趋势三：最终产品的整体外形小型化

第三个趋势与磁系统设计的小型化有关。缩减产品尺寸的原因很多：为了降低成本、提升用户体验、打造更时尚的外观，这样做通常涉及缩减磁体尺寸或使用多轴传感器。另一种风险较小的方法是通过迁移到制造流程允许的尺寸更小、集成度更高的元件来减小电路板尺寸。为了解决这些问题，德州仪器 (TI) 提供了采用 Extra-Small Outline No-lead (X2SON) (1.1mm² x 1.4mm²) 和 Wafer Chip-Scale Packaging (WCSP) (0.8mm² x 0.8mm²) 封装的小尺寸解决方案。在小型封装中实现高集成度的一个例子是 TMAG3001，它是采用 WCSP 封装的 3D 线性解决方案。

缩减磁体尺寸会带来问题，因为这意味着磁场较弱，因此需要具有高灵敏度的磁传感器。借助 TMAG5231 等高灵敏度解决方案，有望使用更小的磁体。或者，您可以将磁体放置在更靠近传感器的位置，以便在没有高灵敏度解决方案的情况下实现精确测量。对于较弱的磁场，具有高信噪比 (SNR) 的器件有助于确保尽可能精确的测量。DRV5055 和 TMAG5253 可以提供高达 70dB 的 SNR。

不论技术如何发展，缩小终端设备尺寸的大趋势对任何位置传感器都是一个挑战。电感式传感器使用金属目标来检测物体的位置或存在，通过满足数据表中规定的指南，可以实现与健身腕带上侧按钮一样小的外形尺寸。电感式传感器的主要系统级要求是使感应线圈的尺寸与目标相同，并且位于线圈直径的 10% 到 20% 范围内。趋向于缩小尺寸的应用示例包括医用胰岛素泵、手术内镜工具以及工厂自动化中的气缸。

通过减少元件数量，还可以实现小型化。例如，在电表（或智能电子锁和门窗传感器）中实现篡改检测涉及使用单个 3D 线性传感器，而非三个霍尔效应开关或线性器件，来检测大型外部磁体的篡改，这种篡改导致电表无法准确测量用电量。设计人员正在使用 3D 磁传感器通过更低功耗和可调外部磁场检测器件（如 TMAG5273）来改进电表设计。借助此类器件还可通过更少的元件实现小型化的其他优势，包括采用单个数字接口而非多个输出，降低印刷电路板组装成本以及提高磁性灵敏度的可配置性。

当使用更少的元件来缩小系统尺寸时，增量和绝对编码器设计人员面临的一个挑战是如何提高产品的分辨率，包括在数字或模拟输出解决方案之间进行选择。增量编码器监控磁体的移动速度或速率以及方向。绝对编码器可以做到这一点，并始终能在高分辨率下确定其确切位置。

增量编码器设计人员使用数字输出霍尔效应锁存器时，分辨率严格取决于系统中磁极的数量。实现更高的分辨率需要更高极数的环形磁体，而随着磁极尺寸变小，磁体产生的磁场本身就会变弱，迫使设计人员将传感器放置在更靠近磁体的位置或使用灵敏度更高的传感器。此时，大多数设计人员转为使用具有双集成锁存器的单芯片解决方案，例如 TMAG5111。务必确保双锁存器解决方案具有内置的 2D 锁存器，这可以在监控 3D 空间中的任何两个轴时实现很大的灵活性。更高分辨率的设计需要带有线性传感器的绝对编码器。具有角度测量功能的单个 3D 线性传感器是高分辨率绝对编码器的最终迁移步骤。请注意，此实现仅测量两个轴，但大多数 3D 线性传感器可以灵活地配置任何两个轴。使用 3D 传感器的一个额外好处是能够检测按压功能。图 4 展示了编码器设计的趋势。