CN108519115B - 一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及霍尔传感器技术领域，具体为一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法，其能够有效减少校正信号对系统的干扰，保证较高的校正精度，失调电压解调器接收从放大器输出的霍尔传感器失调信号，将失调电压输出至双阈值比较器，双阈值比较器输出端数字逻辑给数字逻辑模块，数字逻辑模块输出失调校正信号给校正系统，双阈值比较器由两个不同阈值的第一滞环比较器与第二滞环比较器组成，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为11时，数字逻辑模块发出失调负向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为00时，数字逻辑模块发出失调正向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为01时，数字逻辑模块停止发出失调校正信号。

Description

一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法
技术领域
本发明涉及霍尔传感器技术领域，具体为一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法。
背景技术
霍尔传感器是一种磁传感器，以霍尔效应为基础，广泛应用于各种磁传感领域。半导体霍尔传感器具有高可靠性、低成本、低功耗等优点，能够实现速度检测、线性位置检测、旋转计数、电流检测等功能。
半导体霍尔传感器中，由于在半导体制造过程中存在的工艺偏差，使霍尔传感器存在一定的失调电压，如果该失调电压和霍尔传感器的信号一起被后续的信号处理电路进行放大，将会造成信号处理电路中信号的饱和，从而无法正常完成对磁场信号的检测。因此，所有半导体霍尔传感器都需要对失调电压进行校正。
为了克服半导体霍尔传感器失调电压的影响，通常会采用校正电路来校正来自霍尔传感器的失调电压。比较常用的电路如图1所示：
其中失调电压解调器105将霍尔传感器103的失调电压分离出来，经过比较器106的比较和数字逻辑模块107的处理，形成对霍尔传感器103或放大器104的失调电压补偿。由于数字处理的灵活性，通常校正处理环节会采用数字方式进行，所以失调电压校正信号也是干扰较大的方波信号。通常霍尔传感器产生的感应信号很微弱，放大电路中的信号易于被失调电压校正信号所干扰，导致放大器输出信号产生突变或毛刺，影响系统信号质量。如图2所示：其中201是校正达到稳态时比较器的输入信号，也就是经校正后的霍尔传感器失调信号，202是单阈值比较器，203则是比较器的输出。从图2可以看到，传统的失调校正电路在达到稳态时，校正电路中的比较器仍不断输出校正信号，通过校正电路可以将失调信号稳定在最小值附近。但同时，由于不断输出干扰较大的校正信号203，在同一芯片上的被放大的感应信号容易受到其干扰，从而产生不希望的突变和毛刺。
发明内容
为了解决霍尔传感器的感应信号容易受到校正信号的干扰，影响校正精度的问题，本发明提供了一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法，其能够有效减少校正信号对系统的干扰，保证较高的校正精度。
其技术方案是这样的：一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法，失调电压解调器接收从放大器输出的霍尔传感器失调信号，将失调电压输出至比较器，所述比较器输出端数字逻辑给数字逻辑模块，所述数字逻辑模块输出失调校正信号给校正系统，其特征在于，所述比较器采用双阈值比较器，所述双阈值比较器由两个不同阈值的第一滞环比较器与第二滞环比较器组成，设第一滞环比较器的下阈值为REF+、上阈值为
Figure BDA0001596553660000021
第二滞环比较器的下阈值为
Figure BDA0001596553660000022
上阈值为REF-，其中REF+小于REF-，且REF+、REF-均为参考值，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为11时，数字逻辑模块发出失调负向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为00时，数字逻辑模块发出失调正向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为01时，数字逻辑模块停止发出失调校正信号。
采用本发明的方法后，由于采用了两个滞环比较器，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为01时，数字逻辑模块停止发出失调校正信号，存在一个校正的停止区，校正系统可以在失调信号保持在该停止区的时候停止发出正向或负向的校正信号，从而可以有效地降低发送校正信号的频次，从而减小对系统的干扰，保持一个较高的校正精度。
附图说明
图1为现有技术校正原理图；
图2为现有技术失调校正信号示意图；
图3为本发明失调校正信号示意图。
具体实施方式
见图3所示，一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法，失调电压解调器接收从放大器输出的霍尔传感器失调信号，将失调电压输出至比较器，比较器输出端数字逻辑给数字逻辑模块，数字逻辑模块输出失调校正信号给校正系统，比较器采用双阈值比较器，双阈值比较器由两个不同阈值的第一滞环比较器304与第二滞环比较器305组成，设第一滞环比较器304的下阈值为REF+、上阈值为
Figure BDA0001596553660000031
第二滞环比较器305的下阈值为
Figure BDA0001596553660000032
上阈值为REF-，其中REF+小于REF-，且REF+、REF-均为参考值，阈值变化及比较器输出关系如下表
Figure BDA0001596553660000041
当双阈值比较器的输出的数字逻辑为11时，数字逻辑模块发出失调负向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为00时，数字逻辑模块发出失调正向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为01时，数字逻辑模块停止发出失调校正信号。
见图3，具体工作情况如下所述：
当输入的失调信号大于
Figure BDA0001596553660000042
时，第一滞环比较器304、第一滞环比较器305的阈值分别为
Figure BDA0001596553660000043
REF-，它们的输出为11，失调负向校正信号发出，失调信号开始下降；
当失调信号降至小于
Figure BDA0001596553660000044
时，第一滞环比较器304的阈值由
Figure BDA0001596553660000045
变为REF+，而第一滞环比较器305的阈值保持REF-；第一滞环比较器304、第一滞环比较器305的输出为01，此时失调校正信号停止发出；
假设由于其它原因(温度变化、电路参数变化等)，失调信号继续缓慢下降，直到小于REF-，第一滞环比较器304的阈值保持REF+，第一滞环比较器305的阈值则由REF-变为
Figure BDA0001596553660000046
第一滞环比较器304、第一滞环比较器305的输出为00，此时失调正向校正信号发出，失调信号开始上升；
当失调信号上升到大于
Figure BDA0001596553660000051
时，第一滞环比较器304的阈值保持REF+不变，而第一滞环比较器305的阈值则由
Figure BDA0001596553660000052
恢复到REF-；第一滞环比较器304、第一滞环比较器305的输出为01，此时失调校正信号再一次停止发出；
基于上面的分析可见，由于采用了两个滞环比较器，系统存在一个校正的停止区，校正系统可以在失调信号保持在该停止区的时候停止发出正向或负向的校正信号，从而可以有效地降低发送校正信号的频次，从而减小对信号放大电路的干扰。于此同时，只要保证REF+与REF-的差足够小，则进一步可以保持一个更高的的校正精度。

Claims (1)

1.一种应用于霍尔器件的失调电压校正方法，失调电压解调器接收从放大器输出的霍尔传感器失调信号，将失调电压输出至比较器，所述比较器输出端输出数字逻辑给数字逻辑模块，所述数字逻辑模块输出失调校正信号给校正系统，其特征在于，所述比较器采用双阈值比较器，所述双阈值比较器由两个不同阈值的第一滞环比较器与第二滞环比较器组成，设第一滞环比较器的下阈值为REF+、上阈值为
Figure FDA0002485979470000011
第二滞环比较器的下阈值为
Figure FDA0002485979470000012
上阈值为REF-，其中REF+小于REF-，且REF+、REF-均为参考值，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为11时，数字逻辑模块发出失调负向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为00时，数字逻辑模块发出失调正向校正信号，当双阈值比较器的输出的数字逻辑为01时，数字逻辑模块停止发出失调校正信号。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201035091Y (zh) * 2007-04-13 2008-03-12 华中科技大学 一种用于电源芯片的输出电压状态指示电路
CN101762796A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 上海华虹Nec电子有限公司 磁场检测器
CN102006071A (zh) * 2010-12-24 2011-04-06 复旦大学 用于流水线结构模数转换器的余量增益电路
CN201893756U (zh) * 2010-11-24 2011-07-06 无锡思泰迪半导体有限公司 一种利用衬体偏置效应消除运放失调电压的结构
CN102185600A (zh) * 2011-04-22 2011-09-14 灿瑞半导体(上海)有限公司 基于cmos工艺的霍尔开关温度补偿方法及其电路
CN102288336A (zh) * 2011-07-21 2011-12-21 中国科学院自动化研究所 多足机器人地面接触力的双阈值检测系统和方法
CN102843136A (zh) * 2012-09-15 2012-12-26 复旦大学 一种高速高精度大范围低功耗动态比较器失调校正方法
CN103023437A (zh) * 2012-12-17 2013-04-03 清华大学深圳研究生院 一种新型校正失调电压的动态比较器
CN103929166A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 成都芯进电子有限公司 一种可编程开关型霍尔传感器
CN105049043A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 北京时代民芯科技有限公司 一种带有失调校正功能的高速比较器
CN205336242U (zh) * 2016-01-20 2016-06-22 桂林电子科技大学 一种具有失调补偿的动态比较器
CN106533443A (zh) * 2016-11-16 2017-03-22 电子科技大学 一种高速动态比较器失调电压校准电路
CN206099929U (zh) * 2016-08-30 2017-04-12 厦门安斯通微电子技术有限公司 一种采用失调电压消除迟滞比较电路的霍尔传感器
CN106941355A (zh) * 2017-02-16 2017-07-11 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种每步两位式sar模数转换器
CN107436416A (zh) * 2017-08-28 2017-12-05 上海麦歌恩微电子股份有限公司 能处理垂直霍尔盘信号的磁开关系统及信号处理方法
CN107483036A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 无锡麟力科技有限公司 一种霍尔开关失调电压消除方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201035091Y (zh) * 2007-04-13 2008-03-12 华中科技大学 一种用于电源芯片的输出电压状态指示电路
CN101762796A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 上海华虹Nec电子有限公司 磁场检测器
CN201893756U (zh) * 2010-11-24 2011-07-06 无锡思泰迪半导体有限公司 一种利用衬体偏置效应消除运放失调电压的结构
CN102006071A (zh) * 2010-12-24 2011-04-06 复旦大学 用于流水线结构模数转换器的余量增益电路
CN102185600A (zh) * 2011-04-22 2011-09-14 灿瑞半导体(上海)有限公司 基于cmos工艺的霍尔开关温度补偿方法及其电路
CN102288336A (zh) * 2011-07-21 2011-12-21 中国科学院自动化研究所 多足机器人地面接触力的双阈值检测系统和方法
CN102843136A (zh) * 2012-09-15 2012-12-26 复旦大学 一种高速高精度大范围低功耗动态比较器失调校正方法
CN103023437A (zh) * 2012-12-17 2013-04-03 清华大学深圳研究生院 一种新型校正失调电压的动态比较器
CN103929166A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 成都芯进电子有限公司 一种可编程开关型霍尔传感器
CN105049043A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 北京时代民芯科技有限公司 一种带有失调校正功能的高速比较器
CN205336242U (zh) * 2016-01-20 2016-06-22 桂林电子科技大学 一种具有失调补偿的动态比较器
CN107483036A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 无锡麟力科技有限公司 一种霍尔开关失调电压消除方法
CN206099929U (zh) * 2016-08-30 2017-04-12 厦门安斯通微电子技术有限公司 一种采用失调电压消除迟滞比较电路的霍尔传感器
CN106533443A (zh) * 2016-11-16 2017-03-22 电子科技大学 一种高速动态比较器失调电压校准电路
CN106941355A (zh) * 2017-02-16 2017-07-11 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种每步两位式sar模数转换器
CN107436416A (zh) * 2017-08-28 2017-12-05 上海麦歌恩微电子股份有限公司 能处理垂直霍尔盘信号的磁开关系统及信号处理方法

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