【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及霍尔传感器领域，具体涉及一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法及电路。
技术介绍
1、在霍尔传感器中，为了消除霍尔元件自身的失配和低频噪声对霍尔传感器输出的影响，通常会采用霍尔电流旋转技术。这种技术是指通过在霍尔元件的对角两端子之间依次施加霍尔偏置电压或偏置电流，并同时检测与之正交的另外两个端子间产生的霍尔感应电压，以表征与霍尔元件垂直的磁场磁通密度。霍尔电流旋转技术本质上为一种斩波稳定技术，霍尔电流旋转频率/斩波频率与霍尔传感器的带宽成正比。然而，随着霍尔传感器高速化的趋势，霍尔电流旋转频率也在不断提高，从而增加了霍尔元件自身的寄生电阻和寄生电容引起的延时影响。
2、霍尔电流旋转技术可采用不同相位旋转（例如2/4/8/16相位），此处以2相旋转为例作为说明。图1为2相旋转的霍尔电流旋转示意图。图2为图1所示的霍尔元件上端子a-d的电压以及霍尔元件感应出的电压的波形图。其中，vsense为霍尔元件感应出的电压，称为霍尔感应电压，该霍尔感应电压与垂直于霍尔元件的磁场的磁通密度呈正比。然而，在实际情况中，霍尔元件存在寄生电阻r和寄生电容c，如图3所示，它们形成时间常数τ=rc。在每次电流发生旋转（开关切换）后，vsense误差从（vhi-vlo-vh）以指数形式逐渐收敛到0，其中vh为理想情况下的霍尔感应电压。实际上，霍尔元件的寄生电阻和寄生电容构成一个一阶低通网络，每次电流旋转时，霍尔元件各端子的电压实际呈现一阶系统的阶跃响应特性，每次电流旋转后霍尔元件四个端子需要经历一定时间才能达到新的稳定态。结合图
3、当霍尔电流旋转频率较低时，有足够的时间使误差衰减到可以忽略的范围。但随着霍尔电流旋转频率越来越高，在一个开关周期结束时，残余的误差将变大而不可忽略，如此，导致这部分残余的误差与霍尔元件感应到的霍尔感应电压无法区分的问题，并最终会成为霍尔传感器输出的误差，从而影响霍尔传感器的输出信号的准确度。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法及电路，通过在预设时间段内引入第一预设电压及第二预设电压，以减小霍尔元件在电流旋转开关周期结束时的残余误差。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，应用于霍尔元件，其中所述霍尔元件包括偏置输入端子和感应输出端子，所述方法包括：
3、霍尔电流开始旋转相位时, 通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压；其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配；并
4、确定所述偏置输入端子的偏置类型，其中所述偏置类型为电流偏置时，通过在所述预设时间段内，对所述偏置输入端子施加第二预设电压，使所述偏置输入端子的电压从第二当前稳态电压快速转化为第二新稳态电压；其中，所述第二新稳态电压与所述第二预设电压相匹配。
5、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
6、进一步，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配中，具体包括：
7、若所述第一感应输出端子的第一当前稳态电压为高稳态电压，相应所述第二感应输出端子的第一当前稳态电压为低稳态电压，则霍尔电流开始旋转相位时，通过在所述预设时间段内，对所述第一感应输出端子和所述第二感应输出端子同时施加中间稳态电压，使所述第一感应输出端子的电压从所述高稳态电压快速转换为所述第一新稳态电压，及使所述第二感应输出端子的电压从所述低稳态电压快速转换为所述第一新稳态电压；其中，所述第一新稳态电压与所述中间稳态电压相匹配。
8、进一步，对所述第一感应输出端子和所述第二感应输出端子同时施加中间稳态电压中，具体包括：
9、采用第一开关，在所述预设时间段内，将所述第一感应输出端子与所述第二感应输出端子短接。
10、进一步，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配中，具体包括：
11、若所述第一感应输出端子的所述第一当前稳态电压为中间稳态电压，相应所述第二感应输出端子的第一当前稳态电压为中间稳态电压，则霍尔电流开始旋转相位时，通过在所述预设时间段内，对所述第一感应输出端子施加高稳态电压，同时对所述第二感应输出端子施加低稳态电压，使所述第一感应输出端子的电压从所述中间稳态电压快速转换为所述第一新稳态电压，及使所述第二感应输出端子的电压从所述中间稳态电压快速转换为所述第一新稳态电压；其中，所述第一感应输出端子的所述第一新稳态电压与所述高稳态电压相匹配；所述第二感应输出端子的所述第一新稳态电压与所述低稳态电压相匹配。
12、进一步，在所述预设时间段内对所述第一感应输出端子施加高稳态电压，同时对所述第二感应输出端子施加低稳态电压中，具体包括：
13、在所述预设时间段内，采用第二开关将所述第一感应输出端子和所述第二感应输出端子共同接入预设共模电压；
14、其中，所述预设共模电压为在霍尔电流旋转相位内所述第一感应输出端子的霍尔感应电压和所述第二感应输出端子的霍尔感应电压的稳态值的平均值。
15、进一步，所述偏置输入端子包括第一偏置输入端子和第二偏置输入端子；确定所述偏置输入端子的偏置类型，其中所述偏置类型为电流偏置时，在所述预设时间段内，对所述偏置输入端子施加第二预设电压，使所述偏置输入端子的电压从第二当前稳态电压快速转化为第二新稳态电压；其中，所述第二新稳态电压与所述第二预设电压相匹配中，具体包括：
16、若所述第一偏置输入端子的第二当前稳态电压为高稳态电压，相应所述第二偏置输入端子的第二当前稳态电压为低稳态电压时，通过在所述预设时间段内，对所述第一偏置输入端子和所述第二偏置输入端子同时施加中间稳态电压，使所述第一偏置输入端子的电压从所述高稳态电压快速转换为所述第二新稳态电压，及使所述第二偏置输入端子的电压从所述低稳态电压快速转换为所述第二新稳态电压；其中，所述第二新稳态电压与所述中间稳态电压相匹配。
17、进一步，通过在所述预设时间段内，对所述第一偏置输入端子和所述第二偏置输入端子同时施加中间稳态电压中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，应用于霍尔元件，其中所述霍尔元件包括偏置输入端子和感应输出端子，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；其特征在于，霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配中，具体包括：
3.根据权利要求2所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，对所述第一感应输出端子和所述第二感应输出端子同时施加中间稳态电压中，具体包括：
4.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；其特征在于，霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压
5.根据权利要求4所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，在所述预设时间段内对所述第一感应输出端子施加高稳态电压，同时对所述第二感应输出端子施加低稳态电压中，具体包括：
6.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述偏置输入端子包括第一偏置输入端子和第二偏置输入端子；其特征在于，确定所述偏置输入端子的偏置类型，其中所述偏置类型为电流偏置时，在所述预设时间段内，对所述偏置输入端子施加第二预设电压，使所述偏置输入端子的电压从第二当前稳态电压快速转化为第二新稳态电压；其中，所述第二新稳态电压与所述第二预设电压相匹配中，具体包括：
7.根据权利要求6所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，通过在所述预设时间段内，对所述第一偏置输入端子和所述第二偏置输入端子同时施加中间稳态电压中，具体包括：
8.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述偏置输入端子包括第一偏置输入端子和第二偏置输入端子；其特征在于，确定所述偏置输入端子的偏置类型，其中所述偏置类型为电流偏置时，在所述预设时间段内，对所述偏置输入端子施加第二预设电压，使所述偏置输入端子的电压从第二当前稳态电压快速转化为第二新稳态电压；其中，所述第二新稳态电压与所述第二预设电压相匹配中，具体包括：
9.根据权利要求8所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，通过在所述预设时间段内，对所述第一偏置输入端子施加高稳态电压，同时对所述第二偏置输入端子施加低稳态电压中，具体包括：
10.一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的电路，应用于霍尔元件，其中所述霍尔元件包括偏置输入端子和感应输出端子，其特征在于，所述电路包括：
...【技术特征摘要】
1.一种减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，应用于霍尔元件，其中所述霍尔元件包括偏置输入端子和感应输出端子，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；其特征在于，霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配中，具体包括：
3.根据权利要求2所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，对所述第一感应输出端子和所述第二感应输出端子同时施加中间稳态电压中，具体包括：
4.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，所述感应输出端子包括第一感应输出端子和第二感应输出端子；其特征在于，霍尔电流开始旋转相位时,通过在预设时间段内，对所述感应输出端子施加第一预设电压，使所述感应输出端子的电压从第一当前稳态电压快速转化为第一新稳态电压; 其中，所述第一新稳态电压与所述第一预设电压相匹配中，具体包括：
5.根据权利要求4所述的减小霍尔电流旋转时产生残余误差的方法，其特征在于，在所述预设时间段内对所述第一感应输出端子施加高稳态电压，同时对所述第二感应输出端子施加低稳态电压中，具体包括：
6.根据权利要求1所述的减小霍尔电流旋转时产生...
【专利技术属性】
技术研发人员：郁炜嘉，牛智文，
申请(专利权)人：赛卓电子科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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