探索AEAT - 9988M磁编码器IC：高分辨率的精确之选

在电子工程师的日常设计工作中，编码器的选择至关重要，它直接影响到系统的精度和稳定性。今天，我们就来深入了解一款来自博通（Broadcom）的高性能磁编码器IC——AEAT - 9988M。

文件下载：Broadcom AEAT-9988M磁性编码器IC.pdf

一、产品概述

AEAT - 9988M是一款角磁旋转传感器，能在360度的完整旋转范围内提供精确的角度测量。它采用了集成霍尔传感器元件，并在单个设备内进行复杂的模拟和数字信号处理，拥有强大的架构，可同时测量并输出绝对和增量信号，适用于广泛的应用场景。

二、产品特性亮点

1. 高精度测量

它能提供16位至23位可选且可重新编程的分辨率，用于绝对角度测量，可即时指示磁铁的角位置。多圈输出分辨率也可编程，范围从10位到16位，满足不同精度需求。大家在实际应用中，是否也会根据具体场景灵活调整分辨率呢？

2. 丰富的输出信号

既可以选择PWM编码输出信号来获取绝对角度位置，增量位置则通过ABI和UVW信号传输，ABI信号分辨率可在1 CPR至65,536 CPR之间配置，UVW换向信号的极对数可在1至64极对（2至128极）之间选择，这大大增加了其应用的灵活性。

3. 宽范围的磁环选择

磁环内径尺寸有多种选择，从20mm到50mm，能适配不同的设计要求。

4. 低功耗与宽温范围

睡眠模式下电流消耗仅500μA，工作温度范围为 - 40°C至125°C，适应各种恶劣环境。

5. 多种通信协议支持

支持标准的SSI、SPI、BiSS - C或RS - 485通信协议，方便与不同的系统进行对接。

6. 小巧封装

采用紧凑的DFN - 30引脚（8.2 mm × 5 mm）封装，节省电路板空间。

三、工作原理剖析

AEAT - 9988M采用CMOS标准工艺制造。当磁铁与设备对齐并垂直放置时，集成的霍尔传感器检测其磁场，将检测到的磁信号作为输入信号，先进行适当的调理以消除不理想因素，再输入到模拟放大器进行强度放大和滤波。放大后的模拟信号被送入内部模数转换器（ADC）转换为数字信号，最后进行数字处理，输出绝对和增量信号的数字化结果。设备还能通过输出协议提供磁场强度高（MHi）和磁场强度低（MLo）的数字信息，指示磁铁与设备表面的距离是否合适。

四、引脚分配与说明

AEAT - 9988M共有32个引脚（QFN32封装），每个引脚都有其特定的功能，如电源引脚（VDDA、VDD1、VDD2等）、通信引脚（PA0 - PA5、PB0 - PB5等）、时钟引脚（OSCI、OSC_O）、电池相关引脚（VBAT、BAT PWR）等。大家在进行电路设计时，一定要仔细核对引脚功能，避免出现连接错误。

五、电气特性与参数

1. 绝对最大额定值

要注意产品的存储温度范围为 - 40°C至125°C，DC电源电压（VDDA引脚）范围为 - 0.3V至6.0V，输入电压范围为 - 0.3V至6V，静电放电（HBM）范围为 - 2.0kV至 + 2.0kV，湿度敏感度等级为1级。超过这些额定值可能会对设备造成永久性损坏。

2. 推荐工作条件

工作环境温度范围为 - 40°C至125°C，DC电源电压（VDDA引脚）推荐为4.5V至5.5V，VDD引脚在5V操作时为4.5V至5.5V，3.3V操作时为3.0V至3.6V。增量输出频率最大为5.0MHz，负载电容最大为15pF。

3. 编码特性

绝对输出分辨率可编程为16位至23位，积分非线性（INL）在不同条件下有不同的指标，输出采样率为10MHz，延迟为80ns。多圈输出分辨率可编程为OFF以及10位至16位。增量输出（通道ABI）分辨率可编程为1至65,536 CPR，索引脉冲宽度和状态都有多种可编程选项。PWM输出频率可在122Hz至976Hz之间调整，最小脉冲宽度为1μs，最大脉冲宽度为16,384μs。

六、磁体相关要求

1. 磁体规格

磁体有单极和多极之分，单极磁体和多极磁体的直径、宽度、厚度、磁场强度等都有相应的推荐值。磁体位移半径最大为0.25mm，推荐使用的磁体材料为NdFeB（钕铁硼），等级为N35SH，温度漂移为 - 0.12%/K。

2. 磁体磁化方式

单极磁体采用径向磁化，多极磁体采用轴向磁化。

3. 磁体与IC封装放置

AEAT - 9988M的多轴能力得益于多个集成霍尔器件，传感器相对于磁体的安装有一定的灵活性。一般来说，轴端配置感应垂直场（Z分量垂直于芯片表面），其他配置感应水平场（X和Y分量平行于芯片表面）。具体的磁体设计和IC放置细节可参考AEAT - 9988M应用笔记。

七、通信协议

AEAT - 9988M的串行接口有多达10种不同的通信接口，用于位置输出和内存访问。通过PSEL引脚（2至0）可配置协议，输出引脚可配置为高阻抗模式，适用于多客户端连接或总线连接。它有A、B两个通信端口，端口A支持单端（SE）和带线路驱动器（LD）的差分模式，兼容多种协议；端口B用于增量配置，在不同模式下有不同的输出特点，并且所有协议选择可在操作过程中切换。

八、产品订购信息

AEAT - 9988M有多种订购型号可供选择，不同型号在包装形式（如管装、卷带包装）和数量上有所不同，还有相应的评估板和编程套件可供搭配使用。大家在采购时，可根据实际需求进行选择。

总的来说，AEAT - 9988M磁编码器IC凭借其高精度、高灵活性和丰富的功能特性，为电子工程师在电机控制、工业自动化、机器人等领域的设计提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体的系统要求，合理利用其各项特性，以达到最佳的性能表现。你在使用类似编码器时，有没有遇到过什么挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。