双磁环编码器 两个码道 之间隔了一块＂软磁材料＂的独门专利技术

两个码道之间隔了一块软磁

离轴磁编 4.8° 到 0.6° 的那一步，不在算法里

读完这篇，你会带走三件事

双磁环最先坏掉的，往往不是算法，而是细码道的磁场输入。

软磁环不是第三条码道，它给漏磁通安排了一条低磁阻回路。

结构先救输入，修正链收残差，双芯片合成才守住绝对角。

有些专利，第一眼看上去只多了一个零件。

珠海楠欣半导体公开的 CN122708631A，表面上就是在两只磁环之间多塞了一圈软磁材料。但再往下读，会发现它动的不是一个零件，而是离轴双码道里最容易被忽略的一段责任链。

申请人珠海楠欣是南芯科技（688484）的全资子公司。南芯科技在 2025 年半年报中披露了这层持股关系；它是一家以上市公司身份运营的模拟芯片设计企业，公开业务重心在电源与电池管理等方向。

这不是“多加一个铁圈”的草图。
它把磁材、磁路、芯片和数字合成，放进了同一个答案。

01 两个码道，先别急着算

内圈是一只单极对永磁环，给全圈一个粗略但不重复的参考；外圈是一只多极对永磁环，把一圈切成许多小段，负责把每一段看细。粗角告诉系统“你在第几段”，细角告诉系统“这一段里走了多远”。

按 CN122708631A 公开结构重绘：内单极对、外多极对，中间为软磁隔离环。

上图按公开结构重绘。红蓝的内、外两圈是两只实际永磁环；中间灰色那圈不编码，它是一只软磁隔离环。上面的芯片读内圈，侧面的芯片读外圈。

CN122708631A 摘要附图：21 位于内环上方，22 位于外环侧壁外。

专利自己的摘要图还说明，两颗芯片不在同一个读取半径上：21 在内环上方，22 在外环的侧壁外。

02 麻烦比算法早一步

两只永磁环一靠近，就开始互相改写对方。外环的磁通会往内漏，内环的磁通也会往外伸。于是外圈芯片本该读到的一组干净细角信号，混进了内圈的分量。

芯片仍会输出角度，可它手里那条“细码道”已经脏了。中间只有空气时，任何补偿算法都只是在给一条已变形的信号记账；装配、气隙、温度一变，畸变也会跟着变。

03 软磁环不是屏蔽板

这就是专利的落点：把两只磁环中间的空气，换成一只软磁环。

“软磁”不是顺磁。它通常是铁磁性软磁材料，例如纯铁、软磁合金或软磁铁氧体，靠的是高磁导、低矫顽力。它不产生角度，也不多给一位分辨率，只是替漏磁通修了一条更容易走的路。

空气不好导磁，软磁材料好导磁。它不是硬把磁场挡住，而是让漏磁优先沿着低磁阻回路绕回去。

按专利图 5 所述场分布关系重绘，用于解释磁路；非专利原始有限元数据。

所以，它更像双磁环之间的一条泄洪渠：水还在流，但优先被引回该走的河道，不再漫进隔壁。专利才会同时约束磁导率、高度、分段和叠片形态；顶部或底部留出的空隙，就是磁通仍可能绕过去的入口。

04 救回输入以后，才轮到芯片

外圈芯片实际读到的是两路正交磁场：径向的 Br 和切向的 Bt。理想时，两个分量像一支匀速转动的箭头，端点画出一个正圆。漏磁、装偏与气隙不匀一进来，这个圆会挪开、被拉成长椭圆，最后连坐标轴也会歪掉。

专利把收尾动作依次写成：去直流偏置、幅值归一化、正交校正、谐波补偿。这个顺序很重要：先找回圆心，再拉回尺度，再扶正坐标轴，最后才追波形褶皱。

按专利图 4 与说明书所列预处理链重绘；非专利原图。

软磁环不能被这条修正链替代。它先导走大串扰；芯片再收掉软磁环边缘仍可能绕过来的小残差。两者不是二选一，而是前后接力。

054.8° 到 0.6°，危险的是认错段

实施例的外环是 4 对极，一圈被切成 4 段。粗角若把相邻段认错一次，细角就会被塞进隔壁，机械角直接跳 360° ÷ 4 = 90°。这不是一个能靠平均值掩盖的小误差。

所以，4.8° 电角 RMS 到 0.6° 机械角 RMS 的故事，不能理解成“算法把数字除小了”。前面是软磁环先救回细角输入，中间是信号修正收残差，最后才是两路角度在交界处不认错段。

公开数字的边界：实施例写 4 对极，结论段却写“误差降低 Np 倍（8 倍）”，两种表述并不自洽；公开文本也没有给出同一套硬件撤掉软磁环后的 RMS 对照。因此，数字只能说明该实施例到达的量级，不能偷换成“软磁环单独带来 8 倍提升”。

06 最后，谁来把两路角收口

两颗芯片若各报一份角度给 MCU，段号、细角折算、交界处理和两路时序仍压在主机身上。这件专利让两颗芯片通过 SPI 菊花链、I²C 或模拟接口互传，由其中一颗给出最终绝对角。

这不代表时序问题凭空消失。粗角和细角仍要对应足够接近的同一转子位置；转得越快，采样时刻、传输延迟与锁存顺序越会进入误差预算。公开文本列出了通信接口和合成位置，却没有披露这些实现细节。

一只软磁环的价值，不在于它多神奇。

它刚好卡在“磁场还没变成信号”这道门槛上：先别让两只永磁环互相捣乱，再谈算法怎样把角度算得更好。

◆ ◆ ◆

本文依据公开专利 CN122708631A 的权利要求和说明书，以及南芯科技 2025 年半年度报告的主要子公司披露撰写。文中讨论的是公开方案的工程含义，不对任何公司是否已量产相关产品作判断。