在汽车等应用环境恶劣的条件下实现旋转体的速度测量具有一定挑战性，需要在考虑辐射干扰、电磁干扰和传导干扰等因素的同时，确保测量的可靠性和测量精度。本文综合考虑了这些实际的环境因素，介绍了利用tle 4921-3u实现齿轮速度测量的实现方法和实用的电路设计。
英飞凌科技在tle 4921-3u上集成了两个霍尔传感器、一个差分放大器以及评估电路，该器件只评估场强差异值，而不是绝对的场强值，这意味着温度漂移、制造容差和磁场环境等因素对测量结果的影响可以降到最低。如果采用一个带外部电容的高带通滤波器对测量信号进行动态处理，将可进一步减小干扰影响。
该器件目的是在恶劣的汽车环境中应用。一个小的永久偏磁体需要用来感应各种形状的铁磁齿轮，正确的切换能确保检测出轮齿和齿隙之间的最小场强差异。对于一个470nf的滤波电容来说，典型的较低切换频率大约为10hz。tle 4921-3u器件的封装厚度为1毫米，只有四个引脚。
功能设计
当该霍尔器件处在任何极性的恒定磁场中时，其上的两个霍尔传感器将产生同样的输出信号。无论该磁场的绝对强度有多大，它们之间的差值总为零。然而，由于一个单元面向磁场集中的轮齿，另一个单元则面向一个齿隙，如果两个霍尔单元之间存在磁场梯度，那么将产生一个差值信号，并在芯片上放大。实际上，这个差值体现了一个小偏移，它可由相应集成的控制机制来修正。这种动态差分原理使传感器表面与齿轮之间存在较大气隙的条件下能保持高灵敏度。
如图1所示，一个施密特触发器用来对该信号进行数字化，一个开集电极输出电路提供输出信号。芯片上还集成了过压保护、反极性保护和抗电磁干扰功能，因而可以应用在汽车中常见的恶劣环境。
工作方法
对于差值信号的生成和评估，这里可以一个感应铁磁齿轮这样的典型应用来解释。安装在器件背面任何一端的一个永久磁体产生一个恒定的偏置磁场，器件内的两个霍尔传感器相隔2.5毫米。如果一个传感器暂时面对一个轮齿而另一个面对齿隙，那么该轮齿将作为一个磁通量聚集器，它通过该霍尔传感器增加了磁通密度，由此产生一个差分信号。随着齿轮的转动，该差分信号的极性将改变，改变的速度同轮齿与齿隙之间变换的速度一样。
当过零点直接出现在该轮齿或齿隙的中心时，该轮齿的边缘就会产生最大的差值。当该差值超过上限阈值时，tle 4921-3u的输出晶体管将关断。这就是图2中靠近管脚4的霍尔传感器2感应到该轮齿的情况。随着差值降到下限阈值，晶体管打开，这就是靠近管脚1的霍尔传感器1感应到轮齿。
其上集成的高通滤波器利用一个时间常数来调节该差值信号到零，该时间常数可由一个外部电容来设定。这种方式只对那些以最低速率变化的差值进行评估(最低速率取决于电容值)。输出信号在稳态下没有限定，它所达到的精度将允许存在小的切换磁滞和较大气隙(最大3.5毫米)。
齿轮、感应距离和角精度
一个齿轮可由其模数来表征：m=d/z。其中d是齿径，z是轮齿数量。轮齿到轮齿的距离为t，齿距的计算公式为t=π×m。
当一个霍尔传感器面对一个轮齿而另一个霍尔传感器面对一个齿隙时，感应到的差值最大。该器件内两个霍尔传感器的间隔为2.5毫米，在模数为1，对应的齿距为3.14毫米的条件下，该器件都可以感应到差值。如果该模数大于3或者齿轮不规则，将可能在一段较长时间内检测不到足够的差值，这意味着输出信号将不确定。
传感器和齿轮之间允许的最大距离是温度、模数、磁体和速度的一个函数，速度可以用每次轮齿/齿隙转变时在输出端出现一个脉冲来表征。
如果减小距离，将产生较大的有用信号。因此，切换精度可以随传感器低/高转变次数的增加而增加，这种低/高转变可以代表齿轮的一个旋转角度。
滤波器电容
滤波器电容在该霍尔器件的修正功能中起重要作用。如果一个应用需要工作在100摄氏度以上的温度条件下，建议采用陶瓷电容(x7r)。滤波电容引脚和gnd管脚之间的连接线要尽可能短。在滤波电容引脚处的漏电流将引起切换阈值的漂移以及误切换。切换阈值的漂移可以按下式计算：
其中il、sc和rc分别是漏电流、对δb的滤波器灵敏度和滤波器输入阻抗，这些参数在数据手册中都已给出。要特别注意选用高dc阻抗的电容，同时要注意其封装。漏电流可能出现在该连接之间的印刷电路板上，或者出现在一个有缺陷的电容中，而且漏电流有可能是传感器功能失效的一个原因。
抑制供电线路瞬态干扰
图3所示为采用tl
