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最完整的磁阻角度和线性位置测量系统解决方案

电路功能与优势

图1所示紧凑型双芯片电路提供非接触式各向异性磁

阻(AMR)测量解决方案，可用于角度或线性位置测量。该

双芯片系统在180°范围内具有优于0.2°的角精度，在0.5

英寸范围内具有2mil(0.002英寸)线性精度，具体取决于

所用磁体的尺寸。

该电路适用于高速、高精度、非接触式角度和长度测量

关键型应用，比如机床速度控制、起重机角度控制、无刷

直流电机和其他工业或汽车应用。

图1.磁阻角度和线性检测系统(原理示意图：未显示去

耦和所有连接)

电路描述

ADA4571是一款各向异性磁阻(AMR)传感器，集成信

号调理放大器和ADC驱动器，以及用于温度补偿的温度传

感器。

ADA4571产生两路模拟输出，指示周围磁场的角位置。

ADA4571集成一个AMR传感器和一个固定增益(标称

值G=40)仪表放大器。ADA4571可提供有关旋转磁场角

度的干净且经过放大的余弦和正弦输出信号。T输出电压

范围与电源电压成比例。

传感器含有两个互成45°角的透磁合金惠斯登电桥。x-y

传感器平面的旋转磁场提供两路正弦输出信号，且传感器

与磁场方向的角度(α)频率翻倍。在x-y平面的均质场内，

输出信号与z方向(气隙)的物理位置无关。

正弦和余弦输出端的输出电压摆幅范围为7%VDD至

93%VDD.有两个诊断频段(VDD的0%至7%和VDD的

93%至100%)，因而可向所有内部连接提供焊线断开检测。

ADA4571采用8引脚SOIC封装。

VSIN和VCOS输出的输出阻抗为50Ω，采用外部10nF

电容时组成318kHz噪声滤波器。

AD7866是一款双通道、同步采样、12位、1MSPSSAR

ADC.RANGE引脚的极性确定模拟输入范围和输出编码。

如果片选信号变为低电平时该引脚连接逻辑高电平，则下

次转换的模拟输入范围为0V至2×VREF(0V至5V)，为

ADA4571AMR传感器的0.35V至4.65V信号提供大约

350mV裕量。

将REFSEL引脚连接至低电平可配置ADC使用内部

2.5V基准电压源。VREF引脚提供该电压，但将其用于系

统的其他位置前必须先使用缓冲器。DCAPA引脚和

DCAPB引脚采用470nF电容去耦，确保ADC正常工作。

AD7866同步采样传感器的两个通道。数字字通常在

DOUTA和DOUTB端提供。每个数据流包括1个前导零，

随后是3个状态位，再加上12位转换数据。然而，保持

CS引脚为低电平并持续额外16个时钟周期，则两个数字

字均可从一个通道(DOUTA)获取。因此，SPI接口允许在

一条数据线路上访问两个通道。

AD7866的两个ADC输入均带有双通道多路复用器。

A0输入引脚上的逻辑0允许A1和A2输入端转换，而A0

输入引脚上的逻辑1允许B1和B2输入端转换。ADA4571

的温度传感器输出连接AD7866的B1输入，并允许对系

统进行软件温度校准。

磁阻(MR)理论

磁阻是存在外部磁场时，材料改变其电阻值的能力。最

常用的MR传感器基于AMR技术。

图2.各向异性磁阻示例

AMR效应示例如图2所示。电流(I)流过导体，受外部

磁场(HY)影响。导体电阻的变化与磁化矢量(M)和电流矢量

(I)之间的角度成函数关系。磁化矢量是内部磁场(HX)与施

加的外部磁场(HY)的净求和结果。

当磁化矢量(M)与电流矢量(I)平行时，具有最大电阻。

当磁化矢量(M)与电流矢量(I)垂直时，具有最小电阻。

有效利用AMR