眾所周知，現(xiàn)今消費(fèi)電子設(shè)備內(nèi)建的”磁鐵”數(shù)量越來越多，例如磁吸筆、無線充電線圈、喇叭、音圈馬達(dá)(VCM)…等等。這些具備磁性的組件，對電子羅盤而言會成為相當(dāng)大的干擾源，導(dǎo)致產(chǎn)生原點(diǎn)飄移的狀況，當(dāng)原點(diǎn)飄移過大至超出量程，指向功能將會失效。
消費(fèi)者是否曾在打開智能手機(jī)上的地圖功能進(jìn)行導(dǎo)航時，一時之間不曉得該走哪個方向？或是在導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)作下反而繞了遠(yuǎn)路？甚至將車輛行駛進(jìn)荒山野嶺？這些問題很可能都與電子羅盤有關(guān)，手機(jī)中的電子羅盤(或稱磁力計(jì)、地磁)能為導(dǎo)航系統(tǒng)提供指向功能。專注于磁感測產(chǎn)品研發(fā)的愛盛科技(iSentek)，近期開發(fā)出一款全新大量程電子羅盤，可在一般電子羅盤無法運(yùn)作的大磁場環(huán)境中使用，提供零件布局更大的彈性。
愛盛科技董事長賴孟煌表示，電子羅盤是利用感測地球磁力線來辨識方位(磁北)，是手機(jī)或?qū)Ш筋惿唐分胁豢苫蛉钡闹匾巧Ｄ壳霸谙M(fèi)電子設(shè)備上使用電子羅盤時常會出現(xiàn)需要稍等一陣子才會發(fā)揮作用，或是開啟App使用行人導(dǎo)航模式時，會走很多冤枉路的情況，這常常是由于外在環(huán)境或是設(shè)備本身干擾，導(dǎo)致準(zhǔn)確度偏差。
眾所周知，現(xiàn)今消費(fèi)電子設(shè)備內(nèi)建的”磁鐵”數(shù)量越來越多，例如磁吸筆、無線充電線圈、喇叭、音圈馬達(dá)(VCM)…等等。這些具備磁性的組件，對電子羅盤而言會成為相當(dāng)大的干擾源，導(dǎo)致產(chǎn)生原點(diǎn)飄移的狀況，當(dāng)原點(diǎn)飄移過大至超出量程，指向功能將會失效。
現(xiàn)有方式治標(biāo)不治本
為了要讓電子羅盤能夠正常運(yùn)作，移動設(shè)備制造商也是傷透腦筋。賴孟煌說明，設(shè)備內(nèi)部的磁鐵變多，對電子羅盤的干擾自然增加，因此擺放位置也成為設(shè)計(jì)師的一個新難題(根據(jù)圖1所示的新舊版iPhone表面磁場掃描圖，可發(fā)現(xiàn)加入magsafe技術(shù)后，強(qiáng)磁影響區(qū)域增加，電子羅盤可擺放位置明顯縮減)，然而消費(fèi)電子或移動設(shè)備要求輕薄短小，在沒能找到最佳擺放位置的狀態(tài)下，目前的解決方案是從主板接線到其他位置，或者是透過特殊設(shè)計(jì)抵銷磁場。但因手機(jī)里零件布置緊湊，牽一發(fā)動全身，過多的布局改動可能會顧此失彼，從而衍生其他問題。，
圖1：新舊版iPhone表面磁場掃描圖。
能否從其他方向找尋解決之道？賴孟煌進(jìn)一步點(diǎn)出問題關(guān)鍵，目前的手機(jī)用電子羅盤有效的操作范圍約為3~5mT，地球磁場強(qiáng)度約為30~60µT，雖然仍在可操作的精準(zhǔn)容許范圍內(nèi)，但設(shè)備內(nèi)部的磁鐵數(shù)量所造成的強(qiáng)磁干擾，會使電子羅盤無法在3~5mT的范圍內(nèi)正常運(yùn)作，才會導(dǎo)致功能出現(xiàn)問題。
新產(chǎn)品提升量程 創(chuàng)造更好的使用體驗(yàn)
”提升電子羅盤量程，就能在強(qiáng)磁場環(huán)境維持正常操作”，賴孟煌強(qiáng)調(diào)道。愛盛科技新研發(fā)出的IST8320量程可達(dá)10mT，增加了在手機(jī)中的可放置區(qū)域。”現(xiàn)在移動電子設(shè)備內(nèi)“干凈”的位置越來越少，基于IST8320大量程特點(diǎn)，可減少客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)布局的煩惱，加速產(chǎn)品上市時間，”賴孟煌補(bǔ)充道。
由于消費(fèi)電子設(shè)備是在變動的環(huán)境下使用，IST8320在外界強(qiáng)磁干擾環(huán)境中雖然仍需動態(tài)校正，但因量程范圍大幅提升，功能失效的狀況不會像目前的電子羅盤如此頻繁，因此能夠帶給使用者更好的體驗(yàn)。IST8320采用晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)技術(shù)，目前在測試、送樣階段，大約在明年第一季度正式導(dǎo)入量產(chǎn)(MP)。賴孟煌指出，由于IST8320具備的超高動態(tài)范圍、內(nèi)建先入先出(FIFO)、以及最小單芯片設(shè)計(jì)等特性，從而除了降低工程設(shè)計(jì)難度之外，還顯著提升手機(jī)性能表現(xiàn)，塑造出更值得用戶信賴的導(dǎo)航系統(tǒng)，也為電子羅盤規(guī)格樹立了新的標(biāo)桿。
圖2：愛盛科技新一代IST8320電子羅盤功能特性。(來源：愛盛科技)
未來發(fā)展——多方進(jìn)行
愛盛科技最早從無人機(jī)應(yīng)用起家，憑借著磁力計(jì)的技術(shù)累積，逐漸將市場拓展到消費(fèi)電子、電動車、醫(yī)療與儲能領(lǐng)域。隨著公司規(guī)模擴(kuò)張，愛盛科技開拓多種磁感測相關(guān)產(chǎn)品線，包括電子羅盤、角度傳感器、位置傳感器、電流傳感器、磁開關(guān)。使用異性磁電阻((Anisotropic Magneto Resistance，AMR)、霍爾效應(yīng)(Hall Effect)和隧道磁阻技術(shù)(Tunnel Magneto Resistance，TMR)、磁通門(Fluxgate)等感測技術(shù)，力求符合各種應(yīng)用需求。賴孟煌指出，上述四種架構(gòu)的磁感測技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，也各自有其合適的應(yīng)用市場。除了提供傳感器，愛盛更提供專業(yè)的設(shè)計(jì)協(xié)助，包含提供校正算法參考、磁場掃描、設(shè)計(jì)仿真以及系統(tǒng)布局建議等等，讓沒有磁感測相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)的客戶，可以將該解決方案更順利地導(dǎo)入至產(chǎn)品中。身為中國臺灣地區(qū)唯一專注在磁感測技術(shù)及產(chǎn)品的廠商，愛盛科技自然會持續(xù)根據(jù)市場所需研發(fā)新產(chǎn)品，并關(guān)注市場變化，讓自家技術(shù)與產(chǎn)品能夠不斷與時俱進(jìn)。
本文為《電子工程專輯》2023年12月刊雜志文章，版權(quán)所有，禁止轉(zhuǎn)載。點(diǎn)擊申請免費(fèi)雜志訂閱
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