要开发传感器系统，首先必须对预期的磁输入信号有一个总体了解。首先要了解编码器轮和传感器头上永磁体的标准规格，以及预期尺寸和公差。通过 ANSYS 方法进行 FEM 仿真可确定磁场。这里就有对编码器轮、传感器元件和磁体进行建模的问题(图 5)。然后便可根据传感器元件和编码器轮之间的距离，确定与之呈函数关系的磁场强度。图 6 是传感器桥上的磁输入信号与距离呈函数关系的三维图示。很容易看出输入信号呈正弦曲线，信号振幅随距离增加而明显减小。除了距离之外，位置偏离也会导致振幅减小。例如，如果传感器头不在编码器轮前面的中心位置，那么信号振幅也会减小。根据 FEM仿真方法，这样也可将机械规范转化成预期磁变量。与气隙变化不同，倾斜会导致偏移，这同样会影响系统的正常运转。FEM 仿真也可以预估其造成的影响(图 7)，而且结果可直接转化为可容许的位置公差。

　　确定磁场之后是传感器系统仿真。AMR 元件的电阻变化是各向异性磁阻效应的直接结果。这样，磁场仿真的结果会导致代表信号处理中输入信号的电阻发生变化。对模拟前端进行建模可采用 Simulink。这种行为模型是概念设计的产物，标志着产品开发的起点。每个 Simulink 块对应一个模拟信号处理组件，例如放大器或过滤器。但是，尚未考虑模拟组件的控制部分，这由数字系统实现。HDL 设计则仿真通过数字方法实现的功能，而且在完成产品开发之后就会最终成形。因此，整体系统仿真是 Simulink 对模拟组件的行为模型以及 ModelSim 对 HDL 设计的共同仿真(图8)。可通过仿真从概念阶段顺利过渡到 HDL 设计及后续阶段。在共同仿真中，可用 ModelSim 中部署的 Verilog 代码逐渐代替 Simulink 参考模型，从而可逐项验证 HDL 设计。可持续进行此过程，直到在 Verilog 中实现整个数字部件，而模拟系统部件仍保持为 Simulink 模型。此工具组合也已证明对 IC 评估同样有用。自始至终使用这种工具可以更容易理解 IC 行为，并可创建用来分析和解释任何错误的框架。这些工具的主要好处在于，能够更快速、更准确地答复客户的查询，以及更好地了解与环境条件相关的传感器功能。

　　图 6 与传感器头和编码器轮间距离呈函数关系的磁输入信号模拟

　　图 7 为确定可容许的位置公差而进行的磁场计算

　　图 8 模拟前端和数字块的共同仿真

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