挑戰1– 在旋轉編碼應用中無法獲得正確的正交簽名

 

在旋轉編碼應用中，當試圖監控速度和方向（順時針或逆時針）時shi
，通tong常chang使shi用yong兩liang個ge霍huo爾er效xiao應ying鎖suo存cun器qi或huo雙shuang鎖suo存cun器qi。造zao成cheng正zheng交jiao簽qian名ming錯cuo誤wu的de原yuan因yin有you多duo種zhong
，但dan其qi中zhong最zui為wei常chang見jian的de原yuan因yin之zhi一yi是shi器qi件jian與yu環huan形xing磁ci極ji之zhi間jian的de布bu置zhi不bu當dang和he對dui齊qi不bu準zhun。

 

shiyonglianggehuoerxiaoyingsuocunqishi
，keyitongguojixiefangfa，jijianghuoerxiaoyingchuanganqiyumeigecijixianggebangekuandujiashangrenyizhengshugekuandulaishixianshidangdeliangweizhengjiaoshuchu。rutu1b所示，其中傳感器2位於N極/S極接口，而傳感器1與傳感器2的距離為一個全極點的寬度加上N極ji的de半ban寬kuan度du。對dui於yu雙shuang霍huo爾er效xiao應ying鎖suo存cun器qi，您nin可ke以yi使shi用yong一yi個ge器qi件jian將jiang兩liang個ge傳chuan感gan器qi精jing確que地di隔ge開kai磁ci極ji的de一yi半ban寬kuan度du。當dang然ran，這zhe樣yang做zuo局ju限xian性xing很hen大da，因yin為wei您nin必bi須xu將jiang間jian距ju與yu環huan形xing磁ci極ji匹pi配pei。

 

圖1a顯示了使用雙傳感器解決方案時的潛在放置問題
，而圖1b和1c顯示了如何分別使用兩個單獨的傳感器或一個單芯片解決方案來解決此類問題。霍爾效應電流傳感器（例如TMAG5110或TMAG5111）keyonglaiquebaozaiduozhonghuanxingcitiechicunhecijishuliangxiashixianzhengquedeqianming。ciwai
，tamenzaishixianshangdejiandanxingxiaochulezaijixiefangzhiguochengzhongkenengyinruderenhewucha。gaijingduhaiweilianghaodezhengjiaoqianmingtigongshizhongruyidejingquedushu。

 

圖1：雙傳感器旋轉編碼：圖1a是使用兩個鎖存器的錯誤傳感器布置；

 

圖1b是使用兩個鎖存器的正確傳感器布置；圖1c是使用2D傳感器的多位置傳感器布置

 

旋轉編碼應用常用於許多汽車和工業應用。以下是一些示例：

 

●    汽車 – 電動窗戶、天窗、升降門、推拉門和電動座椅。

●    工業 – 車庫門和開門器、恒溫器撥盤、家用電器旋鈕、車輪旋轉感應以及電動窗簾或百葉窗。

 

挑戰2 – 非板載傳感器通信不夠穩健

 

如ru果guo您nin的de設she計ji出chu現xian此ci問wen題ti，則ze很hen有you可ke能neng您nin使shi用yong的de傳chuan感gan器qi的de電dian壓ya輸shu出chu受shou到dao磁ci耦ou合he幹gan擾rao。盡jin管guan布bu線xian可ke能neng很hen短duan，但dan如ru果guo您nin沒mei有you考kao慮lv大da量liang的de電dian磁ci幹gan擾rao (EMI)
，那麼模擬信號傳遞過程可能會將這種幹擾直接耦合到測量過程中。在傳感器與微控製器 (MCU) 之間建立一條可靠的鏈路
，可使MCU感知到傳感器的連接或斷開狀態。使用電壓輸出器件時
，輸出可能被拉至低電壓或完全斷開，而MCU將無法檢測到這種差異。

 

EMI很難消除
，而屏蔽、重(zhong)新(xin)布(bu)線(xian)和(he)采(cai)取(qu)其(qi)他(ta)緩(huan)解(jie)方(fang)法(fa)會(hui)增(zeng)加(jia)設(she)計(ji)成(cheng)本(ben)，我(wo)建(jian)議(yi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)應(ying)側(ce)重(zhong)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)。雙(shuang)線(xian)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)器(qi)件(jian)本(ben)身(shen)對(dui)電(dian)噪(zao)聲(sheng)不(bu)那(na)麼(me)敏(min)感(gan)，因(yin)此(ci)適(shi)用(yong)於(yu)使(shi)用(yong)中(zhong)等(deng)長(chang)度(du)電(dian)纜(lan)的(de)遙(yao)感(gan)應(ying)用(yong)。盡(jin)管(guan)通(tong)過(guo)極(ji)長(chang)的(de)導(dao)線(xian)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)壓(ya)損(sun)失(shi)，但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)工(gong)業(ye)和(he)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)而(er)言(yan)
，采(cai)用(yong)雙(shuang)線(xian)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)是(shi)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)。

 

圖2顯示了具有雙線電流輸出的霍爾效應開關
，例如 TMAG5124 可以使用接地連接在較長距離內傳輸信號。在這個例子中
，“雙線”表示必須將 VCC 和GND從傳感器連接到MCU的通用輸入/輸出。將電流輸出特性與更高的精度（磁場工作點和釋放點的 2mT 差值）相結合
，您就可實現可靠的設計。

 

圖2：雙線電流輸出傳感器的實施

 

使用電流輸出傳感器的汽車應用包括：

 

●    安全帶插扣。

●    座椅位置/占用檢測。

●    門鎖存器。

●    駐車製動。

●    天窗/後備箱閉合。

●    製動踏板。

 

挑戰 3 – 霍爾效應傳感器僅對正交磁場敏感

 

如(ru)今(jin)，大(da)多(duo)數(shu)單(dan)軸(zhou)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)與(yu)封(feng)裝(zhuang)表(biao)麵(mian)垂(chui)直(zhi)的(de)磁(ci)場(chang)。如(ru)果(guo)您(nin)需(xu)要(yao)可(ke)以(yi)監(jian)測(ce)平(ping)行(xing)於(yu)封(feng)裝(zhuang)側(ce)麵(mian)的(de)磁(ci)場(chang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，則(ze)選(xuan)擇(ze)範(fan)圍(wei)有(you)限(xian)。

 

圖3說明了實現水平磁場感應的各種方法。盡管可以使用傳統霍爾效應傳感器實現水平磁場感應，但存在一些明顯的缺點。將標準3引腳小型晶體管 (SOT-23) 封裝安裝到另一個較小的印刷電路板上
，會增加組裝成本和複雜性（圖 3a）。晶體管輪廓 (TO-92) 封裝與標準表麵貼裝封裝的裝配過程不同，但這也會增加總體設計成本（圖3b）。

 

如果遇到類似情況，則可以選擇TMAG5123-Q1這樣的平麵霍爾效應開關，它可以檢測表麵貼裝封裝側麵的磁場。由於它采用SOT-23封裝，也許可以占據更小的空間
，因此在機械設計中具有更大的自由度和靈活性（圖 3c）。 

 

圖3：水平磁場感應：圖3a是采用SOT-23封裝的傳統傳感器；

 

圖3b是采用TO-92封裝的傳統傳感器；圖3c是采用SOT-23封裝的平麵傳感器

 

設she計ji挑tiao戰zhan不bu可ke避bi免mian
，但dan您nin通tong常chang可ke借jie助zhu一yi些xie方fang法fa和he器qi件jian來lai加jia以yi解jie決jue。希xi望wang我wo提ti供gong的de幾ji種zhong方fang法fa可ke以yi解jie決jue您nin在zai使shi用yong霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi進jin行xing設she計ji時shi遇yu到dao的de一yi些xie常chang見jian應ying用yong挑tiao戰zhan。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

 

推薦閱讀：