一种位置检测磁传感芯片制造技术

本申请公开了一种位置检测磁传感芯片，用于提高集成型磁开关芯片数据采集的精准性。本申请包括：位置检测磁传感芯片包括地管脚GND、使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO和输出管脚OUT；供电模块分别与惠斯通电桥、低失调放大器、第一施密特触发器和时间调整模块连接；第一晶体管分别与惠斯通电桥、低失调放大器、使能逻辑模块EN Logic、地管脚GND连接；低失调放大器分别与第一施密特触发器、惠斯通电桥、使能逻辑模块和时间调整模块连接；第二晶体管分别与时间调整模块、输出管脚OUT、第一施密特触发器和输出管脚OUT连接；使能逻辑模块分别与使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO、时间调整模块连接。模块连接。模块连接。

【技术实现步骤摘要】
一种位置检测磁传感芯片


[0001]本申请实施例涉及磁开关领域，尤其涉及一种位置检测磁传感芯片。

技术介绍

[0002]磁开关，是一种通过磁信号进行开关控制的元器件。磁开关所具备的磁信号具有极强的穿透力，对于常见的障碍物，如塑料、金属、木材、岩石等非导磁材料均能轻易穿透并实现信号的完整传递，且在信号传递过程中不受环境中的尘埃、油污、烟雾、背景光源的影响。上述特性使得磁开关以其独特的优势广泛应用与各类非接触式控制系统中，具体应用涉及军事国防、医疗电子、工业控制、消费电子等多个领域。目前磁开关总的可分为两类：传统的一类是以干簧管、电磁感应线圈为代表的非集成型磁开关，另一类是以霍尔效应器件、磁阻效应器件为核心的磁敏感元件，与微电子工艺相结合开发的集成型磁开关。传统的非集成型磁开关由于存在体积大、寿命短、灵敏度低等缺点，逐渐被集成型磁开关所取代。
[0003]现如今，工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、液位高度等，均需通过变送器将物理量转换成模拟电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。目前工业检测上最广泛采用的是4
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20mA电流变送器，采用电流信号的原因是其不容易受干扰。且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输上百米。在工业应用中，测量设备与控制室或显示设备之间距离可能数十至数百米，出于成本的考虑普遍采用两线制4
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20mA电流变送器。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯；下限没有取0mA的原因是为了能检测断线。正常工作时不会低于4mA，所以被测装置和信号调理电路功耗必须小于4mA，否则变送器无法输出4mA的零电位。
[0004]检测工业蓄水装置中的液位高度，有一些非接触式液位检测方案提出，如雷达液位检测、红外液位检测、超声波液位检测等，但上述方案存在成本高，响应速度慢，灵敏度低且需要定期维护，寿命短的问题。
[0005]传统的低功耗磁开关液位检测方案是使用干簧管，工业蓄水装置内部放置一个具有磁性的浮子，干簧管沿装置壁面等间距级联排布。干簧管检测外界磁场，通过机械运动实现断路，在电学上是理想的开关器件。其结构简单，制作工艺简便，功耗低，在液位检测中应用广泛，但是其也存在精度和灵敏度低，可靠性差，无法满足液位实时高精度检测的问题。
[0006]为改善干簧管液位检测方案的不足，业界提出采用传统的集成型磁开关芯片替代干簧管，集成型磁开关芯片按唤醒－睡眠周期性检测外界磁场,内部定时器设定每次有且仅有一颗芯片处于唤醒状态，可以实现低功耗高精度液位检测。但在应用过程中发现，传统的集成型磁开关芯片内部定时器的时钟频率具有随机性，有概率多个芯片同时处于唤醒状态，也即共频现象。由于级连芯片间无通信功能，所以共频现象无法被消除。共频现象会可能造成GND波动大，端口采样电压V
ADC
被干扰，导致错误上报液位高度，降低集成型磁开关芯片数据采集的精准性。

技术实现思路

[0007]本申请公开了一种位置检测磁传感芯片，用于提高集成型磁开关芯片数据采集的精准性。
[0008]本申请第一方面提供了一种位置检测磁传感芯片，包括：
[0009]惠斯通电桥、低失调放大器、第一施密特触发器、供电模块、时间调整模块、使能逻辑模块EN Logic、第一晶体管NMOS和第二晶体管NMOS；
[0010]位置检测磁传感芯片包括地管脚GND、使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO和输出管脚OUT；
[0011]供电模块分别与惠斯通电桥、低失调放大器、第一施密特触发器和时间调整模块连接；
[0012]第一晶体管NMOS分别与惠斯通电桥、低失调放大器、使能逻辑模块EN Logic、地管脚GND连接；
[0013]低失调放大器分别与第一施密特触发器、惠斯通电桥、使能逻辑模块EN Logic和时间调整模块连接；
[0014]第二晶体管NMOS分别与时间调整模块、输出管脚OUT、第一施密特触发器和输出管脚OUT连接；
[0015]使能逻辑模块EN Logic分别与使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO、时间调整模块连接。
[0016]可选的，时间调整模块包括时钟模块OSC、修调模块Trim TOP；
[0017]时钟模块OSC分别与供电模块、惠斯通电桥、低失调放大器和修调模块Trim TOP连接；
[0018]修调模块Trim TOP分别与输出管脚OUT、第二晶体管NMOS、使能接收管脚TRI连接。
[0019]可选的，修调模块Trim TOP包括低失调比较器、Trim Logic&T_sensor模块、计数器count和时钟启动监听模块；
[0020]低失调比较器分别与Trim Logic&T_sensor模块和计数器count连接；
[0021]时钟模块OSC分别与Trim Logic&T_sensor模块、时钟启动监听模块和计数器count连接；
[0022]使能接收管脚TRI分别与Trim Logic&T_sensor模块和计数器count连接；
[0023]时钟启动监听模块分别与计数器count和输出管脚OUT连接。
[0024]可选的，时钟启动监听模块包括TRIM EN模块和第二施密特触发器；
[0025]TRIM EN模块分别与计数器count、时钟模块OSC和第二施密特触发器连接；
[0026]第二施密特触发器与输出管脚OUT连接。
[0027]可选的，供电模块包括供电电压管脚VCC和参考电压模块VREG；
[0028]供电电压管脚VCC与参考电压模块VREG连接；
[0029]参考电压模块VREG分别与惠斯通电桥、低失调放大器、时间调整模块和第一施密特触发器连接。
[0030]可选的，惠斯通电桥由磁敏元件R1、磁敏元件R2、磁敏元件R3、磁敏元件R4组成；
[0031]磁敏元件R1、磁敏元件R2、磁敏元件R3、磁敏元件R4依次连接组成电桥。
[0032]可选的，磁敏元件R1、磁敏元件R2的接口与低失调放大器连接；
[0033]磁敏元件R3、磁敏元件R4的接口与低失调放大器连接；
[0034]磁敏元件R2、磁敏元件R3的接口与第一晶体管NMOS连接；
[0035]磁敏元件R1、磁敏元件R4的接口分别与供电模块、低失调放大器和时间调整模块连接。
[0036]可选的，磁敏元件R1、磁敏元件R2、磁敏元件R3、磁敏元件R4为Hall磁阻、AMR磁阻、GMR磁阻或者TMR磁阻。
[0037]本申请第一方面提供了一种位置检测磁传感芯片的级联芯片，级联芯片包括MCU模块、集成型磁开关芯片组、电阻R5和第三晶体管NMOS；
[0038]MCU模块包括IN_LH接口和START接口；
[0039]MCU模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置检测磁传感芯片，其特征在于，包括：惠斯通电桥、低失调放大器、第一施密特触发器、供电模块、时间调整模块、使能逻辑模块EN Logic、第一晶体管NMOS和第二晶体管NMOS；所述位置检测磁传感芯片包括地管脚GND、使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO和输出管脚OUT；所述供电模块分别与所述惠斯通电桥、所述低失调放大器、所述第一施密特触发器和所述时间调整模块连接；所述第一晶体管NMOS分别与所述惠斯通电桥、所述低失调放大器、所述使能逻辑模块EN Logic、所述地管脚GND连接；所述低失调放大器分别与所述第一施密特触发器、所述惠斯通电桥、所述使能逻辑模块EN Logic和所述时间调整模块连接；所述第二晶体管NMOS分别与所述时间调整模块、输出管脚OUT、所述第一施密特触发器和所述输出管脚OUT连接；所述使能逻辑模块EN Logic分别与使能接收管脚TRI、使能发送管脚TRO、所述时间调整模块连接。2.根据权利要求1所述的位置检测磁传感芯片，其特征在于，所述时间调整模块包括时钟模块OSC、修调模块Trim TOP；所述时钟模块OSC分别与所述供电模块、所述惠斯通电桥、所述低失调放大器和所述修调模块Trim TOP连接；所述修调模块Trim TOP分别与所述输出管脚OUT、所述第二晶体管NMOS、所述使能接收管脚TRI连接。3.根据权利要求2所述的位置检测磁传感芯片，其特征在于，所述修调模块Trim TOP包括低失调比较器、Trim Logic&T_sensor模块、计数器count和时钟启动监听模块；所述低失调比较器分别与所述Trim Logic&T_sensor模块和所述计数器count连接；所述时钟模块OSC分别与所述Trim Logic&T_sensor模块、所述时钟启动监听模块和所述计数器count连接；所述使能接收管脚TRI分别与所述Trim Logic&T_sensor模块和所述计数器count连接；所述时钟启动监听模块分别与所述计数器count和所述输出管脚OUT连接。4.根据权利要求3所述的位置检测磁传感芯片，其特征在于，所述时钟启动监听模块包括TRIM EN模块和第二施密特触发器；所述TRIM EN模块分别与所述计数器count、所述时钟模块OSC和所述第二施密特触发器连接；所述第二施密特触发器与所述输出管脚OUT连接。5.根据权利要求1所述的位置检测磁传感芯片，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何生生，王为，李泽宏，李勇，
申请(专利权)人：贵州恒芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：