電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠(yuǎn))縱觀磁傳感器的發(fā)展歷程，可以分為以下幾個階段，先是基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，到基于各向異性磁阻效應(yīng)的磁傳感器，也就是AMR傳感，再到基于巨磁阻的GMR傳感，最后是基于隧道磁阻的TMR傳感。拋開霍爾效應(yīng)傳感這個我們了解且應(yīng)用最多的一類磁傳感，AMR、GMR和TMR都有各自的特色。

AMR異向磁阻效應(yīng)即有些材料中的磁阻變化與磁場和電流間夾角有關(guān)。這種特性涉及到材料中的S軌道與d軌道電子散射各向異性，這種特性可以用來精確測量磁場。AMR傳感一般都采用橋式構(gòu)造，磁電阻比在3%左右。這種AMR傳感在運控應(yīng)用，尤其是車規(guī)級運控應(yīng)用上有很多應(yīng)用。除了必需的高精度之外，每家做AMR傳感的廠商都有一些不同的東西。

ADI集成式AMR傳感

ADI在磁場傳感上所采用的架構(gòu)能較大限度地發(fā)揮單芯片方案的優(yōu)勢，同時提供足夠的功能以滿足小器件數(shù)下的不同應(yīng)用需求。

ADA4571是雙通道各向異性磁阻(AMR)傳感器，集成信號調(diào)理放大器和ADC驅(qū)動器，產(chǎn)生模擬輸出指示磁場的角位置。作為用于冗余系統(tǒng)的高精雙通道AMR傳感，在0°到180°的測量范圍內(nèi)能做到不大于0.1°的誤差，高精度是此類傳感器件的前提。

在每一個通道中，一個封裝內(nèi)集成了一個AMR傳感和可變增益儀表放大器。眾所周知系統(tǒng)的組成部分越多，那么對每個組成部分的靈敏度及誤差要求就越高。在集成性足夠高的情況下將精度控制得這么好實屬難得。ADA4571即使在微弱的飽和場中亦能實現(xiàn)極高的測量精度，而且在與IC封裝平面平行的均質(zhì)場內(nèi)，輸出信號與傳感器和磁體之間的氣隙基本無關(guān)，對氣隙變化的敏感度非常小。

ADI的AMR傳感器采用惠斯登電橋配置，與單一阻性元件相比，支持更寬的輸出電壓擺幅，還能抑制較大的直流失調(diào)。在ADA4571中，每個檢測通道含有兩個單獨的且互成45°角的惠斯登電橋。對于ADA4571這種機械式角度度量體系的傳感，在磁角的計算中，絕對電壓和絕對磁場強度都不重要，因此，與其他的角度傳感器技術(shù)相比，它對磁場強度和電壓幅值變化及漂移都不敏感。

對運動控制與定位應(yīng)用來說，這種高精度低漂移的位置檢測器件無疑是很受關(guān)注的。

NXP KMA/Z AMR傳感

NXP的AMR傳感除了高精度外，還能提供很低的功耗。其車規(guī)級AMR系列在整個溫度范圍和生命周期內(nèi)具備±1%的精確度，同時在整個生命周期內(nèi)不太受參數(shù)降級的影響，對磁鐵老化不敏感。

同樣，我們選擇雙通道的AMR傳感來看，KMA220在單一封裝內(nèi)集成磁阻MR傳感器電橋、混合信號集成電路IC和所需的電容。集成的兩路通道均以完全獨立的方式工作。獨立的單一封裝雙通道傳感器模塊由于集成了濾波器，在電磁兼容性上也尤為出色。

該系列工作溫度范圍很高，能達(dá)到160℃，這比市面上很多同類產(chǎn)品高出了大概10%。這個系列里所有型號，都采用了鎖定位提供寫保護的故障安全非易失性存儲器，允許用戶將每條通道的角度范圍、零角度和鉗位電壓永久保存在非易失性存儲器中。這也是NXP獨具特色的地方。

另外每個通道中包括了一個循環(huán)冗余檢查(CRC)、一個錯誤檢測和校正(EDC)以及磁鐵損耗，以確保安全。如果混合信號IC的電源電壓或接地線中斷，則功率損耗檢測電路將模擬輸出拉到剩余的連接。在設(shè)計上NXP的AMR IC系列提供了很多參考。

多維AMR傳感

多維科技是國內(nèi)少數(shù)掌握TMR的傳感器公司，在AMR上雖然產(chǎn)品不多，但是每個系列的性能都不輸其他同類一流產(chǎn)品。

AMR4100是多維最新的AMR傳感，是一款高精度、模擬信號輸出的雙軸位置傳感。AMR4100輸出相位相差45°的兩組模擬電壓信號(正弦、余弦)，兩組模擬電壓的信號周期為磁場方向旋轉(zhuǎn)周期的兩倍。通過對兩組模擬電壓信號的解算實時確定目標(biāo)磁場的角度位置。測量精度處于國際一流水平，絕對精度0.1°。

芯片內(nèi)部AMR磁阻工作在飽和區(qū)，其輸出信號將不隨磁場強度的變化而變化，這使得AMR4100能夠更好地適應(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境，如測量系統(tǒng)運行過程中氣隙振動或是高溫退磁工況。

在常規(guī)的溫度覆蓋范圍下，多維能提供比同類產(chǎn)品更優(yōu)越的溫度穩(wěn)定性。這是因為芯片內(nèi)部優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)有效地補償了傳感器的溫度漂移，提高了傳感器芯片在多種應(yīng)用環(huán)境下的測量精度，還順便減小了被測對象與芯片安裝間距的限制要求。不管是從精度還是細(xì)節(jié)設(shè)計上，國產(chǎn)的AMR傳感面對國際大廠的AMR傳感并未落入下風(fēng)，反而在某些方面上還做得更細(xì)。

小結(jié)

在AMR傳感的測量范圍內(nèi)，它有著優(yōu)秀的功耗、靈敏度和響應(yīng)時間。對于運控應(yīng)用來說，要實現(xiàn)更好的控制效果，位置控制是避不開的一環(huán)。AMR傳感正好能提供這種精準(zhǔn)的位置測量。

原文標(biāo)題：單芯片AMR磁阻傳感并不單一的特色

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審核編輯：湯梓紅