本发明专利技术公开了一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路，包括激励线圈、第一至第四霍尔器件、旋转电流开关、前置放大器、解调滤波电路、积分器和电压电流转换电路；激励线圈用于产生片上差模磁场；第一和第二霍尔器件用于感知差模磁场，第三和第四霍尔器件用于感知共模磁场；电压电流转换电路用于将温度补偿电路的反馈转换成电流，给霍尔器件提供偏置电流；旋转电流开关和解调滤波电路，用于消除失调电压；前置放大器，用于检测和放大霍尔电压信号；积分器，用于构成闭环负反馈回路，积分器内有开关电容电路将双端信号转为单端信号。本发明专利技术通过检测激励线圈的磁场来调整霍尔磁传感器的工作电流，可以有效地抑制霍尔信号调理电路的温度漂移，提高精度。提高精度。提高精度。
【技术实现步骤摘要】
一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路
[0001]本专利技术涉及一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路，属于传感电路
技术介绍
[0002]传感器是现代信息技术和物联网技术的前端核心，其中磁传感器广泛应用于工业、消费电子和汽车电子等重要领域。磁传感器检测磁场的方向和线性变化，将其转化为供系统使用的电压信号。其典型应用有角度传感、位置传感、速度传感和电流传感等。根据原理不同，可以分为霍尔信号调理电路和磁阻传感器两大类，其中基于霍尔效应的霍尔磁敏传感器由于高集成度、高可靠性和宽测量范围，应用更为广泛。
[0003]理想的霍尔输出电压是磁场的线性函数，但实际上霍尔信号调理电路的输出受到诸多非理想因素的干扰，导致霍尔信号调理电路的精度下降。这些非理想因素中包括灵敏度的漂移。温度漂移导致霍尔信号调理电路在不同环境温度下有不同的灵敏度特性，从而导致输出产生较大的误差。因此，如何在不同的环境温度下对霍尔灵敏度进行补偿，是线性霍尔系统设计的一个重点。
[0004]中国专利CN202010446483.3公开了一种霍尔传感器温度漂移补偿电路，但其反馈结构采用数字校准的方法，需要设计额外的数模转换器将数字域的结果转换到模拟信号反馈，不仅占用更大的面积和功耗，而且数模转换器自然地存在失配和量化误差导致结果的误差。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路，通过一个闭环反馈回路来进行温度补偿，通过检测片上的对温度不敏感的恒定差模磁场来实时调成霍尔器件的偏置电流，可以有效地稳定霍尔器件的温度系数，抑制霍尔器件的温度漂移。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0007]一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路，所述霍尔信号调理电路包括：温度补偿电路、霍尔检测电路以及电压电流转换电路；所述温度补偿电路包括激励线圈、第一霍尔器件、第二霍尔器件、第一旋转电流开关、第一前置放大器、第一解调滤波电路和积分器；所述霍尔检测电路包括第三霍尔器件、第四霍尔器件、第二旋转电流开关、第二前置放大器、第二解调滤波电路和输出级；
[0008]所述电压电流转换电路的输入为所述温度补偿电路的积分器的输出，用于将温度补偿电路的反馈转换成电流，给第一霍尔器件、第二霍尔器件、第三霍尔器件和第四霍尔器件提供偏置；第一霍尔器件、第二霍尔器件、第三霍尔器件和第四霍尔器件使用相同的电流进行偏置；第一旋转电流开关、第二旋转电流开关的输入分别连接电压电流转换电路的输出；
[0009]所述激励线圈上通过恒定的电流，并先后经过第一霍尔器件和第二霍尔器件，激
励线圈以顺时针方式经过第一霍尔器件，以逆时针方式经过第二霍尔器件；所述第一旋转电流开关分为第一相位和第二相位，在第一相位内，第一旋转电流开关流出的电流分别从第一霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第一霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压，并且在第一相位内，第一旋转电流开关流出的电流分别从第二霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第二霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压；第一霍尔器件产生正霍尔电压的端口与第二霍尔器件产生正霍尔电压的端口相连，第一霍尔器件产生负霍尔电压的端口与第二霍尔器件产生负霍尔电压的端口相连；第二相位和第一相位反相；正霍尔电压经第一旋转电流开关接入第一前置放大器的正向输入端，负霍尔电压经第一旋转电流开关接入第一前置放大器的反向输入端，第一前置放大器的输出端接第一解调滤波电路的输入端，第一解调滤波电路的输出端接积分器的反向输入端，积分器的正向输入端接外部参考电压；
[0010]所述第二旋转电流开关分为第一相位和第二相位，在第一相位内，第二旋转电流开关流出的电流分别从第三霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第三霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压，并且在第一相位内，第二旋转电流开关流出的电流分别从第四霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第四霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压；第三霍尔器件产生正霍尔电压的端口与第四霍尔器件产生正霍尔电压的端口相连，第三霍尔器件产生负霍尔电压的端口与第四霍尔器件产生负霍尔电压的端口相连；第二相位和第一相位反相；正霍尔电压经第二旋转电流开关接入第二前置放大器的正向输入端，负霍尔电压经第二旋转电流开关接入第二前置放大器的反向输入端，第二前置放大器的输出端接解第二调滤波电路的输入端，第二解调滤波电路的输出端接输出级。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述积分器采用模拟有源积分器，所述模拟有源积分器包括运算放大器、积分电容和开关电容电路；所述积分器的输入为双端口差分信号，双端口差分信号经开关电容电路转换为单端信号，单端信号连接运算放大器的反向输入端，所述积分电容一端接运算放大器的输出端，另一端接运算放大器的反向输入端，运算放大器的正向输入端接外部参考电压。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述开关电容电路包括电容以及第一至第四开关，积分器的输入信号正端依次经第一开关和第二开关后接入运算放大器的反向输入端，积分器的输入信号负端依次经第三开关和第四开关后接地，电容一端接第一开关和第二开关之间，另一端接第三开关和第四开关之间，第一开关和第三开关位于同一相位，第二开关和第四开关位于同一相位。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述输出级采用甲乙类输出方式输出。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一霍尔器件、第二霍尔器件、第三霍尔器件和第四霍尔器件的材质和版图均相同。
[0015]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0016]1、本专利技术使用积分器来进行反馈，避免使用数字电路，减小了数字电路造成的噪声和量化误差，也减少了双向计数器、数模转换器等模块，也避免了数模转换过程造成的失配。
[0017]2、本专利技术通过调整霍尔器件一A和B的连接关系，自然地输出差分霍尔信号，在温
度补偿电路中，只需要一个前置放大器来放大霍尔电压信号，运放的失配被斩波解调消除，后续不会引入额外的失配。
[0018]3、本专利技术霍尔读出电路结果匹配性更强，且避免了后续的运放和减法器电路产生的失配，同时面积和功耗更低，匹配和噪声更好。
附图说明
[0019]图1是本专利技术带有温度补偿的霍尔信号调理电路的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术电路结构中的负反馈回路的结构示意图；
[0021]图3是本专利技术中霍尔连接关系的一种示例。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的实施例。虽然附图中显示了本专利技术的某些实施例，然而应当理解的是，本专利技术可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限制于这里所阐释的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本专利技术。应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有温度补偿的霍尔信号调理电路，其特征在于，所述霍尔信号调理电路包括：温度补偿电路、霍尔检测电路以及电压电流转换电路；所述温度补偿电路包括激励线圈、第一霍尔器件、第二霍尔器件、第一旋转电流开关、第一前置放大器、第一解调滤波电路和积分器；所述霍尔检测电路包括第三霍尔器件、第四霍尔器件、第二旋转电流开关、第二前置放大器、第二解调滤波电路和输出级；所述电压电流转换电路的输入为所述温度补偿电路的积分器的输出，用于将温度补偿电路的反馈转换成电流，给第一霍尔器件、第二霍尔器件、第三霍尔器件和第四霍尔器件提供偏置；第一霍尔器件、第二霍尔器件、第三霍尔器件和第四霍尔器件使用相同的电流进行偏置；第一旋转电流开关、第二旋转电流开关的输入分别连接电压电流转换电路的输出；所述激励线圈上通过恒定的电流，并先后经过第一霍尔器件和第二霍尔器件，激励线圈以顺时针方式经过第一霍尔器件，以逆时针方式经过第二霍尔器件；所述第一旋转电流开关分为第一相位和第二相位，在第一相位内，第一旋转电流开关流出的电流分别从第一霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第一霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压，并且在第一相位内，第一旋转电流开关流出的电流分别从第二霍尔器件一对角的两端流入流出，并分别在第二霍尔器件另外一对角的两端产生正霍尔电压和负霍尔电压；第一霍尔器件产生正霍尔电压的端口与第二霍尔器件产生正霍尔电压的端口相连，第一霍尔器件产生负霍尔电压的端口与第二霍尔器件产生负霍尔电压的端口相连；第二相位和第一相位反相；正霍尔电压经第一旋转电流开关接入第一前置放大器的正向输入端，负霍尔电压经第一旋转电流开关接入第一前置放大器的反向输入端，第一前置放大器的输出端接第一解调滤波电路的输入端，第一解调滤波电路的输出端接积分器的反向输入端，积分器的正向输入端接外部参考电压；所述第二旋转电流开关分为第一相位和第二相位，在第一相位内，第二旋转电流开关流出的电流分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佳琦，刘琦，杨建，
申请(专利权)人：南京芯惠半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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