[发明专利]磁场感测装置及感测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种磁场感测装置及感测方法，且特别是有关于一种利用异向性磁电阻所构成的磁场感测装置及感测方法。

背景技术

随着便携式电子装置的普及，能够感应地磁方向的电子罗盘的技术便受到重视。当电子罗盘应用于体积小的便携式电子装置(如智能手机)时，电子罗盘除了需符合体积小的需求之外，最好还能够达到三轴的感测，这是因为使用者以手握持手机时，有可能是倾斜地握持，且各种不同的握持角度也都可能产生。此外，电子罗盘也可应用于无人机(drone)(例如遥控飞机、遥控直升机等)上。

在现有技术中，一般常利用异向性磁电阻(Anisotropic Magneto-Resistive resistor,AMR resistor)并通过惠斯登电桥(Wheatstone bridge)架构来进行磁场的感测动作。在惠斯登电桥(Wheatstone full bridge)架构中，需要建构四个异向性磁电阻来进行磁场的感测。也就是说，现有技术的磁场感测装置常需要较大的布局面积，造成生产成本的增加。

发明内容

本发明提供一种磁场感测装置及其检测方法，有效提升磁场感测的精准度、缩小磁场感测装置的体积，并节省成本。

本发明的磁场感测装置包括第一异向性磁电阻、第二异向性磁电阻、电流产生器以及运算器。第一异向性磁电阻的磁化方向被设定为第一方向。第二异向性磁电阻的磁化方向被设定为与第一方向相反或相同的第二方向。当第一异向性磁电阻的电阻值依据受测磁场增大时，第二异向性磁电阻的电阻值对应减小；此外，当第一异向性磁电阻的电阻值依据受测磁场而减小时，第二异向性磁电阻的电阻值对应增大。电流产生器耦接第一异向性磁电阻以及第二异向性磁电阻。电流产生器提供电流沿平行于第一方向的方向以流经第一异向性磁电阻及第二异向性磁电阻。运算器耦接第一异向性磁电阻、第二异向性磁电阻以及电流产生器。运算器依据第一异向性磁电阻两端间的电压差获得第一检测电压，依据第二异向性磁电阻两端间的电压差获得第二检测电压，再针对第一检测电压以及第二检测电压进行算术运算以获得第一磁场检测结果。

在本发明的一实施例中，上述的运算器包括第一运算放大器、第二运算放大器以及算术运算器。第一运算放大器的第一输入端耦接至第一异向性磁电阻的第一端，第一运算放大器的第二端耦接至第一异向性磁电阻的第二端并耦接至参考接地端，第一运算放大器的输出端产生第一检测电压。第二运算放大器的第一输入端耦接至第二异向性磁电阻的第一端，第二运算放大器的第二端耦接至第二异向性磁电阻的第二端并耦接至参考接地端，第二运算放大器的输出端产生第二检测电压。算术运算器耦接第一运算放大器的输出端以及第二运算放大器的输出端，使第二检测电压与第二检测电压进行算术运算以获得第一磁场检测结果。

在本发明的一实施例中，上述的算术运算器为减法器，算术运算为减法运算。

在本发明的一实施例中，上述的电流产生器包括第一电流源以及第二电流源。第一电流源耦接至第一异向性磁电阻的第一端，提供第一电流沿平行于第一方向的方向流经第一异向性磁电阻。第二电流源耦接至第二异向性磁电阻的第一端，提供第二电流沿平行于第一方向的方向流经第二异向性磁电阻。

在本发明的一实施例中，上述的运算器包括第一运算放大器、第二运算放大器以及算术运算器。第一运算放大器的第一输入端耦接至第一异向性磁电阻的第一端，第一运算放大器的第二端耦接至第一异向性磁电阻的第二端以及第二异向性磁电阻的第一端，第一运算放大器的输出端产生第一检测电压。第二运算放大器的第一输入端耦接至第二异向性磁电阻的第一端，第二运算放大器的第二端耦接至第二异向性磁电阻的第二端并耦接至参考接地端，第二运算放大器的输出端产生第二检测电压。算术运算器耦接第一运算放大器的输出端以及第二运算放大器的输出端，使第二检测电压与第二检测电压进行算术运算以获得第一磁场检测结果。

在本发明的一实施例中，上述的电流产生器提供第一电流至第一异向性磁电阻的第一端并使第一电流依据平行于第一方向的方向依序流经第一异向性磁电阻以及第二异向性磁电阻。

在本发明的一实施例中，在上述的第一磁场检测结果产生之后，第一异向性磁电阻的磁化方向被变更为第一方向的反向，第二异向性磁电阻的磁化方向被变更为第二方向的反向，运算器再依据第一异向性磁电阻两端间的电压差获得第三检测电压，依据第二异向性磁电阻两端间的电压差获得第四检测电压，并针对第三检测电压以及第四检测电压进行算术运算以获得第二磁场检测结果。