CN101533076A - 实现霍尔电压非线性输出的系统及用于该系统的霍尔集成电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现霍尔电压非线性输出的系统，包括一片霍尔集成电路及一片EEPROM，所述霍尔集成电路包括霍尔器件、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，霍尔集成电路通过EEPROM接口以所述霍尔电压数字码为地址读取所述EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后经D/A转换单元输出模拟电压信号。本发明还公开了一种用于该系统的霍尔集成电路。本发明的系统能实现霍尔电压非线性输出，并且准确度高、成本低。

Description

实现霍尔电压非线性输出的系统及用于该系统的霍尔集成电路
技术领域
本发明涉及自动化检测技术，特别涉及一种实现霍尔电压非线性输出的系统及用于该系统的霍尔集成电路。
背景技术
公开号为US 2001/0048304 A1的美国专利申请，公开了一种霍尔集成电路，包括霍尔器件、A/D转换单元、非线性转换单元、存储单元、D/A转换单元，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字量，存储单元存储有将所述霍尔电压数字量变换为一非线性值的变换信息，非线性转换单元根据存储单元存储的所述变换信息对所述霍尔电压数字量进行转换，从而可以根据磁场强度得到任意希望得到的输出电压，能够将磁场强度同输出电压之间的关系变换为非线性关系。其中存储单元存储有将所述霍尔电压数字量变换为一非线性值的变换信息包括转换模式、转换计算公式等信息。该霍尔集成电路由于芯片内的存储单元存储有变换信息，非线性转换单元根据存储单元存储的所述变换信息得到任意希望得到的输出电压，能够将磁场强度同输出电压之间的关系变换为非线性关系，从而不需要在霍尔集成电路芯片外另外增加计算电路实现磁场强度同输出电压之间非线性关系变换。但是，该发明的霍尔集成电路存在以下缺陷：
1.该产品中的测量的特性曲线是利用间隔分布的修正点，并通过内插计算这些修正点间的数值得到的，测量结果准确度低。
2.存储单元存储的变换信息为转换模式、转换计算公式等信息，所以霍尔集成电路内的非线性转换单元需要根据所述转换模式、转换计算公式等信息进行计算，从而才能得到希望得到的输出电压，故硬件消耗大，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是实现霍尔电压非线性输出，并且准确度高、成本低。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种实现霍尔电压非线性输出的系统，包括一片霍尔集成电路及一片EEPROM，所述霍尔集成电路包括霍尔器件、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元，霍尔器件、A/D转换单元、数据修正单元、D/A转换单元依次串接，数据修正单元通过EEPROM接口同所述EEPROM相连，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，霍尔集成电路通过EEPROM接口以所述霍尔电压数字码为地址读取所述EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后经D/A转换单元输出模拟电压信号。
可以是，所述霍尔电压数字码为10位，所述EEPROM存储的修正码为8位，数据修正单元根据读取的修正码对10位霍尔电压数字码的低8位进行修正。
本发明还提供了一种用于上述的实现霍尔电压非线性输出的系统的霍尔集成电路，包括霍尔器件、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元，霍尔器件、A/D转换单元、数据修正单元、D/A转换单元依次串接，数据修正单元通过EEPROM接口同外部EEPROM相连，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，数据修正单元通过EEPROM接口以所述霍尔电压数字码为地址读取外部EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后经D/A转换单元输出模拟电压信号。
本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统由于在EEPROM中逐点存储有校正曲线表，所有的测量点都是逐点测量和修正的，测量结果更准确可靠；本系统中的EEPROM存储的修正码即为对霍尔电压数字码进行修正时相应码位对应的数字，不必根据EEPROM存储的内容再进行运算，故该系统的霍尔集成电路硬件消耗小，成本低。
附图说明
图1是本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统一实施方式示意图；
图2是本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统一实施例的校正曲线和可校正范围示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统一实施方式如图1所示，包括一片霍尔集成电路及一片EEPROM(例如24C08存储器，8KBIT EEPROM)，该霍尔集成电路包括霍尔器件、温度系数修正单元、内部测温电路、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元、PWM(脉冲宽度调制)转换单元，霍尔器件、A/D转换单元、数据修正单元、D/A转换单元、PWM转换单元依次串接，数据修正单元及温度系数修正单元通过EEPROM接口同EEPROM相连，内部测温电路同温度系数修正单元相连，温度系数修正单元同霍尔器件相连，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，霍尔集成电路通过EEPROM接口可同芯片外EEPROM通信，以所述霍尔电压数字码为地址读取EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后通过D/A转换单元和PWM(脉冲宽度调制)转换单元转换输出模拟电压信号和PWM信号。
考虑到对根据磁场强度输出霍尔电压的修正范围过宽在通常的工业应用中无实际意义，故对上述霍尔电压数字码没有必要对所有数字位都进行修正，可在满足工业实用的范围内仅对部分数字位进行修正。一实施例如图2所示，在霍尔电压数字码为10位时，可修正范围相对于霍尔电压初始值的幅度定为：+127～—127，即只对霍尔电压数字码的低8位进行修正，24C08存储器为8K的EEPROM，使每一地址存放8位的修正码，这样可以存放1000个数据点的校正数据，并实现了10位的分辨率。修正码可以通过外部电路或计算机写入24C08存储器，并且可以是任何8位数码。EEPROM中存储的修正码也可以通过霍尔集成电路来写入。
温度系数修正单元用于补偿磁铁(永磁铁和电磁铁磁芯)随温度变化而导致的磁通率变化，可以在EEPROM中写入温度系数修正码，温度系数修正单元通过EEPROM接口读取EEPROM中存储的温度系数修正码，根据该温度系数修正码和霍尔集成电路内部测温电路测得的环境温度对霍尔器件输出电压进行修正。
本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统，通过一片EEPROM逐点存储有校正曲线表(霍尔电压修正码)和温度系数修正码，通过一片霍尔集成电路直接查该校正表对磁场强度转换成的霍尔电压进行校正后输出或转换成PWM信号输出，实现霍尔电压的逐点校正，更容易控制输出曲线。
本发明的实现霍尔电压非线性输出的系统由于在EEPROM中逐点存储有校正曲线表，所有的测量点都是逐点测量和修正的，测量结果更准确可靠；本系统中的EEPROM存储的修正码即为对霍尔电压数字码进行修正时相应码位对应的数字，不必根据EEPROM存储的内容再进行运算，故该系统的霍尔集成电路硬件消耗小，成本低。

Claims (7)

1、一种实现霍尔电压非线性输出的系统，其特征在于，包括一片霍尔集成电路及一片EEPROM，所述霍尔集成电路包括霍尔器件、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元，霍尔器件、A/D转换单元、数据修正单元、D/A转换单元依次串接，数据修正单元通过EEPROM接口同所述EEPROM相连，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，霍尔集成电路通过EEPROM接口以所述霍尔电压数字码为地址读取所述EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后经D/A转换单元输出模拟电压信号。
2、根据权利要求1所述的实现霍尔电压非线性输出的系统，其特征在于，所述霍尔电压数字码为10位，所述EEPROM存储的修正码为8位，数据修正单元根据读取的修正码对10位霍尔电压数字码的低8位进行修正。
3、根据权利要求2所述的实现霍尔电压非线性输出的系统，其特征在于，所述EEPROM为24C408。
4、根据权利要求1所述的实现霍尔电压非线性输出的系统，其特征在于，所述霍尔集成电路还包括温度修正单元，所述温度修正单元同霍尔器件相连并通过EEPROM接口同EEPROM相连，所述EEPROM存储有温度修正码，温度修正单元根据所述温度修正码和环境温度对霍尔器件输出电压进行修正。
5、一种用于权利要求1所述的实现霍尔电压非线性输出的系统的霍尔集成电路，其特征在于，包括霍尔器件、A/D转换单元、EEPROM接口、数据修正单元、D/A转换单元，霍尔器件、A/D转换单元、数据修正单元、D/A转换单元依次串接，数据修正单元通过EEPROM接口同外部EEPROM相连，霍尔器件根据磁场强度输出霍尔电压模拟量，霍尔电压模拟量经A/D转换单元转换为霍尔电压数字码，数据修正单元通过EEPROM接口以所述霍尔电压数字码为地址读取外部EEPROM中存储的修正码，数据修正单元根据读取的修正码对所述霍尔电压数字码进行修正，然后经D/A转换单元输出模拟电压信号。
6、根据权利要求5所述的霍尔集成电路，其特征在于，还包括一PWM转换单元，将D/A转换单元输出的模拟电压信号转换为PWM信号输出。
7、根据权利要求5或6所述的霍尔集成电路，其特征在于，还包括一温度修正单元和内部测温电路，该温度修正单元同EEPROM接口及内部测温电路相连，并根据经EEPROM接口读取的温度修正码和内部测温电路测得的温度对霍尔器件输出电压进行修正。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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