手机、电子罗盘、GPS导航、平板等使用的磁力计(指南针)LSM303D

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 LSM303D芯片的加速计、磁力计、A/D转化器及信号条理电路集成在一起,仍然通过I2C总线和处理器通信。这样只用一颗芯片就实现了6轴的数据检测和输出,降低了客户的设计难度,减小了PCB板的占用面积,降低了器件成本;

LSM303DLH的需要的周边器件很少,连接也很简单,磁力计和加速计各自有一条I2C总线和处理器通信。如果客户的I/O接口电平为1.8VVdd_dig_MVdd_IO_AVdd_I2C_Bus均可接1.8V供电,Vdd使用2.5V以上供电即可;如果客户接口电平为2.6V,除了Vdd_dig_M要求1.8V以外,其他皆可以用2.6V。在上文中提到,LSM303DLH需要置位/复位电路以维持AMR的主磁域。C1C2为置位/复位电路的外部匹配电容,由于对置位脉冲和复位脉冲有*的要求,建议用户不要随意修改C1C2的大小
  要实现电子罗盘功能,需要一个检测磁场的三轴磁力传感器和一个三轴加速度传感器。随着微机械工艺的成熟,意法半导体推出将三轴磁力计和三轴加速计集成在一个封装里的二合一传感器模块LSM303DLH,方便用户在短时间内设计出成本低、性能高的电子罗盘。本文以LSM303DLH为例讨论该器件的工作原理、技术参数和电子罗盘的实现方法

 在LSM303D中磁力计采用各向异性磁致电阻(Anisotropic Magneto-Resistance)材料来检测空间中磁感应强度的大小。这种具有晶体结构的合金材料对外界的磁场很敏感,磁场的强弱变化会导致AMR自身电阻值发生变化。
  在制造过程中,将一个强磁场加在AMR上使其在某一方向上磁化,建立起一个主磁域,与主磁域垂直的轴被称为该AMR的敏感轴,如图3所示。为了使测量结果以线性的方式变化,AMR材料上的金属导线呈45?角倾斜排列,电流从这些导线*过。由初始的强磁场在AMR材料上建立起来的主磁域和电流的方向有45?的夹角
  当有外界磁场Ha时,AMR上主磁域方向就会发生变化而*是初始的方向了,那么磁场方向和电流的夹角θ也会发生变化,如图5所示。对于AMR材料来说,θ角的变化会引起AMR自身阻值的变化,并且呈线性关系,
ST利用惠斯通电桥检测AMR阻值的变化。R1/R2/R3/R4是初始状态相同的AMR电阻,但是R1/R2R3/R4具有相反的磁化特性。当检测到外界磁场的时候,R1/R2阻值增加?RR3/R4减少R。这样在没有外界磁场的情况下,电桥的输出为*;而在有外界磁场时电桥的输出为一个微小的电压?V

材料

聚合物

种类

磁敏

加工定制

*护等级

6

材料物理性质

磁性材料

型号/规格

LSM303D

材料晶体结构

单晶

线性度

0.1(%F.S.)

迟滞

0.1(%F.S.)

重复性

0.1(%F.S.)

品牌/商标

ST/意法

输出信号

数字型

制作工艺

集成