MT6901 磁编码器 | 机器人关节角度反馈 高精度定位

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2026年8月13日 17:09
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Magntek 麦歌恩微电子 · 绝对值角度编码器

MT6901 高精度电涡流式
游标绝对角度编码器 IC

AMR 各向异性磁阻 × 电涡流效应游标原理 (Eddy Current)|13-bit 分辨率|±0.5° 精度|SPI/SSI 绝对值输出|车规级 -40°C~+125°C

13-bit
分辨率 (8192 CPR)
±0.5°
典型精度
0~360°
绝对角度输出
-40~125°C
车规级温度范围

产品简介

 

MT6901 集 AMR 磁阻传感技术与电涡流效应于一体,为机器人关节、伺服电机提供高精度、高可靠性的绝对角度位置反馈。

MT6901 电涡流式游标绝对角度编码器 IC 正面实物图

▲ MT6901 IC 正面实拍(QFN-20 封装)

MT6901 引脚分布图 MT6901 评估板与对极磁铁模组

✨ 产品核心亮点

🎯
13-bit 高分辨率 每转 8192 个位置点,角度分辨率为 0.044°,满足精密伺服的精细控制需求
AMR + 电涡流游标原理 AMR 各向异性磁阻检测外部磁场 + 电涡流效应抑制干扰,精度比传统磁编高 5 倍以上
📡
SPI / SSI 绝对值输出 实时输出 0~360° 绝对角度,掉电后再次上电无需回零,位置信息永久记忆
🛡️
强抗杂散磁场干扰 电涡流层屏蔽外部磁场,无需高磁能积磁铁,磁铁成本低,支持轴向/径向多种磁化方式
🌡️
车规级工作温度 -40°C ~ +125°C 工作温度范围,通过 AEC-Q100 车规认证,适用于严苛工业与汽车环境
⚙️
可选 ABZ / PWM / UVW 输出 固件可选配置 ABZ 正交增量输出(每转 1~16384 可编程)、PWM 模拟输出或 UVW 电机换向信号
🔧
安装灵活 / 对极磁铁兼容广 支持轴向充磁磁铁(直径 6~20mm),气隙容忍度 ±1.5mm,PCB 贴装或模组集成均可
🔒
非接触式 / 零磨损 / 寿命长 无机械接触、无摩擦磨损,无磁极对数限制,IP67 封装等级可选,工作寿命超过 10 万小时
市场价(参考)
/ PCS
批量价更低 · 品牌授权代理

完整规格参数

 

以下参数均为在标准测试条件(Ta=25°C, VDD=5.0V)下测得

📋 基本参数 / Basic Parameters
参数名称 参数值 备注 / 说明
产品型号 MT6901 Magntek 麦歌恩微电子
传感器类型 AMR + 电涡流游标 (Eddy Current) 各向异性磁阻 + 电涡流层抗干扰
角度分辨率 13-bit (8192 CPR) 每转 8192 个位置,理论分辨率 0.044°
输出精度 ±0.5° (典型值) 非线性度 INL < ±0.3°
输出接口 SPI / SSI / ABZ / PWM / UVW 固件可选,默认 SPI 输出绝对角度
角度范围 0 ~ 360° 绝对值输出 掉电位置记忆,无需回零操作
⚡ 电气参数 / Electrical Parameters
参数名称 参数值 备注 / 说明
工作电压 (VDD) 3.0V ~ 5.5V (宽电压) 典型值 5.0V,3.3V 系统可直接兼容
工作电流 < 12mA (典型 9mA) 低功耗设计,适合电池供电场景
待机电流 < 50µA 支持休眠模式省电
SPI 时钟频率 最高 10MHz Mode 1 (CPOL=0, CPHA=1),MSB优先
SSI 波特率 最高 2MHz 同步串行接口,支持多圈联机
绝对最大额定电压 -0.3V ~ 6.0V ESD HBM > ±2kV
🌡️ 环境与可靠性 / Environmental & Reliability
参数名称 参数值 备注 / 说明
工作温度 -40°C ~ +125°C 车规级 AEC-Q100 认证,温度范围宽
存储温度 -55°C ~ +150°C 符合 JEDEC 标准
ESD 等级 HBM ±2kV / CDM ±500V 符合 AEC-Q100 规范
封装形式 QFN-20 (4×4mm) / LGA-16 (3×3mm) 小封装,适合高密度 PCB 布局
焊盘要求 无铅环保 (RoHS / REACH) 符合欧盟环保指令
🧲 磁性与机械参数 / Magnetic & Mechanical
参数名称 参数值 备注 / 说明
推荐磁铁类型 对极磁铁(轴向充磁) N-S 极对向充磁,磁铁成本低
磁铁直径范围 Ø6mm ~ Ø20mm 推荐 Ø10mm 以上以获得最佳精度
推荐气隙 0.5mm ~ 2.0mm 气隙容忍度高,降低安装公差要求
ABZ 输出分辨率 1 ~ 16384 CPR(固件可编程) 兼容传统增量编码器接口
PWM 输出频率 1kHz ~ 10kHz 可配置 占空比线性对应 0~360° 角度
响应时间 < 100µs (SPI 10MHz) 高实时性,适合高速伺服应用

产品详情

 

⚙️ 技术原理

MT6901 采用业界领先的 AMR + 电涡流游标原理 (Eddy Current Codeless),将各向异性磁阻传感器与电涡流效应层完美融合,在单一芯片上实现高精度绝对角度测量。

AMR 层:检测外部对极磁场方向,各向异性磁阻效应使电阻随磁场角度变化,实现角度感知。

电涡流层:芯片内部集成导电层,外部磁铁旋转时在导电层感应涡流,涡流产生次级磁场与原磁场叠加,有效抑制来自 PCB 走线、马达线圈、继电器等外部杂散磁场的干扰。

游标原理:电涡流效应的引入扩展了线性动态范围,实现远超传统 AMR 磁编的精度指标。MT6901 的综合非线性度 (INL) 低于 ±0.3°,典型精度 ±0.5°,性能可媲美光学编码器。

MT6901 AMR+电涡流游标原理示意图

▲ AMR + 电涡流游标角度测量原理示意

📊 与光编 / 旋变 / 传统磁编全方位对比

对比维度 MT6901
电涡流游标磁编
光学编码器 旋转变压器 传统磁编
(GMR/TMR霍尔)
典型精度 ±0.5° ±0.01° ~ ±0.05° ±0.1° ~ ±0.5° ±1° ~ ±3°
分辨率 13-bit (8192 CPR) 8~25-bit(可更高) 12~16-bit 等效 8~12-bit
抗磁场干扰 ✅ 强(电涡流屏蔽) ✅ 免疫 ✅ 极强(模拟信号) ❌ 敏感
是否接触式 ✅ 非接触 ✅ 非接触 ✅ 非接触 ✅ 非接触
体积大小 ✅ 极小 (QFN-20) ❌ 较大(光栅盘+光路) ❌ 较大(铁芯线圈) ✅ 小
工作温度 ✅ -40~125°C ⚠️ -20~85°C(光栅码盘膨胀) ✅ -40~155°C ✅ -40~150°C
磁铁要求 ✅ 低成本对极磁铁 ✅ 无需磁铁 ⚠️ 专用正弦磁轭 ⚠️ 高能积磁铁
         
掉电记忆 ✅ 是(绝对值) ✅ 是(绝对值) ❌ 否(需电池) ✅ 是(绝对值)
适用场景 机器人关节
伺服驱动
自动化设备
精密机床
半导体设备
测量仪器
汽车电机
航空军工
大功率伺服
消费电子
玩具电机
低成本定位
综合推荐指数 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
精度优先
⭐⭐⭐⭐
高可靠
⭐⭐⭐
低成本

💡 选型建议:MT6901 在精度、成本、体积、温度范围之间实现了极佳平衡,是中高端机器人关节和伺服驱动应用的首选。对于成本极度敏感的传统磁编应用,MT6901 凭借 AMR+电涡流技术带来的高精度优势,可以替换原有 GMR/TMR 磁编而无需大幅增加成本。

📥 技术文档下载

 

以下文档均为艾毕胜电子代理提供,PDF 格式可直接下载或在线预览

 
📄

MT6901 数据手册

完整规格书,包含全部电气参数、引脚定义、时序图、封装尺寸及推荐应用电路。英文原版,2024年最新版本。

PDF English 3.2 MB
📥 下载数据手册
 
🔧

MT6901 应用指南

详细的应用说明文档,涵盖磁铁选型、气隙设置、SPI 通信配置、PCB 布局建议及常见问题解答(中文翻译版)。

PDF 中文 2.8 MB
📥 下载应用指南
 
🖥️

MT6901 评估板手册

MT-EVB6901 评估套件使用手册,包含硬件连接指南、上位机软件操作说明、寄存器配置说明及 Demo 程序源码链接。

PDF 中文 4.1 MB
📥 下载评估板手册

💡 典型应用方案

 

MT6901 提供灵活的输出接口,可适配多种系统架构,满足不同应用场景需求

🤖

机器人关节伺服

MT6901 应用于机器人关节角度闭环控制,通过 SPI 总线将绝对角度实时反馈至主控 MCU/MPU,精度 ±0.5° 确保关节定位精准。掉电记忆功能使关节在断电重启后无需回零,提升生产效率。

推荐配置
接口:SPI @ 10MHz
磁铁:Ø10mm 对极磁铁
气隙:1.0mm
⚙️

无刷电机 (BLDC/PMSM) 驱动

MT6901 配置为 UVW 输出模式,可直接替换传统霍尔传感器,实现 6-step 或 FOC 磁场定向控制的高精度电子换向。支持 1~16 对极电机,ABZ 模式可选,便于与现有 MCU 编码器接口无缝对接。

推荐配置
接口:UVW 或 ABZ @ 1~4096 CPR
磁铁:轴向充磁,4~12对极
特点:低延迟电子换向
🛰️

无人机云台 (Gimbal) 增稳

在无人机三轴云台系统中,MT6901 提供亚度级角度分辨率,实时反馈俯仰、横滚、偏航轴角度,配合 IMU 融合算法实现精确姿态控制。QFN-20 小封装和低功耗特性,非常适合机载空间受限场景。

推荐配置
接口:SPI @ 8MHz
磁铁:Ø6mm 微小型磁铁
特点:体积小 / 低功耗 / 抗振动

🏭 行业应用场景

 

MT6901 凭借其高精度、高可靠性和灵活的接口配置,已广泛应用于以下行业领域

🤖

工业机器人

六轴机器人关节角度反馈、协作机器人安全限位

⚙️

伺服电机驱动

伺服驱动器位置环反馈、电机换向 (UVW)、速度测量

🏭

自动化设备

数控机床刀塔转位、包装机械旋转台、光伏跟踪支架

🩺

医疗设备

手术机器人、CT/MRI 设备旋转扫描、康复器械关节控制

🚁

无人机与航空

无人机云台增稳、飞行控制舵面偏转角检测、旋翼定位

🚗

新能源汽车

电驱转向角度传感器 (EPS)、油泵/水泵电机角度检测

🎯

高精度定位

天线指向控制、精密光学平台旋转台、雷达角度定位

🏠

智能家居与消费

智能马桶转角检测、扫地机器人回充座定位、电动窗帘轴

🔗 配套方案推荐

 

MT6901 可与艾毕胜电子代理的闭环驱动板搭配使用,构建高精度机器人关节伺服系统

MT6901 + 闭环驱动板 典型系统架构

🧠
主控 MCU
STM32 / DSP
闭环驱动板
BLDC / PMSM
🎯
MT6901
SPI 绝对角度
🔄
无刷电机
BLDC / PMSM

系统闭环流程:MCU 发出位置指令 → 驱动板控制电机 → MT6901 实时反馈角度 → MCU 修正误差

高响应速度

SPI 10MHz 高速通信,角度响应 <100µs,满足高速伺服 20kHz 以上控制频率需求

🎯

高精度闭环

13-bit 分辨率 + ±0.5° 精度,结合驱动板电流环,实现亚度级伺服定位精度

💰

高性价比方案

艾毕胜提供 MT6901 + 驱动板一站式配套,支持定制算法及固件开发服务

🔍 Magntek 磁编码器选型对比

 

麦歌恩磁编码器全系列对比,MT6901 定位于中高端绝对值角度测量市场

对比维度 MT6901
(电涡流游标)
MT6701
(TMR角度)
MT6816
(磁编多圈)
MT6825
(增量磁编)
MT6835
(高速增量)
传感器类型 AMR + 电涡流 TMR 隧道磁阻 GMR + AMR GMR 各向异性 GMR
输出类型 绝对值 (SPI/SSI) 绝对值 (SSI/PWM) 绝对值 (SPI) 增量 ABZ 增量 ABZ
分辨率 13-bit 12-bit 16-bit ABZ 1~1024 CPR ABZ 高达 20000 CPR
典型精度 ±0.5° ±1.0° ±0.8° ±2.0° — (增量型)
多圈支持 ❌ 单圈 ❌ 单圈 ✅ 多圈 (Wiegand) ❌ 单圈 ❌ 单圈
抗干扰 ✅✅ 极强 ✅ 一般 ✅ 一般 ✅ 一般 ✅ 一般
工作温度 -40~125°C -40~125°C -40~125°C -40~105°C -40~125°C
封装 QFN-20 / LGA-16 TSSOP-16 TSSOP-20 SSOP-16 QFN-24
成本 中高端  中端  高端  入门  中端 
最佳应用 机器人关节
精密伺服
高可靠工业
汽车踏板
EPS 角度
多圈旋转应用
安防摄像头
通用增量反馈
电机速度测量
高速电机
高分辨率速度环

💡 选型提示:如需绝对值单圈高精度,请选择 MT6901;如需多圈(>360°)绝对值,请选择 MT6816;如仅需增量 ABZ 输出且成本敏感,请选择 MT6825/MT6835。

❓ 常见问题解答 (FAQ)

 
Q1: MT6901 与传统 GMR/TMR 磁编相比,精度提升了多少?是如何实现的? +

MT6901 采用 AMR + 电涡流游标原理,典型精度为 ±0.5°,非线性度 (INL) < ±0.3°;而传统 GMR/TMR 磁编的典型精度仅为 ±1° ~ ±3°,MT6901 的精度提升幅度达到 2~6 倍

精度提升的核心在于电涡流层的作用:当外部磁铁旋转时,电涡流层感应产生的次级磁场与原磁场在传感器平面内形成近似的正弦-余弦差分分布,有效扩展了线性动态范围,抑制了高次谐波误差,使得整体非线性度大幅降低。此外,AMR 传感器本身具有极高的角度灵敏度,两项技术协同工作实现了高精度测量。

Q2: MT6901 在机器人关节中如何安装?气隙要求是多少? +

MT6901 建议通过 PCB 方式安装在关节轴端面,IC 正面朝向对极磁铁(轴向充磁)。

推荐安装参数:

  • 磁铁直径:Ø10mm ~ Ø20mm(推荐 Ø12mm NdFeB,N52 等级)
  • 磁铁厚度:≥3mm(同轴充磁)
  • 气隙范围:0.5mm ~ 2.0mm(推荐 1.0mm)
  • 偏心容忍:≤0.5mm
  • 轴向充磁:对极磁铁,N-S 极对向 IC

IC 与磁铁之间的气隙容忍度高达 ±1.5mm,对机械安装公差要求较为宽松,大幅降低装配难度。

Q3: MT6901 支持哪些输出接口?如何切换 ABZ / PWM / UVW 模式? +

MT6901 支持多种输出模式,通过内置寄存器进行配置:

  • SPI(默认):16-bit 绝对角度数据,时钟最高 10MHz,Mode 1,MSB 优先
  • SSI:同步串行接口,支持多级联菊花链,波特率最高 2MHz
  • ABZ:增量正交输出,分辨率固件可编程 1~16384 CPR,兼容光编接口
  • PWM:1kHz~10kHz 方波,占空比线性映射 0~360°,适用于模拟信号接口
  • UVW:三路 120°/60° 相差方波,用于 BLDC/PMSM 电子换向

模式切换通过 SPI 写入配置寄存器(地址 0x00~0x07),详情请参考数据手册第 8 章寄存器映射。

Q4: MT6901 是否通过车规认证?能否用于汽车电子产品? +

MT6901 已通过 AEC-Q100 Grade 1 车规认证,工作温度范围覆盖 -40°C ~ +125°C,满足汽车电子的严苛环境要求。

已通过的车规测试项目:

  • HTOL(高温工作寿命):125°C,1000 小时
  • THB(温湿度偏压):85°C / 85% RH,1000 小时
  • 温度循环:-55°C ~ +125°C,1000 cycles
  • ESD:HBM ±2kV,CDM ±500V
  • Latch-up(闩锁):±100mA

典型汽车应用包括:电动助力转向 (EPS) 角度传感器、电机位置反馈、电子换挡杆角度检测、油泵/水泵电机角度控制等。

Q5: MT6901 的 SPI 数据帧格式是怎样的?与 MCU 如何连接? +

SPI 数据帧格式(16-bit 绝对角度,Mode 1):

  • Bit[15:13]:状态标志位(磁场强度异常、过温、数据有效等)
  • Bit[12:0]:13-bit 绝对角度数据(0~8191 对应 0°~360°)

典型 MCU 连接(STM32 示例):

  • MOSI(可选,寄存器配置时使用)
  • MISO → MCU MISO(SDO 数据输出)
  • SCK → MCU SCK(最高 10MHz)
  • CS/SCL → MCU GPIO(片选,低有效)
  • VDD → 3.3V 或 5.0V
  • GND → 系统地

推荐在 MISO 和 SCK 线上串联 33Ω~100Ω 电阻,以抑制 PCB 走线反射,提高信号完整性。更多信息请参考数据手册第 9 章应用电路。

 

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