圖1 : 本文內(nèi)容結(jié)構(gòu)多維科技在蘇州總部建起的TMR（Tunneling MagnetoResistance，隧道磁阻效應(yīng)）芯片產(chǎn)線，是國內(nèi)目前唯一的8英寸TMR Wafer產(chǎn)線，具備領(lǐng)先的工藝和產(chǎn)能優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，多維科技推出了一系列基于先進(jìn)工藝的，以TMR3081為典型芯片產(chǎn)品的模擬輸出角度芯片。

什么是模擬輸出角度芯片？

模擬輸出角度芯片是指角度芯片的輸出形式為模擬電壓信號，通常由一對或多對SIN/COS信號組成，角度信息包含在SIN/COS信號里。圖2顯示了模擬角度芯片在應(yīng)用系統(tǒng)信號鏈上的位置。

與模擬輸出角度芯片經(jīng)常競爭的、處在同類價格區(qū)間的數(shù)字輸出角度芯片，如圖3所示。電渦流方案和旋變方案在安裝方式和成本區(qū)間上，與模擬角度芯片有較大差別，但它們都是同類的SIN/COS信號輸出形式，如圖4、圖5所示。

圖2 : 模擬輸出角度芯片的信號輸入、輸出框圖

圖3 : 數(shù)字輸出角度芯片的信號輸入、輸出框圖

圖4 : 電渦流角度芯片的信號輸入、輸出框圖

圖5 : 旋變角度檢測方案的信號輸入、輸出框圖

什么是角度芯片的「響應(yīng)速度」？

角度芯片是角度位置傳感器芯片的簡稱，它是Position Sensor的一個分支，它的作用是及時反饋測量對象的角度位置信息。從測量對象的角度位置（物理量）發(fā)生變化，到ECU Controller接收到此角度位置信息之間，存在著μS級的總時延，響應(yīng)速度的衡量指標(biāo)「響應(yīng)時間 t_RESPONSE」是這個總時延的組成部分。如圖6所示。

圖6 : 「響應(yīng)速度 t_RESPONSE」是位置檢測時延的組成部分

圖6所述角度位置檢測的時延將直接影響角度傳感器在應(yīng)用系統(tǒng)中能發(fā)揮多大的作用。圖7列舉了常見的電機(jī)位置檢測中，不同的轉(zhuǎn)速和檢測分辨率對角度信息時延的最小要求。

圖7 : 電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置檢測分辨率對角度更新速率（時延）的要求（Min Requirement）

多維科技的模擬角度芯片為什么有響應(yīng)速度的優(yōu)勢？

圖8 : 多維科技模擬輸出角度芯片 VS. 一般的數(shù)字輸出角度芯片，響應(yīng)速度（角度時延）量化對比

對比圖7和圖8可知，數(shù)字輸出角度芯片即使在5k RPM這樣的轉(zhuǎn)速下，角度信息的時延也無法滿足應(yīng)用系統(tǒng)對實時性的要求，其電機(jī)系統(tǒng)控制性能（表現(xiàn)為電機(jī)效率、轉(zhuǎn)動力矩、噪聲等）將不如采用多維科技模擬角度芯片的設(shè)計。多維科技的模擬輸出角度芯片為什么會有這樣的優(yōu)勢呢？更深一層的原因是，多維科技在蘇州總部建立的TMR產(chǎn)線工藝先進(jìn)，只靠TMR磁頭就能具備相當(dāng)?shù)膫鞲衅餍阅軈?shù)水平（靈敏度、功耗、溫度穩(wěn)定性、動態(tài)范圍等），從而擺脫了對片上調(diào)理電路（ASIC）的依賴，間接實現(xiàn)了與旋變、電渦流方案相當(dāng)?shù)捻憫?yīng)速度優(yōu)勢。圖9總結(jié)了多維科技的模擬輸出角度芯片、數(shù)字輸出角度芯片、電渦流方案和旋變方案在響應(yīng)速度這一參數(shù)上的對比。

圖9 : 多維科技的模擬輸出角度芯片具備響應(yīng)速度和成本的雙重優(yōu)勢

文 / 江蘇多維科技有限公司 市場部 陳曄