JPH03267781A

JPH03267781A - ホール素子用不平衡電圧調整回路

Info

Publication number: JPH03267781A
Application number: JP2066654A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Akiyama; 秋山　俊郎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、近接センサや、磁界強度計等に用いられる
ホール素子の不平衡電圧を調整する回路に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第３図、第５図は［トランジスタ技術Ｊ　１９８６年３
月号に掲載された「センサ回路設計ノート　ホール・セ
ンサと電力計」に示されたホール素子用不平衡電圧調整
回路である。

第３図において、（１）はホール素子、（２）はポール
素子（１）の入力端に接続された定電流源、（３）（４
）はホール素子（１）の各出方をそれぞれの正相入力と
する第１および第２の演算増幅器、（５）は第１の演算
増幅器（３）および第２の演算増幅器（４）の出力を入
力とする差動増幅器であり、第１第２第３の増幅器と抵
抗群とで全体として高入力抵抗差動増幅器（６）を構成
している。（７）は可変抵抗器で、固定端はホール素子
（１）出力端に、中間可変抵抗端はホール素子出力端と
第１の増幅器（３）の入力に接続されている。

差動増幅器（５）の利得を決める抵抗Ｒ４，Ｒ５Ｒ６，
Ｒ７の関係は１両入方に対し同じ利得とじ差動出力とす
るため９通常９次のように定められている。

Ｒ５／Ｒ４＝　Ｒ７／Ｒ６このとき出力■。は、よく知られているように入力差Ｖ
　Ｉ＋の関数として得られる。

ホール素子（１）は定電流駆動をさせた場合、同相電圧
あるいは不平衡電圧、温度係数なとの問題かある。ホー
ル素子（１）の出力端の検出電圧は小さいため、これら
を十分に補償する必要がある。

検出磁束密度ゼロ時に現れる不平衝電圧は、内部抵抗の
非対称性により発生する。これを補償する回路として、
第３図のようにホール素子入力端間の電圧を可変抵抗器
（７）で分圧し、ホール素子（１）の第１の出力端に加
える。ホール素子（１）の入力抵抗の温度変化をそのま
ま入力端子間電圧として利用しているので、温度係数を
持たない不平衡電圧の補償調整が可能である。

こうして出力電圧Ｖ。は次式で表わされる。

ここで、　Ｖｏ：第３の演算増幅器の出力電圧Ｖｆｌ　
ｌ　＋　Ｖ　Ｏ２：第１および第２の演算増幅器の出力
電圧Ｖ、、、Ｖ、、、、第１および第２の演算増幅器の
入力電圧この回路で不平衡電圧を調整した場合の可変抵
抗（７）の回転角と調整電圧の関係は、第４図のように
なる。このような特性になるのは、ホール素子の内部抵
抗が可変抵抗（７）の抵抗値に比較して無視できない小
さな値であり、この内部抵抗が可変抵抗（７）の負荷抵
抗となるためである。

第５図はこれを改良したものであり、演算増幅器（８）
を設けて負荷インピーダンスを太きくシ。

第４図の入出力関係を直線化している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の不平衝電圧調整回路は２以上のように簡単な構成
で、かつ温度補償された不平衡電圧の調整が可能である
。しかし、可変抵抗器の回転角と調整電圧の関係か直線
的でないため、スムースに高精度の電圧調整を行うこと
が困難であった。

または、可変抵抗器の回転角と調整電圧の関係を直線化
するために余分な演算増幅器か必要で。

これを用いることで余分な誤差要因を組み込むことにな
る。

この発明は上記の課題を解決するために成されたもので
、簡単な構成でスムースで高精度かつ広範囲の不平衡電
圧調整回路を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る不平衡電圧調整回路は、ホール素子の入
力端子間に可変抵抗の両開定抵抗端側を接続し、その中
間可変抵抗端を、ホール素子出力の一方を入力とする差
動増幅器の他方の入力に接続した。

〔作用〕

この発明においては、不平衡電圧調整用の可変抵抗の回
転角と調整電圧との関係が直線関係に近ずく。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であり１図において、（１
）はホール素子、（２）はホール素子（１）の入力端に
接続された定電流源、　（３）　（４）はホール素子（
１）の各出力をそれぞれの正相入力とする第１および第
２の演算増幅器、（５）は第１の演算増幅器（３）およ
び第２の演算増幅器（４）の出力を入力とする差動増幅
器であり、第１第２第３の増幅器と抵抗群とで全体とし
て高入力抵抗差動増幅器（６）を構成している。

差動増幅器（５）の利得を決める抵抗Ｒ，４，Ｒ５゜Ｒ
６，Ｒ７の関係は７従来例と同じである。

新規の部分は、可変抵抗（７）の接続方法で、その中間
可変抵抗端を、ホール素子（１）の低電圧側出力を正相
入力とする第１の演算増幅器（３）の逆相入力に、抵抗
Ｒ８を通して接続する。

この動作を説明する。第１および第２の演算増幅器（３
）　（４）の入力電圧をＶ　１（、Ｖ　＋２とし、それ
ぞれの出力電圧を■。ｌ＋　ＶＯ２とすると１次式が成
立する。

■□−Ｌ２　　Ｖ＋１　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・　［２］４Ｒ３８［２１式を［３］式に代入すると第２項の（Ｒ２／　Ｒｇ）・Ｒ３／Ｒ＋＋Ｒ２＋Ｒ３）
・Ｖ５が不平衝電圧を補償する入力である。

可変抵抗（７）の回転角と調整電圧の関係か直線化され
る。しかも、余分な演算増幅器は不要で、今までの演算
増幅器の利得、同相電圧除去比はほとんど影響を受けな
い。例えば、可変抵抗（７）の値を５０にΩ、抵抗Ｒ６
の値を５０にΩとしたとき。

可変抵抗（７）の回転角と調整電圧の関係は第２図のよ
うになる。

なお、可変抵抗端電圧とホール素子低電圧側出力端電圧
との差であるＶ５は１両者かホール素子の入力抵抗の温
度係数に等しい温度係数を持つため、不平衝電圧の温度
係数ともほぼ等しい。

なお、上記実施例では、定電流駆動のホール素子に不平
衡電圧の調整を適用した例を示したが温度補償を無視す
るなら、定電流源を定電圧源としてもよく、温度補償の
目的で抵抗Ｒ８を温度係数の大きい感温抵抗としてもよ
い。

また、−船釣なブリッジ回路９例えば圧力センサーなと
のオフセット調整回路として用いても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、ホール素子の電源入力
端子間に可変抵抗の固定端を接続し、その可変端を、入
力抵抗を介して一方の演算増幅器のホール素子出力から
の入力とは別の入力端に接続したので、余分な付加回路
を設けることなく不平衡電圧調整用可変抵抗の回転角と
調整電圧の関係を直線化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である不平衡電圧調整回路
図、第２図はこの発明の一実施例による調整用可変抵抗
器の回転角と調整電圧の関係を示す図、第３図は従来の
不平衡電圧調整回路図、第４図は第３図の回路の調整用
可変抵抗器の回転角と調整電圧の関係を示す図、第５図
は従来の池の不平衡電圧調整回路を示した図である。図において、（１）はホール素子、（２）は定電流源、
（３）は第１の演算増幅器、（４）は第２の演算増幅器
、（５）は差動入力を持つ第３の演算増幅器（６）全体
で高入力抵抗差動増幅器、（７）は可変抵抗器である。なお、各図中同一符合は同一または相当部分を示す。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

制御入力端子間への入力に対し、出力端子間に印加磁界
に対応する出力を得るホール素子と、該出力をそれぞれ
入力とする第１と第２の増幅器と、該第１および第２の
増幅器出力を差動入力とする第３の増幅器とより成るホ
ール素子用増幅回路において、該ホール素子の入力端子
間に可変抵抗の両固定抵抗端側を接続し、その中間可変
抵抗端を入力抵抗を介して該第１の増幅器の該ホール素
子出力からの入力端と異なる入力端に接続したことを特
徴とするホール素子用不平衝電圧調整回路。