[發明專利]磁場感測裝置及感測方法

有效

• 申請號: 201710784912.6
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN108469595B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 袁輔德;高培鈞;賴孟煌
• 申請（專利權）人: 愛盛科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R33/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

本發明提供一種磁場感測裝置及感測方法。磁場感測裝置包括異向性磁電阻、電流產生器以及運算器。異向性磁電阻通過磁化方向設定動作，使其在第一磁場感測階段依據受測磁場提供第一電阻值，并且在第二磁場感測階段依據受測磁場提供第二電阻值。電流產生器提供電流依據電流方向以流經異向性磁電阻的兩端。運算器針對第一磁場感測階段以及第二磁場感測階段中，異向性磁電阻依據電流分別產生的第一電壓差以及第二電壓差進行算術運算并藉以產生磁場感測電壓結果。

技術領域

本發明涉及一種磁場感測裝置及感測方法，尤其涉及一種由異向性磁電阻所構成的磁場感測裝置及感測方法。

背景技術

磁場感測裝置是提供羅盤和運動跟蹤系統的基本裝置。對于諸如智能手機，平板電腦或智能手表以及商用或工業系統(如無人機)的便攜式系統，磁場感測裝置必須非常精確，封裝尺寸小，在高輸出時非常節能數據速率。這些要求使包括異向性磁電阻(Anisotropic MagnetoResistive，AMR)，巨磁電阻(Giant MagnetoResistive，GMR)和隧道磁電阻(Tunneling MagnetoResistive，TMR)感測器在內的磁電阻感測器成為主流。其中異向性磁阻感測器是最早開發的磁電阻技術。雖然異向性磁電阻感測器的靈敏度低于巨磁電阻和隧道磁電阻感測器，但生產成本低，磁滯遲低，雙向磁設定運行模式等優點，仍然具有競爭力。

在現有技術中，異向性磁電阻感測器以完整的惠斯登電橋(Wheatstone bridge)結構為主。然而，在惠斯登電橋結構的異向性磁電阻感測器中，需要有四個異向性磁阻，如此會增加生產成本以及需要較大的設計布局面積。

發明內容

本發明提供一種磁場感測裝置及感測方法，可降低生產成本并降低設計布局面積。

本發明的磁場感測裝置包括異向性磁電阻、電流產生器以及運算器。異向性磁電阻通過磁化方向設定動作，使其在第一磁場感測階段依據受測磁場提供第一電阻值，并且在第二磁場感測階段依據受測磁場提供第二電阻值，第一電阻值與第二電阻值不相同。電流產生器耦接異向性磁電阻，提供電流依據電流方向以流經異向性磁電阻的兩端。運算器具有第一輸入端與第二輸入端分別耦接至異向性磁電阻的兩端，針對第一磁場感測階段以及第二磁場感測階段中，異向性磁電阻依據電流所分別產生的第一電壓差以及第二電壓差進行算術運算，并且藉以產生磁場感測電壓結果。

本發明的磁場感測方法包括：提供電流依據電流方向以流經異向性磁電阻的兩端；在第一磁場感測階段通過磁化方向設定動作，使異向性磁電阻依據受測磁場提供第一電阻值，并且依據電流產生第一電壓差；在第二磁場感測階段通過磁化方向設定動作，使異向性磁電阻依據受測磁場提供第二電阻值，并且依據電流產生第二電壓差；以及依據第一電壓差以及第二電壓差進行算術運算，并藉以產生磁場感測電壓結果。

基于上述，本發明所述的磁場感測裝置是通過一個異向性磁電阻通過磁化方向設定動作，使其在第一磁場感測階段依據受測磁場提供第一電阻值，運算器依據外加電流以產生第一磁場感測階段的第一電壓差。在第二磁場感測階段依據受測磁場提供第二電阻值，運算器依據外加電流以產生第二磁場感測階段的第二電壓差。并且運算器依據第一電壓差與第二電壓差，產生磁場感測電壓結果。藉此可針對磁場感測裝置中所具有的電壓偏移產生補償作用，并降低環境干擾的影響。并且通過兩階段的檢測方式，本發明實施例的磁場感測裝置的電路面積可以有效的減小，降低電路成本。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1示出本發明第一實施例的磁場感測裝置的示意圖。

圖2示出本發明一實施例的磁場感測方法的流程圖。

圖3示出本發明一實施例的運算器的示意圖。

圖4示出本發明第二實施例的磁場感測裝置的示意圖。