霍尔电压积分电路制造技术

本发明专利技术公开了一种霍尔电压积分电路，包含霍尔传感器、放大器以及多组开关和多组电容构成。霍尔传感器输出的初始霍尔感应信号，经过斩波器调制到载波上，利用采样和保持原理，由电容构成的低通滤波器滤除霍尔传感器的失调电压，放大器的失调电压由电容组动态消除；把极其微小的初始霍尔感应信号经过由多组电容及开关组成的斩波器进行调制后再送入仪表放大器的差分输入端，能对微弱的初始霍尔感应电压信号做精准放大，消除霍尔器件失调电压，放大器本身的失调电压对放大信号无影响。整个电路结构紧凑，在保持高精度的同时占用版图面积较小。较小。较小。

【技术实现步骤摘要】
霍尔电压积分电路


[0001]本专利技术涉及电子电路设计领域，特别是指一种将霍尔传感器的感应霍尔电压进行积分放大的霍尔电压积分电路。

技术介绍

[0002]霍尔（hall）传感器是一种磁电转换器，将磁场强度转化为输出电压的变化。霍尔传感器首先是实用于测量磁场，此外还可测量产生和影响磁场的物理量，例如被用于接近开关、霍尔、位置测量、转速测量和电流测量设备。其最简单的形式是，传感器作为一个模拟换能器，直接返回一个电压。在已知磁场下，其距霍尔盘的距离可被设定。使用多组传感器，磁铁的相关位置可被推断出。通过导体的电流会产生一个随电流变化的磁场，并且霍尔效应传感器可以在不干扰电流情况下而测量电流，典型的构造为将其和绕组磁芯或在被测导体旁的永磁体合成一体。
[0003]霍尔器件利用霍尔效应原理，通过VSENSOR+/VSENSOR
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在VIP/VIN上感应出霍尔电压。使用硅基器件，感应霍尔电压很小，需要使用放大器对感应霍尔电压进行放大处理之后才能提供给下一级系统，如图1所示，传统的放大电路利用仪表放大器结构对霍尔电压进行放大后供系统使用。除了使用放大器对感应霍尔电压做放大处理外，由于磁信号普遍频率很低，因此还可以采用积分的方式利用时间来对霍尔信号进行放大。
[0004]随着系统集成的要求，需要把霍尔器件和放大器集成在ASIC上，霍尔器件和放大器的失调电压成为需要消除的不良因素；通常的做法是采用在VIP/VIN和VOP/VON内插2级斩波电路，再用一个低通滤波器把失调电压消除。但是在AISC内集成低通滤波器通常需要消耗大量的面积，提高了芯片的成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种霍尔电压积分电路，保持高精度的同时还可以缩小面积。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所述的一种霍尔电压积分电路，包含霍尔传感器、放大器以及多组开关和多组电容构成；所述的霍尔传感器，感应磁信号并将所述磁信号转换为初始霍尔感应信号；所述的多组开关以及多组电容构成斩波器，位于所述霍尔传感器的下一级，接收霍尔传感器输出的初始霍尔感应信号，对所述初始霍尔感应信号进行调制滤波，再传送至下一级的所述放大器；所述放大器，对调制滤波后的霍尔感应信号进行放大处理，形成最终霍尔感应信号输出。
[0007]进一步地，所述的霍尔传感器，包含有VS1～VS4共4个端口，所述的多组开关包含第一至第十六开关SW1～SW16，所述的多组电容包含CS1/CS2、CP1/CP2、CC1～CC4；其中，所述VS1和VS2通过一组开关SW13和SW14对霍尔器件形成VSENSOR+供电端，
VS3和VS4通过一组开关SW15和SW16对霍尔器件形成VSENSOR
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供电端。
[0008]所述的VS1、VS2还分别通过开关SW9、SW10与电容CS1连接，所述电容CS1的另一端与电容CC1连接，所述电容CC1的另一端与所述放大器的第一输入端连接；所述VS3、VS4分别通过开关SW11、SW12与电容CS2连接，所述电容CS2的另一端与电容CC2的一端连接，电容CC2的另一端与所述放大器的第二输入端连接；所述电容CS1与CC1之间形成连接节点AP，开关SW2与电容CP1串联并跨接于节点AP与所述放大器的第一输出端之间；所述电容CS2与CC2之间形成连接节点AN，开关SW6与电容CP2串联并跨接于节点AN与所述放大器的第二输出端之间；端口VCM通过开关SW1连接到所述节点AP，端口VCM通过开关SW5连接到所述节点AN；开关SW8与电容CC4串联后跨接于所述放大器的第二输入端与第二输出端之间；开关SW4与电容CC3串联后跨接于所述放大器的第一输入端与第一输出端之间；端口VCM通过开关SW3连接到所述开关SW4与电容CC3的串联节点，端口VCM通过开关SW7连接到所述开关SW8与电容CC4的串联节点。
[0009]进一步地，所述的电容中，电容CS1与电容CS2的电容值相等，电容CP1与电容CP2的电容值相等，电容CC1～CC4的电容值均相等。
[0010]进一步地，所述的多个开关SW1～SW16由外部提供的两相时钟信号来控制它们的打开与闭合，控制方式如下：在两相时钟信号为相位1的状态下：SW1、SW4、SW5、SW8、SW10、SW12、SW14、SW16呈闭合状态，其余的开关为打开状态；在两相时钟信号为相位2的状态下：SW2、SW3、SW6、SW7、SW9、SW11、SW13、SW15闭合状态，其余的开关为打开状态。
[0011]进一步地，所述的霍尔传感器，其输出的初始霍尔感应信号，经过斩波器调制到载波上，利用采样和保持原理，由CS1/CP1、CS2/CP2构成一个低通滤波器滤除霍尔传感器的失调电压，放大器的失调电压由CC1～CC4动态消除；利用时间把极其微小的初始霍尔感应信号进行放大处理，因此在保持高精度的同时还可以缩小面积。
[0012]进一步地，所述的放大器为仪表放大器。
[0013]本专利技术所述的霍尔电压积分电路，将霍尔传感器输出的微弱的初始霍尔感应电压信号经过由多组电容及开关组成的斩波器进行调制后再送入仪表放大器的差分输入端，能对微弱的初始霍尔感应电压信号做精准放大，消除霍尔器件失调电压，放大器本身的失调电压对放大信号无影响。整个电路结构紧凑，占用版图面积较小。
附图说明
[0014]图1 是现有的放大电路利用仪表放大器结构对霍尔电压进行放大后供系统使用。
[0015]图2 是本专利技术霍尔电压积分电路的结构图。
[0016]图3 是本专利技术电路在时钟相位1时的状态示意图。
[0017]图4 是本专利技术电路在时钟相位2时的状态示意图。
实施方式
[0018]以下结合附图给出本专利技术的具体实施方式，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，但本专利技术不限于以下的实施方式。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在
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上”、“与
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相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
…
上”、“与
…
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种霍尔电压积分电路，其特征在于：包含霍尔传感器、放大器以及多组开关和多组电容构成；所述的霍尔传感器，感应磁信号并将所述磁信号转换为初始霍尔感应信号；所述的多组开关以及多组电容构成斩波器，位于所述霍尔传感器的下一级，接收霍尔传感器输出的初始霍尔感应信号，对所述初始霍尔感应信号进行调制滤波，再传送至下一级的所述放大器；所述放大器，对调制滤波后的霍尔感应信号进行放大处理，形成最终霍尔感应信号输出。2.如权利要求1所述的霍尔电压积分电路，其特征在于：所述的霍尔传感器，包含有VS1～VS4共4个端口，所述的多组开关包含第一至第十六开关SW1～SW16，所述的多组电容包含CS1/CS2、CP1/CP2、CC1～CC4；其中，所述VS1和VS2分别通过开关SW14和SW13对霍尔器件形成VSENSOR+供电端，VS3和VS4分别通过开关SW16和SW15对所述的霍尔传感器形成VSENSOR
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供电端；所述的VS1、VS2还分别通过开关SW9、SW10与电容CS1连接，所述电容CS1的另一端与电容CC1连接，所述电容CC1的另一端与所述放大器的第一输入端连接；所述VS3、VS4分别通过开关SW11、SW12与电容CS2连接，所述电容CS2的另一端与电容CC2的一端连接，电容CC2的另一端与所述放大器的第二输入端连接；所述电容CS1与CC1之间形成连接节点AP，开关SW2与电容CP1串联并跨接于节点AP与所述放大器的第一输出端之间；所述电容CS2与CC2之间形成连接节点AN，开关SW6与电容CP2串联并跨接于节点AN与所述放大器的第二输出端之间；端口信号VCM通过开关SW1连接到所述节点AP，端口信号VCM通过开关SW5连接到所述节点AN；开关SW8与电容CC4串联后跨接于所述放大器的第二输入端与第二输出端之间；开关SW4与电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：左卫松，
申请(专利权)人：松励微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：