众所周知，现今消费电子设备内建的”磁铁”数量越来越多，例如磁吸笔、无线充电线圈、喇叭、音圈马达(VCM)…等等。这些具备磁性的组件，对电子罗盘而言会成为相当大的干扰源，导致产生原点飘移的状况，当原点飘移过大至超出量程，指向功能将会失效。
消费者是否曾在打开智能手机上的地图功能进行导航时，一时之间不晓得该走哪个方向？或是在导航系统运作下反而绕了远路？甚至将车辆行驶进荒山野岭？这些问题很可能都与电子罗盘有关，手机中的电子罗盘(或称磁力计、地磁)能为导航系统提供指向功能。专注于磁感测产品研发的爱盛科技(iSentek)，近期开发出一款全新大量程电子罗盘，可在一般电子罗盘无法运作的大磁场环境中使用，提供零件布局更大的弹性。
爱盛科技董事长赖孟煌表示，电子罗盘是利用感测地球磁力线来辨识方位(磁北)，是手机或导航类商品中不可或缺的重要角色。目前在消费电子设备上使用电子罗盘时常会出现需要稍等一阵子才会发挥作用，或是开启App使用行人导航模式时，会走很多冤枉路的情况，这常常是由于外在环境或是设备本身干扰，导致准确度偏差。
众所周知，现今消费电子设备内建的”磁铁”数量越来越多，例如磁吸笔、无线充电线圈、喇叭、音圈马达(VCM)…等等。这些具备磁性的组件，对电子罗盘而言会成为相当大的干扰源，导致产生原点飘移的状况，当原点飘移过大至超出量程，指向功能将会失效。
现有方式治标不治本
为了要让电子罗盘能够正常运作，移动设备制造商也是伤透脑筋。赖孟煌说明，设备内部的磁铁变多，对电子罗盘的干扰自然增加，因此摆放位置也成为设计师的一个新难题(根据图1所示的新旧版iPhone表面磁场扫描图，可发现加入magsafe技术后，强磁影响区域增加，电子罗盘可摆放位置明显缩减)，然而消费电子或移动设备要求轻薄短小，在没能找到最佳摆放位置的状态下，目前的解决方案是从主板接线到其他位置，或者是透过特殊设计抵销磁场。但因手机里零件布置紧凑，牵一发动全身，过多的布局改动可能会顾此失彼，从而衍生其他问题。，
图1：新旧版iPhone表面磁场扫描图。
能否从其他方向找寻解决之道？赖孟煌进一步点出问题关键，目前的手机用电子罗盘有效的操作范围约为3~5mT，地球磁场强度约为30~60µT，虽然仍在可操作的精准容许范围内，但设备内部的磁铁数量所造成的强磁干扰，会使电子罗盘无法在3~5mT的范围内正常运作，才会导致功能出现问题。
新产品提升量程 创造更好的使用体验
”提升电子罗盘量程，就能在强磁场环境维持正常操作”，赖孟煌强调道。爱盛科技新研发出的IST8320量程可达10mT，增加了在手机中的可放置区域。”现在移动电子设备内“干净”的位置越来越少，基于IST8320大量程特点，可减少客户产品设计布局的烦恼，加速产品上市时间，”赖孟煌补充道。
由于消费电子设备是在变动的环境下使用，IST8320在外界强磁干扰环境中虽然仍需动态校正，但因量程范围大幅提升，功能失效的状况不会像目前的电子罗盘如此频繁，因此能够带给使用者更好的体验。IST8320采用晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)技术，目前在测试、送样阶段，大约在明年第一季度正式导入量产(MP)。赖孟煌指出，由于IST8320具备的超高动态范围、内建先入先出(FIFO)、以及最小单芯片设计等特性，从而除了降低工程设计难度之外，还显著提升手机性能表现，塑造出更值得用户信赖的导航系统，也为电子罗盘规格树立了新的标杆。
图2：爱盛科技新一代IST8320电子罗盘功能特性。(来源：爱盛科技)
未来发展——多方进行
爱盛科技最早从无人机应用起家，凭借着磁力计的技术累积，逐渐将市场拓展到消费电子、电动车、医疗与储能领域。随着公司规模扩张，爱盛科技开拓多种磁感测相关产品线，包括电子罗盘、角度传感器、位置传感器、电流传感器、磁开关。使用异性磁电阻((Anisotropic Magneto Resistance，AMR)、霍尔效应(Hall Effect)和隧道磁阻技术(Tunnel Magneto Resistance，TMR)、磁通门(Fluxgate)等感测技术，力求符合各种应用需求。赖孟煌指出，上述四种架构的磁感测技术各有其优缺点，也各自有其合适的应用市场。除了提供传感器，爱盛更提供专业的设计协助，包含提供校正算法参考、磁场扫描、设计仿真以及系统布局建议等等，让没有磁感测相关应用基础的客户，可以将该解决方案更顺利地导入至产品中。身为中国台湾地区唯一专注在磁感测技术及产品的厂商，爱盛科技自然会持续根据市场所需研发新产品，并关注市场变化，让自家技术与产品能够不断与时俱进。
本文为《电子工程专辑》2023年12月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。点击申请免费杂志订阅
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