非线性补偿电路及传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露了一种传感信号的非线性补偿电路，其包括：补偿器，其接收来自传感器的传感信号，基于来自传感器的传感信号形成补偿信号；和，输出电路，其结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号。这样，本发明专利技术中利用补偿器基于来自传感器的传感信号形成补偿信号，随后结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号，这样可以显著的改善所述传感器的传感信号的非线性。

【技术实现步骤摘要】
非线性补偿电路及传感装置
本专利技术涉及传感领域，特别涉及非线性补偿电路以及传感装置。
技术介绍
线性传感器被广泛的应用于消费电子、工业、自动驾驶和医学领域。磁场传感器属于线性传感器中的一种。流行的磁传感技术包括霍尔效应、各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)、隧穿磁阻(TMR)和磁阻抗(MI)。然而，这些磁场传感器在超出预定磁场强度后会展示出非线性特性，也就是说，此时磁场传感器的输出不是随着磁场的变化而线性的变化。通常，磁场传感器的传递函数可以被表示为：其中S(H)为所述线性传感器输出的传感信号，H为磁场强度，βi为多项式中各项的系数，m为多项式的项数。该传递函数中的高阶项(2阶项、3阶项以及更高阶项)会导致所述磁场传感器在超出预定磁场强度后展示出明显的非线性特性。因此有必要提供一种新的解决方案来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种传感装置，其对传感器输出的非线性传感信号进行补偿，从而改善其非线性。本专利技术的目的之二在于提供一种非线性补偿电路，其对传感器输出的非线性传感信号进行补偿，从而改善其非线性。根据本专利技术的目的，本专利技术提供一种传感信号的非线性补偿电路，其包括：补偿器，其接收来自传感器的传感信号，基于来自传感器的传感信号形成补偿信号；和输出电路，其结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号。优选的，所述补偿器包括一个乘法器，所述乘法器包括接收来自传感器的传感信号的第一信号输入端、接收来自传感器的传感信号的第二信号输入端和信号输出端，所述乘法器具有预定乘积系数，所述乘法器用于对预定乘积系数、第一信号输入端输入的信号和第二信号输入端输入的信号进行乘积，并将乘积结果通过其信号输出端输出，所述乘法器的信号输出端作为所述补偿器的信号输出端输出所述补偿信号。优选的，所述补偿器包括多个级联的乘法器以及加法器，每个乘法器均具有预定乘积系数，每个乘法器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，并对预定乘积系数、第一信号输入端输入的信号和第二信号输入端输入的信号进行乘积，并将乘积结果通过信号输出端输出，初级乘法器的第一信号输入端和第二信号输入端均接收来自传感器的传感信号，后级乘法器的第一信号输入端接收来自传感器的传感信号，后级乘法器的第二信号输入端与前级乘法器的信号输出端相连，所述加法器接收一个或多个乘法器的输出信号，并对接收到各个乘法器的输出信号进行加法操作，并将加法结果通过其信号输出端输出，所述加法器的信号输出端用作所述补偿器的信号输出端输出所述补偿信号。优选的，每个乘法器还包括控制输入端，根据所述控制输入端输入的系数控制信号来确定该乘法器的预定乘积系数，通过调整所述控制输入端输入的系数控制信号能够调整该乘法器的预定乘积系数。优选的，所述乘法器为全差分模拟乘法器，所述乘法器的第一信号输入端包括第一正差分信号输入端和第一负差分信号输入端，所述乘法器的第二信号输入端包括第二正差分信号输入端和第二负差分信号输入端，所述乘法器的控制输入端包括正差分控制输入端和负差分控制输入端，所述乘法器的信号输出端包括正差分信号输出端和负差分信号输出端，来自传感器的传感信号为差分信号，所述传感信号包括正差分传感信号和负差分传感信号，所述乘法器的第一正差分信号输入端接收所述正差分传感信号，所述乘法器的第一负差分信号输入端接收所述负差分传感信号，所述乘法器的第二正差分信号输入端接收所述正差分传感信号或与前级乘法器的正差分信号输出端相连，所述乘法器的第二负差分信号输入端接收所述负差分传感信号或与前级乘法器的负差分信号输出端相连，所述系数控制信号为差分信号，所述系数控制信号包括正差分系数控制信号和负差分系数控制信号，所述乘法器的控制输入端包括接收正差分系数控制信号的正差分控制输入端和接收负差分系数控制信号的负差分控制输入端，所述补偿器的信号输出端包括正差分信号输出端和负差分信号输出端，所述补偿信号为差分信号，所述补偿信号包括正差分补偿信号和负差分补偿信号。优选的，所述输出电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一运算放大器，第一运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一运算放大器的第一输出端和第二输出端输出补偿后的传感信号，所述补偿器的正差分信号输出端经由第三电阻与第一运算放大器的第二输入端相连，所述补偿器的负差分信号输出端经由第四电阻与第一运算放大器的第一输入端相连，来自所述传感器的正差分传感信号经过第一电阻与第一运算放大器的第二输入端相连，来自所述传感器的负差分传感信号经过第二电阻与第一运算放大器的第一输入端相连，第五电阻连接于第一运算放大器的第二输入端和第一输出端之间，第六电阻连接于第一运算放大器的第一输入端和第二输出端之间。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种传感装置，其包括：传感器，其得到传感信号，如上文提到的非线性补偿电路，用于对所述传感信号进行非线性补偿得到补偿后的传感信号。所述传感器为磁场传感器。与现有技术相比，本专利技术中利用补偿器基于来自传感器的传感信号形成补偿信号，随后结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号，这样可以显著的改善所述传感器的传感信号的非线性。【附图说明】结合参考附图及接下来的详细描述，本专利技术将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：图1为本专利技术中的非线性补偿电路在一个实施例中的电路示意图；图2为图1中的补偿器在一个实施例中的结构框图；图3为图2中的乘法器在一个实施例中的电路图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供了一种非线性补偿电路，其可以对来自传感器的传感信号进行非线性补偿，从而显著改善所述传感器的传感信号的非线性。图1为本专利技术中的非线性补偿电路100在一个实施例中的电路示意图。如图1所示的，所述非线性补偿电路100包括补偿器110和输出电路120。所述补偿器110接收来自传感器的传感信号，基于来自传感器的传感信号形成补偿信号。所述输出电路120结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号。来自传感器的传感信号具有非线性特性，其可以由多阶多项式函数表示，高阶项导致了所述传感信号的非线性。在一个实施例中，来自传感器的传感信号为差分信号，所述传感信号包括正差分传感信号Vin_p和负差分传感信号Vin_n，所述补偿信号为差分信号，所述补偿信号包括正差分补偿信号Vco+和负差分补偿信号Vco-，所述补偿器110包括正差分信号输入端、负差分信号输入端、正差分信号输出端和负差分信号输出端，所述补偿器110的正差分信号输入端接收正差分传感信号Vin_p，所述补偿器110的负差分信号输入端接收负差分传感信号Vin_n，所述补偿器110的正差分信号输出端输出正差分补偿信号Vco+，所述补偿器110的负差分信号输出端输出负差分补偿信号Vco-，所述补偿后的传感信号为差分信号，所述补偿后的传感信号包括补偿后的正差分传感信号Vout+和补偿后的负差分传感信号Vout-。所述传感器可以是磁场传感器，比如AMR磁场传感器，GMR磁场传感器、TMR磁场传感器和MI磁场传感器，来自磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，其包括：补偿器，其接收来自传感器的传感信号，基于来自传感器的传感信号形成补偿信号；和输出电路，其结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号。

【技术特征摘要】
1.一种传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，其包括：补偿器，其接收来自传感器的传感信号，基于来自传感器的传感信号形成补偿信号；和输出电路，其结合所述补偿信号和来自传感器的传感信号得到补偿后的传感信号。2.根据权利要求1所述的传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，所述补偿器包括一个乘法器，所述乘法器包括接收来自传感器的传感信号的第一信号输入端、接收来自传感器的传感信号的第二信号输入端和信号输出端，所述乘法器具有预定乘积系数，所述乘法器用于对预定乘积系数、第一信号输入端输入的信号和第二信号输入端输入的信号进行乘积，并将乘积结果通过其信号输出端输出，所述乘法器的信号输出端作为所述补偿器的信号输出端输出所述补偿信号。3.根据权利要求1所述的传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，所述补偿器包括多个级联的乘法器以及加法器，每个乘法器均具有预定乘积系数，每个乘法器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，并对预定乘积系数、第一信号输入端输入的信号和第二信号输入端输入的信号进行乘积，并将乘积结果通过信号输出端输出，初级乘法器的第一信号输入端和第二信号输入端均接收来自传感器的传感信号，后级乘法器的第一信号输入端接收来自传感器的传感信号，后级乘法器的第二信号输入端与前级乘法器的信号输出端相连，所述加法器接收一个或多个乘法器的输出信号，并对接收到各个乘法器的输出信号进行加法操作，并将加法结果通过其信号输出端输出，所述加法器的信号输出端用作所述补偿器的信号输出端输出所述补偿信号。4.根据权利要求2或3所述的传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，每个乘法器还包括控制输入端，根据所述控制输入端输入的系数控制信号来确定该乘法器的预定乘积系数，通过调整所述控制输入端输入的系数控制信号能够调整该乘法器的预定乘积系数。5.根据权利要求4所述的传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，所述乘法器为全差分模拟乘法器，所述乘法器的第一信号输入端包括第一正差分信号输入端和第一负差分信号输入端，所述乘法器的第二信号输入端包括第二正差分信号输入端和第二负差分信号输入端，所述乘法器的控制输入端包括正差分控制输入端和负差分控制输入端，所述乘法器的信号输出端包括正差分信号输出端和负差分信号输出端，来自传感器的传感信号为差分信号，所述传感信号包括正差分传感信号和负差分传感信号，所述乘法器的第一正差分信号输入端接收所述正差分传感信号，所述乘法器的第一负差分信号输入端接收所述负差分传感信号，所述乘法器的第二正差分信号输入端接收所述正差分传感信号或与前级乘法器的正差分信号输出端相连，所述乘法器的第二负差分信号输入端接收所述负差分传感信号或与前级乘法器的负差分信号输出端相连，所述系数控制信号为差分信号，所述系数控制信号包括正差分系数控制信号和负差分系数控制信号，所述乘法器的控制输入端包括接收正差分系数控制信号的正差分控制输入端和接收负差分系数控制信号的负差分控制输入端，所述补偿器的信号输出端包括正差分信号输出端和负差分信号输出端，所述补偿信号为差分信号，所述补偿信号包括正差分补偿信号和负差分补偿信号。6.根据权利要求5所述的传感信号的非线性补偿电路，其特征在于，所述输出电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一运算放大器，第一运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一运算放大器的第一输出端和第二输出端输出补偿后的传感信号，所述补偿器的正差分信号输出端经由第三电阻与第一运算放大器的第二输入端相连，所述补偿器的负差分信号输出端经由第四电阻与第一运算放大器的第一输入端相连，来自所述传感器的正差分传感信号经过第一电阻与第一运算放大器的第二输入端相连，来自所述传感器的负差分传感信号经过第二电阻与第一运算放大器的第一输入端相连，第五电阻连接于第一运算放大器的第二输入端和第一输出端之间，第六电阻连接于第一运算放大器的第一输入端和第二输出端之间。7.根据权利要求5所述的传感信号的非线性补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋乐跃，艾利克斯·瑞宾凯，刘斌，徐卫泽，
申请(专利权)人：美新微纳传感系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32