1. 概述

　　霍爾效應是常用的傳感器感應技術之一，在汽車領域可以用于檢測速度，角度，位移等。其中速度檢測通常用差分式霍爾傳感器。

　　速度傳感器在設計時除需要滿足系統電氣要求外，還需要結合其實際使用環境如目標輪齒距，磁場強度，是否需要振動抑制算法，轉速范圍等。因此要設計好一款適合該系統應用的傳感器，采集目標輪信息是很有必要的。

　　本文介紹如何利用TLE491-5U產品特性進行目標輪信息采集，通過分析傳感器差分磁場信號，并結合傳感器算法來選擇適合應用的產品。

　　2. TLE4921-5U介紹

　　TLE4921-5U是基于霍爾原理的差分速度傳感器，具有高靈敏度以及優異的溫度穩定性和對稱的閾值以實現穩定的占空比，通過測量磁通量的變化來檢測目標輪的運動以及參考位置，可用于轉速測量如輪速，變速箱速度，曲軸速度等。

　　如圖1所示，TLE4921-5U主要由電源調整電路，霍爾探頭，差分放大器，偏差補償濾波器，施密特觸發器以及集電極開路輸出組成。

　　TLE4921-5U霍爾探頭之間距離2.5mm，差分霍爾探頭檢測到磁場變化并產生差分信號，差分信號包含直流信號以及交流信號，差分信號經過高通濾波器及外部電容處理后可以消除直流偏移分量，交流信號通過比較Bop和Brp來控制開漏極電路的開通和關閉。

　　圖1： TLE4921-5U系統框圖

　　如圖2是霍爾速度傳感器差分信號產生及處理示意圖，集成在芯片背面的磁鐵提供傳感器工作需要的恒定磁場，對于霍爾效應傳感器，常用的背磁磁性材料主要有NdFeB，SmCo等稀土材料。當兩個霍爾探頭檢測到相同磁場強度時，無論磁場強度強弱，其差值均為零，此時差分霍爾傳感器感應到的信號為零。當兩個霍爾探頭檢測到磁場變化時，便產生差分信號。差分信號幅值受差分磁場強度影響，差分磁場信號越強，則產生的差分信號越強，反之越弱。信號處理過程中，當差分信號超過ΔBrp時，集電極輸出電路關斷，此時輸出端被上拉電阻上拉至電源電壓，輸出為高電平。當差分信號小于ΔBop時，集電極輸出電路開路，此時由于集電極內阻遠遠低于上拉電阻，輸出端被拉低到地，輸出為低電平。

　　圖2：傳感器信號產生及處理

　　3．應用電路

　　前文已經談到在信號處理過程中，芯片內部集成的高通濾波器，利用外部電容，通過一個時間常數后將差分信號調整到零點。因此當TLE4921-5U作為速度傳感器使用時，外部濾波電容起到信號處理作用，電容異常將會影響到切換閾值，最終影響到數字輸出信號。當TLE4921-5U用于傳感器差分模擬量信號采集時，則不需要使用該濾波電容。

　　如圖3為TLE4921-5U用于采集傳感器差分信號的應用電路，管腳定義從左往右分別為電源，輸出，地以及參考電容端。傳感器1腳電源端和3腳地之間連接12V電源，2腳輸出端懸空，4腳參考電容端不接電容，示波器差分探頭連接參考電容端及地，用于測量差分信號。選擇阻抗大于10兆歐