本发明专利技术涉及一种系统(100)，其包含第一放大器(124)及耦合到所述第一放大器(124)的第一霍尔传感器群组(115)。所述系统(100)包含第二放大器(126)及耦合到所述第二放大器(126)的第二霍尔传感器群组(119)，其中所述第二霍尔传感器群组(119)包含旋转霍尔群组。所述系统(100)包含第一解调器(130)，其中所述第一解调器(130)输入经耦合到所述第一放大器(124)输出。所述系统(100)包含第二解调器(132)，其中所述第二解调器(132)输入经耦合到所述第二放大器(126)输出。所述系统(100)还包含减法器(134)，第一减法器(134)输入耦合到所述第一解调器(130)输出且第二减法器(134)输入耦合到所述第二解调器(132)输出。所述系统(100)包含耦合到所述减法器(134)输出及所述第一放大器(124)的第二输入的滤波器(138)及耦合到所述减法器(134)输出的校准模块(142)。减法器(134)输出的校准模块(142)。减法器(134)输出的校准模块(142)。
【技术实现步骤摘要】
霍尔传感器模拟前端
技术介绍
[0001]霍尔传感器(或霍尔效应传感器)测量磁场的量值。霍尔传感器通常包含导电材料的条带或板，其中电流流过所述板。响应于板被定位于磁场中使得场的分量垂直于板，输出电压(例如霍尔电压)在板内产生。霍尔传感器的输出电压与通过霍尔传感器的磁场强度成正比例。
技术实现思路
[0002]在至少一个实例中，一种系统包含具有第一放大器输出及第一及第二输入的第一放大器。所述系统包含耦合到所述第一放大器的所述第一输入的第一霍尔传感器群组。所述系统包含具有第二放大器输出及第三输入的第二放大器。所述系统还包含耦合到所述第三输入的第二霍尔传感器群组，其中所述第二霍尔传感器群组包含旋转霍尔群组。所述系统包含具有第一解调器输出及第一解调器输入的第一解调器，所述第一解调器输入耦合到所述第一放大器输出。所述系统还包含具有第二解调器输出及第二解调器输入的第二解调器，所述第二解调器输入耦合到所述第二放大器输出。所述系统包含具有减法器输出及第一及第二减法器输入的减法器，所述第一减法器输入耦合到所述第一解调器输出，且所述第二减法器输入耦合到所述第二解调器输出。所述系统还包含耦合到所述减法器输出及所述第一放大器的所述第二输入的滤波器及耦合到所述减法器输出的校准模块。
[0003]在至少一个实例中，一种系统包含经配置以响应于外加磁场而提供第一霍尔传感器信号的第一霍尔传感器群组。所述系统还包含经配置以响应于所述外加磁场而提供第二霍尔传感器信号的第二霍尔传感器群组，其中所述第二霍尔传感器群组包含旋转霍尔群组。所述系统包含耦合到所述第一霍尔传感器群组且经配置以响应于所述第一霍尔传感器信号而提供第一经放大信号的第一放大器。所述系统还包含耦合到所述第二霍尔传感器群组且经配置以响应于所述第二霍尔传感器信号而提供第二经放大信号的第二放大器。所述系统包含耦合到所述第一放大器且经配置以响应于所述第一经放大信号而提供第一经解调信号的第一解调器。所述系统还包含耦合到所述第二放大器且经配置以响应于所述第二经放大信号而提供第二经解调信号的第二解调器。所述系统包含耦合到所述第一解调器及所述第二解调器且经配置以响应于所述第一经解调信号与所述第二经解调信号之间的差而提供经减去输出信号的第三放大器。所述系统还包含耦合到所述第三放大器的输出且经配置以响应于所述经减去输出信号而将偏移校正信号提供到所述第一放大器的滤波器。所述系统包含耦合到所述第三放大器的所述输出且经配置以响应于所述经减去输出信号而提供校准信号的校准模块，其中所述校准信号经配置以校准耦合到所述第一霍尔传感器群组的偏压电流源。
[0004]在至少一个实例中，一种系统包含经配置以响应于来自第一霍尔传感器群组的第一霍尔传感器信号而提供第一经放大信号的第一放大器。所述系统包含经配置以响应于来
自第二霍尔传感器群组的第二霍尔传感器信号而提供第二经放大信号的第二放大器。所述系统还包含耦合到所述第一放大器且经配置以响应于所述第一经放大信号而提供第一经解调信号的第一解调器。所述系统包含耦合到所述第二放大器且经配置以响应于所述第二经放大信号而提供第二经解调信号的第二解调器。所述系统还包含耦合到所述第一解调器及所述第二解调器且经配置以响应于所述第一经解调信号及所述第二经解调信号而提供经减去输出信号的第三放大器。所述系统还包含耦合到所述第三放大器且经配置以响应于所述经减去输出信号而提供偏移校正信号的滤波器，其中所述偏移校正信号经配置以校正所述第一放大器。所述系统包含耦合到所述第三放大器且经配置以响应于所述经减去输出信号而将校准信号提供到耦合到所述第一霍尔传感器群组的偏压电流源的校准模块。所述系统还包含经配置以组合所述第一经放大信号及所述第二经放大信号且经配置以提供输出信号的多路复用器。
[0005]在至少一个实例中，一种方法包含将第一偏压电流提供到第一霍尔传感器群组及将第二偏压电流提供到第二霍尔传感器群组。所述方法包含响应于来自所述第一霍尔传感器群组的第一霍尔传感器信号而提供第一经放大信号。所述方法还包含响应于来自所述第二霍尔传感器群组的第二霍尔传感器信号而提供第二经放大信号。所述方法包含响应于所述第一经放大信号与所述第二经放大信号之间的差而提供经减去输出信号，其中所述经减去输出信号包含偏移校正信号及偏压控制信号。所述方法还包含响应于所述偏移校正信号及响应于所述第一经放大信号而提供经校正霍尔信号。所述方法包含用所述偏压控制信号调整所述第一偏压电流。
附图说明
[0006]图1是根据各个实例的霍尔传感器系统的示意图。
[0007]图2是根据各个实例的霍尔传感器系统中信号的频率图。
[0008]图3是根据各个实例的霍尔传感器系统的示意图。
[0009]图4是根据各个实例的霍尔传感器系统的示意图。
[0010]图5是根据各个实例的霍尔传感器系统的示意图。
[0011]图6是根据各个实例的霍尔传感器系统的示意图。
[0012]图7是根据各个实例的用于操作霍尔传感器的实例方法的流程图。
具体实施方式
[0013]霍尔传感器将磁场转换成电信号(例如输出电压)。霍尔传感器的输出电压与通过霍尔传感器的半导体材料的磁场的强度成正比例。霍尔传感器由于例如失配的制造工艺变化、掺杂变化及不利压电效应而遭受偏移。如果没有磁场存在，那么霍尔传感器的偏移等效于霍尔传感器的电压输出。霍尔传感器的偏移是固有性质，且对单个霍尔传感器来说，通常足够大以掩盖响应于外加电场而发生的霍尔传感器输出信号的电压变化。偏移还可取决于例如温度、封装、应力、变化及老化的因素而漂移。
[0014]霍尔传感器使用四个端子来对外加磁场进行一次测量，但霍尔传感器可具有多于四个端子，如下文描述。对霍尔传感器的端子之间的电阻建模的一种方式是作为在电阻器之间具有失配的惠斯通(Wheatstone)电桥电阻器网络。电阻失配由于工艺变化或装置老化
而发生。由于这些电阻失配，偏移电压出现于霍尔传感器的输出处，即使没有磁场存在。
[0015]霍尔传感器可为一片薄矩形半导体材料。端子经定位于矩形的四个边中的每一者上。霍尔传感器通过将偏压电流从第一端子传输到第二端子来工作，其中第一端子与矩形第二端子相对。如果磁场存在，那么偏压电流及磁场致使潜在差跨第三及第四端子出现，第三及第四端子也彼此相对。因此，第三及第四端子垂直于第一及第二端子。如果霍尔传感器中的电阻匹配，那么跨第三及第四端子出现的电压由外加磁场致使(在其中电阻匹配的理想情况中，没有偏移电压)。然而，由于上述电阻失配，跨第三及第四端子的电压包含由外加磁场致使的电压以及电压偏移。
[0016]数种技术用于解释偏移电压。一种技术是使用旋转电流。如下文描述及各个实例中实施，其它霍尔传感器具有8个、16个或另一数目个端子，尽管一次仅使用4个端子来接收磁场强度的一次测量。关于旋转电流技术，偏压电流又施加于不同端子中的每一者处(针对霍尔传感器上的每个端子，无论存在4个、8个、16个等)，且针对偏压电流到端子的每次施加进行电压测量，如上文描述。在四端子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：第一放大器，其具有第一放大器输出及第一及第二输入；第一霍尔传感器群组，其耦合到所述第一放大器的所述第一输入；第二放大器，其具有第二放大器输出及第三输入；第二霍尔传感器群组，其耦合到所述第三输入，其中所述第二霍尔传感器群组包含旋转霍尔群组；第一解调器，其具有第一解调器输出及第一解调器输入，所述第一解调器输入耦合到所述第一放大器输出；第二解调器，其具有第二解调器输出及第二解调器输入，所述第二解调器输入耦合到所述第二放大器输出；减法器，其具有减法器输出及第一及第二减法器输入，所述第一减法器输入耦合到所述第一解调器输出，且所述第二减法器输入耦合到所述第二解调器输出；滤波器，其耦合到所述减法器输出及所述第一放大器的所述第二输入；及校准模块，其耦合到所述减法器输出。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤波器是低通滤波器。3.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括具有第一及第二多路复用器输入的多路复用器，所述第一多路复用器输入耦合到所述第一放大器输出，且所述第二多路复用器输入耦合到所述第二放大器输出。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述校准模块具有耦合到偏压电流源的校准模块输出，所述偏压电流源耦合到所述第一霍尔传感器群组。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一霍尔传感器群组包含旋转霍尔群组。6.一种系统，其包括：第一霍尔传感器群组，其经配置以响应于外加磁场而提供第一霍尔传感器信号；第二霍尔传感器群组，其经配置以响应于所述外加磁场而提供第二霍尔传感器信号，其中所述第二霍尔传感器群组包含旋转霍尔群组；第一放大器，其耦合到所述第一霍尔传感器群组且经配置以响应于所述第一霍尔传感器信号而提供第一经放大信号；第二放大器，其耦合到所述第二霍尔传感器群组且经配置以响应于所述第二霍尔传感器信号而提供第二经放大信号；第一解调器，其耦合到所述第一放大器且经配置以响应于所述第一经放大信号而提供第一经解调信号；第二解调器，其耦合到所述第二放大器且经配置以响应于所述第二经放大信号而提供第二经解调信号；第三放大器，其耦合到所述第一解调器及所述第二解调器，且经配置以响应于所述第一经解调信号与所述第二经解调信号之间的差而提供经减去输出信号；滤波器，其耦合到所述第三放大器的输出且经配置以响应于所述经减去输出信号而将偏移校正信号提供到所述第一放大器；及校准模块，其耦合到所述第三放大器的所述输出且经配置以响应于所述经减去输出信号而提供校准信号，其中所述校准信号经配置以校准耦合到所述第一霍尔传感器群组的偏
压电流源。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二霍尔传感器信号包含低于所述第一霍尔传感器信号的偏移的偏移。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一霍尔传感器信号的带宽高于所述第二霍尔传感器信号的带宽。9.根据权利要求6所述的系统，其中所述滤波器是低通滤波器。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述偏压电流源是第一偏压电流源，且所述校准模块经配置以将所述校准信号提供到耦合到所述第二霍尔传感器群组的第二偏压电流源。11.根据权利要求6所述的系统，其中所述经减去输出信号的带宽高于所述第二霍尔传感器信号的带宽。12.根据权利要求6所述的系统，其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：
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