三个普遍的挑战：旋转编码，强大的信号传输和平面磁感应

您是否曾经设计过电路，但是电路的性能不能完全满足您的期望？我有这个经验！在本文中，我将帮助您解决与工业和汽车应用中的霍尔效应传感器相关的三个常见挑战：旋转编码，鲁棒的信号传输和平面磁感应。挑战1：在旋转编码应用程序中无法获得正确的正交签名。
在旋转编码应用中，尝试监视速度和方向（顺时针或逆时针）时，通常使用两个霍尔效应锁存器或双锁存器。正交签名错误的原因很多，但最常见的原因之一是设备与环形磁极之间的布置不正确和未对准。
当使用两个霍尔效应锁存器时，可以使用机械方法，即将霍尔效应传感器与每个磁极分开一半的宽度加上任意整数倍的宽度，以实现适当的两位数正交输出。如图1b所示，传感器2位于N极/ S极接口处，并且传感器1和传感器2之间的距离为全极的宽度加上N-的一半。
极。对于双霍尔效应锁存器，您可以使用一个设备将两个传感器精确地分开磁极宽度的一半。
当然，这是非常严格的，因为您必须使螺距与环形磁极匹配。图1a显示了使用双传感器解决方案时的潜在放置问题，而图1b和1c显示了如何分别使用两个单独的传感器或单芯片解决方案来解决此类问题。
霍尔效应电流传感器（例如TMAG5110或TMAG5111）可用于确保各种环形磁体尺寸和极数的正确签名。另外，它们的实现简单性消除了在机械放置期间可能引入的任何错误。
这种准确性还为始终如一的正交特征提供了始终如一的准确读数。图1：双传感器旋转编码：图1a是使用两个闩锁的错误传感器布置；图1b是使用两个闩锁的正确传感器布置；图1c是使用2D传感器进行旋转编码应用的多位置传感器布置，通常在许多汽车和工业应用中使用。
以下是一些示例：汽车电动窗，天窗，升降门，推拉门和电动座椅。工业车库门和开门器，恒温器转盘，家用电器旋钮，车轮旋转传感器以及电动窗帘或百叶窗。
挑战2：非板载传感器的通信能力不足。如果您的设计中出现此问题，则很可能是您正在使用的传感器的电压输出受到磁耦合的干扰。
尽管布线可能很短，但是如果您不考虑大量的电磁干扰（EMI），则模拟信号传输过程可能会将这种干扰直接耦合到测量过程中。在传感器和微控制器（MCU）之间建立了可靠的链接，使MCU可以感知传感器的连接或断开状态。
使用电压输出设备时，输出可能被拉低或完全断开，MCU将无法检测到这种差异。 EMI很难消除，屏蔽，重新布线和其他缓解方法会增加设计成本。
我建议解决方案应集中在传感器本身上。两线制电流输出设备本身对电噪声不太敏感，因此适用于使用中等长度电缆的遥感应用。
尽管通过极长的导线发送信号会导致电压损失，但是对于大多数工业和汽车应用而言，使用两线电流输出传感器是可以接受的。图2显示了具有两线电流输出的霍尔效应开关。
例如，TMAG5124可以使用接地连接在更长的距离上传输信号。在该示例中，“两根线”被称为“两根线”。
意味着必须将VCC和GND从传感器连接到MCU的通用输入/输出。将电流输出特性与更高的精度（磁场工作点和释放点之间的2mT差）相结合，可以实现可靠的设计。
图2：两线制电流输出传感器的实现。使用电流输出传感器的汽车应用包括：安全带带扣。
座椅位置/占用率检测。门闩。
驻车制动。天窗/行李箱已关闭。
刹车踏板。挑战3：霍尔效应传感器仅对正交磁场敏感。
如今，大多数单轴霍尔效应传感器都可以检测垂直于封装表面的磁场。如果您需要一个可以监测平行于包装侧面的磁场的传感器，那么您的选择将受到限制。
图3说明了各种方法。