磁阻傳感器在汽車中的應用研究

　　為了確定速度，將磁輸入信號編碼處理為電脈沖序列，而且通常通過 7/14 mA 協議傳送。在最簡單的情況下，可使用比較器產生脈沖序列。通常會向比較器電路添加磁滯以消除低噪聲的影響。然而，這種施密特觸發器在噪聲水平較高的條件下不能確保其功能性。例如，傳感器頭和編碼器輪之間空隙出現顯著波動會導致磁輸入信號振幅發生波動。如果振幅變得很小，甚至不再超過或低于磁滯臨界值，則不管編碼器輪的位置如何，輸出信號都保持其有效工作時的最后狀態。在檢測 ABS 系統中的轉速時，傳感器和編碼器輪之間的距離可能會出現這種變化。當存在負載變化(例如突然轉向動作)，橫向作用于輪上的離心力會在輪軸上產生彎曲力矩。這將改變安裝在與傳感器相關的軸上的編碼器輪的位置，這些傳感器是與輪懸架相結合的。

　　磁位移也會影響系統的正常運轉。例如，噪聲場可使實際測量信號加強或減弱，致使施密特觸發器的臨界值被高估或低估。然而，位移不僅是由外部場引起的。被動輪極高的速度可使輪中產生渦流，而這又會產生磁噪聲場。所產生的位移會影響操作的可靠性。

　　為消除此噪聲對輸出信號的影響，另一封裝中裝入了信號處理專用集成電路(ASIC)。后者也包含一個線路驅動器，以便為信號處理和高電壓接口提供電源電壓(圖 1)。圖 4 所示為信號處理架構。用于故障排除的中心元件為包括調式放大器、偏移抵消電路和智能比較器。根據傳感器和編碼器輪之間的距離，可調式放大器可以與信號級匹配。對于偏移抵消電路，有一種控制系統(與高通濾波器不同)可消除偏移，同時將系統頻率保持為 0?Hz。否則，就不可能檢測到停止不動的編碼器輪。智能比較器的臨界值是可變的，并且可設置，使磁滯處于信號振幅的 20% 和 45% 之間。這可確保充分抑制噪聲，而且振幅突降達 50% 也不會影響系統的正常運轉。模擬前端的個別組件控制則通過數字接口實現。所述系統均利用仿真技術開發和驗證。下文將概略介紹系統開發，同時闡述如何使用模型來改進設計。

　　圖 3 裸片上的 AMR 元件配置

　　圖 4 現代速度傳感器的信號處理原理

　　圖 5 網格 — 磁場有限元模擬的起點