JP6442045B2 - オフセット補償を用いるホール効果センサー回路 - Google Patents
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Description
V1(フェーズ1)=Vhall1+Voffset1
という式により定義され、この式において、V1は、フェーズ1の間の増幅器20の感知された電圧であり、Vhall1は、ホール電圧値であり、Voffset1は、ホール効果センサー12および増幅器20の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ1の間のものである。従って、測定された電圧V1(フェーズ1)は、フェーズ1の間のホール効果センサー12に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
V2(フェーズ1)=Vhall2+Voffset2
という式により定義され、この式において、V2は、フェーズ1の間の増幅器22の感知された電圧であり、Vhall2は、ホール電圧値であり、Voffset2は、ホール効果センサー14の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ1の間のものである。従って、測定された電圧V2(フェーズ1)は、フェーズ1の間のホール効果センサー14に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
Vp(フェーズ1)=(Vhall1−Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
という式により定義される出力信号を提供し、この式において、Vpは、加算器24の加算電圧出力を表す。従って、フェーズ1に関しての組み合わされた感知電圧Vpは、磁界強度値とホール・センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
Vn(フェーズ1)=−(Vhall1−Vhall2)−(Voffset1−Voffset2)
という式により定義される出力信号を提供し、この式において、Vnは、加算器26からの加算電圧出力を表す。組み合わされた感知電圧Vn(フェーズ1)は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
V1(フェーズ2)=−Vhall1+Voffset1
という式により定義され、この式において、V1は、フェーズ2の間の増幅器20の感知された電圧であり、Vhall1は、ホール電圧値であり、Voffset1は、ホール効果センサー12の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ2の間のものである。従って、測定された電圧V1(フェーズ2)は、フェーズ2の間のホール効果センサー12に関しての磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
V2(フェーズ2)=−Vhall2+Voffset2
という式により定義され、この式において、V2は、フェーズ2の間の増幅器22の感知された電圧であり、Vhall2は、ホール電圧値であり、Voffset2は、ホール効果センサー14の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ2の間のものである。従って、測定された電圧V2(フェーズ2)は、フェーズ2の間のホール効果センサー14に関しての磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
Vp(フェーズ2)=−(Vhall1−Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
という式により定義される出力信号を提供する。組み合わされた感知電圧Vp(フェーズ2)は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
Vn(フェーズ2)=(Vhall1−Vhall2)−(Voffset1−Voffset2)
という式により定義される出力信号を提供する。組み合わされた感知電圧Vn(フェーズ2)は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
Voutput=−(Vp(フェーズ1)−Vn(フェーズ1))−(Vn(フェーズ2)−Vp(フェーズ2))
の値に対応するように充電される。従って、
Voutput=−4(Vhall1−Vhall2)
である。この電圧は、2個のホール効果センサー12、14の位置間での磁界強度の差に対応する。より特定的には、第1フェーズおよび第2フェーズからの加算された電圧は、磁界オフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー12の磁界強度値からホール効果センサー14の磁界強度値を減算したものに対応する加算された電圧を得るようにする。
Vp(フェーズ1)=(Vhall1+Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
となり、Vpは、加算器24により出力される組み合わされた電圧を表す。Vn(フェーズ1)は加算器26により出力され、
Vn(フェーズ1)=−(Vhall1−Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
である。Vp(フェーズ2)およびVn(フェーズ2)に関する式は、同様のパターンに従う。従って、最終結果として、ホール効果センサーのホール電圧Vhall1とVhall2とが加算される。従って、第2フェーズの終わりでの最終的な電圧は、
Voutput=−4(Vhall1+Vhall2)
となる。従って、Voutputの値は、2個のホール効果センサー12、14の磁界強度を加算したものに対応する。より特定的には、第1フェーズおよび第2フェーズからの加算された電圧は、磁界オフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー12の磁界強度値にホール効果センサー14の磁界強度値を加算したものに対応する加算された電圧を得るようにする。
V1(フェーズ1)=Vhall1+Voffset1
という式により定義され、この式において、V1は、フェーズ1の間の増幅器20の感知された電圧であり、Vhall1は、ホール電圧値であり、Voffset1は、ホール効果センサー12および増幅器20の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ1の間のものである。従って、測定された電圧V1(フェーズ1)は、フェーズ1の間のホール効果センサー12に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
−V1(フェーズ1)=−(Vhall1+Voffset1)
という値を有する負の電圧出力を提供する。
V1(フェーズ2)=−Vhall1+Voffset1
という式により定義され、この式において、V1は、フェーズ2の間の増幅器20の感知された電圧であり、Vhall1は、ホール電圧値であり、Voffset1は、ホール効果センサー12および増幅器20の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ2の間のものである。従って、測定された電圧V1(フェーズ2)は、フェーズ2の間のホール効果センサー12に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
Voutput=−(Vp(フェーズ1)−Vn(フェーズ1))−(Vn(フェーズ2)−Vp(フェーズ2))
の値に対応するように充電される。従って、
Voutput=−4(Vhall1)
である。この電圧は、ホール効果センサー12のスイッチ位置間での磁界強度の差に対応する。より特定的には、第1フェーズおよび第2フェーズからの加算された電圧は、ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー12の磁界強度値に対応する加算された電圧を得るようにする。
Claims (15)
- ホール効果感知回路へ接続される少なくとも1つのホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法であって、
第1フェーズの間に、前記少なくとも1つのホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、
前記第1フェーズの間に、前記少なくとも1つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ1電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ1電圧を増幅器へ供給するステップと、
前記第1フェーズの間に、感知された前記フェーズ1電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ1電圧の負電圧出力とを、前記増幅器からホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
第2フェーズを開始するように、前記少なくとも1つのホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも1つのホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、
前記第2フェーズの間に、前記第1フェーズの間とは異なる前記少なくとも1つのホール効果センサーにおける前記別の端子で、前記少なくとも1つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ2電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ2電圧を前記増幅器へ供給するステップと、
前記第2フェーズの間に、感知された前記フェーズ2電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ2電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
前記第1フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第2フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップと、
を含む方法。 - 請求項1に従った方法であって、前記少なくとも1つのホール効果センサーは、少なくとも1つの対のホール効果センサーのうちの第1のものを含み、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第1のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第2のもののホール電圧とを加算したものに対応する、方法。
- 請求項1に従った方法であって、前記加算された磁界強度値を得た後に、
前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、次の第1フェーズのためにホールドするステップと、
前記第1フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第1フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも1つのホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップと、
を含み、
前記第1フェーズを繰り返すことは、
前記第1フェーズの間に、前記少なくとも1つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ1電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ1電圧を増幅器へ供給するステップと、
感知された前記フェーズ1電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ1電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
を繰り返すことを含む、方法。 - 請求項1に従った方法であって、前記第2フェーズの間に、感知された前記フェーズ2電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ2電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力する前記ステップは、
前記正電圧出力と前記負電圧出力とを切り替えて、前記第2フェーズの間の前記負電圧出力が、前記第1フェーズの間に前記正電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第1入力へ供給されるようにし、前記第2フェーズの間の前記正電圧出力が、前記第1フェーズの間に前記負電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第2入力へ供給されるようにするステップを含み、
前記第1フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第2フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得る前記ステップは、
前記電圧を前記ホールド回路の前記第1入力から演算増幅器の負入力へ供給するステップと、
前記電圧を前記ホールド回路の前記第2入力から前記演算増幅器の正入力へ供給するステップと、
前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、前記演算増幅器の出力として供給するステップと、
を含む、方法。 - ホール効果感知回路に接続された少なくも一対のホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法であって、
第1フェーズの間に、少なくとも一対のホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、
前記第1フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第1フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第1組み合わせ感知電圧を得るステップと、
前記第1組み合わせ感知電圧をホールド回路へ供給するステップと、
第2フェーズを開始するように、前記ホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、
前記第2フェーズの間に、前記第1フェーズの間とは異なる前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子で、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第2フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第2組み合わせ感知電圧を得るステップと、
前記第2組み合わせ感知電圧を前記ホールド回路へ供給するステップと、
前記第1フェーズからの前記第1組み合わせ感知電圧と前記第2フェーズの間の前記第2組み合わせ感知電圧とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップと、
を含む方法。 - 請求項5に従った方法であって、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第1のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第2のもののホール電圧とを加算したものに対応する、方法。
- 請求項5に従った方法であって、前記加算された磁界強度値を得た後に、
前記組み合わせ感知電圧を、次の第1フェーズのためにホールドするステップと、
前記第1フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第1フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも一対のホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップと、
を含み、
前記第1フェーズを繰り返すことは、
前記第1フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第1フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第1組み合わせ感知電圧を得るステップと、
を繰り返すことを含む、方法。 - 請求項1または5に従った方法であって、前記ホール効果センサーの前記端子を切り替えることは、前記端子を約200000Hzのスイッチング周波数で切り替えることを含む、方法。
- ホール効果感知回路装置であって、
端子を有する第1ホール効果センサーおよび第2ホール効果センサーと、
第1増幅器および第2増幅器と、
前記第1ホール効果センサーの前記端子を、前記第1増幅器の入力へ選択的に接続するように構成され、且つ前記第2ホール効果センサーの前記端子を、前記第2増幅器の入力へ選択的に接続するように構成される第1スイッチング・ユニットと、
前記第1増幅器および前記第2増幅器からの出力を受け取る第1加算器および第2加算器と、
前記第1加算器の出力を、コンデンサーおよびスイッチを含むホールド回路へ接続するように、および交番的に前記第2加算器の出力を前記ホールド回路へ接続するように構成される第2スイッチング・ユニットと、
前記ホールド回路および前記第1および第2加算器からの電圧入力を受け取って、組み合わされた感知電圧を得るための出力増幅器と、
前記第1スイッチング・ユニットと前記第2スイッチング・ユニットとを制御するように構成されるコントローラーと、
を含む感知回路装置。 - 請求項9の感知回路装置であって、前記コントローラーは、前記第1スイッチング・ユニットと前記第2スイッチング・ユニットとの状態を周期的に変えることにより、前記感知回路装置を第1フェーズおよび第2フェーズで動作させる、感知回路装置。
- 請求項10の感知回路装置であって、前記コントローラーは、前記第1フェーズと前記第2フェーズとの間での切り替えを行うときに、前記ホールド回路のスイッチの状態を変更するように構成され、前記ホールド回路のスイッチの状態の変更は、前記第1スイッチング・ユニットと前記第2スイッチング・ユニットとの前記状態の変更と本質的に同時に行われる、感知回路装置。
- 請求項11の感知回路装置であって、
前記第1フェーズおよび前記第2フェーズからの前記組み合わされた感知電圧を決定し、ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去するものであり、前記組み合わされた感知電圧は、前記第1および第2ホール効果センサーに関しての加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を含み、
前記加算された磁界強度値は、前記第1ホール効果センサーのホール電圧に前記第2ホール効果センサーのホール電圧を加算したものに対応する、
感知回路装置。 - 請求項9の感知回路装置であって、基準電圧を受け取るための第1入力と、前記出力増幅器の出力を受け取るための第2入力端子とを有するコンパレータを更に含む感知回路装置。
- 請求項10の感知回路装置であって、前記第1加算器は、前記第1フェーズの間に出力される第1加算器電圧
Vp(フェーズ1)=(Vhall1−Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
を提供し、Vp(フェーズ1)は、前記第1加算器の加算された前記電圧出力を表し、Vhall1は、前記第1ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset1は、前記第1フェーズの間における前記第1ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Vhall2は、前記第2ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset2は、前記第1フェーズの間における前記第2ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値である、感知回路装置。 - 請求項14の感知回路装置であって、
前記第2加算器は、前記第1フェーズの間に出力される第2加算器電圧
Vn(フェーズ1)=−(Vhall1−Vhall2)−(Voffset1−Voffset2)
を提供し、Vnは、前記第2加算器の加算された前記電圧出力を表し、Vhall1は、前記第1ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset1は、前記第1フェーズの間における前記第1ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Vhall2は、前記第2ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset2は、前記第1フェーズの間における前記第2ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第1加算器は、前記第2フェーズの間に出力される第1加算器電圧
Vp(フェーズ2)=−(Vhall1−Vhall2)+(Voffset1−Voffset2)
を提供し、Vp(フェーズ2)は、前記第2フェーズの間の前記第1加算器の加算された前記電圧出力を表し、Vhall1は、前記第1ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset1は、前記第2フェーズの間における前記第1ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Vhall2は、前記第2ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset2は、前記第2フェーズの間における前記第2ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第2加算器は、前記第2フェーズの間に出力される第2加算器電圧
Vn(フェーズ2)=(Vhall1−Vhall2)−(Voffset1−Voffset2)
を提供し、Vn(フェーズ2)は、前記第2フェーズの間の前記第2加算器の加算された前記電圧出力を表し、Vhall1は、前記第1ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset1は、前記第2フェーズの間における前記第1ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Vhall2は、前記第2ホール効果センサーのホール電圧値であり、Voffset2は、前記第2フェーズの間における前記第2ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第2フェーズの間に前記ホールド回路は、
Voutput=−(Vp(フェーズ1)−Vn(フェーズ1))−(Vn(フェーズ2)−Vp(フェーズ2))
の値に対応するように充電される、
感知回路装置。
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