【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了一种具有灵敏度温漂补偿功能的低残余失调的霍尔磁传感器及信号调理电路和方法，属于磁传感器。
技术介绍
1、硅基霍尔传感器由于具有低成本、高集成度、高可靠性以及小型化等优点被广泛应用于汽车电子、医疗器械以及工业控制等领域。然而硅基霍尔传感器存在着磁场灵敏度低和失调严重的问题，为了消除霍尔器件的失调和噪声，通常采用动态旋转电流失调消除技术。传统的二相旋转电流失调消除技术不能有效消除霍尔器件的失调，残余失调会较大，因此采用四相旋转电流失调消除技术。目前霍尔传感器通常采用四相旋转电流电路配合斩波放大器的信号调理方案，最后经过低通滤波器输出霍尔信号。但是由于使用斩波技术在解调霍尔信号的时候，存在开关导通关闭过程中产生的尖峰脉冲，并且无法被低通滤波器完全消除，会造成霍尔传感器输出霍尔电压的纹波比较大、残余失调高，影响了霍尔传感器检测磁场的精度。此外，霍尔器件的磁场灵敏度还会随着温度发生明显变化，导致霍尔传感器输出的霍尔电压也随着温度发生显著的变化。传统的磁场灵敏度温漂补偿方法对霍尔器件注入补偿偏置电流来抵消霍尔器件灵敏度的漂移，但是该方法只是一阶温度补偿，其灵敏度温漂补偿能力有限。本专利技术针对目前主流霍尔传感器电路方案中存在残余失调大、灵敏度漂移大等问题，提出了一种低温漂低残余失调的霍尔传感器及实现方法。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为了克服霍尔传感器电路方案中存在残余失调大、灵敏度漂移大等问题，本专利技术提出了一种低温漂低残余失调的霍尔传感器及实现方法，
2、一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，包括四相动态旋转电流调制电路、前端电压放大电路、全差分相关双采样解调电路、低通滤波器、灵敏度温漂补偿电路、时钟产生电路。进一步所述的四相动态旋转电流调制电路输出端口vo1、vo2、vo3、vo4分别连接前端电压放大电路输入端口vi1、vi2、vi3、vi4，前端电压放大电路输出端口vio1、vio2分别连接全差分相关双采样解调电路输入端口vi_cds1、vi_cds2，全差分相关双采样解调电路输出端口vo_cds1、vo_cds2分别连接低通滤波器输入端口vi_lpe1、vi_lpe2，低通滤波器输出端口vout_p、vout_n分别连接灵敏度温漂补偿电路输入端口vi_tc1、vi_tc2，灵敏度温漂补偿电路输出端口vo_tc1、vo_tc2分别连接全差分相关双采样解调电路输入端口vi_cds3、vi_cds4，时钟产生电路输出端口q1～q5分别连接四相动态旋转电流调制电路时钟输入端口clk1～clk5，时钟产生电路输出端口q6～q8分别连接前端电压放大电路时钟输入端口clk6～clk8，时钟产生电路输出端口q9～q12分别连接全差分相关双采样解调电路时钟输入端口clk9～clk12。
3、所述的四相动态旋转电流调制电路包括两个结构相同的旋转电流电路(cs1和cs2)。进一步的，旋转电流电路cs1包含16个nmos管m1～m16、一个霍尔器件x1、两个开关k1和k2、一个偏置电流源ibias。其中开关k1和k2连接时钟信号输入端口clk5，nmos管m1、m2、m3、m4的漏极共同连接偏置电流源ibias输出端口，偏置电流源ibias输入端口连接电压源vdd，nmos管m1、m2、m3、m4的源极分别连接霍尔器件x1的a端口、b端口、d端口、c端口，nmos管m1、m2、m3、m4的栅极分别依次连接时钟信号输入端口clk1、clk2、clk4、clk3，nmos管m5、m6、m7、m8的源极共同连接gnd，nmos管m5、m6、m7、m8的漏极分别依次连接霍尔器件x1的a端口、b端口、d端口、c端口，nmos管m5、m6、m7、m8的栅极分别依次连接时钟信号输入端口clk3、clk4、clk2、clk1，nmos管m9、m10、m11、m12的源极共同连接开关k1的一个端口，开关k1另外一个端口连接输出端口vo1，nmos管m9、m10、m11、m12的漏极分别依次连接霍尔器件x1的c端口、a端口、d端口、b端口，nmos管m9、m10、m11、m12的栅极分别依次连接时钟信号输入端口clk4、clk2、clk1、clk3，nmos管m13、m14、m15、m16的源极共同连接开关k2的一个端口，开关k2另外一个端口连接输出端口vo2，nmos管m13、m14、m15、m16的漏极分别依次连接霍尔器件x1的d端口、b端口、c端口、a端口，nmos管m13、m14、m15、m16的栅极分别依次连接时钟信号输入端口clk3、clk1、clk2、clk4，所有16个nmos管m1～m16的衬底接地。进一步的，旋转电流电路cs2包含16个nmos管m1～m16、一个霍尔器件x2、两个开关k3和k4、一个偏置电流源ibias，旋转电流电路cs2电路的连接关系和旋转电流电路cs1电路的连接关系相同。进一步的，旋转电流电路cs1中的霍尔器件x1和旋转电流电路cs2中的霍尔器件x2分别检测的磁场大小相同，方向相反。
4、所述的前端电压放大电路由差分差值放大器(dda1)和电压积分放大电路构成。差分差值放大器(dda1)同相输出端口vdda_1连接电压积分放大电路的输入端口vo1，差分差值放大器(dda1)反相输出端口vdda_2连接电压积分放大电路的输入端口vo2，电压积分放大电路包含两个相同的运算放大器opa，电阻r1～r4，电容c0，电容c1，开关k5～开关k10。其中开关k5、k6、k7分别连接时钟信号clk8、clk6、clk7，开关k8、k9、k10分别连接时钟信号clk7、clk6、clk8。输入端口vo1、vo2分别连接电阻r1和电阻r2一个端口，电阻r1另外一端口同时连接电阻r3、电容c0、开关k5一端口，电阻r3另一个端口与开关k7一端口连接，电容c0另一个端口与开关k6一个端口连接，开关k5、开关k6、开关k7的另外一个端口共同连接放大器opa输出端口vio1，电阻r2另外一个端口同时连接电阻r4、电容c1、开关k10一个端口，电阻r4另一个端口与开关k8一个端口连接，电容c1另一个端口与开关k9一个端口连接，开关k8、开关k9、开关k10的另外一个端口共同连接放大器opa输出端口vio2，电压积分放大电路输出端口vio1、vio2分别连接全差分相关双采样解调电路输入端口vi_cds1、vi_cds2。
5、所述的全差分相关双采样解调电路包括运算放大器opa1、电容c2～电容c9、开关k11～开关k20。开关k11、k16连接时钟输入信号端口clk9，开关k12、k13、k17、k18连接时钟输入信号端口clk10，开关k14、k19连接时钟输入信号端口clk11，开关k15、k20连接时钟输入信号端口clk12，vi_cds3输入端口连接开关k11一个端口，开关k11另一个端口与电容c2连接，电容c2另一端口连接opa1运放同相输入端口，vi_cds本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，包括四相动态旋转电流调制电路、前端电压放大电路、全差分相关双采样解调电路、低通滤波器、灵敏度温漂补偿电路、时钟产生电路；
2.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的四相动态旋转电流调制电路包括两个结构相同的旋转电流电路(CS1和CS2)，
3.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的前端电压放大电路由差分差值放大器(DDA1)和电压积分放大电路构成；
4.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的全差分相关双采样解调电路包括运算放大器OPA1、电容C2～电容C9、开关K11～开关K20；
5.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的灵敏度温漂补偿电路包括带隙基准、正温度系数电阻R3和负温度系数电阻R4、调制器、差分差值放大器(DDA2)；
6.一种低温漂低残余失调的霍尔传感器实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述
...【技术特征摘要】
1.一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，包括四相动态旋转电流调制电路、前端电压放大电路、全差分相关双采样解调电路、低通滤波器、灵敏度温漂补偿电路、时钟产生电路；
2.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的四相动态旋转电流调制电路包括两个结构相同的旋转电流电路(cs1和cs2)，
3.根据权利要求1所述的一种低温漂低残余失调的霍尔传感器，其特征在于，所述的前端电压放大电路由差分差值放大器(dda1)和电压积分放大电路构成；
4.根据权利要求1所...
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