用于霍尔电流传感器的信号处理电路及信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于霍尔电流传感器的信号处理电路及信号处理方法，信号处理电路包括：第一采样单元、第二采样单元、差分放大器以及反馈采样单元，第一采样单元和第二采样单元用于交替对输入信号进行采样以及输出对应的采样信号；差分放大器用于对采样信号进行放大；反馈采样单元用于对差分放大器的输出信号进行采样并进行信号反馈。根据本发明专利技术的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，根据旋转流过霍尔元件的激励电流的方式跟随控制第一采样单元、第二采样单元和反馈采样单元交替采样和输出保持，形成对应的补偿，从而有效滤除由于减小非对称效应引入的旋转频率噪声；通过增加相应的零点和极点实现整个闭环霍尔电流传感器系统的稳定性补偿。系统的稳定性补偿。系统的稳定性补偿。

【技术实现步骤摘要】
用于霍尔电流传感器的信号处理电路及信号处理方法


[0001]本专利技术是关于集成电路领域，特别是关于一种用于霍尔电流传感器的信号处理电路及信号处理方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的进步，霍尔电流传感器越来越广泛地用于各种应用场合，其中能实现较高测量精度的闭环霍尔电流传感器更是备受关注。闭环霍尔电流传感器一般由霍尔元件、磁芯、补偿线圈、采样电阻、信号处理电路共同组成；首先霍尔元件在待测电流产生的磁场中感应出相应电压信号，经过对该电压信号进行处理后输出相应的补偿电流驱动补偿线圈，补偿线圈缠绕在磁芯上以在磁芯中产生反向磁场抵消待测电流产生的磁场，从而使得霍尔元件输出的电压信号趋于零，此时可通过检测补偿电流的大小来实现对待测电流的检测，这其中感应电压的信号处理尤为重要。
[0003]闭环霍尔电流传感器为实现较大的待测电流能力而相应的具有较大的补偿线圈，同时补偿线圈的阻抗随补偿电流的大小以及频率变化较大，目前对于闭环的霍尔电流传感器的稳定补偿中多使用很大的分立RC来实现，具有较大的面积以及成本。
[0004]闭环霍尔电流传感器中的核心是霍尔元件，然而霍尔元件感应电压的非对称性对测量精度影响较大，目前多通过旋转流过霍尔元件激励电流的方式解决，这种方式可以较大的减小非对称性对测量精度的影响，但会引入多余的旋转频率噪声，从而十分需要滤波器。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其能够对霍尔元件产生的电压信号进行处理，同时消除旋转频率噪声。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种用于霍尔电流传感器的信号处理电路，包括：
[0008]一个或多个第一采样单元和一个或多个第二采样单元，所述第一采样单元和第二采样单元用于交替对输入信号进行采样以及输出对应的采样信号；
[0009]差分放大器，具有输入端和输出端，所述差分放大器的输入端接收第一采样单元和/或第二采样单元输出的采样信号，所述差分放大器的输出端与输入端之间连接有反馈电容；以及
[0010]一个或多个反馈采样单元，与差分放大器的输出端和输入端相连，用于对差分放大器的输出端的输出信号进行采样并反馈至差分放大器的输入端。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号处理电路还包括一个或多个第三采样单元，所述第三采样单元用于对输入信号进行采样并输出对应的采样信号至差分放大器的
输入端。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一采样单元、第二采样单元和反馈采样单元中的两个或多个单元的结构相同。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一采样单元、第二采样单元、反馈采样单元和第三采样单元中的两个或多个单元的结构相同。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一采样单元、第二采样单元、反馈采样单元和第三采样单元的结构相同，均包括第一采样电容、第二采样电容、第一开关模块和第二开关模块，所述第一采样电容的第一端以及第二采样电容的第一端均通过第一开关模块与信号输入端相连，所述第一采样电容的第二端通过第一开关模块与第二采样电容的第二端相连，所述第一采样电容的第一端通过第二开关模块与第二采样电容的第一端相连，所述第一采样电容的第二端以及第二采样电容的第二端均通过第二开关模块与信号输出端相连；其中，所述第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元的信号输入端与输入信号相连接，所述第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元的信号输出端与差分放大器的输入端相连接；
[0015]所述反馈采样单元的信号输入端与差分放大器的输出端相连接，所述反馈采样单元的信号输出端与差分放大器的输入端相连接。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一开关模块包括至少三个第一开关，所述第一采样电容的第一端以及第二采样电容的第一端分别通过至少一个第一开关与信号输入端相连，所述第一采样电容的第二端通过至少一个第一开关与第二采样电容的第二端相连；和/或
[0017]所述第二开关模块包括至少三个第二开关，所述第一采样电容的第一端通过至少一个第二开关与第二采样电容的第一端相连，所述第一采样电容的第二端以及第二采样电容的第二端分别通过至少一个第二开关与信号输出端相连。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号处理电路还包括一个或多个延时单元，所述延时单元用于输出延时控制信号以控制第一采样电容的第一端与第一信号输入端之间连接的第一开关的动作时间和/或第二采样电容的第一端与第二信号输入端之间连接的第一开关的动作时间异步于第一采样电容的第二端与第二采样电容的第二端之间连接的第一开关的动作时间，和/或控制第一采样电容的第一端与第二采样电容的第一端之间连接的第一开关的动作时间异步于第一采样电容的第二端与第一信号输出端之间连接的第一开关的动作时间和/或第二采样电容的第二端与第二信号输出端之间连接的第一开关的动作时间。
[0019]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述差分放大器具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述差分放大器的第一输入端与第一输出端之间以及差分放大器的第二输入端和第二输出端之间均连接有反馈电容。
[0020]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述反馈电容的两端连接有复位开关。
[0021]本专利技术还公开了一种用于霍尔电流传感器的信号处理方法，包括：交替进行的信号采样阶段和信号输出阶段，其中，
[0022]基于第一控制信号和第二控制信号的控制，在第一信号采样阶段通过第一采样单元对输入信号进行采样，在第一信号输出阶段通过第一采样单元输出第一采样信号至差分
放大器的输入端，通过差分放大器进行信号放大；
[0023]基于第三控制信号和第四控制信号的控制，在第二信号采样阶段通过第二采样单元对输入信号进行采样，在第二信号输出阶段通过第二采样单元输出第二采样信号至差分放大器的输入端，通过差分放大器进行信号放大；
[0024]基于第五控制信号和第六控制信号的控制，在第一信号采样阶段和/或第二信号采样阶段通过反馈采样单元对差分放大器的输出信号进行采样，在第一信号输出阶段和/或第二信号输出阶段通过反馈采样单元反馈第三采集信号至差分放大器的输入端。
[0025]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号处理方法还包括：
[0026]基于第五控制信号和第六控制信号的控制，在第一信号采样阶段和/或第二信号采样阶段通过第三采样单元对输入信号进行采样，在第一信号输出阶段和/或第二信号输出阶段通过第三采样单元输出第三采样信号至差分放大器的输入端。
[0027]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号处理方法还包括：
[0028]第一信号采样阶段、第二信号采样阶段、第一信号输出阶段、第二信号输出阶段中均存在与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，包括：一个或多个第一采样单元和一个或多个第二采样单元，所述第一采样单元和第二采样单元用于交替对输入信号进行采样以及输出对应的采样信号；差分放大器，具有输入端和输出端，所述差分放大器的输入端接收第一采样单元和/或第二采样单元输出的采样信号，所述差分放大器的输出端与输入端之间连接有反馈电容；以及一个或多个反馈采样单元，与差分放大器的输出端和输入端相连，用于对差分放大器的输出端的输出信号进行采样并反馈至差分放大器的输入端。2.如权利要求1所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路还包括一个或多个第三采样单元，所述第三采样单元用于对输入信号进行采样并输出对应的采样信号至差分放大器的输入端。3.如权利要求1所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述第一采样单元、第二采样单元和反馈采样单元中的两个或多个单元的结构相同。4.如权利要求2所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述第一采样单元、第二采样单元、反馈采样单元和第三采样单元中的两个或多个单元的结构相同。5.如权利要求2所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述第一采样单元、第二采样单元、反馈采样单元和第三采样单元的电路结构相同，均包括第一采样电容、第二采样电容、第一开关模块和第二开关模块，所述第一采样电容的第一端以及第二采样电容的第一端均通过第一开关模块与信号输入端相连，所述第一采样电容的第二端通过第一开关模块与第二采样电容的第二端相连，所述第一采样电容的第一端通过第二开关模块与第二采样电容的第一端相连，所述第一采样电容的第二端以及第二采样电容的第二端均通过第二开关模块与信号输出端相连；其中，所述第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元的信号输入端与输入信号相连接，第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元的信号输出端与差分放大器的输入端相连接；所述反馈采样单元的信号输入端与差分放大器的输出端相连接，反馈采样单元的信号输出端与差分放大器的输入端相连接。6.如权利要求5所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述第一开关模块包括至少三个第一开关，所述第一采样电容的第一端以及第二采样电容的第一端分别通过至少一个第一开关与信号输入端相连，所述第一采样电容的第二端通过至少一个第一开关与第二采样电容的第二端相连；和/或所述第二开关模块包括至少三个第二开关，所述第一采样电容的第一端通过至少一个第二开关与第二采样电容的第一端相连，所述第一采样电容的第二端以及第二采样电容的第二端分别通过至少一个第二开关与信号输出端相连。7.如权利要求6所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述信号处理电路还包括一个或多个延时单元，所述延时单元用于输出延时控制信号以控制第一采样电容的第一端与第一信号输入端之间连接的第一开关的动作时间和/或第二采样电容的第一端与第二信号输入端之间连接的第一开关的动作时间异步于第一采样电容的第二端与第二采样电容的第二端之间连接的第一开关的动作时间，和/或控制第一采样电容的第一
端与第二采样电容的第一端之间连接的第一开关的动作时间异步于第一采样电容的第二端与第一信号输出端之间连接的第一开关的动作时间和/或第二采样电容的第二端与第二信号输出端之间连接的第一开关的动作时间。8.如权利要求1所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述差分放大器具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述差分放大器的第一输入端与第一输出端之间以及差分放大器的第二输入端和第二输出端之间均连接有反馈电容。9.如权利要求1或8所述的用于霍尔电流传感器的信号处理电路，其特征在于，所述反馈电容的两端连接有复位开关。10.一种用于霍尔电流传感器的信号处理方法，其特征在于，包括：交替进行的信号采样阶段和信号输出阶段，其中，基于第一控制信号和第二控制信号的控制，在第一信号采样阶段通过第一采样单元对输入信号进行采样，在第一信号输出阶段通过第一采样单元输出第一采样信号至差分放大器的输入端，通过差分放大器进行信号放大；基于第三控制信号和第四控制信号的控制，在第二信号采样阶段通过第二采样单元对输入信号进行采样，在第二信号输出阶段通过第二采样单元输出第二采样信号至差分放大器的输入端，通过差分放大器进行信号放大；基于第五控制信号和第六控制信号的控制，在第一信号采样阶段和/或第二信号采样阶段通过反馈采样单元对差分放大器的输出信号进行采样，在第一信号输出阶段和/或第二信号输出阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈澌，鲁文先，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：