磁场强度检测系统及方法与流程

1.本发明属于磁场检测技术领域，涉及一种磁场检测系统，尤其涉及一种磁场强度检测系统及方法。


背景技术：

2.各向异性磁阻元件(anisotropic magneto-resistive,简称amr)是用于检测磁场的重要磁性传感器元件。它被广泛应用在汽车、工业控制、家电及通讯设备中。按其应用方式主要可分为磁场角度检测和磁场强弱检测两大类。
3.图1显示了两组分别由4个amr元件组成的惠斯通(wheatstone bridge)电桥，且两组间呈45度夹角摆放，由此形成一个二维的amr磁阻传感器。r1～r8皆为amr磁阻，在施加了一定的偏置电压vb后，它的两路差分电压输出cos路：vcos＝(vc+)-(vc-)以及sin路：vsin＝(vs+)-(vs-)会随外加磁场的强度而变化。此原理已经在现有专利cn111065882a中描述过。通过检测cos路sin路的大小，可以实现对外界磁场的检测和计算。
4.图2显示了外界磁场角度的定义。amr的特性决定了其输出电压vcos和vsin只对平行于amr所在平面(in-plane)的磁场b敏感。理想情况下vcos和vsin与θ的关系为vcos＝va*cos2θ和vsin＝va*sin2θ曲线，其对应关系如图3所示，其中va为信号的满幅值，周期为180度。为了实现磁场角度的检测，可以用使用本行业人员熟知的cordic等算法，即用反正切的方法求解角度；为了实现磁场幅值的检测，一般需要进行求模运算，即
5.然而，实际的amr普遍存在非线性失真，导致输出电压特性会偏离图3中理想的正弦、余弦曲线。当amr磁阻存在二次谐波失真时，vcos和vsin的输出特性如图4所示，图中二次谐波的系数为0.2。此时，vcos和vsin已经严重偏离正弦，余弦波形，更近似于三角波。
6.现有技术存在如下缺陷：(1)现有一实现方式，如中国专利公开号cn111065882a所示，其只能通过amr传感器检测外界磁场的角度，而无法检测磁场强度；(2)传统磁场强度的计算方法需要进行求模计算，涉及的平方运算在模拟信号处理电路中很难实现；(3)实际的amr磁阻存在非线性，导致其输出电压vcos,vsin随角度的变化会偏离理想的正弦，余弦信号，以至于求模运算的偏差很大。
7.有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的磁场检测方式，以便克服现有磁场检测方式存在的上述至少部分缺陷。


技术实现要素：

8.本发明提供一种磁场强度检测系统及方法，可通过简单的电路结构实现磁场强度的检测，提高系统的可靠性；同时可降低误差，提高检测精确度。
9.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
10.一种磁场强度检测系统，所述磁场强度检测系统对二维amr磁阻的cos路amr输出信号和sin路amr输出信号进行绝对值求和操作，实现磁场强弱的检测。
11.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测系统包括：
12.第一绝对值获取电路，其输入端连接amr磁阻的第一输出信号，并获取第一输出信号的绝对值；
13.第二绝对值获取电路，其输入端连接amr磁阻的第二输出信号，并获取第二输出信号的绝对值；以及
14.累加电路，其输入端分别连接所述第一绝对值获取电路及第二绝对值获取电路，用以将所述第一绝对值获取电路输出的绝对值及第二绝对值获取电路输出的绝对值累加，将累加结果作为检测信号输出，实现磁场强弱的检测。
15.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测系统包括：第一开关sw1、第一乘法器mult1、第二乘法器mult2、第二开关sw2、可变增益放大器pga、第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、累加器int及参考信号产生模块vrgen；
16.所述第一乘法器mult1的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第一输出信号vcos，所述第一比较器cmp1的输出端连接第一乘法器mult1的输入端；第一乘法器mult1的输出端连接第一开关sw1的第一端；
17.所述第二乘法器mult2的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第二输出信号vsin，所述第一比较器cmp1的输出端连接第二乘法器mult2的输入端；第二乘法器mult2的输出端连接至第二开关sw2的第一端；
18.所述第一开关sw1的第二端连接可变增益放大器pga，所述第二开关sw2的第二端连接可变增益放大器pga；
19.所述可变增益放大器pga的输出端分别连接第一比较器cmp1的第一输入端、累加器int的输入端；第一比较器cmp1的第二输入端接地；
20.所述累加器int的输出端连接第二比较器cmp2的第一输入端，参考信号产生模块vrgen的输出端连接第二比较器cmp2的第二输入端；所述第二比较器cmp2的输出端输出检测信号，实现磁场强弱的检测。
21.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测系统包括：第一开关sw1、第一乘法器mult1、第二乘法器mult2、第二开关sw2、可变增益放大器pga、第一比较器cmp1、累加器int及采样保持电路s/h；
22.所述第一乘法器mult1的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第一输出信号vcos，所述第一比较器cmp1的输出端连接第一乘法器mult1的输入端；第一乘法器mult1的输出端连接第一开关sw1的第一端；
23.所述第二乘法器mult2的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第二输出信号vsin，所述第一比较器cmp1的输出端连接第二乘法器mult2的输入端；第二乘法器mult2的输出端连接至第二开关sw2的第一端；
24.所述第一开关sw1的第二端连接可变增益放大器pga，所述第二开关sw2的第二端连接可变增益放大器pga；
25.所述可变增益放大器pga的输出端分别连接第一比较器cmp1的第一输入端、累加器int的输入端；第一比较器cmp1的第二输入端接地；
26.所述累加器int的输出端连接采样保持电路s/h的输入端；所述采样保持电路s/h的输出端输出检测信号，实现磁场强弱的检测。
27.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测系统进一步包括相位生成模块，
用以产生四个在时间上依次排列的相位ph1,ph2,ph3,ph4；系统以ph1～ph4为一个周期进行工作；
28.(1)在系统处于ph1时，sw1关闭，sw2断开，此时选通cos路进入pga模块进行信号放大；mult1和mult2的功能是根据控制信号sign的值进行极性交换，即做乘法；当sign为1时，不交换极性，即v1＝vcos或v1＝vsin，反之当sign为-1时，需交换极性，即v1＝-vcos或v1＝-vsin；在ph1时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vcos经过pga放大得到v2＝k*vcos，其中k为放大倍数；ph1时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
29.(2)在系统处于ph2时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vcos的符号sign，并据此来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vcos大于0，因此信号不交换极性，v2＝k*vcos＝k*|vcos|；若sign＝-1，表示k*vcos小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vcos)。因此时vcos《0，故v2＝k*(-vcos)＝k*|vcos|；ph2时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，即v3＝v2＝k*|vcos|；
30.(3)在系统处于ph3时，sw1断开，sw2关闭，此时选通sin路进入pga模块进行信号放大；在ph3时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vsin经过pga放大得到v2＝k*vsin，其中k为放大倍数；ph3时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
31.(4)在系统处于ph4时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vsin的符号sign，并根据sign来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vsin大于0，因此不交换极性，v2＝k*vsin＝k*|vsin|；若sign＝-1，表示k*vsin小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vsin)。因此时vsin《0，故v2＝k*(-vsin)＝k*|vsin|；ph4时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，结合ph2时已经累加的结果，得到v3＝k*(|vcos|+|vsin|)；v3表示两路amr信号的绝对值求和，对于有非线性失真的amr磁阻，v3即反映了外界磁场b的强弱；
32.在系统处于ph4时，比较器cmp2也工作，把v3和vth进行比较，根据结果输出一个信号dout，即磁场强弱大于一定阈值后，dout为1，反之dout为0；dout作为一个数字开关量，用作实际开关元件或mcu的逻辑控制。
33.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测系统进一步包括：斩波电路、滤波电路、模拟驱动器及模数转换器中的至少一个；
34.所述斩波电路用以对将正弦波的设定部分进行斩波处理，所述滤波电路用以将输入信号进行滤波处理；所述斩波电路、滤波电路用以进行失配消除；
35.所述模拟驱动器用以增强输出驱动能力；所述模数转换器用以得到表征磁场强弱的数字信号；
36.所述相位生成模块在形成ph1,ph2,ph3,ph4的基础上增加额外的相位，以便获得更好的信号质量和更低的失配offset。
37.根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种磁场强度检测方法，所述磁场强度检测方法包括：对二维amr磁阻的cos路amr输出信号和sin路amr输出信号进行绝对值求和操作，实现磁场强弱的检测。
38.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测方法进一步包括：
39.获取amr磁阻第一输出信号的绝对值；
40.获取amr磁阻第二输出信号的绝对值；
41.将amr磁阻第一输出信号的绝对值及amr磁阻第二输出信号的绝对值累加，将累加
结果作为检测信号输出。
42.作为本发明的一种实施方式，所述磁场强度检测方法进一步包括：产生四个在时间上依次排列的相位ph1,ph2,ph3,ph4；系统以ph1～ph4为一个周期进行工作；
43.(1)在系统处于ph1时，sw1关闭，sw2断开，此时选通cos路进入pga模块进行信号放大；mult1和mult2的功能是根据控制信号sign的值进行极性交换，即做乘法；当sign为1时，不交换极性，即v1＝vcos或v1＝vsin，反之当sign为-1时，需交换极性，即v1＝-vcos或v1＝-vsin；在ph1时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vcos经过pga放大得到v2＝k*vcos，其中k为放大倍数；ph1时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
44.(2)在系统处于ph2时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vcos的符号sign，并据此来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vcos大于0，因此信号不交换极性，v2＝k*vcos＝k*|vcos|；若sign＝-1，表示k*vcos小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vcos)。因此时vcos《0，故v2＝k*(-vcos)＝k*|vcos|；ph2时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，即v3＝v2＝k*|vcos|；
45.(3)在系统处于ph3时，sw1断开，sw2关闭，此时选通sin路进入pga模块进行信号放大；在ph3时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vsin经过pga放大得到v2＝k*vsin，其中k为放大倍数；ph3时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
46.(4)在系统处于ph4时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vsin的符号sign，并根据sign来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vsin大于0，因此不交换极性，v2＝k*vsin＝k*|vsin|；若sign＝-1，表示k*vsin小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vsin)。因此时vsin《0，故v2＝k*(-vsin)＝k*|vsin|；ph4时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，结合ph2时已经累加的结果，得到v3＝k*(|vcos|+|vsin|)；v3表示两路amr信号的绝对值求和，对于有非线性失真的amr磁阻，v3即反映了外界磁场b的强弱；
47.在系统处于ph4时，比较器cmp2也工作，把v3和vth进行比较，根据结果输出一个信号dout，即磁场强弱大于一定阈值后，dout为1，反之dout为0；dout作为一个数字开关量，用作实际开关元件或mcu的逻辑控制。
48.本发明的有益效果在于：本发明提出的磁场强度检测系统及方法，可通过简单的电路结构实现磁场强度的检测，提高系统的可靠性；同时可降低误差，提高检测精确度。
49.本发明用较为简单的电路结构，实现二维amr磁阻信号的强弱检测，避免了平方运算这样难以处理的操作。本发明所用元件都是最为常用的电路模块，其结构简单而可靠。
50.本发明对于存在非线性失真的amr磁阻，绝对值求和运算比求模运算(平方求和再开根)的误差更小。因为vcos和vsin的波形更接近三角波，而非正弦、余弦波形。此时采用绝对值求和运算，在所有角度下检测到的磁场幅值变化较小。
51.本发明考虑到了实际amr磁阻的非线性失真特性，并使用绝对值求和的方法来取代平方求和，从而能实现外界磁场的强度的检测。所获得的磁场强度的检测结果可用于实现：(1)磁开关功能：即外界磁场强度达到一定阈值时开关闭合，反之开关断开(2)磁场强度转换为模拟电压信号的实时输出。
附图说明
52.图1为现有技术中二维amr磁阻惠斯通电桥示意图。
53.图2为现有技术中外界磁场b的角度q示意图。
54.图3为现有技术中不同磁场强度下理想的vcos和vsin随磁场角度q的变化曲线示意图。
55.图4为现有技术中存在非线性失真时实际的vcos和vsin随磁场角度q的变化曲线示意图。
56.图5为本发明一实施例中磁开关系统的组成示意图。
57.图6为本发明一实施例中磁开关系统的操作时序。
58.图7为本发明一实施例中模拟电压输出系统的组成示意图。
59.图8为本发明一实施例中绝对值求和法及求模法对磁场强弱检测效果的对比示意图。
60.图9为本发明一实施例中磁场强度检测系统的组成示意图。
具体实施方式
61.下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
62.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
63.该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
64.说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本技术的实现方式不受步骤实现的顺序限制。
65.说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接，如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接；还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。
66.本发明揭示了一种磁场强度检测系统，所述磁场强度检测系统对二维amr磁阻的cos路amr输出信号和sin路amr输出信号进行绝对值求和操作，实现磁场强弱的检测。
67.在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测系统包括：第一绝对值获取电路、第二绝对值获取电路及累加电路。所述第一绝对值获取电路的输入端连接amr磁阻的第一输出信号，并获取第一输出信号的绝对值；所述第二绝对值获取电路的输入端连接amr磁阻的第二输出信号，并获取第二输出信号的绝对值。所述累加电路的输入端分别连接所述第一绝对值获取电路及第二绝对值获取电路，用以将所述第一绝对值获取电路输出的绝对值及第二绝对值获取电路输出的绝对值累加，将累加结果作为检测信号输出，实现磁场强弱的检测。
68.图5为本发明一实施例中磁开关系统的组成示意图；请参阅图5，在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测系统(应用于磁开关系统)包括：二维amr磁阻2d-amr、第一开关sw1、第一乘法器mult1、第二乘法器mult2、第二开关sw2、可变增益放大器pga、第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、累加器int及参考信号产生模块vrgen(当然，二维amr磁阻2d-amr也
可以不作为磁场强度检测系统的一部分)。
69.所述第一乘法器mult1的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第一输出信号vcos，所述第一比较器cmp1的输出端连接第一乘法器mult1的输入端；第一乘法器mult1的二维amr磁阻2d-amr输出端连接第一开关sw1的第一端。
70.所述第二乘法器mult2的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第二输出信号vsin，所述第一比较器cmp1的输出端连接第二乘法器mult2的输入端；第二乘法器mult2的输出端连接至第二开关sw2的第一端。
71.所述第一开关sw1的第二端连接可变增益放大器pga，所述第二开关sw2的第二端连接可变增益放大器pga。所述可变增益放大器pga的输出端分别连接第一比较器cmp1的第一输入端、累加器int的输入端；第一比较器cmp1的第二输入端接地。所述累加器int的输出端连接第二比较器cmp2的第一输入端，参考信号产生模块vrgen的输出端连接第二比较器cmp2的第二输入端；所述第二比较器cmp2的输出端输出检测信号，实现磁场强弱的检测。
72.图7为本发明一实施例中模拟电压输出系统的组成示意图；请参阅图7，在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测系统(应用于模拟电压输出系统)包括：二维amr磁阻2d-amr、第一开关sw1、第一乘法器mult1、第二乘法器mult2、第二开关sw2、可变增益放大器pga、第一比较器cmp1、累加器int及采样保持电路s/h(当然，二维amr磁阻2d-amr也可以不作为磁场强度检测系统的一部分)。
73.所述第一乘法器mult1的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第一输出信号vcos，所述第一比较器cmp1的输出端连接第一乘法器mult1的输入端；第一乘法器mult1的输出端连接第一开关sw1的第一端。
74.所述第二乘法器mult2的输入端用来连接二维amr磁阻2d-amr的第二输出信号vsin，所述第一比较器cmp1的输出端连接第二乘法器mult2的输入端；第二乘法器mult2的输出端连接至第二开关sw2的第一端。
75.所述第一开关sw1的第二端连接可变增益放大器pga，所述第二开关sw2的第二端连接可变增益放大器pga。所述可变增益放大器pga的输出端分别连接第一比较器cmp1的第一输入端、累加器int的输入端；第一比较器cmp1的第二输入端接地。所述累加器int的输出端连接采样保持电路s/h的输入端；所述采样保持电路s/h的输出端输出检测信号，实现磁场强弱的检测。
76.图7的连接方式与图5不同之处在于，比较器cmp2替换为采样保持电路s/h，输出一个模拟电压信号vout。其余连接方式与图5相同，不重复叙述。
77.图7的工作原理与图5不同之处在于，在ph4时，或在ph4的下降沿，s/h电路对此时的信号v3＝k*(|vcos|+|vsin|)进行信号采样，在其余时候进行信号保持，从而得到一个模拟电压输出vout。此模拟电压反应了外界磁场的强弱。
78.作为本发明实用效果的演示，对于图4所示的带有非线性失真的amr磁阻输出，在采用了上述绝对值求和方法后，相比于平方求和开根的方法(取模)，所求得的外界磁场强度变化更小，如图8所示。绝对值求和方法在所有角度下计算得到的归一化磁场强度变化在11％以内，而采用取模操作所计算得到的归一化磁场强度变化可达到22％。
79.图5和图7所示的系统结构皆为示意图，在此基础上的延伸和变种都在本发明保护范围之内，包括但不限于以下几种：pga、int、cmp1和cmp2、vrgen、s/h电路改为差分结构；在
系统中加入斩波电路、滤波电路等常用技术进行失配(offset)消除(其中，所述斩波电路用以对将正弦波的设定部分进行斩波处理，所述滤波电路用以将输入信号进行滤波处理)。图9为本发明一实施例中磁场强度检测系统的组成示意图；请参阅图9，在本发明的一实施例中，斩波电路及滤波电路与其他部件的连接关系可如图9所述，当然也可以采用其他连接方式；或者，也可以只设置斩波电路而不设置滤波电路，或者只设置滤波电路而不设置斩波电路。在图7的s/h电路后可加入模拟驱动器(buffer)增强输出驱动能力；在图7的s/h电路后可加入模数转换器得到表征磁场强弱的数字信号；在ph1,ph2,ph3,ph4的基础上增加一定的相位，以便获得更好的信号质量和更低的offset，等。
80.在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测系统进一步包括相位生成模块，用以产生四个在时间上依次排列的相位ph1,ph2,ph3,ph4；系统以ph1～ph4为一个周期进行工作(如图6所示)；
81.(1)在系统处于ph1时，sw1关闭，sw2断开，此时选通cos路进入pga模块进行信号放大；mult1和mult2的功能是根据控制信号sign的值进行极性交换，即做乘法；当sign为1时，不交换极性，即v1＝vcos或v1＝vsin，反之当sign为-1时，需交换极性，即v1＝-vcos或v1＝-vsin；在ph1时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vcos经过pga放大得到v2＝k*vcos，其中k为放大倍数；ph1时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
82.(2)在系统处于ph2时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vcos的符号sign，并据此来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vcos大于0，因此信号不交换极性，v2＝k*vcos＝k*|vcos|；若sign＝-1，表示k*vcos小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vcos)。因此时vcos《0，故v2＝k*(-vcos)＝k*|vcos|；ph2时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，即v3＝v2＝k*|vcos|；
83.(3)在系统处于ph3时，与ph1类似，对vsin的操作；sw1断开，sw2关闭，此时选通sin路进入pga模块进行信号放大；在ph3时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vsin经过pga放大得到v2＝k*vsin，其中k为放大倍数；ph3时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
84.(4)在系统处于ph4时，与ph2类似，对vsin的操作；cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vsin的符号sign，并根据sign来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vsin大于0，因此不交换极性，v2＝k*vsin＝k*|vsin|；若sign＝-1，表示k*vsin小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vsin)。因此时vsin《0，故v2＝k*(-vsin)＝k*|vsin|；ph4时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，结合ph2时已经累加的结果，得到v3＝k*(|vcos|+|vsin|)；v3表示两路amr信号的绝对值求和，对于有非线性失真的amr磁阻，v3即反映了外界磁场b的强弱；
85.在系统处于ph4时，比较器cmp2也工作，把v3和vth进行比较，根据结果输出一个信号dout，即磁场强弱大于一定阈值后，dout为1，反之dout为0；dout作为一个数字开关量，用作实际开关元件或mcu的逻辑控制。
86.当然，所述相位生成模块可以在形成ph1,ph2,ph3,ph4的基础上增加额外的相位，以便获得更好的信号质量和更低的失配offset。
87.本发明揭示了一种适用于二维amr磁阻的磁场强度检测方法，特别适用于当amr磁阻存在非线性失真的情况，对二维amr磁阻的cos路amr输出信号和sin路amr输出信号进行绝对值求和操作，实现磁场强弱的检测，取代传统的求模(平方求和再开根)方法。
88.在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测方法进一步包括：
89.获取amr磁阻第一输出信号的绝对值；
90.获取amr磁阻第二输出信号的绝对值；
91.将amr磁阻第一输出信号的绝对值及amr磁阻第二输出信号的绝对值累加，将累加结果作为检测信号输出。
92.在本发明的一实施例中，所述磁场强度检测方法进一步包括：产生四个在时间上依次排列的相位ph1,ph2,ph3,ph4；系统以ph1～ph4为一个周期进行工作。
93.(1)在系统处于ph1时，sw1关闭，sw2断开，此时选通cos路进入pga模块进行信号放大；mult1和mult2的功能是根据控制信号sign的值进行极性交换，即做乘法；当sign为1时，不交换极性，即v1＝vcos或v1＝vsin，反之当sign为-1时，需交换极性，即v1＝-vcos或v1＝-vsin；在ph1时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vcos经过pga放大得到v2＝k*vcos，其中k为放大倍数；ph1时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
94.(2)在系统处于ph2时，cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vcos的符号sign，并据此来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vcos大于0，因此信号不交换极性，v2＝k*vcos＝k*|vcos|；若sign＝-1，表示k*vcos小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vcos)。因此时vcos《0，故v2＝k*(-vcos)＝k*|vcos|；ph2时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，即v3＝v2＝k*|vcos|；
95.(3)在系统处于ph3时，与ph1类似，对vsin的操作；sw1断开，sw2关闭，此时选通sin路进入pga模块进行信号放大；在ph3时sign定为1，因此不交换符号，v1＝vsin经过pga放大得到v2＝k*vsin，其中k为放大倍数；ph3时累加器int和比较器cmp2不工作，处于复位状态；
96.(4)在系统处于ph4时，与ph2类似，对vsin的操作；cmp1把v2和0(gnd)进行比较，从而判断出输入信号vsin的符号sign，并根据sign来调整v1的值；若sign＝1，表示k*vsin大于0，因此不交换极性，v2＝k*vsin＝k*|vsin|；若sign＝-1，表示k*vsin小于0，此时需交换极性，v2变为k*(-vsin)。因此时vsin《0，故v2＝k*(-vsin)＝k*|vsin|；ph4时，累加器同时工作，把v2信号累加到v3上，结合ph2时已经累加的结果，得到v3＝k*(|vcos|+|vsin|)；v3表示两路amr信号的绝对值求和，对于有非线性失真的amr磁阻，v3即反映了外界磁场b的强弱；
97.在系统处于ph4时，比较器cmp2也工作，把v3和vth进行比较，根据结果输出一个信号dout，即磁场强弱大于一定阈值后，dout为1，反之dout为0；dout作为一个数字开关量，用作实际开关元件或mcu的逻辑控制。
98.综上所述，本发明提出的磁场强度检测系统及方法，可通过简单的电路结构实现磁场强度的检测，提高系统的可靠性；同时可降低误差，提高检测精确度。
99.本发明用较为简单的电路结构，实现二维amr磁阻信号的强弱检测，避免了平方运算这样难以处理的操作。本发明所用元件都是最为常用的电路模块，其结构简单而可靠。
100.本发明对于存在非线性失真的amr磁阻，绝对值求和运算比求模运算(平方求和再开根)的误差更小。因为vcos和vsin的波形更接近三角波，而非正弦、余弦波形。此时采用绝对值求和运算，在所有角度下检测到的磁场幅值变化较小。
101.本发明考虑到了实际amr磁阻的非线性失真特性，并使用绝对值求和的方法来取代平方求和，从而能实现外界磁场的强度的检测。所获得的磁场强度的检测结果可用于实
现：(1)磁开关功能：即外界磁场强度达到一定阈值时开关闭合，反之开关断开(2)磁场强度转换为模拟电压信号的实时输出。
102.需要注意的是，本技术可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本技术的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本技术的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本技术的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
103.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
104.这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。