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磁阻电桥:四个电阻怎样变成可读的差分信号

从分压关系推导桥路输出,分清共模、差模、失配与真正被抵消的变化。

更新于 2026.10.27

磁阻元件改变的是电阻,控制器通常读取的是电压。电桥把几个电阻的相对变化转换成差分量,再由放大与采样电路读出;桥上没有电流,就没有可读取的桥压。

两个串联电阻分支共用激励,左上R1左下R2,中点A;右上R3右下R4,中点B,输出定义为VA减VB
理想高输入阻抗读出,忽略连线和接触电阻。R编号、分压公式和差分极性保持一致。查看原图 ↗

中点电压由分压比决定

按图的节点定义:VA=VER2/(R1+R2)V_A=V_E R_2/(R_1+R_2),VB=VER4/(R3+R4)V_B=V_E R_4/(R_3+R_4),输出 VD=VA−VBV_D=V_A-V_B。四臂相等时两中点都是 VE/2V_E/2,差分为零,却不表示中点对地电压为零。

自设 R1=R4=1.01RR_1=R_4=1.01R、R2=R3=0.99RR_2=R_3=0.99R,则 VA=0.495VEV_A=0.495V_E、VB=0.505VEV_B=0.505V_E,所以 VD=−0.01VEV_D=-0.01V_E。在3.3 V激励下为−33 mV。交换放大器输入会翻转符号,不能只看波形正负判断磁场朝向。

公共变化抵消需要明确条件

若四臂都乘同一个系数,每个分压比保持不变。这解释了电桥能抑制部分共同电阻变化;各臂温度系数不同、局部应力不同或自热不一致时,就会出现残余失调与增益变化。它不保证“所有温漂自动消失”。

电桥输出往往还随激励变化。用同一电源作ADC参考,可以抵消满足比例条件的供电变化,但放大器失调、共模范围及参考布线仍须核对。

双桥相位由布局与物理响应共同决定

AMR双桥通过不同的元件方向得到正交信号;单个三端AMR开关则可以把桥信号送到比较器,最终只保留ON/OFF。外壳上同样写“磁阻”,可用信息却不同。继续读AMR的角度与开关两种工作方式,再核对具体成品框图。

依据:ADI ADA4571:双桥与调理、村田AMR:桥路到ON/OFF。本页节点模型及电阻变化例为本站独立推导。

哪些基础词条会用到它

MR比、桥路灵敏度与精度