一种全极性霍尔传感器开关制造技术

本发明专利技术提供一种全极性霍尔传感器开关，包括：一霍尔元件，其感应环境磁场并输出相应的霍尔电压；一放大采样电路，其放大所述霍尔电压，并将放大后的霍尔电压进行存储；一电压阈值设置电路，其产生两个电压阈值；以及一判断逻辑电路，其分别比较存储的所述霍尔电压与两个所述电压阈值的大小，并将两组比较结果信号进行相或后输出。本发明专利技术不仅降低芯片功耗，同时具有更高的检测速度，以解决全极性霍尔传感器开关在功耗和检测时间之间的固有矛盾。

A full polar Holzer sensor switch

The invention provides a whole polar Holzer sensor switch, including a Holzer element, the induction of environmental magnetic field and Holzer corresponding voltage output; a amplifying sampling circuit, the voltage amplification of the Holzer and Holzer, the amplified voltage is stored; a voltage threshold setting circuit, the two voltage threshold; and a decision logic circuit, the memory of the Holzer were compared with two voltage the voltage threshold, and two sets of comparison results of signal phase or output. The invention not only reduces the power consumption of the chip, but also has a higher detection speed, so as to solve the inherent contradiction between the power consumption and the detection time of the full polar Holzer sensor switch.

【技术实现步骤摘要】
一种全极性霍尔传感器开关
本专利技术涉及一种霍尔传感器，具体涉及一种全极性霍尔传感器开关。
技术介绍
传感器在工业、通信、仪器制造等领域中已经得到广泛的应用，在各种传感器检测磁场的应用中，霍尔传感器是最普遍和常用的。全极性霍尔传感器开关要求既可以感应磁场的南极，又可以感应磁场的北极。现有的检测技术中有两种方法：方案一如图1所示，采用两个单极性霍尔传感器开关1和2分别检测磁场南极、磁场北极，虽然这种技术可以实现全极性霍尔传感器开关功能，但要消耗更多的功耗和芯片面积；方案二如图2所示，采用更多的数字逻辑开关控制单极性开关霍尔实现全极性霍尔传感器开关，当开关S1a～S6b第一次闭合时，检测磁场的南极，开关S1a～S6b第二次闭合时检测磁场的北极。方案二相对于方案一可以节约一定的功耗，但是此方案以增加检测时间为代价，大大降低了霍尔传感器的检测速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术的不足而提供一种全极性霍尔传感器开关，不仅降低芯片功耗，同时具有更高的检测速度，以解决全极性霍尔传感器开关在功耗和检测时间之间的固有矛盾。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种全极性霍尔传感器开关，包括：一霍尔元件，其感应环境磁场并输出相应的霍尔电压；一放大采样电路，其放大所述霍尔电压，并将放大后的霍尔电压进行存储；一电压阈值设置电路，其产生两个电压阈值；以及一判断逻辑电路，其分别比较存储的所述霍尔电压与两个所述电压阈值的大小，并将两组比较结果信号进行相或后输出。进一步地，所述放大采样电路包括：一放大器AMP，其两个输入端分别接所述霍尔元件的两个输出端；一电容C1，其上极板通过开关S1a接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1b接放大器AMP的负输出端；以及一电容C3，其上极板通过开关S1c接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1d接放大器AMP的负输出端。进一步地，所述电压阈值设置电路包括：一电容C2，其上极板通过开关S6a接电容C1的上极板，下极板通过开关S6b接电容C1的下极板；一电容C4，其上极板通过开关S6c接电容C3的上极板，下极板通过开关S6d接电容C3的下极板；以及依次串联在电源端与地之间的电阻R1～R6，其中电阻R1和R2的连接点通过一开关S2接电容C2的的上极板，电阻R2和R3的连接点通过一开关S3接电容C2的的上极板，电阻R3和R4的连接点分别接电容C2和C4的的下极板,电阻R4和R5的连接点通过一开关S4接电容C4的的上极板，电阻R5和R6的连接点通过一开关S5接电容C4的的上极板。进一步地，所述判断逻辑电路包括：一比较器COMP1，其正输入端接电阻R3和R4的连接点，负输入端通过开关S6e接电容C2的正极板；一比较器COMP2，其负输入端接电阻R3和R4的连接点，正输入端通过开关S6f接电容C4的正极板；以及一或门OR，其两个输入端分别连接所述比较器COMP1和COMP2的输出端。优选地，所述电容C1和C3的电容值相同，所述电容C2和C4的电容值相同。优选地，所述电阻R1和R6的阻值相同，所述电阻R2和R5的阻值相同，所述电阻R3和R4的阻值相同。优选地，所述开关S1a～S6f与一控制器连接。通过采用上述技术方案，本专利技术相对现有技术具有如下有益效果：(1)本专利技术霍尔传感开关检测磁场南极和北极时共用一个霍尔元件和一个放大器，与现有技术使用两个霍尔元件和两个放大器的方案一相比，减少了一个霍尔元件和一个放大器，将大大降低芯片的功耗和面积。(2)本专利技术采用两个比较器同时对北极和南极磁场强度进行并行比较判断，与现有技术需要两个检测周期的方案二相比，本专利技术的检测时间可以减半，从而大大提高传感器的检测速度。(3)两个比较器磁滞的设定采用公用的电阻实现，相对于方案一，芯片面积、功耗也均有降低。附图说明图1为现有技术实现全极性霍尔传感器开关的方案一的电路原理图；图2为现有技术实现全极性霍尔传感器开关的方案二的电路原理图；图3为本专利技术全极性霍尔传感器开关的电路原理图；图4为本专利技术磁场极性检测的仿真波形图。具体实施方式下面结合附图，给出本专利技术的较佳实实例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。如图3所示，本专利技术全极性霍尔传感器开关，包括依次连接的一霍尔元件101、一放大采样电路102、一电压阈值设置电路103和一判断逻辑电路104。其中，放大采样电路101包括：一放大器AMP，其两个输入端分别接霍尔元件的两个输出端；一电容C1，其上极板通过开关S1a接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1b接放大器AMP的负输出端；以及一电容C3，其上极板通过开关S1c接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1d接放大器AMP的负输出端。电压阈值设置电路103包括：一电容C2，其上极板通过开关S6a接电容C1的上极板，下极板通过开关S6b接电容C1的下极板；一电容C4，其上极板通过开关S6c接电容C3的上极板，下极板通过开关S6d接电容C3的下极板；以及依次串联在电源端VDD与地之间的电阻R1～R6，其中电阻R1和R2的连接点通过一开关S2接电容C2的的上极板，电阻R2和R3的连接点通过一开关S3接电容C2的的上极板，电阻R3和R4的连接点分别接电容C2和C4的的下极板,电阻R4和R5的连接点通过一开关S4接电容C4的的上极板，电阻R5和R6的连接点通过一开关S5接电容C4的的上极板。判断逻辑电路104包括：一比较器COMP1，其正输入端接电阻R3和R4的连接点，负输入端通过开关S6e接电容C2的正极板；一比较器COMP2，其负输入端接电阻R3和R4的连接点，正输入端通过开关S6f接电容C4的正极板；以及一或门OR，其两个输入端分别连接比较器COMP1和COMP2的输出端。下面对本实施例的电路进一步详细描述：霍尔元件101负责感应所处环境的磁场强度，并输出相应的霍尔电压到放大采样电路102中放大器AMP的两个输入端；放大采样电路102负责将微弱的霍尔电压放大，并将放大后的霍尔电压存入电容C1、C3，则C1、C3存入了当前磁场对应的霍尔电压信息；电压阈值设置电路103负责设置电压阈值：通过设置不同电阻所分电压存入C2、C4，则C2、C4存入了设定的电压阈值；判断逻辑电路104负责将放大采样电路102存储的环境磁场对应的霍尔电压信息与电压阈值设置电路103设置的电压阈值进行比较，通过比较器COMP1、COMP2判断当前磁场是否达到设定阈值，最后将判断结果通过或门OR输出。本实施例全极性霍尔传感器开关的具体工作步骤如下：首先将开关S1a～S1d闭合，进入采样阶段，将霍尔元件101感应出的微弱霍尔电压经过增益放大器AMP放大后，存储在电容C1和C3中。同时根据OUT_N的当前状态决定S2、S3两个开关中的一个闭合：当OUT_N为低电平时，S2闭合，从而将比较器COMP1翻转时对应的磁场值设置为BOPN，通过电阻R2、R3所分压降，使C2存入电压为磁场阈值BOPN对应的电压VBOP_N；当OUT_N为高电平时，S3闭合，从而将比较器COMP1翻转时对应的磁场值设置为BRPN，通过电阻R3所分压降，C2存入电压为磁场阈值BRPN对应的电压VBRP_N。其中S2、S3分别闭合时，通过电阻分压，C2两端电压分别被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全极性霍尔传感器开关，其特征在于，包括：一霍尔元件，其感应环境磁场并输出相应的霍尔电压；一放大采样电路，其放大所述霍尔电压，并将放大后的霍尔电压进行存储；一电压阈值设置电路，其产生两个电压阈值；以及一判断逻辑电路，其分别比较存储的所述霍尔电压与两个所述电压阈值的大小，并将两组比较结果信号进行相或后输出。

【技术特征摘要】
1.一种全极性霍尔传感器开关，其特征在于，包括：一霍尔元件，其感应环境磁场并输出相应的霍尔电压；一放大采样电路，其放大所述霍尔电压，并将放大后的霍尔电压进行存储；一电压阈值设置电路，其产生两个电压阈值；以及一判断逻辑电路，其分别比较存储的所述霍尔电压与两个所述电压阈值的大小，并将两组比较结果信号进行相或后输出。2.根据权利要求1所述的全极性霍尔传感器开关，其特征在于，所述放大采样电路包括：一放大器AMP，其两个输入端分别接所述霍尔元件的两个输出端；一电容C1，其上极板通过开关S1a接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1b接放大器AMP的负输出端；以及一电容C3，其上极板通过开关S1c接放大器AMP的正输出端，下极板通过开关S1d接放大器AMP的负输出端。3.根据权利要求2所述的全极性霍尔传感器开关，其特征在于，所述电压阈值设置电路包括：一电容C2，其上极板通过开关S6a接电容C1的上极板，下极板通过开关S6b接电容C1的下极板；一电容C4，其上极板通过开关S6c接电容C3的上极板，下极板通过开关S6d接电容C3的下极板；以及依次串联在电源端与地之间的电阻R1～R6，其中电阻R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海灿瑞科技股份有限公司，浙江恒拓电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31