CN109814047A - 一种低1/f噪声的TMR传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低1/f噪声的TMR传感器，包括差分运放驱动电路、TMR全桥电路和信号放大电路，所述差分运放驱动电路的输出端与所述TMR全桥电路的输入端电连接，所述TMR全桥电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接，所述差分运放驱动电路包括全差分放大器U7，所述全差分放大器U7的输出信号共模端VCOM和负输入端接地，正输入端电连接差分信号电压VIN_IA，所述全差分放大器U7的正输出端VOUT+和负输出端VOUT‑分别电连接所述TMR全桥电路的电源输入端TMR‑A和电源输入端TMR‑B，所述TMR全桥电路的电流输出端SIG‑A和SIG‑B与信号放大电路的输入端电连接。该低1/f噪声的TMR传感器消除了TMR传感器以及电路中的1/f噪声，信噪比低，拓展了TMR传感器低频段低噪声的应用。
Description
技术领域
本发明实施例涉及弱磁信号探测技术领域，具体涉及一种低1/f噪声的隧道磁电阻(Tunnel Magneto Resistance，简称TMR)传感器。
背景技术
微弱磁场探测技术被广泛用于电力电子、生物医学、地质勘探和智能交通等领域。TMR传感器具有灵敏度高、噪声低、温漂小、体积小等优点，是一种用于探测微弱磁场的较为先进的传感器。
然而，1/f噪声在低频段、尤其是接近直流信号时较大，严重限制了TMR传感器其对静态和低频磁场的探测能力。为此，相关技术人员先后提出多种磁调制方法，比如利用外加磁场进行调制，这种方式调制效率较低，磁信号损失较大，更重要的是对低频探测水平的改善不明显。另一种方式是先对测试信号进行频率调制，再应用锁定放大器或相敏放大器进行解调。
如图1所示，目前的调制电路包括差分电路，差分电路设置有四个场效应管Q1、Q2、Q3、Q4和电桥，场效应管也可以用三极管代替。该调制电路设置有三极管或场效应管，而三极管和场效应管的导通电阻不一致，而且变动较大，导致电桥两端电压幅值不稳定。而且场效应管的开关特性存在差异，电路时延容易产生毛刺，这些毛刺积累为噪声电压，降低了信噪比，波形占比误差较大。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种低1/f噪声的TMR传感器，以解决现有技术中由于需要设置三极管或场效应管而导致的1/f噪声较高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明提供一种低1/f噪声的TMR传感器，包括差分运放驱动电路、TMR全桥电路和信号放大电路，所述差分运放驱动电路的输出端与所述TMR全桥电路的输入端电连接，所述TMR全桥电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接，所述差分运放驱动电路包括全差分放大器U7，所述全差分放大器U7的输出信号共模端VCOM和负输入端接地，正输入端电连接差分信号电压VIN_IA，所述全差分放大器U7的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别电连接所述TMR全桥电路的电源输入端TMR-A和电源输入端TMR-B，所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A和SIG-B与信号放大电路的输入端电连接。
本发明实施例的特征还在于，所述信号放大电路包括仪表放大器芯片U2或全差分放大器。
本发明实施例的特征还在于，所述信号放大电路包括运算放大器U12、运算放大器U14和运算放大器U15，其中，
所述运算放大器U12的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，所述运算放大器U12的反相输入端与输出端之间串接电阻R34；
所述运算放大器U14的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，所述运算放大器U14的反相输入端与输出端之间串接电阻R36，在所述运算放大器U12的反相输入端与所述运算放大器U14的反相输入端之间串接电阻R35；
所述运算放大器U15的同相输入端与所述运算放大器U12的输出端之间串接电阻R32，所述运算放大器U15的反相输入端与所述运算放大器U14的输出端之间串接电阻R37，所述运算放大器U15的输出端与反相输入端之间串接电阻R38，所述运算放大器U15的同相输入端与地之间串接电阻R33，所述运算放大器U15的输出端为所述信号放大电路输出端。
本发明实施例的特征还在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括相敏检波电路、方波发生器和移相电路，所述方波发生器通过所述移相电路与所述相敏检波电路电连接，所述相敏检波电路的输入端与所述信号放大器电连接；
所述相敏检波电路包括SPDT模拟开关SW1和运算放大器U8，所述SPDT模拟开关SW1的两输入端分别与所述信号放大电路的输出端VI和所述移相电路的输出端VR电连接，所述SPDT模拟开关SW1的两输出端分别与所述运算放大器U8的同相输入端和反相输入端电连接，所述运算放大器U8的同相输入端与地之间串接电阻R18，所述运算放大器U8的反相输入端与所述SPDT模拟开关SW1的输出端之间串接电阻R19，所述运算放大器U8的反相输入端与输出端之间串接电阻R20，电阻R18、电阻R19和电阻R20的阻值相同。
本发明实施例的特征还在于，所述信号放大电路包括运算放大器U10、运算放大器U11和全差分放大器U9，其中，
所述运算放大器U10的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，所述运算放大器U10的反相输入端与输出端之间串接电阻R29；
所述运算放大器U11的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，所述运算放大器U11的反相输入端与输出端之间串接电阻R31，所述运算放大器U11的反相输入端与所述运算放大器U10的反相输入端之间串接电阻R30；
所述全差分放大器U9的输出信号共模端VCOM接地，所述全差分放大器U9的正输入端与所述运算放大器U10的输出端之间串接电阻R26，所述全差分放大器U9的负输入端与所述运算放大器U11的输出端之间串接电阻R27，所述全差分放大器U9的正输入端与负输出端VOUT-之间串接电阻R25，所述全差分放大器U9的负输入端与正输出端VOUT+之间串接电阻R28，所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别输出电压信号VS-B和VS-A。
本发明实施例的特征还在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括相敏检波电路、方波发生器和移相电路，所述方波发生器通过所述移相电路与所述相敏检波电路电连接，所述相敏检波电路的输入端与所述信号放大器电连接；
所述相敏检波电路包括运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6；其中，所述运算放大器U4的同相输入端接地，所述运算放大器U4的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的负输出端VOUT-以及，所述运算放大器U4的输出端与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接二极管D1，且所述二极管D1的正极电连接所述运算放大器U4的输出端，所述二极管D1的负极电连接所述运算放大器U5的反相输入端；
所述运算放大器U6的同相输入端接地，所述运算放大器U6的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+，所述运算放大器U6的输出端与所述运算放大器U5的反相输入端串接二极管D3，且所述二极管D3的正极电连接所述运算放大器U5的反相输入端，所述二极管D3的负极电连接所述运算放大器U6的输出端；
所述运算放大器U5的同相输入端接地。
本发明实施例的特征还在于，所述运算放大器U4的同相输入端与地之间串接电阻R1，所述运算放大器U4的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的负输出端VOUT-之间串接电阻R2，所述运算放大器U4的反相输入端与所述移相电路的输出端之间串接电阻R3，所述运算放大器U4的反相输入端与输出端之间串接二极管D2，且所述二极管D2的正极电连接所述运算放大器U4的反相输入端，二极所述移相电路的输出端VR管D2的负极电连接所述运算放大器U4的输出端；所述运算放大器U4的反相输入端与所述二极管D1的负极之间串联电阻R4，所述二极管D1的负极与所述运算放大器U5的反相输入端之间串联电阻R6。
本发明实施例的特征还在于，所述运算放大器U6的同相输入端与地之间串接电阻R9，所述运算放大器U6的反相输入端与所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+之间串联电阻R15，所述运算放大器U6的反相输入端与所述移相电路的输出端VR之间串接电阻R13，所述运算放大器U6的反相输入端与输出端之间串接二极管D4，且所述二极管D4的正极电连接所述运算放大器U6的输出端，所述二极管D4的负极电连接所述运算放大器U6的反相输入端；所述二极管D3的正极与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R7，所述运算放大器U6的反相输入端与所述二极管D3的正极之间串接电阻R16。
本发明实施例的特征还在于，在所述移相电路的输出端VR与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R10，在所述运算放大器U5的反相输入端与输出端之间串接电阻R11；所述运算放大器U5的正相输入端与地之间串接电阻R5。
本发明实施例的特征还在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括滤波电路、ADC电路和信号处理电路，所述信号放大电路、所述滤波电路、所述ADC电路和所述信号处理电路依次电连接，所述信号处理电路的输出端与所述差分运放驱动电路的输入端电连接。
本发明实施例具有如下优点：
本发明提供的低1/f噪声的TMR传感器中，应用差分运放驱动电路驱动TMR全桥电路，由于差分运放驱动电路不采用三极管或场效应管，输出的电压幅值稳定，无高低电平转换毛刺噪声，不存在噪声电压，信噪比低，提高了TMR全桥电路输出的信号幅值精度和稳定性，消除了TMR传感器以及电路中的1/f噪声，占空比不变，没有误差；而且输出波形跟随输入信号，可以是任意信号波形；同时消除了TMR失调以及温漂等的影响，拓展了TMR传感器低频段低噪声的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为现有的调制电路中差分驱动电路的拓扑图；
图2为本发明实施例1提供的一种低1/f噪声的TMR传感器的结构框图；
图3为本发明实施例1提供的差分运放驱动电路和TMR全桥电路的拓扑图；
图4为本发明实施例1提供的信号放大电路的拓扑图；
图5为本发明实施例1的变型实施例提供的信号放大电路的拓扑图；
图6为本发明实施例1的变型实施例提供的相敏检波电路的拓扑图；
图7为本发明实施例2的变型实施例提供的信号放大电路的拓扑图；
图8为本发明实施例2的变型实施例提供的相敏检波电路的拓扑图；
图9为本发明实施例3的变型实施例提供的低1/f噪声的TMR传感器的结构框图。
附图标号：1-差分运放驱动电路，2-TMR全桥电路，3-信号放大电路，4-相敏检波电路，5-滤波电路，6-方波产生器，7-移相电路，8-ADC电路，9-信号处理电路。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种低1/f噪声的TMR传感器。如图2所示，低1/f噪声的TMR传感器包括差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、相敏检波电路4和滤波电路5，其中，差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、相敏检波电路4和滤波电路5的输入端和输出端依次信号连接，滤波电路5的输出端输出，方波产生器6用于产生方波信号，方波产生器6采用但不限于晶体、晶振等部件，或者由信号处理单元产生。方波产生器6产生的方波信号同时向差分运放驱动电路1和移相电路7输出，移相电路7的输出端与相敏检波电路4电连接，移相电路7对方波信号移相后送往相敏检波电路4，作为参考信号。移相电路7可以采用RC移相电路和波形整形电路。相敏检波电路4接收移相电路7的电信号和信号放大电路3的电信号，由于移相电路7的电信号与信号放大电路3的电信号(调制信号)同源，这两种电信号在相敏检波电路4中实现逻辑相乘关系，解调出实际的TMR传感器感应的磁场信号。滤波电路5用于滤除信号频带外噪声，如采用低通滤波器等器件。
如图3所示，差分运放驱动电路包括全差分放大器U7，全差分放大器U7的输出信号共模端VCOM和负输入端接地，正输入端电连接差分信号电压VIN_IA，全差分放大器U7的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别电连接TMR全桥电路的电源输入端TMR-A和电源输入端TMR-B，TMR全桥电路的电流输出端SIG-A和SIG-B与信号放大电路的输入端电连接。
在本实施例中，信号放大电路采用但不限于仪表放大器芯片或全差分放大器。如图4所示，信号放大电路3包括仪表放大器芯片U2，仪表放大器芯片U2的同相输入端和反相输入端分别电连接TMR全桥电路2的电流输出端SIG-A和SIG-B，管脚RG1和管脚RG2之间串联电阻R0，管脚REF接地。
如图5所示，信号放大电路3包括运算放大器U12、运算放大器U14和运算放大器U15，其中，运算放大器U12的同相输入端电连接TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，运算放大器U12的反相输入端与输出端之间串接电阻R34；
运算放大器U14的同相输入端电连接TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，运算放大器U14的反相输入端与输出端之间串接电阻R36，在运算放大器U12的反相输入端与运算放大器U14的反相输入端之间串接电阻R35；
运算放大器U15的同相输入端与运算放大器U12的输出端之间串接电阻R32，运算放大器U15的反相输入端与运算放大器U14的输出端之间串接电阻R37，运算放大器U15的输出端与反相输入端之间串接电阻R38，运算放大器U15的同相输入端与地之间串接电阻R33，运算放大器U15的输出端为信号放大电路输出端。
如图6所示，相敏检波电路4包括SPDT模拟开关SW1和运算放大器U8，SPDT模拟开关SW1的两输入端分别与信号放大电路的输出端VI和移相电路的输出端VR电连接，SPDT模拟开关SW1的两输出端分别与运算放大器U8的同相输入端和反相输入端电连接，运算放大器U8的同相输入端与地之间串接电阻R18，运算放大器U8的反相输入端与SPDT模拟开关SW1的输出端之间串接电阻R19，运算放大器U8的反相输入端与输出端之间串接电阻R20，电阻R18、电阻R19和电阻R20的阻值相同。
在该相敏检波电路中，当VR为高电平时，SPDT模拟开关SW1打向运放同相端，运算放大器U8的输出端VO1输出的电压幅值为：
VO1＝R18/(rd1+R18)×VI＝R/(R+r)×VI；
当VR为低电平时，SPDT模拟开关SW1打向运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的输出端VO1输出的电压幅值为：
VO1＝-R20/(rd2+R19)×VI＝-R/(R+r)×VI；
其中，R18＝R19＝R20＝R，可近似认为rd1＝rd2＝r，r为SPDT模拟开关SW1的导通内阻，r<<R。
因此，运算放大器U8的同相放大和反相放大的输出信号的幅值一样，正负相反。
采用SPDT模拟开关SW1，同相电阻R18接地，使得运算放大器U8的正反相信号放大比例严格一致，减少波形失真，并有利于消除谐波噪声信号，以及失调电压和温漂等。
实施例2
本实施例提供一种低1/f噪声的TMR传感器。如图2所示，低1/f噪声的TMR传感器包括差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、相敏检波电路4、滤波电路5、方波产生器6和移相电路7，其中，差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、相敏检波电路4和滤波电路5的输入端和输出端依次信号连接，滤波电路5的输出端输出，方波产生器6用于产生方波信号，方波产生器6采用但不限于晶体、晶振等部件，或者由信号处理单元产生。方波产生器6产生的方波信号同时向差分运放驱动电路1和移相电路7输出，移相电路7的输出端与相敏检波电路4电连接，移相电路7对方波信号移相后送往相敏检波电路4，作为参考信号。移相电路7可以采用RC移相电路和波形整形电路。相敏检波电路4接收移相电路7的电信号和信号放大电路3的电信号。滤波电路5用于滤除信号频带外噪声，如采用低通滤波器等器件。
实施例2与实施例1相比的区别主要在信号放大电路3和相敏检波电路4，因此下文主要针对不同的地方进行介绍。
如图7所示，信号放大电路3包括运算放大器U10、运算放大器U11和全差分放大器U9，其中，
运算放大器U10的同相输入端电连接TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，运算放大器U10的反相输入端与输出端之间串接电阻R29；
运算放大器U11的同相输入端电连接TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，运算放大器U11的反相输入端与输出端之间串接电阻R31，运算放大器U11的反相输入端与运算放大器U10的反相输入端之间串接电阻R30；
全差分放大器U9的输出信号共模端VCOM接地，全差分放大器U9的正输入端与运算放大器U10的输出端之间串接电阻R26，全差分放大器U9的负输入端与运算放大器U11的输出端之间串接电阻R27，全差分放大器U9的正输入端与负输出端VOUT-之间串接电阻R25，全差分放大器U9的负输入端与正输出端VOUT+之间串接电阻R28，全差分放大器U9的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别输出电压信号VS-B和VS-A。
如图8所示，相敏检波电路4包括运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6；其中，运算放大器U4的同相输入端接地，运算放大器U4的反相输入端电连接全差分放大器U9的负输出端VOUT-以及，运算放大器U4的输出端与运算放大器U5的反相输入端之间串接二极管D1，且二极管D1的正极电连接运算放大器U4的输出端，二极管D1的负极电连接运算放大器U5的反相输入端；
优选地，运算放大器U4的同相输入端与地之间串接电阻R1，运算放大器U4的反相输入端电连接全差分放大器U9的负输出端VOUT-之间串接电阻R2，运算放大器U4的反相输入端与移相电路的输出端之间串接电阻R3，运算放大器U4的反相输入端与输出端之间串接二极管D2，且二极管D2的正极电连接运算放大器U4的反相输入端，二极移相电路的输出端VR管D2的负极电连接运算放大器U4的输出端；运算放大器U4的反相输入端与二极管D1的负极之间串联电阻R4，二极管D1的负极与运算放大器U5的反相输入端之间串联电阻R6。
运算放大器U6的同相输入端接地，运算放大器U6的反相输入端电连接全差分放大器U9的正输出端VOUT+，运算放大器U6的输出端与运算放大器U5的反相输入端串接二极管D3，且二极管D3的正极电连接运算放大器U5的反相输入端，二极管D3的负极电连接运算放大器U6的输出端。
优选地，运算放大器U6的同相输入端与地之间串接电阻R9，运算放大器U6的反相输入端与全差分放大器U9的正输出端VOUT+之间串联电阻R15，运算放大器U6的反相输入端与移相电路的输出端VR之间串接电阻R13，运算放大器U6的反相输入端与输出端之间串接二极管D4，且二极管D4的正极电连接运算放大器U6的输出端，二极管D4的负极电连接运算放大器U6的反相输入端；二极管D3的正极与运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R7，运算放大器U6的反相输入端与二极管D3的正极之间串接电阻R16。
运算放大器U5的同相输入端接地。在移相电路的输出端VR与运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R10，在运算放大器U5的反相输入端与输出端之间串接电阻R11；运算放大器U5的正相输入端与地之间串接电阻R5。
在相敏检波电路4中，VR和VS同相，VS-A是VS的同相信号，VS-B与VS-A相位相同，但幅值相反，即VS-A＝VS，VS-B＝-VS。
当移相电路7的输出端输出的VR信号为低电平时，运算放大器U4组成的半波检波电路将VR信号和全差分放大器U9输出的电压信号VS-A相加的和反相放大，输出到电阻R6；运算放大器U6组成的半波检波电路输出零信号；运算放大器U5组成的反相加法器将检波后的信号和VR信号相加，输出信号为-(VR-(VR+VS))＝VS；
当移相电路7的输出端输出的VR信号为高电平时，运算放大器U4组成的半波检波电路输出零信号；运算放大器U6组成的半波检波电路输出-(VR-VS)；运算放大器U5组成的反相加法器将检波后的信号和VR信号相加，输出信号为-(VR-(VR-VS))＝-VS；
因此，该相敏检波电路4在VR和VS同相的情况下，实现了精密同步全波检波，输出检波电平值为负值。
当VR和VS反相时，仿照以上分析，可得知该相敏检波电路仍然能实现精密同步全波检波功能，只是输出检波电平值变为正值。
当VS-A和VS-B输入可以互换时，相敏检波电路4仍能实现精密同步全波检波功能。VS与VR同相时，输出电平值为正值；VS与VR反相时，输出电平值为负值；
需要说明的是，以上各处的正值和负值以及零电平是对应参考地而言，非绝对的正负值或零值。
本实施例提供的相敏检波电路4无开关管或模拟开关等器件，基本没有开关毛刺噪声，有利于系统低噪声实现，后续信号处理无需复杂的算法。另外，相敏检波电路4的正反相信号比例一致，减少信号失真。
相敏检波电路4中各电阻R2、电阻R3、电阻R13、电阻R15的阻值相等；二极管开关频率高，反相漏电流小；运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6的压摆率大，增益带宽是调制信号频率的10倍以上即可。调制频率可以根据信号带宽而定，低噪声，尤其是低1/f噪声TMR磁场测量系统，调制频率取1-10k即可。
实施例3
实施例1和实施例2提供的低1/f噪声的TMR传感器输出的是模拟信号，本实施例提供的低1/f噪声的TMR传感器输出数字信号。如图9所示，低1/f噪声的TMR传感器包括差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、滤波电路5、ADC电路8和信号处理电路9，差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、滤波电路5、ADC电路8和信号处理电路9的输入端和输出端依次首尾电连接，差分运放驱动电路1、TMR全桥电路2、信号放大电路3、滤波电路5的结构和作用与实施例1和实施例2相同。ADC电路8用于将模拟信号转换为数字信号，信号处理电路9依据数字信号输出方波信号，然后传送至差分运放驱动电路1的输入端。
在本实施例中，波形可由现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)或微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)。本实施例提供的低1/f噪声的TMR传感器低成本、简单易实现，整个系统的模拟信号基本无毛刺噪声产生。
信号处理电路9输出方波经差分放大驱动电路1和TMR全桥电路2，输出的方波经内部移相，送给相敏检波单元4，相敏检波单元4有两种处理方式：其一，参照参考波形，把信号波形数值数字检波后滤波，求均值；其二，参照参考波形，信号波形的正半周和负半周分别求均值，相减后数值的1/2作为本周期均值，然后根据需要求所需多个周期的均值；之后，分别赋予两个均值不同的权重值，求出信号幅值。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种低1/f噪声的TMR传感器，包括差分运放驱动电路、TMR全桥电路和信号放大电路，所述差分运放驱动电路的输出端与所述TMR全桥电路的输入端电连接，所述TMR全桥电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接，其特征在于，所述差分运放驱动电路包括全差分放大器U7，所述全差分放大器U7的输出信号共模端VCOM和负输入端接地，正输入端电连接差分信号电压VIN_IA，所述全差分放大器U7的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别电连接所述TMR全桥电路的电源输入端TMR-A和电源输入端TMR-B，所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A和SIG-B与信号放大电路的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述信号放大电路包括仪表放大器芯片U2或全差分放大器。
3.根据权利要求1所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器U12、运算放大器U14和运算放大器U15，其中，
所述运算放大器U12的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，所述运算放大器U12的反相输入端与输出端之间串接电阻R34；
所述运算放大器U14的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，所述运算放大器U14的反相输入端与输出端之间串接电阻R36，在所述运算放大器U12的反相输入端与所述运算放大器U14的反相输入端之间串接电阻R35；
所述运算放大器U15的同相输入端与所述运算放大器U12的输出端之间串接电阻R32，所述运算放大器U15的反相输入端与所述运算放大器U14的输出端之间串接电阻R37，所述运算放大器U15的输出端与反相输入端之间串接电阻R38，所述运算放大器U15的同相输入端与地之间串接电阻R33，所述运算放大器U15的输出端为所述信号放大电路输出端。
4.根据权利要求3所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括相敏检波电路、方波发生器和移相电路，所述方波发生器通过所述移相电路与所述相敏检波电路电连接，所述相敏检波电路的输入端与所述信号放大器电连接；
所述相敏检波电路包括SPDT模拟开关SW1和运算放大器U8，所述SPDT模拟开关SW1的两输入端分别与所述信号放大电路的输出端VI和所述移相电路的输出端VR电连接，所述SPDT模拟开关SW1的两输出端分别与所述运算放大器U8的同相输入端和反相输入端电连接，所述运算放大器U8的同相输入端与地之间串接电阻R18，所述运算放大器U8的反相输入端与所述SPDT模拟开关SW1的输出端之间串接电阻R19，所述运算放大器U8的反相输入端与输出端之间串接电阻R20，电阻R18、电阻R19和电阻R20的阻值相同。
5.根据权利要求1所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器U10、运算放大器U11和全差分放大器U9，其中，
所述运算放大器U10的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-A，所述运算放大器U10的反相输入端与输出端之间串接电阻R29；
所述运算放大器U11的同相输入端电连接所述TMR全桥电路的电流输出端SIG-B，所述运算放大器U11的反相输入端与输出端之间串接电阻R31，所述运算放大器U11的反相输入端与所述运算放大器U10的反相输入端之间串接电阻R30；
所述全差分放大器U9的输出信号共模端VCOM接地，所述全差分放大器U9的正输入端与所述运算放大器U10的输出端之间串接电阻R26，所述全差分放大器U9的负输入端与所述运算放大器U11的输出端之间串接电阻R27，所述全差分放大器U9的正输入端与负输出端VOUT-之间串接电阻R25，所述全差分放大器U9的负输入端与正输出端VOUT+之间串接电阻R28，所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+和负输出端VOUT-分别输出电压信号VS-B和VS-A。
6.根据权利要求5所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括相敏检波电路、方波发生器和移相电路，所述方波发生器通过所述移相电路与所述相敏检波电路电连接，所述相敏检波电路的输入端与所述信号放大器电连接；
所述相敏检波电路包括运算放大器U4、运算放大器U5和运算放大器U6；其中，所述运算放大器U4的同相输入端接地，所述运算放大器U4的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的负输出端VOUT-以及，所述运算放大器U4的输出端与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接二极管D1，且所述二极管D1的正极电连接所述运算放大器U4的输出端，所述二极管D1的负极电连接所述运算放大器U5的反相输入端；
所述运算放大器U6的同相输入端接地，所述运算放大器U6的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+，所述运算放大器U6的输出端与所述运算放大器U5的反相输入端串接二极管D3，且所述二极管D3的正极电连接所述运算放大器U5的反相输入端，所述二极管D3的负极电连接所述运算放大器U6的输出端；
所述运算放大器U5的同相输入端接地。
7.根据权利要求6所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述运算放大器U4的同相输入端与地之间串接电阻R1，所述运算放大器U4的反相输入端电连接所述全差分放大器U9的负输出端VOUT-之间串接电阻R2，所述运算放大器U4的反相输入端与所述移相电路的输出端之间串接电阻R3，所述运算放大器U4的反相输入端与输出端之间串接二极管D2，且所述二极管D2的正极电连接所述运算放大器U4的反相输入端，二极所述移相电路的输出端VR管D2的负极电连接所述运算放大器U4的输出端；所述运算放大器U4的反相输入端与所述二极管D1的负极之间串联电阻R4，所述二极管D1的负极与所述运算放大器U5的反相输入端之间串联电阻R6。
8.根据权利要求6所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述运算放大器U6的同相输入端与地之间串接电阻R9，所述运算放大器U6的反相输入端与所述全差分放大器U9的正输出端VOUT+之间串联电阻R15，所述运算放大器U6的反相输入端与所述移相电路的输出端VR之间串接电阻R13，所述运算放大器U6的反相输入端与输出端之间串接二极管D4，且所述二极管D4的正极电连接所述运算放大器U6的输出端，所述二极管D4的负极电连接所述运算放大器U6的反相输入端；所述二极管D3的正极与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R7，所述运算放大器U6的反相输入端与所述二极管D3的正极之间串接电阻R16。
9.根据权利要求6所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，在所述移相电路的输出端VR与所述运算放大器U5的反相输入端之间串接电阻R10，在所述运算放大器U5的反相输入端与输出端之间串接电阻R11；所述运算放大器U5的正相输入端与地之间串接电阻R5。
10.根据权利要求1所述的低1/f噪声的TMR传感器，其特征在于，所述低1/f噪声的TMR传感器还包括滤波电路、ADC电路和信号处理电路，所述信号放大电路、所述滤波电路、所述ADC电路和所述信号处理电路依次电连接，所述信号处理电路的输出端与所述差分运放驱动电路的输入端电连接。
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