JP3684691B2 - Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit - Google Patents

Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit Download PDF

Info

Publication number
JP3684691B2
JP3684691B2 JP19770996A JP19770996A JP3684691B2 JP 3684691 B2 JP3684691 B2 JP 3684691B2 JP 19770996 A JP19770996 A JP 19770996A JP 19770996 A JP19770996 A JP 19770996A JP 3684691 B2 JP3684691 B2 JP 3684691B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
temperature characteristic
signal
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19770996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1038611A (en
Inventor
秀樹 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP19770996A priority Critical patent/JP3684691B2/en
Publication of JPH1038611A publication Critical patent/JPH1038611A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3684691B2 publication Critical patent/JP3684691B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種素子や回路の温度特性を電気的に補償する温度特性補償回路、及びホール素子等の磁電変換素子に生じる不平衡電圧を該温度特性補償回路を用いて補正する磁電変換素子の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば車載用内燃機関のスロットル開度センサとして、ホール効果に基づき同スロットル開度を非接触にて検出するセンサが知られている。図10に、該ホール効果を利用したスロットル開度センサの一例についてその概要を示す。
【0003】
すなわち同スロットル開度センサにあっては、スロットルバルブ(図示せず)の回転軸に連動して回転するロータ11に対しその回転軸と直交する方向に着磁された同心円筒状の永久磁石12が設けられ、この永久磁石12の中空部内に、ロータ11の回転軸に沿った面に平行且つ回転軸を中心に対称に、永久磁石12の磁界方向を検出するためのホール素子10が配設される。
【0004】
そして、スロットルバルブの回動に伴い永久磁石12がホール素子10の周りを同図10に示される態様で回転することによりホール素子10の感磁面に対する磁界方向が変化し、その変化した角度θに対応した電気信号すなわちホール電圧VHが、

Figure 0003684691
といったかたちで、同ホール素子10から出力されるようになる。
【0005】
ここで、値VAは、値「KH・B・Rd・I」に対応した定数であり、図11に示されるように、ロータ11が「−90(=θ)」度から「+90(=θ)」度まで回転する間に、上記ホール電圧VHは、「−VA」から「+VA」へと正弦波上を連続的に変化する。なお、同(1)式において、KHはホール素子10の感度であり、Bは磁石12の磁束密度であり、Rdはホール素子10の内部抵抗であり、Iはホール素子10の駆動電流である。
【0006】
同スロットル開度センサでは、ホール素子10からこうした態様で出力されるホール電圧VHを所要に処理して、上記スロットルバルブの開度に対応した電気信号を出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ホール素子からは、原理的に上記(1)式の態様でホール電圧VHが出力されるとはいえ、実際には、僅かながら、温度に依存した不平衡電圧(ドリフト)が生じる。
【0008】
この不平衡電圧は通常、同(1)式の電圧に対する平行電圧として現れるものであり、図11に実線にて示される特性が例えば25℃でのホール電圧出力特性であるとすると、例えば80℃でのホール電圧出力特性は、同図11に破線にて示される態様の特性となる。すなわち、それら温度差(80℃−25℃)をΔtとすると、実際のホール電圧VHは、
VH = VA・sinθ+VHO・Δt …(2)
といったかたちで出力されることとなる。なおここで、値VHOは、角度θが0度のときのホール電圧VHである。
【0009】
そして通常、こうしたホール電圧VHは信号処理回路を通じて増幅されて出力されるため、上記不平衡電圧VHO・Δtも併せて増幅されることとなり、その温度に依存した出力誤差も無視できないものとなる。
【0010】
すなわち、上記信号処理回路による出力電圧をVout、同回路による増幅率をG、また同回路において所望の出力レンジを得るために付与されるオフセット電圧をVoffsetとしたとき、例えば25℃のときの出力Vout(25)が
Vout(25) = VH×G+Voffset …(3)
であり、図12に実線にて示される特性になるとすると、例えば80℃のときの同出力Vout(80)は、
Figure 0003684691
となり、図12に破線にて示されるように、25℃のときの出力特性とは大きく異なったものとなる。
【0011】
なお従来、温度に依存するこうした出力変動を抑制すべく、
(i)ホール素子の駆動回路側には感度調整部を設け、信号処理回路側には2つの抵抗による温度傾斜設定機能を有するオフセット調整部を設ける(例えば特開平6−74975号公報参照)。
(ii)ホール素子の駆動回路側には定電流回路を設け、信号処理回路側にはその差動増幅段の一部の抵抗をアンバランスさせた温度補償手段を設ける(例えば特開昭58−19506号公報参照)。
(iii)ホール素子の駆動回路側には定電流回路を設け、信号処理回路側には直流オフセットの温度特性が正負の何れであっても対処可能なように2段のオフセット設定回路を設ける(例えば特開平3−170073号公報参照)。
等々の提案もなされてはいる。
【0012】
しかし、これらは何れも、上記温度特性の補償を抵抗のみによって行うものであることから、幅広い温度範囲には対応することができず、またその補償精度、補償能力も自ずと低いものとなっている。
【0013】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、より幅広い温度範囲において且つ、より高い補償精度、補償能力を有して各種素子や回路の温度特性を補償することのできる温度特性補償回路を提供することを目的とする。
【0014】
またこの発明は、上記ホール素子などの磁電変換素子を利用して磁界の強さに対応した電気信号を得るにあたり、その温度に依存する出力変動をより的確に抑制することのできる磁電変換素子の駆動装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、この発明では、請求項1に記載のように、
(a)温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路。
(b)同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路。
(c)これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路。
をそれぞれ具えて温度特性補償回路を構成する。
【0016】
ここで、上記第1及び第2の信号生成回路によれば、各々ダイオード等の電圧降下素子と抵抗との直列回路を通じて、それぞれ温度特性としては同一ながら、相当に広い範囲で上記第1或いは第2の温度特性を有する信号を生成することができるようになる。
【0017】
このため、これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき、上記演算回路を通じて例えば帰還増幅演算や四則演算等の所定の演算を実行する温度特性補償回路としてのこのような構成によれば、如何なる温度条件であろうとも、正負任意の温度特性を有する信号を高精度に生成することができるようになる。すなわち同温度特性補償回路によれば、より幅広い温度範囲において且つより高い補償精度、補償能力を有して各種素子や回路の温度特性を補償することができるようになる。
特に請求項1記載の発明では、上記温度特性補償回路として、
(c1)前記演算回路は、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路である。
(a1)前記第1の信号生成回路は、前記第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路に接続されて同帰還路を流れる電流を制御する帰還電流制御回路である。
(b1)前記第2の信号生成回路は、前記第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路中に配設されて同帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路である。
といった構成を採用している。
因みに、ダイオード等の電圧降下素子を有する上記第1及び第2の信号生成回路からは通常、負の温度特性を有する信号が生成されることとなる。
このため、上記出力電圧制御回路がその帰還路中に配設される帰還増幅回路にあっては、その出力として、上記基準電圧が該出力電圧制御回路による電圧制御を通じて所要レベルに安定化された信号が生成されるようになるが、該生成される信号も通常、負の温度特性を持つようになる。
しかし、同請求項1記載の発明の上記構成によるように、帰還電流制御回路をこの帰還増幅回路の帰還路に更に接続するようにすれば、それら帰還電流制御回路及び出力電圧制御回路による電流、電圧制御量を通じて、正負の極性も含めてこの帰還増幅回路の出力として生成される信号の温度特性を任意に変えることができるようになる。例えば、上記第1の抵抗と上記第2の抵抗とを

第1の抵抗の抵抗値 第2の抵抗の抵抗値

なる関係に設定すれば、上記帰還増幅回路の出力に正の温度特性を持たせることができるようになる。
【0018】
なお、温度特性補償回路としてのこうした構成において、更に請求項2記載の発明によるように、
・前記第1及び第2の抵抗の少なくとも一方が可変抵抗からなる。
といった構成によれば、上記所望の温度特性を有する信号の生成がより柔軟に行われることとなってその自由度が増すとともに、該所望の温度特性を実現する上での微調整等も容易となる。
【0019】
また、請求項3記載の発明によるように、
・前記可変抵抗がトリミング抵抗である。
といった構成によれば、例えば同温度特性補償回路の主要な部分をモノシリックICとして半導体チップ化する場合であっても、上記請求項2記載の発明に準じた温度特性の微調整が可能になる。
【0026】
一方、この発明では、請求項に記載のように、
(A)磁界の強さに対応した電気信号を出力する磁電変換素子に駆動信号を供給する駆動回路。
(B)この駆動信号の供給に基づき磁電変換素子から出力される電気信号を所要に増幅する増幅回路。
(C)この増幅される磁電変換素子の出力信号に所定のオフセット電圧を付与するとともに、その際、(a)温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、(b)同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、(c)これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具える温度特性補償回路を有して、前記付与する所定のオフセット電圧を該生成される所望の温度特性を有する信号により補正するオフセット回路。
をそれぞれ具えて、或いは請求項に記載のように、
(A)磁界の強さに対応した電気信号を出力する磁電変換素子に駆動信号を供給する駆動回路。
(B)この駆動信号の供給に基づき磁電変換素子から出力される電気信号を所要に増幅する増幅回路。
(C’)この増幅される磁電変換素子の出力信号に所定のオフセット電圧を付与するオフセット回路。
(D)(a)温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、(b)同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、(c)これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具える温度特性補償回路を有し、前記増幅された磁電変換素子の出力信号を該生成される所望の温度特性を有する信号により補正する出力補正回路。
をそれぞれ具えて磁電変換素子の駆動装置を構成する。
【0027】
このようにオフセット回路としてであれ、或いは出力補正回路としてであれ、磁電変換素子から出力される電気信号を処理する回路側に上記温度特性補償回路を設けることにより、例えば先の図12に一点鎖線で付記するような「−ΔV」といった温度特性をその出力電圧(Vout)に持たせることができるようになる。
【0028】
しかも、この温度特性補償回路は上述のように、より幅広い温度範囲において且つより高い補償精度、補償能力を有して各種素子や回路の温度特性を補償することのできる回路であることから、こうした出力電圧(Vout)の温度に依存した変動についてもこれをより的確に抑制することができるようになる。
【0029】
そしてこの場合には、同信号処理回路を構成する増幅器等の温度誤差も併せて補正することができるようにもなる。この意味においては、温度特性補償回路をより後段に具える上記請求項記載の発明の構成がより有利となる。
また、これら請求項4および5記載の発明では、上記磁電変換素子の駆動装置に適用される温度特性補償回路として、
・(c1)前記演算回路は、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路であり、(a1)前記第1の信号生成回路は、前記第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路に接続されて同帰還路を流れる電流を制御する帰還電流制御回路であり、(b2)前記第2の信号生成回路は、前記第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路中に配設されて同帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路である
といった構成を採用しているため、正負の極性も含め、その演算出力する信号の温度特性を任意に変えることができる。
【0030】
また更に、こうした磁電変換素子の駆動装置において、請求項記載の発明によるように、
(A1)前記駆動回路も、前記磁電変換素子の温度特性を補償する温度特性補償回路を具えて構成される。
といった構成によれば、磁電変換素子の温度に依存する感度特性についてもこれを該駆動回路を通じて予め補償しておくことができ、同磁電変換素子の駆動装置としての温度補償精度、温度補償能力を更に高めることができるようになる。
【0031】
そして、請求項記載の発明によるように、
(A11)前記駆動回路の温度特性補償回路も、(a)温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、(b)同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、(c)これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具える。
といった構成によれば、上記磁電変換素子の温度に依存する感度補償も上述したより幅広い温度範囲において且つより高い補償精度、補償能力を有して各種素子や回路の温度特性を補償することのできる温度特性補償回路を通じてなされることとなり、より的確な感度補償が実現されるようになる。
【0032】
また、これら磁電変換素子の駆動装置において、請求項記載の発明によるように、
・前記磁電変換素子は、被検出部材の操作角度に応じて磁束方向が変化する磁界中に置かれるものであり、前記増幅回路は、この磁電変換素子から出力される前記被検出部材の角度情報を増幅出力するものである。
といった構成によれば、前述したスロットル開度センサ等の角度センサとして、温度に依存しない極めて精度の高い角度検出信号を生成出力することができるようになる。
【0033】
そして、これら磁電変換素子の駆動装置にあっても、請求項記載の発明によるように、
・前記温度特性補償回路における前記第1及び第2の抵抗の少なくとも一方が可変抵抗からなる。
といった構成よれば、上記請求項2記載の発明に準じて、その温度補償に関する自由度が増すこととなり、ひいては所望の温度特性を実現する上での微調整等も容易となり、また、請求項1記載の発明によるように、
・前記可変抵抗がトリミング抵抗である。
といった構成によれば、上記請求項3記載の発明に準じて、例えば同駆動装置の主要な部分をモノシリックICとして半導体チップ化する場合であっても、こうした温度特性の微調整が可能になる。
【0035】
【発明の実施の形態】
はじめに図1を参照して、この発明にかかる温度特性補償回路の温度特性補償原理について説明する。
【0036】
図1に例示する温度特性補償回路において、抵抗R1及び抵抗R2の直列回路からなる分圧回路1は、電源電圧Vccを所要に分圧して基準電圧V1を生成する回路である。この生成された基準電圧V1は、演算増幅器Aの非反転入力端子(+端子)に与えられる。
【0037】
この基準電圧V1が与えられる演算増幅器Aは同温度特性補償回路において、温度特性補償電圧V2を出力する帰還増幅回路2を構成する。
帰還増幅回路2は、その出力端子と反転入力端子(−端子)とを結ぶ帰還路に対し、抵抗R3とダイオードD1との直列回路からなる帰還電流制御回路3が図示の如く接続されるとともに、同帰還路中には、ダイオードD2と抵抗R4との直列回路からなる出力電圧制御回路4を具える構成となっている。
【0038】
さて、こうした構成を有する温度特性補償回路において、これら帰還電流制御回路3及び出力電圧制御回路4に各々配設されるダイオードD1及びD2の順方向電圧(端子間電圧)をそれぞれVF1及びVF2、また電源電圧をVccとすると、これら帰還電流制御回路3及び出力電圧制御回路4を流れる電流I1及びI2は、それぞれ
I1 = (Vcc−V1−VF1)/R3 …(5)
I2 = I1+IA …(6)
となる。
【0039】
ここで、該(6)式におけるIAは、帰還増幅回路2(演算増幅器A)のオフセット電流であり、通常同電流は、数十n(ナノ)〜数百nアンペア程度の電流となる。したがって、上記電流I1を10μアンペア以上に設定することができれば、電流I2の値は、実質的に
I2 = I1 …(6)’
と考えることができるようになる。すなわち、以下に説明する温度特性補償精度が、このオフセット電流IAのばらつき等に起因して悪化するようなことはなくなる。
【0040】
他方、同温度特性補償回路の上記構成によれば、帰還増幅回路2の出力である上記温度特性補償電圧V2は、
Figure 0003684691
となる。
【0041】
ここで、分圧回路1の出力である基準電圧V1は、
V1 = (R2/(R1+R2))Vcc …(8)
であり、また、ダイオードD1及びD2の順方向電圧VF1及びVF2は、それぞれ
VF1 = VF1(25){1−K1(T−25)} …(9)
VF2 = VF2(25){1−K2(T−25)} …(10)
ただし、
VF1(25)、VF2(25):温度25℃時の順方向電圧
K1、K2 :温度係数
T :温度
として表される負の温度特性を持っている。
【0042】
そこで、これら(8)式〜(10)式を(7)式に代入して整理すると、
Figure 0003684691
となる。
【0043】
またここで、上記ダイオードD1及びD2が同回路中に近接して設けられるとすると、上記順方向電圧VF1(25)及びVF2(25)はVF(25)として、また上記温度係数K1及びK2はKとして、それぞれ同一の値にて表すことができるようになる。このため、上記(11)式も、結局は
Figure 0003684691
として表されるようになる。
【0044】
ところで、上記ダイオードD1及びD2の順方向電圧VF1及びVF2が負の温度特性を有していることは上述した通りであるが、同温度特性補償回路によれば、上記温度特性補償電圧V2に正の温度特性を持たせることもできる。
【0045】
すなわち、上記帰還電流制御回路3及び出力電圧制御回路4を構成するダイオードD1及びD2が負の温度特性を有しているとはいえ、上記(7)式によるように、それらダイオードによる電圧降下分(右辺の第3項及び第4項)は互いに逆極性となっていることから、上記抵抗R3及びR4を
R3 > R4 …(13)
といった関係に設定することで、上記(12)式の項
VF(25){1−K(T−25)}
にかかる「(R4/R3−1)」の部分が負の値になり、同項の温度係数−Kは正の値をとるようになる。
【0046】
このように、同図1に例示した温度特性補償回路によれば、抵抗R3及びR4の設定により、正負の極性も含め、演算増幅器Aを通じて出力される信号の温度特性を任意に変えることができるようになる。
【0047】
また、同温度特性補償回路によれば、上記ダイオードと抵抗との直列回路からなる帰還電流制御回路3及び出力電圧制御回路4を通じて相当に広い範囲で上記負の温度特性を有する信号を生成することができるため、より幅広い温度範囲において且つより高い補償精度、補償能力を有して、各種素子や回路の温度特性を補償することができるようにもなる。
【0048】
なお、同温度特性補償回路は、この図1に例示した構成に限られるものではなく、基本的には、
(a)温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路。
(b)同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路。
(c)これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路。
を具えるものであればよい。
【0049】
すなわち、上記演算回路として例えば上記第1の温度特性を有する信号から上記第2の温度特性を有する信号を減算する減算回路を採用する場合であっても、それら第1及び第2の温度特性を有する信号の大小関係を通じて、上述と同様、正負の極性も含めて、その演算出力される信号の温度特性を任意に変えることができるようになる。もっとも、上記第1及び第2の信号生成回路の構成、或いは上記第1及び第2の温度特性を有する信号の極性によっては、加算回路や乗算回路、更には除算回路等、他の四則演算回路によって同演算回路を構成することもできる。
【0050】
(第1実施形態)
図2に、こうした原理に基づき構成したこの発明にかかる磁電変換素子の駆動装置についてその第1の実施形態を示す。
【0051】
この実施形態の駆動装置は、例えば前述したスロットル開度センサ(図10)等の角度センサにあって、ホール素子から先の(2)式に示される態様で出力されるホール電圧VHを処理する際、前記付与するオフセット電圧を通じてその温度に依存する出力変動を抑制する装置として構成されている。
【0052】
はじめに、図2を参照して、同駆動装置の構成について説明する。
図2に示されるように、この駆動装置は、ホール素子10に駆動信号を供給する駆動回路20と、この駆動信号の供給によってホール素子10から出力されるホール電圧VHを処理する処理回路30とを有して構成されている。
【0053】
ここで、駆動回路20は、その駆動信号として例えば定電流制御された信号をホール素子10の端子a−b間に供給する回路である。このときホール素子10の端子c−d間からは通常、先の(2)式に示される態様で不平衡電圧が含まれるホール電圧VHが出力されるようになる。
【0054】
一方、処理回路30は、該出力されるホール電圧VHを増幅するなどしてこれを所要に処理する回路であり、具体的には、同図2に併せ示される以下の回路を有する構成となっている。
【0055】
まず、上記ホール電圧VHがそれぞれ非反転入力端子に入力される演算増幅器A31及びA32と抵抗R31〜R33とを有して構成されるバッファ回路31は、同ホール電圧VHを高入力インピーダンス受入してこれを安定化するための回路である。
【0056】
このバッファ回路31の出力は、抵抗R34及びR35と演算増幅器A33、並びにその帰還抵抗R37と入力抵抗R36とを有して構成される差動増幅回路33に入力される。そして、この差動増幅された信号が、同角度センサのセンサ出力Voutとして端子T3から出力されるようになる。なお、コンデンサC1及びC2は、端子T1及びT3に生じるノイズ、サージ等を除去するためのコンデンサである。
【0057】
また同処理回路30において、オフセット回路32は、当該角度センサとしての所望の出力レンジを得るために、上記差動増幅されるバッファ回路31の出力(ホール電圧VH)に対し先の図12に示される態様でオフセット電圧Voffsetを付与する回路である。
【0058】
ただしこのとき、周囲の温度条件によっては、先の(4)式に示されるような温度に依存した電圧変動ΔVが生じ、同図12に破線にて示されるような大きく異なったセンサ出力(出力電圧)Voutが得られるようになる。
【0059】
そこで、同実施形態の駆動装置にあっては、このオフセット回路32として、図3に示すオフセット回路32aを採用することにより、該温度に依存した電圧変動ΔVを除去するようにしている。
【0060】
以下、この図3を併せ参照して、同第1の実施形態の駆動装置による温度特性補償構造について詳述する。
同図3に示されるように、このオフセット回路32aは、先の図1に例示した温度特性補償回路321と、抵抗R321及びR322の分圧回路によって構成されるオフセット電圧生成回路322、そして抵抗R323〜R326及び演算増幅器A321によって構成される加算回路323を有して構成されている。
【0061】
ここで、加算回路323は、上記オフセット電圧生成回路322を通じて生成されるオフセット電圧V3に上記温度特性補償回路321を通じて生成される温度特性補償電圧V2を加算する回路である。
【0062】
したがってこの場合、
(1)オフセット電圧生成回路322では、そのオフセット電圧V3として、該角度センサとしての所望の出力レンジを得るための先の図12に示されるようなオフセット電圧Voffsetを生成する。
(2)一方の温度特性補償回路321では、その温度特性補償電圧V2として、同図12に一点鎖線にて付記するような負の温度特性を有する電圧「−ΔV」を生成する。
といった条件にてそれぞれ上記オフセット電圧V3並びに上記温度特性補償電圧V2を生成することで、同オフセット回路32aからは、そのオフセット電圧Voffset(=V3+V2)として、上記温度に依存した電圧変動ΔVを相殺しうる電圧が生成出力されるようになる。
【0063】
そしてこのため、同オフセット電圧Voffsetを基準電圧としてバッファ回路31の出力(ホール電圧VH)を差動増幅する上記差動増幅回路33からも、その出力Voutとして、温度に依存しない高精度の角度情報が出力されるようになる。
【0064】
なお上記温度特性補償回路321が、その抵抗R3及びR4の設定を通じて、正負の極性も含め、その温度特性補償電圧V2に任意の温度特性を持たせることのできる回路であることは、先の原理の説明において既述した通りである。
【0065】
以上説明したように、同第1の実施形態にかかる磁電変換素子の駆動装置によれば、
(イ)先の(4)式に現れるような温度に依存した電圧変動ΔVを的確に抑制して、より精度の高い角度情報を出力することができる。
(ロ)バッファ回路31の後段のオフセット回路32において温度特性の補償に基づく上記電圧補正を行うものであることから、同バッファ回路31を構成する演算増幅器A31及びA32の温度誤差も併せて除去することができる。
等々、優れた効果が奏せられるようになる。
【0066】
(第2実施形態)
図4に、同原理に基づき構成したこの発明にかかる磁電変換素子の駆動装置の第2の実施形態を示す。
【0067】
この第2の実施形態の駆動装置も、例えばスロットル開度センサ(図10)等の角度センサにあって、ホール素子から先の(2)式に示される態様で出力されるホール電圧VHを処理する際、前記付与するオフセット電圧を通じてその温度に依存する出力変動を抑制する装置として構成されている。
【0068】
また、同実施形態の駆動装置にあっても、その駆動装置としての基本構成は図2に例示した第1の実施形態の駆動装置と同様であり、そのオフセット回路32として、同図4に示されるオフセット回路32bを採用していることのみが先の第1の実施形態にかかる駆動装置と相違する。
【0069】
以下、この図4を参照して、同第2の実施形態の駆動装置による温度特性補償構造について詳述する。
同図4に示されるように、このオフセット回路32bは、先の図1に例示した温度特性補償回路321と、抵抗R321及びR322の分圧回路によって構成されるオフセット電圧生成回路322、そして抵抗R327、R328及び演算増幅器A322によって構成される減算回路324を有して構成されている。
【0070】
ここで、減算回路324は、上記オフセット電圧生成回路322を通じて生成されるオフセット電圧V3から上記温度特性補償回路321を通じて生成される温度特性補償電圧V2を減算する回路である。
【0071】
したがってこの場合には、
(1)オフセット電圧生成回路322では、そのオフセット電圧V3として、該角度センサとしての所望の出力レンジを得るための先の図12に示されるようなオフセット電圧Voffsetを生成する。
(2)一方の温度特性補償回路321では、その温度特性補償電圧V2として、同図12に破線にて付記するような正の温度特性を有する電圧「ΔV」を生成する。
といった条件にてそれぞれ上記オフセット電圧V3並びに上記温度特性補償電圧V2を生成することで、同オフセット回路32bからは、そのオフセット電圧Voffset(=V3−V2)として、前記温度に依存した電圧変動ΔVを相殺しうる電圧が生成出力されるようになる。
【0072】
そしてこのため、同オフセット電圧Voffsetを基準電圧としてバッファ回路31の出力(ホール電圧VH)を差動増幅する前記差動増幅回路33(図2)からも、その出力Voutとして、温度に依存しない高精度の角度情報が出力されるようになる。
【0073】
このように、同第2の実施形態にかかる磁電変換素子の駆動装置によっても、先の第1の実施形態にかかる駆動装置と同様、
(イ)先の(4)式に現れるような温度に依存した電圧変動ΔVを的確に抑制して、より精度の高い角度情報を出力することができる。
(ロ)バッファ回路31の後段のオフセット回路32において温度特性の補償に基づく上記電圧補正を行うものであることから、同バッファ回路31を構成する演算増幅器A31及びA32の温度誤差も併せて除去することができる。
等々の優れた効果が奏せられるようになる。
【0074】
(第3実施形態)
図5に、これも上述の原理に基づき構成したこの発明にかかる磁電変換素子の駆動装置の第3の実施形態を示す。
【0075】
この第3の実施形態の駆動装置も、上記第1及び第2の実施形態の駆動装置と同様、例えばスロットル開度センサ(図10)等の角度センサにあって、ホール素子から先の(2)式に示される態様で出力されるホール電圧VHを処理する際、前記付与するオフセット電圧を通じてその温度に依存する出力変動を抑制する装置として構成されている。
【0076】
また、同実施形態の駆動装置にあっても、その駆動装置としての基本構成は図2に例示した第1の実施形態の駆動装置と同様であり、そのオフセット回路32として、同図5に示されるオフセット回路32cを採用していることのみが先の第1或いは第2の実施形態にかかる駆動装置と相違する。
【0077】
以下、この図5を参照して、同第3の実施形態の駆動装置による温度特性補償構造について詳述する。
同図5に示されるように、このオフセット回路32cにあって、温度特性補償回路321’は、ダイオードD3及び抵抗R5の直列回路と抵抗6との分圧回路からなって負の第1の温度特性を有する電圧V4を生成する第1の信号生成回路、同じくダイオードD4及び抵抗R7の直列回路と抵抗8との分圧回路からなって負の第2の温度特性を有する電圧V5を生成する第2の信号生成回路、そして抵抗R9〜R11と共にこれら電圧V4から電圧V5を減算する減算回路を構成する演算増幅器A324とによって構成されている。
【0078】
先の原理の説明でも触れたように、こうした構成にあっても、上記第1の温度特性を有する電圧V4から上記第2の温度特性を有する電圧V5を減算することで、それら電圧V4及びV5の大小関係を通じて、先の図1に例示した温度特性補償回路(温度特性補償回路321)と同様、正負の極性も含めて、その演算出力される電圧(V4−V5)の温度特性を任意に変えることはできる。
【0079】
一方、同オフセット回路32cにあって、抵抗R321及びR322の分圧回路によって構成されるオフセット電圧生成回路322は、これまでの実施形態と同様、オフセット電圧V3を生成する回路であり、電流の逆流阻止用のバッファ回路を構成する演算増幅器A323も含めて上記演算増幅器A324は、加減算回路325をも併せて構成する。
【0080】
すなわち、同オフセット回路32cにあっては、そのオフセット電圧Voffsetとして、「V3+V4−V5」といった電圧が上記加減算回路325を通じて生成出力されるようになる。
【0081】
したがってこの場合、
(1)オフセット電圧生成回路322では、そのオフセット電圧V3として、該角度センサとしての所望の出力レンジを得るための先の図12に示されるようなオフセット電圧Voffsetを生成する。
(2)一方の温度特性補償回路321’では、その温度特性補償電圧「V4−V5」として、同図12に一点鎖線にて付記するような負の温度特性を有する電圧「−ΔV」を生成する。
といった条件にてそれぞれ上記オフセット電圧V3並びに上記温度特性補償電圧「V4−V5」を生成することで、同オフセット回路32cからは、そのオフセット電圧Voffset(=V3+V4−V5)として、この場合も前記温度に依存した電圧変動ΔVを相殺しうる電圧が生成出力されるようになる。
【0082】
そしてこのため、同オフセット電圧Voffsetを基準電圧としてバッファ回路31の出力(ホール電圧VH)を差動増幅する前記差動増幅回路33(図2)からも、その出力Voutとして、温度に依存しない高精度の角度情報が出力されるようになる。
【0083】
なお、上記温度特性補償回路321’にあって、上記第1及び第2の信号生成回路の構成、或いは上記第1及び第2の温度特性を有する電圧V4、V5の極性によっては、上記減算回路に代え、加算回路や乗算回路、更には除算回路等の演算回路も適宜採用することができることは前述した。
【0084】
このように、同第3の実施形態にかかる磁電変換素子の駆動装置によっても、先の第1或いは第2の実施形態にかかる駆動装置と同様、
(イ)先の(4)式に現れるような温度に依存した電圧変動ΔVを的確に抑制して、より精度の高い角度情報を出力することができる。
(ロ)バッファ回路31の後段のオフセット回路32において温度特性の補償に基づく上記電圧補正を行うものであることから、同バッファ回路31を構成する演算増幅器A31及びA32の温度誤差も併せて除去することができる。
等々の優れた効果が奏せられるようになる。
【0085】
なお、この第3の実施形態にあって、上記オフセット回路32cにおける電流逆流阻止用バッファ回路(演算増幅器A323)は、先の第1の実施形態のオフセット回路32aに用いられている抵抗R324に代えることもできる。また逆に、先の第1の実施形態のオフセット回路32aに用いられている抵抗R324をこのバッファ回路(演算増幅器A323)に代えることもできる。回路規模の縮小を図る意味では抵抗が有利であるが、電流の逆流阻止機能を確実ならしめる意味ではこのバッファ回路が有利となる。
【0086】
(第4実施形態)
図6に、同じく上述の原理に基づき構成したこの発明にかかる磁電変換素子の駆動装置の第4の実施形態を示す。
【0087】
この実施形態の駆動装置は、例えばスロットル開度センサ(図10)等の角度センサにあって、ホール素子から先の(2)式に示される態様で出力されるホール電圧VHを処理する際、前記オフセット電圧ではなく、差動増幅出力を通じてその温度に依存する出力変動を抑制する装置として構成されている。
【0088】
図2に示した第1の実施形態にかかる駆動装置の構成と一部重複するも、はじめに、図6を参照して、同第4の実施形態にかかる駆動装置の構成について説明する。
【0089】
図6に示されるように、この駆動装置は、ホール素子10に駆動信号を供給する駆動回路20と、この駆動信号の供給によってホール素子10から出力されるホール電圧VHを処理する処理回路30、そしてその処理された出力電圧を更に補正する出力補正回路40を有して構成されている。
【0090】
ここで、駆動回路20は、その駆動信号として例えば定電流制御された信号をホール素子10の端子a−b間に供給する回路であり、このときホール素子10の端子c−d間からは通常、先の(2)式に示される態様で不平衡電圧が含まれるホール電圧VHが出力されるようになることは前述した通りである。
【0091】
一方、処理回路30は、該出力されるホール電圧VHを増幅するなどしてこれを所要に処理する回路であり、具体的には、同図6に併せ示される以下の回路を有する構成となっている。
【0092】
まず、上記ホール電圧VHがそれぞれ非反転入力端子に入力される演算増幅器A31及びA32と抵抗R31〜R33とを有して構成されるバッファ回路31は、同ホール電圧VHを高入力インピーダンス受入してこれを安定化するための回路である。
【0093】
このバッファ回路31の出力は、抵抗R34及びR35と演算増幅器A33、並びにその帰還抵抗R37と入力抵抗R36とを有して構成される差動増幅回路33に入力される。そして、この差動増幅された信号が、同角度センサのセンサ出力Voutとして端子T3から一旦出力され、後に詳述する出力補正回路40に入力されるようになる。なおここでも、コンデンサC1及びC2は、端子T1及びT3に生じるノイズ、サージ等を除去するためのコンデンサである。
【0094】
また同処理回路30において、オフセット回路32は、当該角度センサとしての所望の出力レンジを得るために、上記差動増幅されるバッファ回路31の出力(ホール電圧VH)に対し先の図12に示される態様でオフセット電圧Voffsetを付与する回路である。ここでは、抵抗R321及びR322の分圧回路からなるオフセット電圧生成部と、電流の逆流阻止用のバッファ回路を構成する演算増幅器A34とを具える構成となっている。
【0095】
ところで前述のように、上記ホール電圧VHに先の(2)式に示される態様で不平衡電圧が含まれる場合、上記差動増幅されたセンサ出力Voutには、先の(4)式に示されるような温度に依存した電圧変動ΔVが生じ、ひいては同出力Voutとして、先の図12に破線にて示されるような大きく異なった値が得られるようになる。
【0096】
そこで、同実施形態の駆動装置にあっては、上記出力補正回路40として図7に例示する回路を採用することにより、該温度に依存した電圧変動ΔVを除去するようにしている。
【0097】
以下、この図7を併せ参照して、同第4の実施形態の駆動装置による温度特性補償構造について詳述する。
同図7に示されるように、この出力補正回路40は、先の図1に例示した温度特性補償回路41と、電流の逆流阻止用のバッファ回路を構成する演算増幅器A41、そして抵抗R41〜R44及び演算増幅器A42によって構成される加算回路42を有して構成されている。
【0098】
ここで、加算回路42は、上記処理回路30による出力電圧Voutに上記温度特性補償回路41を通じて生成される温度特性補償電圧V2を加算する回路である。
【0099】
したがってこの場合、
・温度特性補償回路41では、その温度特性補償電圧V2として、図12に一点鎖線にて付記するような負の温度特性を有する電圧「−ΔV」を生成する。
といった条件にて上記温度特性補償電圧V2を生成することで、同出力補正回路40からは、その出力補正電圧Vout’(=Vout+V2)として、上記温度に依存した電圧変動ΔVの相殺された電圧が生成出力されるようになる。
【0100】
すなわちこの場合も、出力補正回路40からは、その出力補正電圧Vout’として温度に依存しない高精度の角度情報が出力されるようになる。
なお上記温度特性補償回路41も、その抵抗R3及びR4の設定を通じて、正負の極性も含め、その温度特性補償電圧V2に任意の温度特性を持たせることのできる回路であることは、先の原理の説明において既述した通りである。
【0101】
以上説明したように、同第4の実施形態にかかる磁電変換素子の駆動装置によっても、
(イ)先の(4)式に現れるような温度に依存した電圧変動ΔVを的確に抑制して、より精度の高い角度情報を出力することができる。
(ロ’)処理回路30の後段の出力補正回路40において温度特性の補償に基づく上記電圧補正を行うものであることから、バッファ回路31を構成する演算増幅器A31及びA32や差動増幅回路33を構成する演算増幅器A33の温度誤差も併せて除去することができる。
等々、優れた効果が奏せられるようになる。
【0102】
なお、同第4の実施形態において、出力補正回路40に採用する温度特性補償回路や演算回路は上記温度特性補償回路41や加算回路42に限られることなく任意であり、他に例えば先の第2の実施形態に準じた減算回路、或いは先の第3の実施形態に準じた温度特性補償回路並びに加減算回路なども適宜採用することができる。
【0103】
(第5実施形態)
ところで、先の図10に例示したスロットル開度センサ等の角度センサにあっては、そのホール素子10及び磁石12が通常、負の温度特性を持つことから、周囲の温度に応じてその駆動条件が変化し、上記出力されるホール電圧VHにもそれら温度特性に応じた変動が来たすようになる。
【0104】
因みにこうした変動は、先の(2)式における右辺第1項、すなわち(1)式として示した電圧成分に対して生じるものであり、同変動は通常、先の図11における角度θ=0を中心としたホール電圧出力特性の傾きの変化、すなわち感度変化として現れる。そして勿論、ホール電圧VHにこのような感度変化が来たす場合、その処理信号である信号Voutの信頼性も自ずと低いものとなる。
【0105】
そこで、この発明にかかる磁電変換素子の駆動装置の第5の実施形態として、ホール素子のこうした感度変化をも併せて抑制することのできる駆動装置を図8に示す。
【0106】
はじめに、同第5の実施形態の駆動装置について、図8に基づき、その構成を説明する。
同図8に示されるように、この駆動装置は、ホール素子10の駆動回路20として、先の図1に例示した温度特性補償回路21と、その温度特性補償電圧V2が非反転入力端子に加えられる演算増幅器A21及びホール素子10に直列に接続される抵抗R21を有して同ホール素子10に供給する駆動信号を定電流制御する定電流制御回路22とを具える構成となっている。
【0107】
定電流制御回路22では、抵抗R21の電圧降下と上記温度特性補償電圧V2との比較のもとに、同抵抗R21の電圧降下が一定となるよう、ホール素子10に印加される電圧を制御する。この結果ホール素子10には、その駆動電流Iとして、
I = (V2/R21) …(14)
なる一定の電流が供給されるようになる。
【0108】
一方、同駆動装置において、ホール素子10から出力されるホール電圧VHを増幅するなどしてこれを所要に処理する処理回路30は、先の第1〜第4の実施形態として例示した何れかの回路として構成されている。
【0109】
したがって、先の(2)式、或いは(4)式に現れるホール素子10の不平衡電圧に起因する電圧変動分は、該処理回路30(或いは処理回路30+出力補正回路40)を通じて好適に相殺されるようになる。
【0110】
図9は、上記駆動回路20によるホール電圧VHの感度補償態様を示したものであり、次に、同図9を併せ参照して、この第5の実施形態の駆動装置としてのホール電圧VHの感度補償構造について更に詳述する。
【0111】
ホール素子10及び磁石12(図10参照)が負の温度特性を有していることは上述した。すなわち、先の(1)式に示されるホール素子10の感度KH及び内部抵抗Rd、更には磁石12の磁束密度Bは、温度が高くなるにつれて低い値を示すようになる。
【0112】
また、ホール素子10の出力であるホール電圧VHは、同(1)式に示されるように、上記駆動電流Iに比例する。
したがって、ホール素子10及び磁石12の上記負の温度特性を補償するためには、上記駆動電流Iすなわち上記温度特性補償電圧V2に、これとは逆の正の温度特性を持たせればよいことになる。
【0113】
そして、上記温度特性補償回路21にあっては、その抵抗R3及びR4を先の(13)式に示される如く、
R3 > R4
といった関係に設定することで、該温度特性補償電圧V2に正の温度特性を持たせることができるようになることも、先の原理の説明において既述した。
【0114】
さて、図9に示されるように、ホール素子10の感度KH及び内部抵抗Rdが特性線L1のような負の温度特性を示し、磁石12の磁束密度Bが特性線L2のような同じく負の温度特性を示すとすると、ホール素子10と磁石12とでは、それらが合成された特性として、特性線L3のような温度特性(感度)を示すようになる。
【0115】
ホール素子10と磁石12とのこうした負の温度特性に対し、温度特性補償回路21では、抵抗R3及びR4を先の(13)式の関係に設定するとともに、同抵抗R3及びR4の比の大きさを通じて、更には先の(12)式に含まれる
(R2/(R1+R2))
といった関係を通じて、同図9に特性線L4として示されるような正の温度特性を、上記温度特性補償電圧V2(駆動電流I)に持たせるようにする。
【0116】
その結果、ホール素子10から出力されるホール電圧VHは、その温度特性が同図9に特性線L5として示される態様で補正されるようになり、周囲温度の如何なる変化に対しても、常に適正な値(感度)を示すようになる。
【0117】
このように、同第5の実施形態にかかる磁電変換素子の駆動装置によれば、上記第1〜第4の実施形態の駆動装置による前記(イ)、(ロ)、或いは(ロ’)として示した効果に更に加えて、
(ハ)ホール素子や磁石の温度特性(感度特性)も好適に補償される。
(ニ)しかも、その感度の補償量(図9の特性線L4の傾き)を、温度特性補償回路21における抵抗比「R4/R3」に応じて、或いは分圧比「R2/(R1+R2)」に応じて任意に設定することができため、ホール素子や磁石の温度特性に如何なるばらつきがあったとしても、それらばらつきに容易に対処することができる。
等々の効果も併せ奏せられるようになる。
【0118】
なお、同第5の実施形態にあっては、上記温度特性補償回路21を通じてホール素子や磁石の温度特性(感度特性)を補償することとしたが、こうした温度特性補償回路としては他に、先の第3の実施形態のオフセット回路32cに用いられている温度特性補償回路321’に準じた構成のものなども適宜採用することができる。
【0119】
ところで、これら第1〜第5の実施形態の駆動装置としての上記構成によれば、駆動回路20及び処理回路30を含めてこれを1個のモノシリックICとして実現することも容易である。
【0120】
そして、同駆動装置をこうしたモノシリックICとして構成する場合には、上記各温度特性補償回路を構成する抵抗R1〜R4(図3、図4、図7、図8)、或いは抵抗R5〜R8(図5)についてこれらを可変抵抗、より望ましくはトリミング抵抗として構成することによって、それら抵抗値の微調整が可能となり、ひいては上記所望の温度特性を実現する上での微調整等も容易となる。
【0121】
また、上記各実施形態の駆動装置をこうしてIC化することにより、例えばダイオードD1及びD2なども同IC中に自ずと近接して設けられることとなり、前記(12)式への変換、すなわち
・順方向電圧VF1(25)及びVF2(25)をVF(25)とする。
・温度係数K1及びK2をKとする。
として同一化したことが意味を持つようになる。
【0122】
また、ダイオードD1及びD2、或いはダイオードD3及びD4は、単に同一特性というだけではなく、半導体装置としての製造プロセスを通じて物性的にも高精度に管理されるため、製品間のばらつきも極めて少ないものとなる。すなわち、駆動対象となるホール素子や磁石自体が負の一定の温度特性を有するものであれば、製品によらずに、極めて高い精度で上述した温度特性補償機能が維持されるようにもなる。
【0123】
なお、上記各実施形態においては、ダイオードD1及びD2、或いはダイオードD3及びD4の順方向電圧を利用して温度特性の補償を行うこととしたが、これら温度特性を補償するために使用することのできる素子はダイオードには限られない。
【0124】
すなわち、温度に応じて降下電圧が変化する電圧降下素子であればよく、上記ダイオードに代えて適宜のトランジスタを用いることもできる。
例えばNPN接合されるトランジスタにあっては、そのベース−エミッタ間の電圧(VBE)が、それらダイオードの順方向電圧VFと同様、温度に応じて降下電圧が変化する。このため、同トランジスタのベース−エミッタ間電圧を利用して上記温度特性の補償を行う構成とすることもできる。
【0125】
また、上記各実施形態では便宜上、スロットル開度センサ等の角度センサに対してこの発明にかかる駆動装置を適用する場合について示したが、同駆動装置が、ホール素子や磁気抵抗効果素子等の磁電変換素子を駆動して且つその得られる電気信号を所要に処理する装置の全てに適用できるものであることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の温度特性補償回路の原理構成を示す回路図。
【図2】ホール素子の駆動装置の第1の実施形態を示すブロック図。
【図3】同実施形態のオフセット回路の構成を示す回路図。
【図4】ホール素子の駆動装置の第2の実施形態を示す回路図。
【図5】ホール素子の駆動装置の第3の実施形態を示す回路図。
【図6】ホール素子の駆動装置の第4の実施形態を示すブロック図。
【図7】同実施形態の出力補正回路の構成を示す回路図。
【図8】ホール素子の駆動装置の第5の実施形態を示す回路図。
【図9】同実施形態の回路による感度補償態様を示すグラフ。
【図10】ホール素子によるスロットル開度の検出原理を示す略図。
【図11】同検出原理におけるホール素子の出力特性を示すグラフ。
【図12】同じくホール電圧処理回路の出力特性を示すグラフ。
【符号の説明】
1…分圧回路、2…帰還増幅回路、3…帰還電流制御回路、4…出力電圧制御回路、10…ホール素子、11…ロータ、12…磁石(永久磁石)、20…駆動回路、21…温度特性補償回路、22…定電流制御回路、30…信号処理回路、31…バッファ回路、32、32a、32b、32c…オフセット回路、321、321’…温度特性補償回路、322…オフセット電圧生成回路(分圧回路)、323…加算回路、324…減算回路、325…加減算回路、33…差動増幅回路、40…出力補正回路、41…温度特性補償回路、42…加算回路、T1〜T4…端子、A、A21、A31〜A34、A321〜A324、A41〜A42…演算増幅器、C1、C2…コンデンサ、D1、D2、D3、D4…ダイオード、R1〜R11、R21、R31〜R37、R321〜R328、R41〜R44…抵抗。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature characteristic compensation circuit that electrically compensates for temperature characteristics of various elements and circuits, and a magnetoelectric conversion element that corrects an unbalanced voltage generated in a magnetoelectric conversion element such as a Hall element using the temperature characteristic compensation circuit. The present invention relates to a driving device.
[0002]
[Prior art]
For example, as a throttle opening sensor for an in-vehicle internal combustion engine, a sensor that detects the throttle opening in a non-contact manner based on the Hall effect is known. FIG. 10 shows an outline of an example of a throttle opening sensor using the Hall effect.
[0003]
That is, in the throttle opening sensor, a concentric cylindrical permanent magnet 12 magnetized in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotor 11 rotating in conjunction with the rotation axis of a throttle valve (not shown). The Hall element 10 for detecting the magnetic field direction of the permanent magnet 12 is disposed in the hollow portion of the permanent magnet 12 in parallel to the plane along the rotation axis of the rotor 11 and symmetrically about the rotation axis. Is done.
[0004]
Then, as the throttle valve rotates, the permanent magnet 12 rotates around the Hall element 10 in the manner shown in FIG. 10 to change the magnetic field direction with respect to the magnetic sensitive surface of the Hall element 10, and the changed angle θ. The electrical signal corresponding to
Figure 0003684691
In this way, the signal is output from the Hall element 10.
[0005]
Here, the value VA is a constant corresponding to the value “KH · B · Rd · I”, and as shown in FIG. 11, the rotor 11 moves from “−90 (= θ)” to “+90 (= θ). ) ”, The Hall voltage VH continuously changes on the sine wave from“ −VA ”to“ + VA ”. In the equation (1), KH is the sensitivity of the Hall element 10, B is the magnetic flux density of the magnet 12, Rd is the internal resistance of the Hall element 10, and I is the drive current of the Hall element 10. .
[0006]
The throttle opening sensor processes the Hall voltage VH output from the Hall element 10 in such a manner as necessary, and outputs an electrical signal corresponding to the opening of the throttle valve.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the Hall voltage VH is output in principle from the above-mentioned formula (1) from the Hall element, an unbalanced voltage (drift) depending on temperature is actually generated.
[0008]
This unbalanced voltage usually appears as a parallel voltage with respect to the voltage of the formula (1). If the characteristic indicated by the solid line in FIG. 11 is the Hall voltage output characteristic at 25 ° C., for example, 80 ° C., for example. The Hall voltage output characteristic at is the characteristic shown by the broken line in FIG. That is, assuming that the temperature difference (80 ° C.−25 ° C.) is Δt, the actual Hall voltage VH is
VH = VA · sin θ + VHO · Δt (2)
It will be output in the form of Here, the value VHO is the Hall voltage VH when the angle θ is 0 degree.
[0009]
Usually, since the Hall voltage VH is amplified and outputted through the signal processing circuit, the unbalanced voltage VHO · Δt is also amplified, and the output error depending on the temperature cannot be ignored.
[0010]
That is, when the output voltage by the signal processing circuit is Vout, the amplification factor by the circuit is G, and the offset voltage applied to obtain a desired output range in the circuit is Voffset, for example, output at 25 ° C. Vout (25) is
Vout (25) = VH × G + Voffset (3)
If the characteristic shown by the solid line in FIG. 12 is obtained, for example, the output Vout (80) at 80 ° C. is
Figure 0003684691
Thus, as shown by the broken line in FIG. 12, the output characteristics at 25 ° C. are greatly different.
[0011]
Conventionally, in order to suppress such output fluctuations depending on temperature,
(I) A sensitivity adjustment unit is provided on the drive circuit side of the Hall element, and an offset adjustment unit having a temperature gradient setting function using two resistors is provided on the signal processing circuit side (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-74975).
(Ii) A constant current circuit is provided on the drive circuit side of the Hall element, and a temperature compensation means is provided on the signal processing circuit side to unbalance a part of the resistance of the differential amplifier stage (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-58). 19506).
(Iii) A constant current circuit is provided on the drive circuit side of the Hall element, and a two-stage offset setting circuit is provided on the signal processing circuit side so as to cope with any of the positive and negative DC offset temperature characteristics ( For example, refer to JP-A-3-170073.
Etc. have been proposed.
[0012]
However, since all of them perform compensation of the above temperature characteristics only by resistance, they cannot cope with a wide temperature range, and their compensation accuracy and compensation capability are naturally low. .
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a temperature characteristic compensation circuit capable of compensating temperature characteristics of various elements and circuits in a wider temperature range and having higher compensation accuracy and compensation capability. The purpose is to provide.
[0014]
In addition, the present invention provides a magnetoelectric conversion element that can more accurately suppress fluctuations in output depending on the temperature in obtaining an electric signal corresponding to the strength of the magnetic field using the magnetoelectric conversion element such as the Hall element. An object is to provide a drive device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve these objects, the present invention as described in claim 1,
(A) A first signal generator that has a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first resistor connected in series to the first voltage drop element, and generates a signal having a first temperature characteristic. circuit.
(B) A second signal that has a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a second resistor connected in series to the second voltage drop element and generates a signal having a second temperature characteristic. Generation circuit.
(C) An arithmetic circuit that performs a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics to generate a signal having a desired temperature characteristic.
Are provided to constitute a temperature characteristic compensation circuit.
[0016]
Here, according to the first and second signal generation circuits, through the series circuit of the voltage drop element such as a diode and the resistor, the temperature characteristics are the same, but the first or second signal generation circuit is considerably wide. A signal having a temperature characteristic of 2 can be generated.
[0017]
  For this reason, such a configuration as a temperature characteristic compensation circuit that executes predetermined calculations such as feedback amplification calculation and four arithmetic calculations through the above calculation circuit based on the generated signals having the first and second temperature characteristics. Accordingly, it becomes possible to generate a signal having an arbitrary positive and negative temperature characteristic with high accuracy under any temperature condition. That is, according to the temperature characteristic compensation circuit, the temperature characteristics of various elements and circuits can be compensated in a wider temperature range and with higher compensation accuracy and compensation capability.
In particular, in the first aspect of the invention, as the temperature characteristic compensation circuit,
(C1) The arithmetic circuit is a feedback amplifier circuit that feedback-amplifies a reference voltage.
(A1) In the first signal generation circuit, the first voltage drop element and a first resistor connected in series to the first voltage drop element are connected to a feedback path of the feedback amplifier circuit, and a current flowing through the feedback path is obtained. It is a feedback current control circuit to control.
(B1) In the second signal generation circuit, the second voltage drop element and a second resistor connected in series to the second voltage drop element are arranged in a feedback path of the feedback amplifier circuit, and It is an output voltage control circuit for controlling the output voltage.
The configuration is adopted.
Incidentally, a signal having a negative temperature characteristic is usually generated from the first and second signal generation circuits having a voltage drop element such as a diode.
For this reason, in the feedback amplifier circuit in which the output voltage control circuit is disposed in the feedback path, the reference voltage is stabilized to a required level through voltage control by the output voltage control circuit as its output. A signal is generated, but the generated signal usually also has a negative temperature characteristic.
However, if the feedback current control circuit is further connected to the feedback path of the feedback amplifier circuit as in the above configuration of the invention of claim 1, the currents by the feedback current control circuit and the output voltage control circuit, Through the voltage control amount, it is possible to arbitrarily change the temperature characteristics of the signal generated as the output of the feedback amplifier circuit including the positive and negative polarities. For example, the first resistor and the second resistor are

Resistance value of the first resistor > Resistance value of the second resistor

If this relationship is set, the output of the feedback amplifier circuit can have a positive temperature characteristic.
[0018]
In this configuration as the temperature characteristic compensation circuit, according to the invention of claim 2,
-At least one of said 1st and 2nd resistance consists of variable resistance.
With such a configuration, the generation of the signal having the desired temperature characteristic is performed more flexibly, the degree of freedom is increased, and the fine adjustment for realizing the desired temperature characteristic is easy. Become.
[0019]
According to the invention of claim 3,
The variable resistor is a trimming resistor.
With such a configuration, for example, even when the main part of the temperature characteristic compensation circuit is formed as a semiconductor chip as a monolithic IC, it is possible to finely adjust the temperature characteristic according to the second aspect of the invention.
[0026]
  On the other hand, in the present invention, the claims4As described in
(A) A drive circuit that supplies a drive signal to a magnetoelectric transducer that outputs an electrical signal corresponding to the strength of the magnetic field.
(B) An amplifier circuit that amplifies the electrical signal output from the magnetoelectric conversion element as required based on the supply of the drive signal.
(C) A predetermined offset voltage is applied to the amplified output signal of the magnetoelectric transducer, and (a) a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first voltage drop element connected in series to this. A first signal generation circuit for generating a signal having a first temperature characteristic and (b) a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature, and A second signal generating circuit having a second resistor connected in series to generate a signal having a second temperature characteristic; and (c) having the generated first and second temperature characteristics. A temperature characteristic compensation circuit including a calculation circuit that performs a predetermined calculation based on the signal to generate a signal having a desired temperature characteristic, and the predetermined offset voltage to be applied is generated at the desired temperature Offset compensated by characteristic signal Road.
Or claim each5As described in
(A) A drive circuit that supplies a drive signal to a magnetoelectric transducer that outputs an electrical signal corresponding to the strength of the magnetic field.
(B) An amplifier circuit that amplifies the electrical signal output from the magnetoelectric conversion element as required based on the supply of the drive signal.
(C ′) An offset circuit for applying a predetermined offset voltage to the output signal of the amplified magnetoelectric transducer.
(D) (a) a first voltage drop element that changes in voltage according to temperature and a first resistor connected in series to the first voltage drop element that generates a signal having a first temperature characteristic; And (b) a signal having a second temperature characteristic having a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a second resistor connected in series to the second voltage drop element. A second signal generation circuit to be generated; and (c) an arithmetic circuit that performs a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics to generate a signal having a desired temperature characteristic. And an output correction circuit for correcting the amplified output signal of the magnetoelectric conversion element by the generated signal having a desired temperature characteristic.
And a magnetoelectric transducer drive device.
[0027]
In this way, whether it is an offset circuit or an output correction circuit, the temperature characteristic compensation circuit is provided on the circuit side that processes the electrical signal output from the magnetoelectric conversion element. The output voltage (Vout) can be given temperature characteristics such as “−ΔV” as described in (1).
[0028]
In addition, as described above, this temperature characteristic compensation circuit is a circuit that can compensate for the temperature characteristics of various elements and circuits in a wider temperature range and with higher compensation accuracy and compensation capability. This also makes it possible to more accurately suppress fluctuations depending on the temperature of the output voltage (Vout).
[0029]
  In this case, the temperature error of the amplifier or the like constituting the signal processing circuit can be corrected together. In this sense, the temperature characteristic compensation circuit is provided at a later stage.5The configuration of the described invention is more advantageous.
Further, in the inventions according to claims 4 and 5, as a temperature characteristic compensation circuit applied to the driving device for the magnetoelectric conversion element,
(C1) The arithmetic circuit is a feedback amplifier circuit that feedback-amplifies a reference voltage. (A1) The first signal generation circuit includes a first voltage drop element and a first voltage connected in series to the first voltage drop element. A resistor is connected to a feedback path of the feedback amplifier circuit to control a current flowing through the feedback path, and (b2) the second signal generation circuit includes the second voltage drop element and A second resistor connected in series to this is an output voltage control circuit arranged in the feedback path of the feedback amplifier circuit to control the output voltage of the feedback amplifier circuit.
Therefore, it is possible to arbitrarily change the temperature characteristics of a signal to be calculated and output, including positive and negative polarities.
[0030]
  Still further, in such a magnetoelectric transducer driving apparatus,6According to the described invention,
(A1) The drive circuit also includes a temperature characteristic compensation circuit that compensates for the temperature characteristic of the magnetoelectric transducer.
According to the configuration, the sensitivity characteristic depending on the temperature of the magnetoelectric conversion element can be compensated in advance through the drive circuit, and the temperature compensation accuracy and temperature compensation capability as a drive device for the magnetoelectric conversion element can be improved. It can be further increased.
[0031]
  And claims7According to the described invention,
(A11) The temperature characteristic compensation circuit of the drive circuit also includes (a) a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature, and a first resistor connected in series to the first voltage drop element. A first signal generation circuit for generating a signal having temperature characteristics; and (b) a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature, and a second resistor connected in series to the second voltage drop element. A second signal generation circuit for generating a signal having a second temperature characteristic; and (c) a predetermined temperature based on the generated signals having the first and second temperature characteristics to obtain a desired temperature. And an arithmetic circuit for generating a signal having characteristics.
According to the above configuration, sensitivity compensation depending on the temperature of the magnetoelectric conversion element can also compensate for temperature characteristics of various elements and circuits in the wider temperature range described above and with higher compensation accuracy and compensation capability. This is done through the temperature characteristic compensation circuit, and more accurate sensitivity compensation is realized.
[0032]
  Further, in the drive device for these magnetoelectric conversion elements,8According to the described invention,
The magnetoelectric conversion element is placed in a magnetic field whose magnetic flux direction changes according to the operation angle of the detected member, and the amplifier circuit outputs angle information of the detected member output from the magnetoelectric conversion element. Is amplified and output.
With such a configuration, it becomes possible to generate and output an extremely accurate angle detection signal that does not depend on temperature as an angle sensor such as the throttle opening sensor described above.
[0033]
  And even in the drive device of these magnetoelectric conversion elements,9According to the described invention,
-At least one of said 1st and 2nd resistance in the said temperature characteristic compensation circuit consists of variable resistance.
According to the above configuration, the degree of freedom regarding the temperature compensation is increased in accordance with the invention described in the second aspect, and fine adjustment for realizing a desired temperature characteristic is facilitated.0According to the described invention,
The variable resistor is a trimming resistor.
According to the above configuration, in accordance with the third aspect of the present invention, for example, even when the main part of the drive device is formed as a semiconductor chip as a monolithic IC, such temperature characteristics can be finely adjusted.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the temperature characteristic compensation principle of the temperature characteristic compensation circuit according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0036]
In the temperature characteristic compensation circuit illustrated in FIG. 1, a voltage dividing circuit 1 including a series circuit of a resistor R1 and a resistor R2 is a circuit that divides a power supply voltage Vcc as necessary to generate a reference voltage V1. The generated reference voltage V1 is applied to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier A.
[0037]
The operational amplifier A to which the reference voltage V1 is applied constitutes a feedback amplifier circuit 2 that outputs the temperature characteristic compensation voltage V2 in the temperature characteristic compensation circuit.
The feedback amplifier circuit 2 has a feedback current control circuit 3 composed of a series circuit of a resistor R3 and a diode D1 connected to a feedback path connecting the output terminal and the inverting input terminal (− terminal) as shown in the figure. In the feedback path, an output voltage control circuit 4 comprising a series circuit of a diode D2 and a resistor R4 is provided.
[0038]
In the temperature characteristic compensation circuit having such a configuration, the forward voltages (inter-terminal voltages) of the diodes D1 and D2 respectively disposed in the feedback current control circuit 3 and the output voltage control circuit 4 are VF1 and VF2, respectively. When the power supply voltage is Vcc, the currents I1 and I2 flowing through the feedback current control circuit 3 and the output voltage control circuit 4 are respectively
I1 = (Vcc−V1−VF1) / R3 (5)
I2 = I1 + IA (6)
It becomes.
[0039]
Here, IA in the equation (6) is an offset current of the feedback amplifier circuit 2 (operational amplifier A), and usually the same current is a current of about several tens of n (nano) to several hundreds of n ampere. Therefore, if the current I1 can be set to 10 μA or more, the value of the current I2 is substantially
I2 = I1 (6) '
Can be considered. That is, the temperature characteristic compensation accuracy described below does not deteriorate due to variations in the offset current IA.
[0040]
On the other hand, according to the configuration of the temperature characteristic compensation circuit, the temperature characteristic compensation voltage V2 that is the output of the feedback amplifier circuit 2 is:
Figure 0003684691
It becomes.
[0041]
Here, the reference voltage V1 which is the output of the voltage dividing circuit 1 is
V1 = (R2 / (R1 + R2)) Vcc (8)
The forward voltages VF1 and VF2 of the diodes D1 and D2 are respectively
VF1 = VF1 (25) {1-K1 (T-25)} (9)
VF2 = VF2 (25) {1-K2 (T-25)} (10)
However,
VF1 (25), VF2 (25): Forward voltage at 25 ° C
K1, K2: Temperature coefficient
T: temperature
It has a negative temperature characteristic expressed as
[0042]
Therefore, if these (8) to (10) are substituted into (7) and rearranged,
Figure 0003684691
It becomes.
[0043]
Here, if the diodes D1 and D2 are provided close to each other in the circuit, the forward voltages VF1 (25) and VF2 (25) are set to VF (25), and the temperature coefficients K1 and K2 are K can be expressed by the same value. Therefore, the above equation (11)
Figure 0003684691
Will be represented as
[0044]
By the way, as described above, the forward voltages VF1 and VF2 of the diodes D1 and D2 have negative temperature characteristics. However, according to the temperature characteristic compensation circuit, the forward voltage VF1 and VF2 are positive with respect to the temperature characteristic compensation voltage V2. It is also possible to have the temperature characteristics.
[0045]
That is, although the diodes D1 and D2 constituting the feedback current control circuit 3 and the output voltage control circuit 4 have a negative temperature characteristic, the voltage drop due to these diodes is expressed by the above equation (7). Since the third term and the fourth term on the right side have opposite polarities, the resistors R3 and R4 are
R3> R4 (13)
By setting the relationship as follows, the term of the above equation (12)
VF (25) {1-K (T-25)}
The part of “(R4 / R3-1)” relating to is a negative value, and the temperature coefficient −K of the same term takes a positive value.
[0046]
As described above, according to the temperature characteristic compensation circuit illustrated in FIG. 1, the temperature characteristics of the signal output through the operational amplifier A, including the positive and negative polarities, can be arbitrarily changed by setting the resistors R3 and R4. It becomes like this.
[0047]
Further, according to the temperature characteristic compensation circuit, a signal having the negative temperature characteristic can be generated in a considerably wide range through the feedback current control circuit 3 and the output voltage control circuit 4 formed of a series circuit of the diode and the resistor. Therefore, the temperature characteristics of various elements and circuits can be compensated in a wider temperature range and with higher compensation accuracy and compensation capability.
[0048]
Note that the temperature characteristic compensation circuit is not limited to the configuration illustrated in FIG.
(A) A first signal generator that has a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first resistor connected in series to the first voltage drop element, and generates a signal having a first temperature characteristic. circuit.
(B) A second signal that has a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a second resistor connected in series to the second voltage drop element and generates a signal having a second temperature characteristic. Generation circuit.
(C) An arithmetic circuit that performs a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics to generate a signal having a desired temperature characteristic.
As long as it has.
[0049]
That is, even when a subtracting circuit that subtracts the signal having the second temperature characteristic from the signal having the first temperature characteristic is employed as the arithmetic circuit, the first and second temperature characteristics are obtained. Through the magnitude relationship of the signals, the temperature characteristics of the signal that is calculated and output can be arbitrarily changed, including positive and negative polarities, as described above. However, depending on the configurations of the first and second signal generation circuits or the polarities of the signals having the first and second temperature characteristics, other four arithmetic operation circuits such as an addition circuit, a multiplication circuit, and a division circuit may be used. The same arithmetic circuit can also be configured.
[0050]
(First embodiment)
FIG. 2 shows a first embodiment of a magnetoelectric transducer driving apparatus according to the present invention constructed based on such a principle.
[0051]
The drive device of this embodiment is an angle sensor such as the throttle opening sensor (FIG. 10) described above, for example, and processes the Hall voltage VH output from the Hall element in the manner shown in the above equation (2). At this time, the apparatus is configured as a device that suppresses output fluctuation depending on the temperature through the applied offset voltage.
[0052]
First, the configuration of the drive device will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the driving device includes a driving circuit 20 that supplies a driving signal to the Hall element 10, and a processing circuit 30 that processes the Hall voltage VH output from the Hall element 10 by the supply of the driving signal. It is comprised.
[0053]
Here, the drive circuit 20 is a circuit that supplies, for example, a constant current controlled signal as a drive signal between the terminals a and b of the Hall element 10. At this time, the Hall voltage VH including the unbalanced voltage is normally output from between the terminals cd of the Hall element 10 in the manner shown in the previous equation (2).
[0054]
On the other hand, the processing circuit 30 is a circuit that amplifies the output Hall voltage VH and processes it as necessary, and specifically has the following circuit shown in FIG. ing.
[0055]
First, the buffer circuit 31 including operational amplifiers A31 and A32 and resistors R31 to R33, to which the Hall voltage VH is input to the non-inverting input terminal, receives the Hall voltage VH with a high input impedance. This is a circuit for stabilizing this.
[0056]
The output of the buffer circuit 31 is input to a differential amplifier circuit 33 having resistors R34 and R35, an operational amplifier A33, and a feedback resistor R37 and an input resistor R36. The differentially amplified signal is output from the terminal T3 as the sensor output Vout of the same angle sensor. Capacitors C1 and C2 are capacitors for removing noise, surge, and the like generated at terminals T1 and T3.
[0057]
In the processing circuit 30, the offset circuit 32 is shown in FIG. 12 for the output (Hall voltage VH) of the buffer circuit 31 that is differentially amplified in order to obtain a desired output range as the angle sensor. In this manner, the offset voltage Voffset is applied.
[0058]
However, at this time, depending on the ambient temperature condition, a voltage variation ΔV depending on the temperature as shown in the above equation (4) occurs, and the sensor output (output) greatly differs as shown by the broken line in FIG. Voltage) Vout is obtained.
[0059]
Therefore, in the driving apparatus of the embodiment, the offset circuit 32a shown in FIG. 3 is adopted as the offset circuit 32 so that the voltage variation ΔV depending on the temperature is removed.
[0060]
Hereinafter, the temperature characteristic compensation structure by the drive device of the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the offset circuit 32a includes a temperature characteristic compensation circuit 321 exemplified in FIG. 1, an offset voltage generation circuit 322 including a voltage dividing circuit of resistors R321 and R322, and a resistor R323. To R326 and an operational amplifier A321.
[0061]
Here, the addition circuit 323 is a circuit that adds the temperature characteristic compensation voltage V2 generated through the temperature characteristic compensation circuit 321 to the offset voltage V3 generated through the offset voltage generation circuit 322.
[0062]
So in this case,
(1) The offset voltage generation circuit 322 generates an offset voltage Voffset as shown in FIG. 12 for obtaining a desired output range as the angle sensor as the offset voltage V3.
(2) One temperature characteristic compensation circuit 321 generates a voltage “−ΔV” having a negative temperature characteristic as indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 as the temperature characteristic compensation voltage V2.
By generating the offset voltage V3 and the temperature characteristic compensation voltage V2 under the above conditions, the offset circuit 32a cancels the voltage variation ΔV depending on the temperature as the offset voltage Voffset (= V3 + V2). Voltage is generated and output.
[0063]
For this reason, the differential amplification circuit 33 that differentially amplifies the output (Hall voltage VH) of the buffer circuit 31 using the offset voltage Voffset as a reference voltage also provides highly accurate angle information that does not depend on temperature as the output Vout. Will be output.
[0064]
It is noted that the temperature characteristic compensation circuit 321 is a circuit in which the temperature characteristic compensation voltage V2 including the positive and negative polarities can have an arbitrary temperature characteristic through the setting of the resistors R3 and R4. As already described in the explanation.
[0065]
As described above, according to the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the first embodiment,
(A) The temperature-dependent voltage fluctuation ΔV appearing in the above equation (4) can be accurately suppressed, and more accurate angle information can be output.
(B) Since the voltage correction based on the compensation of the temperature characteristic is performed in the offset circuit 32 subsequent to the buffer circuit 31, temperature errors of the operational amplifiers A31 and A32 constituting the buffer circuit 31 are also removed. be able to.
Etc. An excellent effect can be produced.
[0066]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment of the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the present invention constructed based on the same principle.
[0067]
The driving device of the second embodiment is also provided in an angle sensor such as a throttle opening sensor (FIG. 10), for example, and processes the Hall voltage VH output from the Hall element in the form shown in the above equation (2). In this case, the apparatus is configured as a device that suppresses output fluctuation depending on the temperature through the applied offset voltage.
[0068]
Further, even in the drive device of the same embodiment, the basic configuration as the drive device is the same as that of the drive device of the first embodiment illustrated in FIG. 2, and the offset circuit 32 is shown in FIG. The only difference from the driving apparatus according to the first embodiment is that the offset circuit 32b is employed.
[0069]
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the temperature characteristic compensation structure by the driving apparatus of the second embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 4, the offset circuit 32b includes a temperature characteristic compensation circuit 321 exemplified in FIG. 1, an offset voltage generation circuit 322 including a voltage dividing circuit of resistors R321 and R322, and a resistor R327. , R328 and an operational amplifier A322, a subtracting circuit 324 is provided.
[0070]
Here, the subtraction circuit 324 is a circuit that subtracts the temperature characteristic compensation voltage V2 generated through the temperature characteristic compensation circuit 321 from the offset voltage V3 generated through the offset voltage generation circuit 322.
[0071]
So in this case,
(1) The offset voltage generation circuit 322 generates an offset voltage Voffset as shown in FIG. 12 for obtaining a desired output range as the angle sensor as the offset voltage V3.
(2) One temperature characteristic compensation circuit 321 generates a voltage “ΔV” having a positive temperature characteristic as indicated by a broken line in FIG. 12 as the temperature characteristic compensation voltage V2.
By generating the offset voltage V3 and the temperature characteristic compensation voltage V2 under the above conditions, the offset circuit 32b generates the voltage variation ΔV depending on the temperature as the offset voltage Voffset (= V3-V2). A voltage that can be canceled is generated and output.
[0072]
Therefore, from the differential amplifier circuit 33 (FIG. 2) that differentially amplifies the output (Hall voltage VH) of the buffer circuit 31 using the offset voltage Voffset as a reference voltage, the output Vout is not dependent on temperature. Accuracy angle information is output.
[0073]
Thus, the drive device for the magnetoelectric conversion element according to the second embodiment also has the same effect as the drive device according to the first embodiment.
(A) The temperature-dependent voltage fluctuation ΔV appearing in the above equation (4) can be accurately suppressed, and more accurate angle information can be output.
(B) Since the voltage correction based on the compensation of the temperature characteristics is performed in the offset circuit 32 subsequent to the buffer circuit 31, temperature errors of the operational amplifiers A31 and A32 constituting the buffer circuit 31 are also removed. be able to.
And so on.
[0074]
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment of the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the present invention, which is also constructed based on the above-described principle.
[0075]
Similarly to the drive devices of the first and second embodiments, the drive device of the third embodiment is also an angle sensor such as a throttle opening sensor (FIG. 10), and (2 ) When processing the Hall voltage VH output in the form shown in the equation, it is configured as a device that suppresses output fluctuation depending on the temperature through the applied offset voltage.
[0076]
Further, even in the drive device of the same embodiment, the basic configuration as the drive device is the same as that of the drive device of the first embodiment illustrated in FIG. 2, and the offset circuit 32 is shown in FIG. The only difference from the driving apparatus according to the first or second embodiment is that the offset circuit 32c is employed.
[0077]
Hereinafter, with reference to FIG. 5, the temperature characteristic compensation structure by the driving apparatus of the third embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 5, in this offset circuit 32c, the temperature characteristic compensation circuit 321 ′ is composed of a voltage dividing circuit of a series circuit of a diode D3 and a resistor R5 and a resistor 6, and has a negative first temperature. A first signal generation circuit for generating a voltage V4 having a characteristic, and a voltage V5 having a negative second temperature characteristic, which is composed of a voltage dividing circuit of a series circuit of a diode D4 and a resistor R7 and a resistor 8, similarly. And an operational amplifier A324 that constitutes a subtraction circuit that subtracts the voltage V5 from the voltage V4 together with the resistors R9 to R11.
[0078]
As mentioned in the explanation of the previous principle, even in such a configuration, by subtracting the voltage V5 having the second temperature characteristic from the voltage V4 having the first temperature characteristic, the voltages V4 and V5 are subtracted. As in the case of the temperature characteristic compensation circuit (temperature characteristic compensation circuit 321) illustrated in FIG. 1, the temperature characteristics of the operation output voltage (V4-V5) including the positive and negative polarities are arbitrarily set. Can change.
[0079]
On the other hand, in the same offset circuit 32c, the offset voltage generation circuit 322 configured by the voltage dividing circuit of the resistors R321 and R322 is a circuit for generating the offset voltage V3, as in the previous embodiments, and a reverse current flow The operational amplifier A324, including the operational amplifier A323 that constitutes a blocking buffer circuit, also constitutes an addition / subtraction circuit 325.
[0080]
That is, in the offset circuit 32c, a voltage such as “V3 + V4−V5” is generated and output through the adder / subtractor circuit 325 as the offset voltage Voffset.
[0081]
So in this case,
(1) The offset voltage generation circuit 322 generates an offset voltage Voffset as shown in FIG. 12 for obtaining a desired output range as the angle sensor as the offset voltage V3.
(2) One temperature characteristic compensation circuit 321 ′ generates a voltage “−ΔV” having a negative temperature characteristic as indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 as the temperature characteristic compensation voltage “V4-V5”. To do.
By generating the offset voltage V3 and the temperature characteristic compensation voltage “V4−V5” under the above conditions, the offset circuit 32c generates the offset voltage Voffset (= V3 + V4−V5). Thus, a voltage that can cancel out the voltage fluctuation ΔV depending on the voltage is generated and output.
[0082]
Therefore, from the differential amplifier circuit 33 (FIG. 2) that differentially amplifies the output (Hall voltage VH) of the buffer circuit 31 using the offset voltage Voffset as a reference voltage, the output Vout is not dependent on temperature. Accuracy angle information is output.
[0083]
In the temperature characteristic compensation circuit 321 ′, depending on the configuration of the first and second signal generation circuits or the polarity of the voltages V4 and V5 having the first and second temperature characteristics, the subtraction circuit It has been described above that an arithmetic circuit such as an adder circuit, a multiplier circuit, and a division circuit can be appropriately employed instead.
[0084]
In this way, the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the third embodiment also has the same structure as the driving apparatus according to the first or second embodiment.
(A) The temperature-dependent voltage fluctuation ΔV appearing in the above equation (4) can be accurately suppressed, and more accurate angle information can be output.
(B) Since the voltage correction based on the compensation of the temperature characteristic is performed in the offset circuit 32 subsequent to the buffer circuit 31, temperature errors of the operational amplifiers A31 and A32 constituting the buffer circuit 31 are also removed. be able to.
And so on.
[0085]
In the third embodiment, the current backflow prevention buffer circuit (operational amplifier A323) in the offset circuit 32c is replaced with the resistor R324 used in the offset circuit 32a of the first embodiment. You can also Conversely, the resistor R324 used in the offset circuit 32a of the first embodiment can be replaced with this buffer circuit (operational amplifier A323). The resistor is advantageous in terms of reducing the circuit scale, but this buffer circuit is advantageous in ensuring the function of preventing the backflow of current.
[0086]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the present invention, which is also constructed based on the above principle.
[0087]
The drive device of this embodiment is in an angle sensor such as a throttle opening sensor (FIG. 10), for example, and when processing the Hall voltage VH output from the Hall element in the manner shown in the above equation (2), Instead of the offset voltage, it is configured as a device that suppresses the output fluctuation depending on the temperature through the differential amplification output.
[0088]
Although partially overlapping with the configuration of the drive device according to the first embodiment shown in FIG. 2, first, the configuration of the drive device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
[0089]
As shown in FIG. 6, the driving device includes a driving circuit 20 that supplies a driving signal to the Hall element 10, and a processing circuit 30 that processes the Hall voltage VH output from the Hall element 10 by supplying the driving signal. The output voltage correction circuit 40 further corrects the processed output voltage.
[0090]
Here, the drive circuit 20 is a circuit that supplies, for example, a constant current controlled signal as a drive signal between the terminals a and b of the Hall element 10. As described above, the Hall voltage VH including the unbalanced voltage is output in the manner shown in the above equation (2).
[0091]
On the other hand, the processing circuit 30 is a circuit that amplifies the output hall voltage VH and processes it as necessary, and specifically has the following circuit shown in FIG. ing.
[0092]
First, the buffer circuit 31 including operational amplifiers A31 and A32 and resistors R31 to R33, to which the Hall voltage VH is input to the non-inverting input terminal, receives the Hall voltage VH with a high input impedance. This is a circuit for stabilizing this.
[0093]
The output of the buffer circuit 31 is input to a differential amplifier circuit 33 having resistors R34 and R35, an operational amplifier A33, and a feedback resistor R37 and an input resistor R36. Then, the differentially amplified signal is temporarily output from the terminal T3 as the sensor output Vout of the same angle sensor, and then input to the output correction circuit 40 described in detail later. In this case as well, the capacitors C1 and C2 are capacitors for removing noise, surge, and the like generated at the terminals T1 and T3.
[0094]
In the processing circuit 30, the offset circuit 32 is shown in FIG. 12 for the output (Hall voltage VH) of the buffer circuit 31 that is differentially amplified in order to obtain a desired output range as the angle sensor. In this manner, the offset voltage Voffset is applied. Here, an offset voltage generation unit including a voltage dividing circuit of resistors R321 and R322 and an operational amplifier A34 constituting a buffer circuit for preventing a backflow of current are provided.
[0095]
By the way, as described above, when the Hall voltage VH includes an unbalanced voltage in the form shown in the previous equation (2), the differentially amplified sensor output Vout is shown in the previous equation (4). As a result, a voltage variation ΔV depending on the temperature is generated, and as a result, a greatly different value as shown by the broken line in FIG. 12 is obtained as the output Vout.
[0096]
Therefore, in the driving apparatus of the same embodiment, the circuit illustrated in FIG. 7 is employed as the output correction circuit 40 to remove the voltage fluctuation ΔV depending on the temperature.
[0097]
Hereinafter, the temperature characteristic compensation structure by the driving apparatus of the fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the output correction circuit 40 includes a temperature characteristic compensation circuit 41 illustrated in FIG. 1, an operational amplifier A41 that constitutes a current backflow prevention buffer circuit, and resistors R41 to R44. And an adder circuit 42 including an operational amplifier A42.
[0098]
Here, the addition circuit 42 is a circuit that adds the temperature characteristic compensation voltage V2 generated through the temperature characteristic compensation circuit 41 to the output voltage Vout from the processing circuit 30.
[0099]
So in this case,
The temperature characteristic compensation circuit 41 generates a voltage “−ΔV” having a negative temperature characteristic as indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 as the temperature characteristic compensation voltage V2.
By generating the temperature characteristic compensation voltage V2 under the above conditions, the output correction circuit 40 generates a voltage in which the voltage variation ΔV depending on the temperature is canceled as the output correction voltage Vout ′ (= Vout + V2). It will be generated and output.
[0100]
That is, also in this case, the output correction circuit 40 outputs highly accurate angle information independent of temperature as the output correction voltage Vout ′.
Note that the temperature characteristic compensation circuit 41 is also a circuit that allows the temperature characteristic compensation voltage V2 to have any temperature characteristic including positive and negative polarities through the setting of the resistors R3 and R4. As already described in the explanation.
[0101]
As described above, also by the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the fourth embodiment,
(A) The temperature-dependent voltage fluctuation ΔV appearing in the above equation (4) can be accurately suppressed, and more accurate angle information can be output.
(B ′) Since the output correction circuit 40 in the subsequent stage of the processing circuit 30 performs the voltage correction based on the compensation of the temperature characteristic, the operational amplifiers A31 and A32 and the differential amplifier circuit 33 constituting the buffer circuit 31 are provided. The temperature error of the operational amplifier A33 to be configured can also be removed.
Etc. An excellent effect can be produced.
[0102]
In the fourth embodiment, the temperature characteristic compensation circuit and the arithmetic circuit employed in the output correction circuit 40 are not limited to the temperature characteristic compensation circuit 41 and the addition circuit 42, and may be any other example. The subtracting circuit according to the second embodiment or the temperature characteristic compensating circuit and the adding / subtracting circuit according to the third embodiment can be appropriately employed.
[0103]
(Fifth embodiment)
By the way, in the angle sensor such as the throttle opening sensor exemplified in FIG. 10, the hall element 10 and the magnet 12 usually have negative temperature characteristics, so that the driving condition depends on the ambient temperature. Changes, and the output Hall voltage VH also varies according to the temperature characteristics.
[0104]
Incidentally, such a variation is caused with respect to the first term on the right side in the above equation (2), that is, the voltage component shown as the equation (1), and the variation usually has the angle θ = 0 in the previous FIG. It appears as a change in the slope of the Hall voltage output characteristic, that is, a change in sensitivity. And of course, when such a sensitivity change occurs in the Hall voltage VH, the reliability of the signal Vout which is the processed signal is naturally low.
[0105]
Therefore, as a fifth embodiment of the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the present invention, FIG. 8 shows a driving apparatus that can suppress such a change in sensitivity of the Hall element.
[0106]
First, the structure of the drive device of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, this driving apparatus includes a temperature characteristic compensation circuit 21 illustrated in FIG. 1 as a drive circuit 20 for the Hall element 10 and a temperature characteristic compensation voltage V2 added to the non-inverting input terminal. And a constant current control circuit 22 that has a resistor R21 connected in series to the Hall element 10 and that controls the drive signal supplied to the Hall element 10 with constant current.
[0107]
The constant current control circuit 22 controls the voltage applied to the Hall element 10 so that the voltage drop of the resistor R21 is constant based on the comparison between the voltage drop of the resistor R21 and the temperature characteristic compensation voltage V2. . As a result, the Hall element 10 has a drive current I as
I = (V2 / R21) (14)
A certain current is supplied.
[0108]
On the other hand, in the same driving apparatus, the processing circuit 30 for processing the required voltage by amplifying the Hall voltage VH output from the Hall element 10 is one of those exemplified in the first to fourth embodiments. It is configured as a circuit.
[0109]
Therefore, the voltage fluctuation due to the unbalanced voltage of the Hall element 10 appearing in the above equation (2) or (4) is preferably canceled through the processing circuit 30 (or processing circuit 30 + output correction circuit 40). Become so.
[0110]
FIG. 9 shows how the drive circuit 20 compensates for the sensitivity of the Hall voltage VH. Next, referring to FIG. 9 together, the Hall voltage VH as the drive device of the fifth embodiment is shown. The sensitivity compensation structure will be further described in detail.
[0111]
As described above, the Hall element 10 and the magnet 12 (see FIG. 10) have negative temperature characteristics. That is, the sensitivity KH and internal resistance Rd of the Hall element 10 shown in the above equation (1), and the magnetic flux density B of the magnet 12 show lower values as the temperature increases.
[0112]
The Hall voltage VH, which is the output of the Hall element 10, is proportional to the drive current I as shown in the equation (1).
Therefore, in order to compensate for the negative temperature characteristics of the Hall element 10 and the magnet 12, the drive current I, that is, the temperature characteristic compensation voltage V2, only needs to have a positive temperature characteristic opposite to this. Become.
[0113]
In the temperature characteristic compensation circuit 21, the resistors R3 and R4 are set as shown in the above equation (13).
R3> R4
As described above, the temperature characteristic compensation voltage V2 can be given a positive temperature characteristic by setting the relationship as described above.
[0114]
Now, as shown in FIG. 9, the sensitivity KH and the internal resistance Rd of the Hall element 10 exhibit negative temperature characteristics as indicated by the characteristic line L1, and the magnetic flux density B of the magnet 12 is also negative as indicated by the characteristic line L2. Assuming temperature characteristics, the Hall element 10 and the magnet 12 exhibit temperature characteristics (sensitivity) as indicated by a characteristic line L3 as a combined characteristic.
[0115]
In contrast to such negative temperature characteristics of the Hall element 10 and the magnet 12, the temperature characteristic compensation circuit 21 sets the resistances R3 and R4 in the relationship of the above equation (13) and the ratio of the resistances R3 and R4 is large. Through this, it is further included in the previous equation (12)
(R2 / (R1 + R2))
Through the relationship, the temperature characteristic compensation voltage V2 (drive current I) has a positive temperature characteristic as shown by the characteristic line L4 in FIG.
[0116]
As a result, the Hall voltage VH output from the Hall element 10 has its temperature characteristics corrected in the manner shown by the characteristic line L5 in FIG. 9, and is always appropriate for any change in ambient temperature. Value (sensitivity).
[0117]
As described above, according to the magnetoelectric transducer driving apparatus according to the fifth embodiment, the (a), (b), or (b ′) by the driving apparatus of the first to fourth embodiments. In addition to the effects shown,
(C) The temperature characteristics (sensitivity characteristics) of the Hall element and the magnet are also suitably compensated.
(D) In addition, the compensation amount of the sensitivity (the slope of the characteristic line L4 in FIG. 9) is changed according to the resistance ratio “R4 / R3” in the temperature characteristic compensation circuit 21 or to the voltage dividing ratio “R2 / (R1 + R2)”. Therefore, any variation in the temperature characteristics of the Hall element or the magnet can be easily dealt with.
And so on.
[0118]
In the fifth embodiment, the temperature characteristics (sensitivity characteristics) of the Hall element and the magnet are compensated through the temperature characteristic compensation circuit 21. A configuration conforming to the temperature characteristic compensation circuit 321 ′ used in the offset circuit 32c of the third embodiment can also be employed as appropriate.
[0119]
By the way, according to the above-described configuration as the drive device of the first to fifth embodiments, it is easy to realize the drive circuit 20 and the processing circuit 30 as one monolithic IC.
[0120]
When the driving device is configured as such a monolithic IC, the resistors R1 to R4 (FIGS. 3, 4, 7, and 8) or resistors R5 to R8 (FIG. By configuring these as variable resistors, more preferably trimming resistors, for 5), the resistance values can be finely adjusted, and further fine adjustment for realizing the desired temperature characteristics is facilitated.
[0121]
Further, by making the driving device of each of the embodiments described above into an IC, for example, the diodes D1 and D2 and the like are naturally provided in the vicinity of the IC, and the conversion into the expression (12), that is,
-Forward voltage VF1 (25) and VF2 (25) are set to VF (25).
-Let K be the temperature coefficients K1 and K2.
It becomes meaningful to have the same.
[0122]
In addition, the diodes D1 and D2 or the diodes D3 and D4 are not only the same characteristics, but are also managed with high physical properties through a manufacturing process as a semiconductor device, so that there is very little variation between products. Become. That is, if the hall element to be driven or the magnet itself has a constant negative temperature characteristic, the above-described temperature characteristic compensation function can be maintained with extremely high accuracy regardless of the product.
[0123]
In each of the above embodiments, the temperature characteristics are compensated using the forward voltages of the diodes D1 and D2 or the diodes D3 and D4. However, the temperature characteristics may be used to compensate for the temperature characteristics. The possible elements are not limited to diodes.
[0124]
That is, any voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature may be used, and an appropriate transistor can be used instead of the diode.
For example, in an NPN-junction transistor, the voltage drop between the base and the emitter (VBE) varies with temperature in the same manner as the forward voltage VF of the diodes. For this reason, the temperature characteristic can be compensated using the base-emitter voltage of the transistor.
[0125]
Further, in each of the above embodiments, for convenience, the case where the drive device according to the present invention is applied to an angle sensor such as a throttle opening sensor has been described. It goes without saying that the present invention can be applied to all devices that drive the conversion element and process the electrical signals obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a principle configuration of a temperature characteristic compensation circuit of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a hall element drive device;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an offset circuit according to the embodiment;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of a hall element drive device;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of a hall element drive device;
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of a hall element drive device;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an output correction circuit according to the embodiment;
FIG. 8 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of a hall element drive device;
FIG. 9 is a graph showing a sensitivity compensation mode by the circuit of the embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing the detection principle of the throttle opening by the hall element.
FIG. 11 is a graph showing output characteristics of the Hall element in the detection principle.
FIG. 12 is a graph showing the output characteristics of the Hall voltage processing circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Voltage dividing circuit, 2 ... Feedback amplifier circuit, 3 ... Feedback current control circuit, 4 ... Output voltage control circuit, 10 ... Hall element, 11 ... Rotor, 12 ... Magnet (permanent magnet), 20 ... Drive circuit, 21 ... Temperature characteristic compensation circuit, 22 ... constant current control circuit, 30 ... signal processing circuit, 31 ... buffer circuit, 32, 32a, 32b, 32c ... offset circuit, 321 and 321 '... temperature characteristic compensation circuit, 322 ... offset voltage generation circuit (Voltage Divider) 323... Adder Circuit, 324... Subtractor Circuit, 325... Addition / Subtraction Circuit, 33... Differential Amplifier Circuit, 40 ... Output Correction Circuit, 41. Terminals, A, A21, A31 to A34, A321 to A324, A41 to A42 ... operational amplifiers, C1, C2 ... capacitors, D1, D2, D3, D4 ... diodes, R1 to R11, R 1, R31~R37, R321~R328, R41~R44 ... resistance.

Claims (10)

温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、
同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、
これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具え
前記演算回路は、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路であり、
前記第1の信号生成回路は、前記第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路に接続されて同帰還路を流れる電流を制御する帰還電流制御回路であり、
前記第2の信号生成回路は、前記第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路中に配設されて同帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路である
ことを特徴とする温度特性補償回路。
A first signal generation circuit having a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first resistor connected in series with the first voltage drop element, and generating a signal having a first temperature characteristic;
Similarly, a second signal generation circuit that has a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a second resistor connected in series with the second voltage drop element to generate a signal having a second temperature characteristic. ,
It executes a predetermined operation based on a signal having a first and second temperature characteristic thereof is generated comprising an arithmetic circuit for generating a signal having a desired temperature characteristic,
The arithmetic circuit is a feedback amplifier circuit that performs feedback amplification of a reference voltage,
In the first signal generation circuit, the first voltage drop element and a first resistor connected in series to the first voltage drop element are connected to a feedback path of the feedback amplifier circuit to control a current flowing through the feedback path. Current control circuit,
In the second signal generation circuit, the second voltage drop element and a second resistor connected in series to the second voltage drop element are disposed in a feedback path of the feedback amplifier circuit, so that an output voltage of the feedback amplifier circuit is obtained. An output voltage control circuit for controlling the temperature characteristic compensation circuit.
前記第1及び第2の抵抗の少なくとも一方が可変抵抗からなる
請求項1記載の温度特性補償回路。
The temperature characteristic compensation circuit according to claim 1, wherein at least one of the first and second resistors is a variable resistor.
前記可変抵抗がトリミング抵抗である
請求項2記載の温度特性補償回路。
The temperature characteristic compensation circuit according to claim 2, wherein the variable resistor is a trimming resistor.
磁界の強さに対応した電気信号を出力する磁電変換素子に駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動信号の供給に基づき磁電変換素子から出力される電気信号を所要に増幅する増幅回路と、
この増幅される磁電変換素子の出力信号に所定のオフセット電圧を付与するオフセット回路とを具え、
前記オフセット回路は、温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具える温度特性補償回路を有して、前記付与する所定のオフセット電圧を該生成される所望の温度特性を有する信号により補正するオフセット回路であり、
前記温度特性補償回路における前記演算回路は、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路であり、前記第1の信号生成回路は、前記第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路に接続されて同帰還路を流れる電流を制御する帰還電流制御回路であり、前記第2の信号生成回路は、前記第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路中に配設されて同帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路である
ことを特徴とする磁電変換素子の駆動装置
A drive circuit for supplying a drive signal to a magnetoelectric transducer that outputs an electrical signal corresponding to the strength of the magnetic field;
An amplification circuit that amplifies the electrical signal output from the magnetoelectric transducer based on the supply of the drive signal as required;
An offset circuit for applying a predetermined offset voltage to the output signal of the magnetoelectric transducer to be amplified,
The offset circuit includes a first voltage drop element whose drop voltage changes according to a temperature and a first resistor connected in series to the first voltage drop element, and generates a signal having a first temperature characteristic. A signal generation circuit, a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature, and a second resistor connected in series to the second voltage drop element, and a second resistor for generating a signal having a second temperature characteristic Temperature characteristic compensation circuit comprising: a signal generation circuit for generating a signal having a desired temperature characteristic by executing a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics An offset circuit that corrects the given offset voltage to be applied by a signal having a desired temperature characteristic to be generated,
The arithmetic circuit in the temperature characteristic compensation circuit is a feedback amplifier circuit that feedback-amplifies a reference voltage, and the first signal generation circuit includes the first voltage drop element and a first resistor connected in series to the first voltage drop element. Is a feedback current control circuit that is connected to the feedback path of the feedback amplifier circuit and controls the current flowing through the feedback path, and the second signal generation circuit is connected in series with the second voltage drop element. The magnetoresistive element driving device according to claim 1, wherein the second resistor is an output voltage control circuit arranged in a feedback path of the feedback amplifier circuit to control an output voltage of the feedback amplifier circuit .
磁界の強さに対応した電気信号を出力する磁電変換素子に駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動信号の供給に基づき磁電変換素子から出力される電気信号を所要に増幅する増幅回路と、
この増幅される磁電変換素子の出力信号に所定のオフセット電圧を付与するオフセット回路と、
温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを 有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具える温度特性補償回路を有し、前記増幅された磁電変換素子の出力信号を該生成される所望の温度特性を有する信号により補正する出力補正回路とを具え、
前記温度特性補償回路における前記演算回路は、基準電圧を帰還増幅する帰還増幅回路であり、前記第1の信号生成回路は、前記第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路に接続されて同帰還路を流れる電流を制御する帰還電流制御回路であり、前記第2の信号生成回路は、前記第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とが前記帰還増幅回路の帰還路中に配設されて同帰還増幅回路の出力電圧を制御する出力電圧制御回路である
ことを特徴とする磁電変換素子の駆動装置
A drive circuit for supplying a drive signal to a magnetoelectric transducer that outputs an electrical signal corresponding to the strength of the magnetic field;
An amplification circuit that amplifies the electrical signal output from the magnetoelectric transducer based on the supply of the drive signal as required;
An offset circuit for applying a predetermined offset voltage to the output signal of the magnetoelectric transducer to be amplified;
A first signal generation circuit having a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first resistor connected in series with the first voltage drop element, and generating a signal having a first temperature characteristic; Similarly , a second signal generation circuit that has a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a second resistor connected in series with the second voltage drop element to generate a signal having a second temperature characteristic. A temperature characteristic compensation circuit comprising: an arithmetic circuit that performs a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics and generates a signal having a desired temperature characteristic; An output correction circuit for correcting the output signal of the amplified magnetoelectric conversion element by the generated signal having a desired temperature characteristic;
The arithmetic circuit in the temperature characteristic compensation circuit is a feedback amplifier circuit that feedback-amplifies a reference voltage, and the first signal generation circuit includes the first voltage drop element and a first resistor connected in series to the first voltage drop element. Is a feedback current control circuit that is connected to the feedback path of the feedback amplifier circuit and controls the current flowing through the feedback path, and the second signal generation circuit is connected in series with the second voltage drop element. The magnetoresistive element driving device according to claim 1, wherein the second resistor is an output voltage control circuit arranged in a feedback path of the feedback amplifier circuit to control an output voltage of the feedback amplifier circuit .
請求項4または5記載の磁電変換素子の駆動装置において、
前記駆動回路も、前記磁電変換素子の温度特性を補償する温度特性補償回路を具えて構成される
ことを特徴とする磁電変換素子の駆動装置。
In the drive device of the magnetoelectric conversion element according to claim 4 or 5,
The drive circuit for a magnetoelectric conversion element, characterized in that the drive circuit also includes a temperature characteristic compensation circuit for compensating for the temperature characteristic of the magnetoelectric conversion element.
前記駆動回路の温度特性補償回路も、温度に応じて降下電圧が変化する第1の電圧降下素子とこれに直列接続される第1の抵抗とを有して第1の温度特性を有する信号を生成する第1の信号生成回路と、同じく温度に応じて降下電圧が変化する第2の電圧降下素子とこれに直列接続される第2の抵抗とを有して第2の温度特性を有する信号を生成する第2の信号生成回路と、これら生成される第1及び第2の温度特性を有する信号に基づき所定の演算を実行して所望の温度特性を有する信号を生成する演算回路とを具えて構成される
請求項6記載の磁電変換素子の駆動装置。
The temperature characteristic compensation circuit of the drive circuit also includes a first voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature and a first resistor connected in series with the first voltage drop element, and a signal having the first temperature characteristic. A signal having a second temperature characteristic having a first signal generation circuit to be generated, a second voltage drop element whose drop voltage changes according to temperature, and a second resistor connected in series to the second voltage drop element A second signal generation circuit that generates a signal having a desired temperature characteristic by executing a predetermined calculation based on the generated signals having the first and second temperature characteristics. Composed
The drive device of the magnetoelectric conversion element according to claim 6 .
請求項4〜7の何れかに記載の磁電変換素子の駆動装置において、
前記磁電変換素子は、被検出部材の操作角度に応じて磁束方向が変化する磁界中に置かれるものであり、
前記増幅回路は、この磁電変換素子から出力される前記被検出部材の角度情報を増幅出力するものである
ことを特徴とする磁電変換素子の駆動装置。
In the drive device of the magnetoelectric conversion element according to any one of claims 4 to 7,
The magnetoelectric conversion element is placed in a magnetic field in which the magnetic flux direction changes according to the operation angle of the detected member.
The amplifying circuit amplifies and outputs angle information of the detected member output from the magnetoelectric conversion element, and drives the magnetoelectric conversion element.
請求項4〜8の何れかに記載の磁電変換素子の駆動装置において、
前記温度特性補償回路における前記第1及び第2の抵抗の少なくとも一方が可変抵抗からなる
ことを特徴とする磁電変換素子の駆動装置。
In the drive device of the magnetoelectric conversion element according to any one of claims 4 to 8,
A drive device for a magnetoelectric conversion element, wherein at least one of the first and second resistors in the temperature characteristic compensation circuit comprises a variable resistor .
前記可変抵抗がトリミング抵抗である
請求項9記載の磁電変換素子の駆動装置。
The variable resistor is a trimming resistor
The drive device of the magnetoelectric conversion element according to claim 9 .
JP19770996A 1996-07-26 1996-07-26 Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit Expired - Fee Related JP3684691B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19770996A JP3684691B2 (en) 1996-07-26 1996-07-26 Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19770996A JP3684691B2 (en) 1996-07-26 1996-07-26 Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1038611A JPH1038611A (en) 1998-02-13
JP3684691B2 true JP3684691B2 (en) 2005-08-17

Family

ID=16379062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19770996A Expired - Fee Related JP3684691B2 (en) 1996-07-26 1996-07-26 Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3684691B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2662675A1 (en) 2012-05-07 2013-11-13 Melexis Technologies NV Method for determining a stress value for isotropic stress and method for determining a magnetic field and stress sensor and Hall effect sensor
DE112022000919T5 (en) * 2021-03-31 2023-11-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. SENSOR OUTPUT COMPENSATION CIRCUIT

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1038611A (en) 1998-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5844427A (en) Monolithic integrated sensor circuit
US5550469A (en) Hall-effect device driver with temperature-dependent sensitivity compensation
US5231351A (en) Magnetoresistive speed sensor processing circuit utilizing a symmetrical hysteresis signal
US11789095B2 (en) Current sensor, magnetic sensor and circuit
JP2010181211A (en) Current sensor and method of compensating temperature characteristic of magnetic detecting element used for the same
JP2010002388A (en) Magnetic proportional current sensor
JP3684691B2 (en) Temperature characteristic compensation circuit and magnetoelectric conversion element driving device using the temperature characteristic compensation circuit
JP5126536B2 (en) Magnetic proportional current sensor gain adjustment method
JPH10281897A (en) Semiconductor pressure detector
JP2564049B2 (en) Torque sensor temperature compensation device
JP3428205B2 (en) Hall element drive circuit
US20230408604A1 (en) Sensor output compensation circuit
WO2022209797A1 (en) Sensor output compensation circuit
US20240003992A1 (en) Sensor output compensation circuit
JP2001183106A (en) Gap detecting device with temperature compensation
JPH04155233A (en) Correction of temperature characteristic for pressure sensor
JPH08233867A (en) Bridge detection circuit
CN117043618A (en) Sensor output compensation circuit
JPH0851328A (en) Small signal amplifier circuit
CN116897296A (en) Sensor output compensation circuit
JPH0425767A (en) Temperature characteristic compensation device for semiconductor device
JPH03165281A (en) Sensor circuit
JP2685489B2 (en) Device that magnetically detects position and speed
JPH0371031A (en) Semiconductor pressure sensor
Lopez-Martin et al. Versatile automotive sensor interface asic

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050330

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees