研究亮点 开发出能够进行高灵敏度和宽带测量的低功耗磁传感器

电子/制造领域
低功耗、高灵敏度和宽带测量
开发磁传感器
针对磁阻抗元件优化的传感电路大大提高了电源效率
  • 器件技术研究部秋田一平

发布日期:2022/2/19

磁传感器,能源效率提高 1,000 倍,噪音降低 1/100

通过将独特设计的测量集成电路应用于磁阻抗元件,我们创造了具有低噪声和宽带特性的磁传感器。它有望应用于生物磁测量和工业测量的紧凑、高灵敏度和低功耗传感。

(a) MI元件示意图。 (b) 所开发的磁传感器的框图。
(c) 用于测量 MI 设备的 ASIC 芯片照片。
 

用于生物磁测量的磁传感器面临的挑战是同时实现低噪声、低功耗和小型化

许多领域都需要低噪声、宽带磁传感器,包括脑磁图和肌磁图等生物磁学、自动驾驶、无损检测和电流传感。特别是,对于植入式生物磁测量,由于留置空间的限制,尺寸必须在几毫米量级,并且需要更小的尺寸和更轻的重量。
迄今为止,小型宽带磁传感器具有较大的磁噪声,而低噪声磁传感器往往具有较大的尺寸和驱动电流。对于生物磁测量等应用,挑战是同时实现低噪声、低功耗和小型化。

 

采用新技术的原型电路芯片。检查低噪音和低功耗

我们为与我们合作的公司开发的MI元件构建并优化了新的原始电路,并设计了可以实现低噪声和低功耗操作的信号处理电路。此外,为了将MI元件感应电压的采样过程控制在纳秒量级,我们开发了数字自动校正技术来监控输出信号并校正采样时序。这使得可以将噪声特性和信号频带控制在最佳条件。
我们利用上述技术制作了 MI 元件的测量集成电路原型,并将其作为磁传感器进行了评估。结果,我们确认自动校正后的信号频带和噪声特性比自动校正前有所改善,并且功率效率是传统低噪声磁传感器的1000倍以上。

 

继续开发以进一步提高性能并将其纳入产品

我们的目标是进一步提高磁传感器的灵敏度和功率效率,并继续开发以将其纳入产品中。

 
 

有关本研究主题的询问

首席研究员秋田一平照片
器件技术研究部先进集成电路研究组

首席研究员秋田一平

〒305-8568 茨城县筑波市梅园 1-1-1 中央 2

电子邮件:M-d-tech-web-ml*aistgojp(使用前请将 * 更改为 @。)

网址:https://unitaistgojp/d-tech/