ZHCADG9 December 2023 TMAG6180-Q1

2 AMR 角度感應(yīng)

如果傳感器設(shè)置為惠斯通電橋格式，圖 1-3 中顯示的變化特別有用，如圖 2-1 所示。這種特殊的配置會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)并聯(lián)電阻分壓器，其元件在物理上彼此正交。電阻的變化是由于入射磁場(chǎng)在整個(gè)旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生正弦響應(yīng)，從而利用沿每個(gè)軸具有相同大小電阻的 AMR 元件來平衡結(jié)構(gòu)。

圖 2-1 惠斯通電橋配置

關(guān)于感應(yīng)元件的響應(yīng)，特別值得注意的是，輸出隨 cos²? 的變化而變化。因此，典型的 AMR 傳感器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生兩個(gè)輸出周期，而單個(gè)惠斯通電橋只能直接解析 90° 的物理旋轉(zhuǎn)。

鑒于傳感器對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的響應(yīng)，可以通過集成第二個(gè)旋轉(zhuǎn) 45° 的惠斯通電橋來創(chuàng)建一組電正交的正弦輸出。

圖 2-2 正弦和余弦惠斯通排列

輸出共同表示正弦和余弦，然后可用于計(jì)算每 180° 機(jī)械旋轉(zhuǎn)具有完整 360° 響應(yīng)的反正切。

TMAG6180-Q1 和 TMAG6181-Q1 利用這種感應(yīng)技術(shù)，通過組合使用快速的二維霍爾效應(yīng)鎖存器來創(chuàng)建能夠檢測(cè)象限并將感應(yīng)范圍從 180° 擴(kuò)展到完整 360° 的 AMR 傳感器。TMAG6180-Q1 生成可計(jì)算絕對(duì)角度的 Q0 和 Q1 輸出。TMAG6181-Q1 提供了一個(gè)匝數(shù)計(jì)數(shù)器，可以在每個(gè)象限變化時(shí)遞增或遞減。該計(jì)數(shù)器會(huì)跟蹤上電后的相對(duì)角度，如果匝數(shù)計(jì)數(shù)器始終在相同的 180° 范圍內(nèi)初始化，則可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)角度。

圖 2-3 模擬 TMAG6180 輸出響應(yīng)

兩種器件中的自動(dòng)增益控制 (AGC) 均設(shè)置為產(chǎn)生峰峰值幅度為 0.6 × V_cc 的輸出，輸出以 V_cc/2 為中心，與輸入磁場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān)。當(dāng)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生矢量幅度漂移時(shí)，傳感器會(huì)根據(jù)方程式 2 調(diào)節(jié)所施加的增益以保持恒定的輸出電平。

方程式 2.

0.6 \times V_{c c} = \sqrt{{s i n}_{d i f f}^{2} + {c o s}_{d i f f}^{2}}

以差分方式測(cè)量時(shí)，計(jì)算得出的信號(hào)通常在 ±0.6 × Vcc 之間波動(dòng)。例如，當(dāng) Vcc = 3.3V 時(shí)，每個(gè)輸出信號(hào)可以在 0.66V 和 2.64V 之間變化，并且當(dāng)以差分方式獲取時(shí)，產(chǎn)生的信號(hào)范圍為 ±1.98V。