CN1244664A - 差动式螺旋形磁场感测装置和使用该装置的磁场检测组件 - Google Patents

Abstract

差动式螺旋形磁场感测装置包括设置成彼此平行的两个软磁薄片式磁心,为减少反磁场分量将每个软磁薄片式磁心在检测轴的方向上分成几部分,差动激励线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈一匝一匝地层压并缠绕在软磁薄片式磁心周围,并且没有外加磁场时不会由于磁通变化检测线圈产生电压波形。此外,为使软磁薄片式磁心的漏磁分量最小,将软磁薄片式磁心夹在中间以形成闭合磁路。

Description

差动式螺旋形磁场感测装置和 使用该装置的磁场检测组件

本发明涉及一种差动式螺旋形磁场感测装置，该装置具有与信号处理器一起集成在半导体基片上的微型闭合磁路，和一种磁场检测组件。并且，更具体地说本发明涉及一种使用软磁薄片式磁心来检测弱于地球磁场的磁场的差动式螺旋形磁场感测装置，和一种磁场检测组件，通过应用LIGA(金属版印刷术，电成型术和塑模法)类的工艺和IC(集成电路)制造工艺将信号处理器和差动式螺旋形磁场感测装置集成在半导体基片上。

人们已经将使用软磁材料和线圈的磁传感器用作具有高灵敏度的磁传感器。这种磁传感器是通过在一个相对大的由软磁条做成的杆状磁心或环状磁心周围缠绕线圈而制成的。为了准确地检测磁场，电磁铁回路是必需的。已经提出了用软磁薄片式磁心和平片线圈来得到磁传感器的磁场感测元件的方法。

如图1所示，传统的弱磁场感测装置是用软磁薄片式磁心1a和1b与平片线圈制成的。将两个磁心1a和1b设置成与检测轴的方向平行然后被差动地驱动。为了抵消没有施加外加磁场时由电磁感应产生的感应电压，在两个软磁薄片式磁心1a和1b周围缠绕激磁线圈2a-2b和磁场检测线圈3a-3b。因而，传统的弱磁场感测装置需要很大面积。此外，由于激磁线圈2a-2b产生的磁通变化以及由磁通变化检测线圈3a-3b所检测到的磁场，穿过软磁薄片式磁心1a和1b的磁通泄漏是不可避免的，这就使得很难以高灵敏度检测磁场。

由于传统的弱磁场感测装置是通过在一个相对大的由软磁条做成的杆状磁心或环状磁心周围缠绕线圈而制成的，因此，其制造成本很高。

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高灵敏度的差动式螺旋形磁场感测装置，其可以准确地检测外加磁场，并且可以以微小尺寸制作在半导体基片上；以及提供一种使用该装置的磁场检测组件，

于是，为实现上述目的，提供一种差动式螺旋形磁场感测装置，其包括半导体基片；软磁薄片式磁心，将其压成薄片重叠在半导体基片上以形成闭合磁路；激磁线圈，由薄金属片形成用于交替地对软磁薄片式磁心激磁；磁通变化检测线圈，由薄金属片制成用于检测软磁薄片式磁心中的磁通变化；以及一个零磁场检测线圈，用于产生反磁场分量以消除由外加磁场在软磁薄片式磁心中产生的磁通变化。

在本发明中，最好是将软磁薄片式磁心分成两部分然后设置成彼此相互平行，该两部分软磁薄片式磁心可以再分成预定数目的几部分；激磁线圈的绕数为n匝，其中n是正整数，磁通变化检测线圈的绕数为m匝，其中m是正整数；以及零磁场检测线圈的绕数为一匝。将激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈压成薄片，其中，当外加磁场为零时，由激磁线圈产生的感应波形被抵消。此外，将两个软磁薄片式磁心设置成其中的一个位于另一个的上方，并且激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈在软磁薄片式磁心中以螺旋形底层、中层和顶层线的形式层压于三个平面上。

此外，根据本发明的另一个方面，提供一种磁场检测组件，包括差动式螺旋形磁场感测装置，该装置包括半导体基片、压成薄片重叠在半导体基片上以形成闭合磁路的软磁薄片式磁心、由薄金属片形成的用于对磁薄片式磁心进行交替激磁的激磁线圈、由薄金属片制成的用于检测软磁薄片式磁心中的磁通变化的磁通变化检测线圈。和用于产生反磁场分量以消除由外加磁场产生的软磁薄片式磁心中的磁通变化的零磁场检测线圈；激磁线圈驱动电路，集成在半导体基片上并与激磁线圈相连；磁场检测信号处理电路，集成在半导体基片上并与磁场变化检测线圈相连；和零磁场检测信号处理电路，集成在半导体基片上并与零磁场检测线圈相连。

在本发明中，最好将软磁薄片式磁心分成两部分然后设置成彼此相互平行，这两部分软磁薄片式磁心可以再分成预定数目的几部分。激磁线圈的绕数为n匝，其中n是正整数，磁通变化检测线圈的绕数为m匝，其中m是正整数；以及零磁场检测线圈的绕数为一匝。将激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈压成薄片，并且其中的外加磁场为零时，由激磁线圈产生的感应波形被抵消。此外，最好是将两个软磁薄片式磁心设置成其中的一个位于另一个的上方，并且激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈在软磁薄片式磁心中以螺旋形底层、中层和顶层线的形式层压于三个平面上。此外，最好是这样，激磁线圈驱动电路包括用于产生矩形波电压脉冲的矩形波振荡器，用于对矩形波电压脉冲的频率分成二分之一和四分之一的分频器，相应地，用于将四分之一的矩形波电压脉冲转换成三角波电压脉冲的波形转换器，和用三角波电压脉冲驱动激磁线圈的激磁线圈驱动器。

通过参照下面的附图详细说明最佳实施例后，本发明的上述目的和优点会更清楚：

图1是描述常规磁场感测装置的简要透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的磁场感测装置的简要透视图；

图3A至3G是图2所示磁场感测装置运行时的时序图；

图4是图2所示磁场感测装置的平面图；

图5是图4沿X-X’线的剖面图；

图6是图4沿Y-Y’线的剖面图；

图7A至7F是一种图2所示的磁场感测装置的生产方法的工艺步骤；

图8是使用图2所示的磁场感测装置的磁场检测组件的简更透视图；

图9是图8所示磁场检测组件的集成电路的方框图；

图10A至10H是图9所示磁场感测装置的集成电路的工作时序图。

图2是根据本发明的一个实施例的磁场感测装置的透视图，图3A至3G是图2所示磁场感测装置的工作时序图。具体地说，图3A是第一个软磁薄片式磁心的磁场波形图，图3B是第二个软磁薄片式磁心的磁场波形图，图3C是第一个软磁薄片式磁心的磁通密度波形图，图3D是第二个软磁薄片式磁心的磁通密度波形图，图3E是第一和第二磁通变化检测线圈中的感应电压Vind1和Vind2的波形图，图3F是第一和第二磁通变化检测线圈中的感应电压的合成电压Vind1+Vind2的波形图，图3G是零磁场检测线圈中的感应电压波形图。

参照图2和图3A至3G，根据本发明的差动式螺旋形磁场感测装置是由缠绕在夹在半导体基片11中间的两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b周围的三个线圈构成的，这三个线圈分别是零磁场检测线圈13a-13b(A和A’端)，磁通变化检测线圈14a-14b(B和B’端)和激磁线圈15(C和C’端)。这里，由于激磁线圈15是缠绕成螺旋形的，如图2所示，由交替变化的激磁电流而产生的较高的、较低的软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b中的磁通被此相反。此外，由于磁通变化检测线圈14a-14b(B和B’端)是穿过较高的、较低的软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b缠绕成螺旋形的，因此，由于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的磁场方向彼此相反，由交替变化的激磁电流的电磁感应产生的磁通变化检测线圈14a-14b的感应电压被抵消。就是说，由于外加磁场Hext是平行作用在两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的轴向上的，因此外加磁场Hext作用在与两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b相同的方向上。如图3A和3B所示，由于激磁线圈15相对于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b缠绕成螺旋形，所以相对于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的激磁电流的流动方向彼此相反，由激磁电流产生的激励磁场Hexc和-Hexc具有相反的极性。因此，两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的内磁场是如图3A和3B所示的Hext+Hexc和Hext-Hexc。此处，由于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的磁导率彼此相等，它们的磁通密度与图3C和3D所示的相同。图3F所示的电压是由磁通变化检测线圈14a-14b(B和B’端)感应的。此处，图3E显示出磁通变化检测线圈14a-14b(B和B’端)的感应电压，由于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b各自的磁通密度，合成后得到图3F所示的合成电压。通过测量该合成电压的值可以确定外加磁场Hext的值。此外，通过产生一个与外加磁场的值成比例的用于抵消磁心中磁通变化的磁场，即由图3A、3B、3C和3D中粗虚线所示波形代表的磁场，零磁场检测线圈13a-13b(A和A’端)可防止磁心磁通随外加磁场而发生变化。图3G表示由于磁通变化检测线圈14a-14b(B和B’端)产生的合成电压(图3F)的直流值。

在使用半导体基片11的磁场感测装置中，重要的是一匝一匝地交替着螺旋状地绕两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b缠绕激磁线圈15，在两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b的周围缠绕磁通变化检测线圈14a-14b和零磁场检测线圈13a-13b。如上所述，激磁线圈15、磁通变化检测线圈14a-14b和零磁场检测线圈13a-13b一匝一匝地缠绕和叠压在半导体基片11上，其中激磁线圈15螺旋状缠绕以使得流经其中的电流相对于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b彼此方向相反，以及磁通变化检测线圈14a-14b和零磁场检测线圈13a-13b螺旋状缠绕使得流经其中的电流相对于两部分软磁薄片式磁心12a/12b和16a/16b彼此方向相同。在该方式中，没有作用外加磁场Hext时，感应电压的波形被抵消。换句话说，由具有缠绕结构的激磁线圈15产生的磁通，在由较低的软磁薄片式磁心12a-12b和较高的软磁薄片式磁心16a-16b中形成闭合的磁路。

与上述结构不同，如果激磁线圈和磁通变化检测线圈设置在单一磁心中，可以检测磁场。然而，在这种情况下，即使没有作用外加磁场，由于激磁线圈在磁通变化检测线圈中产生的大感应电压，需要如放大或滤波等繁多的信号处理来消除磁通变化检测线圈的输出。

图4是图2所示差动式螺旋形磁场感测装置的平面图，图5是图4沿X-X’线的剖面图，图6是图4沿Y-Y’线的剖面图。如图4至6所示，在半导体基片21上形成绝缘层22和23，如硅氧化物或者聚酰亚胺，并且在其上形成有三层金属导线的较低的和较高的软磁薄片式磁心24和32。就是说，较低的软磁薄片式磁心24和较高的软磁薄片式磁心32形成在绝缘层23上，线圈的三层金属导线，即底层金属导线26、中层金属导线28和顶层金属导线30，形成在较低的和较高的软磁薄片式磁心24和32的中间，然后通过设置于它们中间的通孔33和34彼此相连通，从而得到了一个具有与图2(图2中的15)所示的缠绕结构相同的螺旋状缠绕的激磁线圈，以及各自具有两个缠绕部分的磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈(对应于图2中的14a-14b和13a-13b)。即，根据本发明的一个实施例，绝缘层(如聚酰亚胺)25、27、29和31插入在较低和较高的软磁片式磁心24和32中间，而底层导线26、中层导线28以及顶层导线30内插在绝缘层25、27、29和31之间。

在使用本实施例中的半导体基片的情况下，重要的是在两部分软磁薄片式磁心24和32的周围一匝一匝交替地缠绕激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈。如果不这样，由于软磁薄片式磁心有大量的磁通泄漏，磁通变化检测线圈不能充分地检测到由激磁线圈产生的磁通变化。并且，每个都具有两个螺旋缠绕部分的磁通变化检测线圈、零磁场检测线圈以及螺旋状缠绕的激磁线圈都是在半导体基片上一匝一匝地交替缠绕并且都是用两个磁心同时差动驱动的，从而形成闭合磁路。于是，在没有外加磁场时，激磁线圈从内部磁通变化中产生的感应电压被抵消，从而阻止磁心中的磁通发生变化。而且，将软磁薄片式磁心分成几部分，从而减少了反磁场分量。

图7A至7F表示的是根据图4，5和6中所示的本发明的一个实施例的差动式螺旋形磁场感测装置的生产方法的工艺步骤。此处，例如，将硅基片用作半导体基片。

首先，如图7A所示，热氧化硅基片21的表面形成对硅基片进行绝缘的绝缘层(SiO2)22。

如图7B所示，在SiO₂绝缘层22上形成另一个绝缘层23，如硅氧化物、光刻胶或者聚酰亚胺。用于线圈的底层导线的软磁薄片材料淀积并成型在绝缘层23上，从而形成一个较低的软磁薄片式磁心24。为了在绝缘层23上淀积软磁薄片材料，可以使用包括电镀法和淀积法如溅射方法或者化学汽相淀积法(CVD)等多种方法。软磁材料包括透磁合金(一种镍和铁的合金)和各种非结晶磁合金。

接下来，如图7C所示，将硅氧化物、光刻胶或者聚酰亚胺进一步淀积在含有较低的软磁薄片式磁心24的绝缘层23上，以覆盖住较低的软磁薄片式磁心24，从而形成绝缘层25。作为绝缘层25的淀积方法，可以使用硅氧化物、光刻胶或者聚酰亚胺进行溅射或者化学汽相淀积(CVD)等方法。固化的光刻胶和聚酰亚胺可以用作绝缘层。此处，为避免表面粗糙在较低的软磁薄片式磁心上执行平面处理工艺，并且利用和光刻法相同的蚀刻法对淀积在其上的用于形成零磁场检测线圈的金属层进行成型处理，从而形成一个用作零磁场检测线圈的底层导线26。作为金属，使用了金、铜或者铝用于底层导线26。为了淀积金属层，可以使用包括如溅射方法或者化学汽相淀积方法(CVD)等淀积方法在内的各种方法。然而，在形成厚铜层的情况下，使用电镀方法或非电解电镀方法是有效的。

如图7D所示，淀积一种绝缘层(聚酰亚胺等)27以覆盖底层导线26并对其进行成型处理，并且随后将用作磁通变化检测线圈的金属材料淀积并成型在其上，从而形成用作磁通变化检测线圈的一个中层导线28。

接下来，如图7E所示，将绝缘层(聚酰亚胺等)29淀积在绝缘层27上用来覆盖中层导线28，并利用光刻法对其蚀刻以进行平面处理，从而形成通孔(图4中的33)。然后，淀积一层用作激磁线圈的金属材料并对其进行成型处理以形成激磁线圈的顶层导线30。

接下来，如图7F所示，淀积绝缘层(聚酰亚胺等)31用来覆盖顶层金属30并对其进行平面处理，并且随后将软磁薄片材料淀积并成型在其上，以形成较高的软磁薄片式磁心32。

现在，参照附图8至10详细说明具有用以上述方式将差动式螺旋形磁场感测装置集成在其中而生产出的磁场检测组件的实施例。

图8是根据本发明的一个实施例的磁场检测组件的透视图。如图8所示，根据本发明的磁场检测组件的结构为：将激磁线圈驱动电路420、磁场感测装置430、磁通变化检测信号处理电路440及零磁场检测线圈驱动电路450集成在半导体基片410上。磁场感测装置430是如上所述的差动式螺旋形磁场感测装置。用于驱动差动式螺旋形磁场感测装置所需的电磁电路，即420、440和450都集成在半导体基片410上。

图9是具有图8所示磁场检测组件的集成电路的方框图，图10A至10H是具有图9所示磁场感测装置的集成电路的工作时序图。如图9所示，根据本发明的磁场检测组件主要包含激磁线圈驱动电路420，差动式螺旋形磁场感测装置430，磁通变化检测信号处理电路440和零磁场检测线圈驱动电路450。这里，激磁线圈驱动电路420包括矩形波振荡器421，分频器422，波形转换器423和激磁线圈驱动器424。差动式螺旋形磁场感测装置430包括形成闭合磁路的软磁薄片式磁心432，激磁线圈431，磁通变化检测线圈433和零磁场检测线圈434。磁通变化检测信号处理电路440包括RF放大器443，同步检测器442，低通滤波器444和相位控制器441。零磁场检测线圈驱动电路450包括控制器451和反馈驱动器452。

具有上述结构的磁场检测组件的工作过程如下：

首先，在矩形波脉冲发生器421中产生一个频率为4fo的电压脉冲E1，并且在分频器422的第一级分频并转换成一个频率为2fo的脉冲E2，它的频率是脉冲E4频率的一半并且其占空率为50％。为得到足够高的灵敏度频率2fo高于或者等于1MHz。然后，脉冲E2在分频器422的第二级分频成为频率为fo的脉冲E3，即脉冲E2频率的一半。将从分频器422输出的频率为fo的脉冲E3作用在波形转换器423上并将其转换为作用在激磁线圈驱动器424上的三角波E4。激磁线圈驱动器424将作用在其上的三角波E4转换成如图10D所示的用来驱动磁场感测装置430的激磁线圈431的三角波电流E5。此处，如果没有施加外加磁场，磁场感测装置430的磁通变化检测线圈433不会产生感应电压。如果施加了外加磁场，此处产生一个具有与图10E所示的波形相似的磁场检测信号E8。RF-AMP443将磁场检测信号E8放大以产生一个具有图10E所示波形的磁场检测信号E9。放大后的磁场检测信号E9作用在同步检测器442上。根据第一级分频器422的输出即2fo，同步检测器442用在脉冲控制器441中产生的图10A和10B中所示的两个脉冲ΨE6和ΨE7检测放大后的磁场检测信号E9的同步脉冲，然后转换成如图10F所示的信号E10。如果信号E10经过低通滤波器444，进行了如图10G所示的平滑处理以得到直流电压E11。由于直流电压E11的值与外加直流磁场成比例，可以测得该外加直流磁场。控制器451确定与外加磁场成比例的外加直流电压E11的值并且产生一个用于控制反馈驱动器452的控制信号E12。反馈驱动器452产生一个如图10H所示的用于抵消与外加磁场的值成比例的软磁薄片式磁心的磁通变化的反馈电流E13，根据控制信号E12，来驱动零磁场检测线圈434。

如上所述，根据本发明，该差动式螺旋形磁场感测装置的组成包括：形成在半导体基片上的软磁薄片式磁心；激磁线圈，由金属片形成用于对软磁薄片式磁心交替激磁；磁通变化检测线圈，由金属片形成；和零磁场检测线圈，由金属片形成用于通过产生所测磁场的反磁场分量抵消所测磁场；其中将两个软磁薄片式磁心设置成彼此平行，每个软磁薄片式磁心在检测轴的方向上分成几部分以减小反磁场分量，差动激磁线圈(两个激磁线圈螺旋状缠绕)，磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈都一匝一匝地叠压和缠绕在软磁薄片式磁心的周围，并且没有外加磁场时磁通变化检测线圈不产生感应电压波形。因而，尽管差动式磁场感测装置以微小尺寸生产，它仍能检测非常弱的磁场。此外，为了将软磁薄片式磁心的漏磁分量最小化，将软磁薄片式磁心夹在中间以形成闭合磁路，并且差动激磁线圈、磁通变化检测线圈和零磁场检测线圈都层压在被夹在中间的软磁薄片式磁心的周围。所以，在软磁薄片式磁心中不会由于所测的外加磁场发生磁通变化。

此外，在根据本发明的磁场检测组件中，差动式螺旋形磁场感测装置和用来驱动它的信号处理都集成在单片半导体装置的基片上。详细地说，本发明提供一种磁场检测组件，包括差动式螺旋形磁场感测装置，由形成在半导体基片上的软磁薄片式磁心、金属片形成的用来对软磁薄片式磁心交替激磁的激磁线圈、金属片形成的磁通变化检测线圈、和金属片形成的用来通过产生所测磁场的反磁场抵消所测磁场的零磁场检测线圈构成；与激磁线圈相连并集成在半导体基片上的激磁线圈驱动电路；与磁场变化检测线圈相连并集成在半导体基片上的磁场检测信号处理电路；和与零磁场检测线圈及信号处理电路相连并集成在半导体基片上的零磁场检测线圈驱动电路，从而实现一个微小尺寸的磁场检测组件的生产。尽管它具有微小尺寸，但该组件具有高灵敏度并可以低成本地进行大批量生产。

上述磁场感测装置和集成有该装置的磁场检测组件可以广泛应用于检测地磁的导航系统、地磁变化监测器(用于预报地震)、生物磁检测传感器、金属探伤传感器等领域。此外，该磁场感测装置可以非间接地应用于磁编码器、非接触式电位计、电流传感器、力矩传感器、位移传感器等类似领域。

Claims (9)

1.一种差动式螺旋形磁场感测装置包括：

半导体基片；

软磁薄片式磁心，压成薄片重叠在半导体基片上以形成闭合磁路；

激磁线圈，由薄金属片形成用于对所述磁薄片式磁心进行交替激磁；

磁通变化检测线圈，由薄金属片制成用于检测所述软磁薄片式磁心中的磁通变化；和

零磁场检测线圈，用于产生反磁场分量以消除由外加磁场产生的所述软磁薄片式磁心中的磁通变化。

2.根据权利要求1所述的差动式螺旋形磁场感测装置，其中将所述软磁薄片式磁心分成两部分然后设置成彼此相互平行，该两部分软磁薄片式磁心可以再分成预定数目的几部分；所述激磁线圈的绕数为n匝，其中n是正整数，所述磁通变化检测线圈的绕数为m匝，其中m是正整数，并且所述零磁场检测线圈的绕数为一匝；将所述激磁线圈、所述磁通变化检测线圈和所述零磁场检测线圈压成薄片，并且其中的外加磁场为零时，由所述激磁线圈产生的感应波形被抵消。

3.根据权利要求1所述的差动式螺旋形磁场感测装置，其中将两个软磁薄片式磁心设置成其中一个位于另一个的上方，并且所述激磁线圈、磁通变化检测线圈和所述零磁场检测线圈在所述软磁薄片式磁心中以螺旋形底层、中层和顶层线的形式层压于三个平面上。

4.一种磁场检测组件包括：

差动式螺旋形磁场感测装置，它包括半导体基片，压成薄片重叠在半导体基片上以形成闭合磁路的软磁薄片式磁心，由薄金属片形成的用于对软磁薄片式磁心进行交替激磁的激磁线圈，由薄金属片制成的用于检测软磁薄片式磁心中的磁通变化的磁通变化检测线圈，和用于产生反磁场分量以消除由外加磁场产生的软磁薄片式磁心中的磁通变化的零磁场检测线圈；

激磁线圈驱动电路，与所述激磁线圈相连并集成在所述半导体基片上；

磁场检测信号处理电路，与所述磁场变化检测线圈相连并集成在所述半导体基片上；和

零磁场检测信号处理电路，与所述零磁场检测线圈相连并集成在所述半导体基片上。

5.根据权利要求4所述的磁场检测组件，其中将软磁薄片式磁心分成两部分然后设置成彼此相互平行，该两部分软磁薄片式磁心可以再分成预定数目的几部分；所述激磁线圈的绕数为n匝，其中n是正整数，所述磁通变化检测线圈的绕数为m匝，其中m是正整数，并且所述零磁场检测线圈的绕数为一匝；将所述激磁线圈、所述磁通变化检测线圈和所述零磁场检测线圈压成薄片，并且其中的外加磁场为零时，由激磁线圈产生的感应波形被抵消。

6.根据权利要求4所述的磁场检测组件，其中将两个软磁薄片式磁心设置成其中一个位于另一个的上方，并且所述激磁线圈、所述磁通变化检测线圈和所述零磁场检测线圈在所述软磁薄片式磁心中以螺旋形底层、中层和顶层线的形式层压于三个平面上。

7.根据权利要求4所述的磁场检测组件，其中所述激磁线圈驱动电路包括：

用于产生矩形波电压脉冲的矩形波振荡器；

用于分别将矩形波电压脉冲的频率分成二分之一和四分之一的分频器；

用于将四分之一频率的矩形波电压脉冲转换成三角波电压脉冲的波形转换器；和

用三角波电压脉冲驱动激磁线圈的激磁线圈驱动器。

8.根据权利要求4所述的磁场检测组件，其中磁通变化检测信号处理电路包括：

相位控制器，用于用所述二分之一频率矩形波电压脉冲产生与其频率相同的反相矩形波电压脉冲；

RF放大器，用于放大从外加磁场检测线圈输出的外加磁场检测信号；

同步检测器，用于通过使用所述二分之一频率的矩形波电压脉冲及其反相脉冲检测放大后的所述外加磁场检测信号；和

低通滤波器，用于将由所述同步检测器得到的放大后的所述外加磁场检测信号平滑成直流电压。

9.根据权利要求4所述的磁场检测组件，其中所述零磁场检测线圈驱动电路包括：

控制器，提供一种用于控制根据所述磁场信号处理电路的输出电压而被驱动的所述零磁场检测线圈的控制信号；和

反馈驱动器，用于根据所述控制信号驱动所述零磁场检测线圈。

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