【技术实现步骤摘要】
低压传感器系统及其失调消除方法
本专利技术涉及霍尔开关领域，具体涉及一种低压传感器系统及其失调消除方法。
技术介绍
CMOS集成霍尔传感器由于具有成本低、功耗低、集成度高以及抗干扰能力强等众多优点，已经广泛应用于工业控制、汽车、智能仪器仪表和消费电子等领域，实现对磁场的探测。然而CMOS霍尔传感器产生的霍尔电压非常微弱，而系统中又存在较大的失调电压和闪烁噪声，用于消除失调和噪声的信号处理电路的设计显得十分关键。霍尔传感器中的失调主要来源于两方面：霍尔盘的失调电压、信号处理电路的失调电压。和霍尔盘微弱的输出电压相比，霍尔盘的失调电压显得很大，很轻易就可以将霍尔电压淹没，如果要准确地识别霍尔电压，必须采取有效的措施消除霍尔盘的失调电压。在传感器系统中，如果系统工作电压偏低，被放大的直流失调可以轻易地使电路饱和，完全阻断了有用的交流信号，导致霍尔系统功能异常；目前霍尔系统的失调消除方法一般采用如下两种：一是旋转电流法结合采样保持电路；二是斩波技术结合ADC数字反馈失调补偿方法。旋转电流法是利用一只或多只霍尔盘并且周期性的改变供电电压和输出节点方向的方法，结合采样保持电路，消除霍尔系统的失调。但是在系统中，由于前级失调电压会被放大，在低压工作状态下，容易造成运放输出饱和，因此这种结构只适用于电压偏高，且系统增益不是很高的情况。ADC环路补偿消除失调的方法可以很好的消除失调，但其结构复杂，不适应于低成本的消费类产品上。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低压传感器系统及...
【技术保护点】
1.一种低压传感器系统，其特征在于，包括：/n霍尔器件，检测外部磁场信号并将所述磁场信号转换为霍尔电压信号；/n失调消除电路，用于消除所述霍尔电压信号中的失调电压并输出调制信号；/n比较模块，与所述失调消除电路连接，将所述调制信号与参考电压信号进行比较；/n数字处理模块，与所述比较模块连接，根据所述比较模块的比较结果输出控制信号；以及/n输出驱动模块，与所述数字处理模块连接，根据所述控制信号输出驱动信号，/n其中，所述失调消除电路包括：/n放大单元，与所述霍尔器件连接，用于消除所述放大单元自身产生的失调电压并生成放大信号；/n采样保持单元，与所述放大单元连接，用于消除所述放大信号中所述霍尔器件本身的失调电压并进行采样保持，输出所述调制信号；/n时序控制单元，与所述霍尔器件、放大单元和所述采样保持单元连接，提供多个时钟信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种低压传感器系统，其特征在于，包括：
霍尔器件，检测外部磁场信号并将所述磁场信号转换为霍尔电压信号；
失调消除电路，用于消除所述霍尔电压信号中的失调电压并输出调制信号；
比较模块，与所述失调消除电路连接，将所述调制信号与参考电压信号进行比较；
数字处理模块，与所述比较模块连接，根据所述比较模块的比较结果输出控制信号；以及
输出驱动模块，与所述数字处理模块连接，根据所述控制信号输出驱动信号，
其中，所述失调消除电路包括：
放大单元，与所述霍尔器件连接，用于消除所述放大单元自身产生的失调电压并生成放大信号；
采样保持单元，与所述放大单元连接，用于消除所述放大信号中所述霍尔器件本身的失调电压并进行采样保持，输出所述调制信号；
时序控制单元，与所述霍尔器件、放大单元和所述采样保持单元连接，提供多个时钟信号。
2.根据权利要求1所述的低压传感器系统，其特征在于，所述放大单元包括：
第一级放大器单元，与所述霍尔器件连接，用于消除所述第一级放大器单元产生的失调电压并生成放大信号。
3.根据权利要求2所述的低压传感器系统，其特征在于，所述第一级放大器单元包括：第一放大器、第二放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，
所述第一放大器和第二放大器的正相输入端分别连接所述霍尔器件的输出端，所述第一放大器和第二放大器的负相输入端之间接有第三电阻，所述第一电阻连接于所述第一放大器的负相输入端和输出端之间，所述第二电阻连接于所述第二放大器的负相输入端和输出端之间。
4.根据权利要求2所述的低压传感器系统，其特征在于，所述放大单元还包括：
第二级放大器单元，与所述第一级放大器单元和所述采样保持单元连接，用于实现对所述放大信号的增益放大。
5.根据权利要求4所述的低压传感器系统，其特征在于，所述第二级放大器单元包括：第三放大器、第四放大器、第四电阻、第五电阻和第六电阻，
其中，所述第三放大器和第四放大器的正相输入端分别连接所述第一放大器和第二放大器的输出端，所述第一放大器和第二放大器的负相输入端之间接有第六电阻，所述第四电阻连接于所述第三放大器的负相输入端和输出端之间，所述第五电阻连接于所述第四放大器的负相输入端和输出端之间，
所述第三放大器和第四放大器的输出端连接所述采样保持单元，输出放大后的所述放大信号。
6.根据权利要求5所述的低压传感器系统，其特征在于，所述放大单元还包括：
第一电容，连接在所述第一放大器输出端和第三放大器的正相输入端之间；
第二电容，连接在所述第二放大器输出端和第四放大器的正相输入端之间。
7.根据权利要求6所述的低压传感器系统，其特征在于，所述放大单元还包括第一开关至第四开关；
其中，所述第一开关和第二开关串联连接在所述第一放大器和所述第二放大器的正相输入端之间，由所述第一时钟信号控制，所述第一开关和第二开关的中间节点接收预设电压；
所述第三开关和第四开关串联连接在所述第三放大器的正相输入端和所述第四放大器的正相输入端之间，由所述第二时钟信号控制，所述第三开关和所述第四开关的中间节点接收共模输入信号。
8.根据权利要求1所述的低压传感器系统，其特征在于，所述比较模块的正相输入端接收所述参考电压信号，负相输入端连接所述采样保持单元，将所述调制信号与所述参考电压信号进行比较，输出控制信号。
9.根据权利要求6所述的低压传感器系统，其特征在于，所述多个时钟信号包括：第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号、第四时钟信号和第五时钟信号，
其中，所述时序控制单元向所述霍尔器件提供第三时钟信号和第四时钟信号，向所述放大单元提供第一时钟信号和第二时钟信号，向所述采样保持单元提供第三时钟信号、第四时钟信号以及第五时钟信号。
10.根据权利要求9所述的低压传感器系统，其特征在于，在所述第三时钟信号、第四时钟信号和第五时钟信号为低电平，所述第一时钟信号和第二时钟信号为高电平时，获得所述第一级放大器单元产生的失调电压并将其存储在所述第一电容和所述第二电容中。
11.根据权利要求9所述的低压传感器系统，其特征在于，在所述第一时钟信号、第二时钟信号、第四时钟信号和第五时钟信号为低电平，第三时钟信号为高电平时，所述霍尔器件输出第一霍尔电压信号，
所述第一级放大器单元将自身产生的失调电压和所述第一霍尔电压信号输出，与存储在所述第一电容和所述第二电容中的所述失调电压相互抵消，生成第一放大信号并输出到所述采样保持单元。
12.根据权利要求9所述的低压传感器系统，其特征在于，在所述第二时钟信号为低电平，第一时钟信号为高电平时，所述第一级放大器单元为短路状态。
13.根据权利要求11所述的低压传感器系统，其特征在于，在所述第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第五时钟信号为低电平，第四时钟信号为高电平时，所述霍尔器件输出第二霍尔电压信号，
...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚云飞，胡铁刚，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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