值

Parameter	Symbol	Limits	Notes
DC Supply Voltage at Pin VoD = 5V	VDD	- 0.3 to + 6
Input Voltage	V1	- 0.3 to Vpp + 0.3
Storage Temperature	TsTG	- 40 to + 125

需要注意的是，超过这些绝对最大额定值可能会对设备造成永久性损坏，且在这些条件下并不保证设备的正常功能。

（二）推荐工作条件

Parameter	Symbol	Limits	Unit	Notes
DC Supply Voltage at Pin VoD = 5V	VDD	+ 4.5/+ 5.5	V
Operating Temperature	TA	- 40 to + 125	℃
Rotational Speed	Mechanical	12000	RPM
	Electrical	7000	RPM

在推荐工作条件下，编码器的正交输出（A 通道和 B 通道之间有四分之一周期的相移）能够得到保证，并且编码器输出的动态性能可参考编码特性部分的相关图表。

（三）直流特性

Parameter	Symbol	Values			Unit	Notes
	Min.	Typ.	Max.
VDo Supply Current	IDD		22	26	mA
Output High Voltage DO	VoH	VDD - 0.5			V
Output Low Voltage D0	VoL			Vss + 0.4	V
Output Current DO	lo			4	mA	VDo pin = 4.5V

这些直流特性参数是在推荐工作范围内的典型值，有助于工程师在设计电路时进行参考。

（四）环境规格

该编码器在电磁兼容性（EMC）和机械耐久性方面具有良好的表现，具体参数如下：	Parameter	Reference Standard	Test Conditions	Level
Electrostatic Discharge (ESD) Immunity	IEC/EN61000 - 4 - 2	4kV
Power Frequency Magnetic Field Immunity	IEC/EN 61000 - 4 - 8	30 A/m (continuous field) 300 A/m (short duration field)	Level4
Pulse Magnetic Field Immunity	IEC/EN 61000 - 4 - 9	1000 A/m	Level 5
Damped Oscillatory Magnetic Field Immunity	IEC/EN 61000 - 4 - 10	100 A/m	Level 5
Vibration (Operating)	IEC/EN 60068 - 2 - 6	10 Hz to 500 Hz at 5G
Shock	IEC/EN 60068 - 2 - 27	6 ms at 200G

这些参数表明该编码器能够在一定的电磁干扰和机械振动、冲击环境下稳定工作，适合工业环境 4 类应用。

六、机械参数

编码器的机械参数对于其安装和使用至关重要，以下是相关参数：	No.	Parameter	Value
1	Operating Temperature	- 40° to + 125°
2	Shaft Axial Play	+ 0.08 mm
3	Shaft TIR	0.05 mm
4	Maximum Mechanical Speed	12,000 rpm
5	Shaft Diameter	6mm + 0/- 0.01 mm
6	Moment Inertia	0.104g - cm2
7	Shaft Length	8.5mm + 1.0mm
8	Mounting Screw Size (mm)	M2x 0.4x8 (socket head cap screw, head 03.8 + 0.18 mm)
9	Recommended Screw Torque	0.6 lb.inch
10	Encoder Base Plate Thickness	2 mm
11	Bolt Circle	± 0.13

在安装编码器时，需要严格按照这些机械参数进行操作，以确保编码器的正常运行和性能稳定。

七、编码特性

（一）增量输出波形

编码器的增量输出波形中，Channel - B 在顺时针方向（编码器顶视图）领先 Channel - A 90°e，而在逆时针方向上，Channel - A 领先 Channel - B 90°e。通过这种相位关系，可以方便地判断编码器的旋转方向。

（二）典型误差曲线

文档中还给出了典型的周期误差、占空比误差和相位误差随速度变化的曲线，这些曲线有助于工程师了解编码器在不同转速下的性能表现，从而在设计系统时进行合理的参数设置和性能优化。

八、电气连接

编码器通过电缆进行电气连接，各引脚的定义和对应颜色如下：	Pin	Symbol	Color
1	5V	Yellow
2	Gnd	Red
3	Ch A	Brown
4	Ch B	Orange
5	Index	Black

在进行电气连接时，务必按照这些引脚定义和颜色对应关系进行正确连接，以避免因连接错误导致编码器无法正常工作。

九、可选配件

该编码器还提供了可选的对齐工具套件（型号：HEDS - 8934），包括间隙设置板和定心夹具。具体的组装指南可参考应用笔记 5317。这些配件可以帮助用户更准确地安装和调试编码器，提高编码器的安装精度和性能。

综上所述，Broadcom的AEAT - 901B系列增量式磁编码器以其丰富的特性、广泛的应用领域和良好的性能表现，为电子工程师在运动控制和位置检测方面提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师可以根据具体需求，合理选择编码器的型号和相关配件，并严格按照电气和机械参数进行安装和使用，以充分发挥该编码器的优势，实现系统的高性能和可靠性。大家在使用类似编码器的过程中，有没有遇到过一些独特的问题或者有什么宝贵的经验可以分享呢？欢迎在评论区留言交流。