用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法技术

本公开的各实施例涉及用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法。提供了用于四相旋转电流霍尔磁场传感器的信号处理电路、相应的方法以及相应的磁场传感器装置。在此，基于第一反馈信号(fb1)和第二反馈信号(fb2)产生校正信号(c)，其中与第二反馈信号(fb2)相比，以较小的信号传播时间提供第一反馈信号(fb1)。

【技术实现步骤摘要】
用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法
本申请涉及用于霍尔传感器的信号处理电路和信号处理方法、以及具有这样的霍尔传感器和信号处理电路的磁场传感器装置。
技术介绍
用于测量磁场的磁场传感器装置用于多种应用中，例如用于探测运动。在这样的应用中，元件的运动引起磁场的变化，磁场的变化然后由磁场传感器装置检测。用于这样的磁场传感器装置中的磁场传感器的类型是霍尔传感器。霍尔传感器在一些实施方案中具有四个连接端，其中在两个连接端上施加偏置电流，并且在另外两个连接端上量取霍尔电压，该霍尔电压的大小与垂直于霍尔传感器的平面的磁场分量有关。为了减小偏移，这样的霍尔传感器在一些实施方案中以所谓的旋转电流技术运行。在该技术中，用于施加偏置电流和用于量取霍尔电压的连接端在不同的运行相中变换，并且然后通过在不同运行相中量取的电压的组合可以计算出偏移，从而减小偏移。在此，使用两相旋转方案和四相旋转方案，其中四相旋转方案通常提供对偏移的较好的减小。在对应于相变换的频率下，这样的技术经常与斩波(Choppen)组合。在此滤波是必要的，以便消除或至少减小输出信号中的具有旋转电流的频率(即，运行相变换的频率)的纹波。对此的常规技术是使用两相反馈回路，然而在例如超过250kHz的高频率下，这可能是不足的。在对于这样高频率的常规解决方案中，在与霍尔传感器耦合的信号路径中使用并联的陷波滤波器级。在该解决方案中，如果磁场快速变化并且因此信号路径的输入信号具有阶跃(Stufe)，则可能会在输出信号中出现采样效应。>
技术实现思路
提供了根据本专利技术的信号处理电路以及根据本专利技术的方法。从属权利要求限定另外的实施形式。根据一个实施例，提供了一种信号处理电路，该信号处理电路包括：组合器，用于接收四相旋转电流霍尔传感器的输出信号和校正信号，并且该组合器用于将输出信号和校正信号组合为经校正的信号；主信号路径，被设置为接收经校正的信号并且输出输出信号；第二信号路径，从主信号路径内的节点分支出来，并且该第二信号路径被设置为提供第一反馈信号，其中第二信号路径具有比主信号路径小的信号传播时间；以及处理设备，被设置为：基于第一反馈信号和作为第二反馈信号的输出信号，来产生用于降低输出信号中的纹波的校正信号。根据另一实施例，提供了一种用于信号处理的方法，该方法包括：提供来自主信号路径的输出端的第二反馈信号，该主信号路径与四相旋转电流霍尔传感器耦合；提供第一反馈信号，该第一反馈信号从主信号路径内的节点导出，其中与第二反馈信号相比，以较小的信号传播时间提供第一反馈信号；以及基于第一反馈信号和第二反馈信号来产生用于霍尔传感器的输出信号的校正信号。以上
技术实现思路
仅用作对于一些实施形式的简短概览并且不应当解读为限制性的。附图说明图1示出了根据一个实施例的磁场传感器装置的框图。图2A和图2B示出了用于说明旋转电流技术的简图。图3示出了根据一个实施例的磁场传感器装置的框图。图4示出了图3的磁场传感器装置中的示例信号。图5示出了根据一个实施例的磁场传感器装置的电路图。图6示出了用于说明根据一些实施例的方法的流程图。图7示出了用于说明如在一些实施例中采用的多路复用的简图。具体实施方式在下文中，参照附图详细地说明不同的实施例。这些实施例仅用于说明，而不应当解读为限制性的。因此，可以在其他实施例中删除所示出的特征(部件、元件、过程等)中的一些特征，和/或通过备选的特征或部件来代替所示出的特征中的一些特征。除了明确示出和描述的特征之外，还可以提供另外的特征，例如，常规地在磁场传感器装置中使用的特征。除非另有说明，否则不同实施例的特征可以相互组合。例如，一些变型、改型和备选方案仅关于一个实施例进行描述，以避免重复，但是还可以用于其他实施例。除非另有说明，否则在下文中描述的连接或耦合涉及电气连接或耦合。这样的电气连接或耦合可以被修改，例如通过提供附加的元件或通过删除元件，只要电气连接或耦合的基本功能(例如，传输信号、传输信息、提供电压或提供电流)未被显著改变。图1示出根据一个实施例的磁场传感器装置，该磁场传感器装置包含根据一个实施例的信号处理电路。作为磁场传感器，图1的磁场传感器装置具有霍尔传感器10。如已经在说明书的开始简短提及的并且如还将在下文中参照图2A和图2B进一步说明的，在具有四相旋转电流技术的实施方案中，霍尔传感器10以旋转电流技术运行。为此使用的电路部件(诸如用于可选择地施加偏置电流到不同连接端的开关、相应的电流源或电压源、以及用于在不同连接端上可选择地量取霍尔电压的开关)可以通过任何常规方式实现，并且因此不再明确示出。霍尔传感器10的输出信号so(即，所量取的霍尔电压或由此导出的信号)被提供到加法器11的第一输入端。在加法器11的第二输入端上供给校正信号c，该校正信号c的产生在下文中进一步描述，并且该校正信号c用于滤除(即，用于消除或至少减小)纹波(也经常称为“Ripples”)。术语“加法器”在此应当理解为如下的元件，该元件组合两个信号，并且(取决于所使用的符号约定)例如还可以将信号相减，并且通常还可以称为组合器。加法器11的以这种方式校正的输出信号k被提供到主信号路径，该主信号路径具有第一放大器级12，紧接着是第二放大器级13。在第二放大器级13的输出端上可以量取输出信号o。应当注意的是，如通过在放大器12与13之间的虚线所标明的，主信号路径也还可以具有另外的位于其间的元件。而且，放大器级12和13仅用作在信号路径中可能的元件的示例，如将在下文中根据示例所说明的，其他部件也是可能的。为了形成校正信号c，在放大器12与放大器13之间量取主信号路径内的第一反馈信号fb1，并且在主信号路径的输出端上量取对应于输出信号o的第二反馈信号fb2。第一反馈信号fb1和第二反馈信号fb2被提供到处理部14。处理部14可以包括数字处理部，针对该数字处理部将反馈信号fb1、fb2数字化。数字化可以借助于跟随和保持电路(Track-and-Hold)或者采样保持电路(Sample-and-Hold)——其后是模数转换器——来实现，其中在此借助于多路复用器还可以将单个这样的电路用于两个反馈信号fb1、fb2。对此的示例随后进一步说明。作为数模转换器可以使用1比特数模转换器。这样的数字处理可以借助于任何如下的部件实现，这样的部件实现信号fb1、fb2的模数转换、对以这种方式转换的信号的数字处理以及对结果的数模转换，以便形成校正信号c。例如，可以使用1比特或多比特模数转换器和数模转换器、信号处理器、逻辑电路、计数器、通用处理器等。在四相旋转电流技术中，第一反馈信号fb1可以由两个连续的相组合，而第二反馈信号fb2通过所有四个相组合，以便形成校正信号c。因为反馈信号fb1在主信号路径内被量取，所以在此，与对于信号fb2而言相比较快速的反馈是可能的，在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号处理电路，包括：/n组合器(11；314；51)，用于接收四相旋转电流霍尔传感器(10；30；50)的输出信号(so)和校正信号(c)，并且所述组合器用于将所述输出信号(so)和所述校正信号(c)组合为经校正的信号(k)；/n主信号路径(31)，被设置为接收经校正的信号(k)并且输出输出信号(o)；/n第二信号路径(311)，从所述主信号路径(31)内的节点分支出来，并且所述第二信号路径被设置为提供第一反馈信号(fb1)，其中所述第二信号路径(311)具有比所述主信号路径(31)小的信号传播时间；以及/n处理设备(14)，被设置为：基于所述第一反馈信号(fb1)和作为第二反馈信号(fb2)的所述输出信号(o)，产生用于降低所述输出信号(so)中的纹波的校正信号(c)。/n

【技术特征摘要】
20191212 DE 102019134077.21.一种信号处理电路，包括：
组合器(11；314；51)，用于接收四相旋转电流霍尔传感器(10；30；50)的输出信号(so)和校正信号(c)，并且所述组合器用于将所述输出信号(so)和所述校正信号(c)组合为经校正的信号(k)；
主信号路径(31)，被设置为接收经校正的信号(k)并且输出输出信号(o)；
第二信号路径(311)，从所述主信号路径(31)内的节点分支出来，并且所述第二信号路径被设置为提供第一反馈信号(fb1)，其中所述第二信号路径(311)具有比所述主信号路径(31)小的信号传播时间；以及
处理设备(14)，被设置为：基于所述第一反馈信号(fb1)和作为第二反馈信号(fb2)的所述输出信号(o)，产生用于降低所述输出信号(so)中的纹波的校正信号(c)。


2.根据权利要求1所述的信号处理电路，其中所述处理设备(14)包括：
模数转换器(38；510)；
数字电路(39；511至514)，用于确定所述校正信号的数字版本；以及
数模转换器(310；515)，用于从所述校正信号的所述数字版本中提供所述校正信号(c)。


3.根据权利要求2所述的信号处理电路，其中所述处理电路包括多路复用设备(36)，所述多路复用设备用于接收所述第一反馈信号(fb1)和所述第二反馈信号(fb2)，并且用于可选择地将所述第一反馈信号(fb1)或所述第二反馈信号(fb2)转发到所述处理设备(14)的后续的部件。


4.根据权利要求3所述的信号处理电路，其中所述处理设备(14)包括连接在所述多路复用设备(36)下游的跟随和保持设备(37)，所述跟随和保持设备的输出端与所述模数转换器(38；510)的输入端耦合。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的信号处理电路，其中所述数字电路(39；511至514)包括：
两相计数器(512)，基于所述第一反馈信号确定所述校正信号的所述数字版本的第一分量；以及
四相计数器(513)，被设置为：基于所述第二反馈信号(fb2)确定所述校正信号的所述数字版本的第二分量；以及
加法部件(514)，被设置为将所述第一分量和所述第二分量合并。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的信号处理电路，其中所述处理设备(14)被设置为：基于所述第一反馈信号(fb1)确定第一偏移分量，并且基于所述第二反馈信号(fb2)确定第二偏移分量，其中所述校正信号基于所述第一偏移分量和所述第二偏移分量。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的信号处理电路，其中所述主信号路径包括：电压/电流转换器(32；52)、连接在所述电压/电流转换器(32)下游的电流域部件(33；55、53)、以及电流/电压转换器(34)，其中所述节点位于所述电压/电流转换器(32)与所述电流/电压转换器(34)之间，并且
其中所述第二信号路径包括另一电流/电压转换器(35)。


8.根据权利要求7所述的信号处理电路，其中所述电流域部件(33、55、53)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泳佳，U·阿拉克里，M·莫茨，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE