KR101542679B1

KR101542679B1 - 자기 검출 장치 및 자기 검출 방법

Info

Publication number: KR101542679B1
Application number: KR1020137033556A
Authority: KR
Inventors: 다께오 야마모또
Original assignee: 아사히 가세이 일렉트로닉스 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-08-06
Also published as: EP2848957B1; EP2848957A4; CN103733082A; JPWO2013168353A1; US9395422B2; CN103733082B; WO2013168353A1; KR20140013083A; US20140210462A1; JP5695764B2; EP2848957A1

Abstract

본 발명은, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제하는 자기 검출 장치에 관한 것이다. 제1 및 제2 스위치부(13, 14)는, 제1 기간에 있어서, 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하고, 제2 기간에 있어서, 홀 기전력의 극성이 제1 기간의 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 홀 센서(11)의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 바이어스 생성부(12)로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 것이다.

Description

자기 검출 장치 및 자기 검출 방법{MAGNETIC DETECTION DEVICE AND MAGNETIC DETECTION METHOD}

본 발명은, 자기 검출 장치 및 자기 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있도록 한 자기 검출 장치 및 자기 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 홀 소자를 이용한 자기 센서에는, 자석의 위치 정보의 검출을 행하는 센서로서 근접 센서, 리니어 위치 센서, 회전 각도 센서 등에 이용되고 있을 뿐만 아니라, 전류 도체를 흐르는 전류에 의해 유기되는 자계를 검출함으로써, 전류 도체를 흐르는 전류량을 비접촉으로 측정하는 전류 센서로서도 널리 이용되고 있다.

또한, 홀 소자는, 입력된 자계의 강도에 따른 홀 기전력 신호를 발생시키는 자전 변환 기능을 갖기 때문에, 자기 센서로서 널리 이용되고 있다. 그러나, 홀 소자에는, 자장이 0인 상태, 즉, 무자장의 상태이어도, 0이 아닌 유한한 전압이 출력되어 버린다고 하는 오프셋 전압(불평형 전압)이 존재한다.

따라서, 홀 소자를 이용한 자기 센서에 있어서는, 홀 소자가 갖는 오프셋 전압을 캔슬할 목적으로, 스피닝 커런트(Spinning current)법 또는 Connection commutation법이라고 하는 명칭으로 일반적으로 알려져 있는 홀 소자의 구동 방법이 존재한다. 이 방법은, 홀 소자에 구동 전류를 흘리기 위한 단자쌍의 위치와, 홀 기전력 신호를 검출하기 위한 단자쌍의 위치와의 사이에서, 초퍼 클록이라 불리는 클록에 따라서 주기적으로 교체하는 조작을 행하는 것이다.

이 오프셋 전압의 캔슬을 목적으로 한 Spinning current법은, CMOS 반도체 회로에 있어서도 스위치 회로를 이용하여 구성할 수 있는 것이므로, 고정밀도의 자기 센서를 실현하기 위한 홀 기전력 검출 회로는, 일반적으로, Spinning current법을 실현하기 위한 스위치 회로를 구비한 것으로 된다.

홀 센서를 채용한 자기 검출 장치에 있어서는, 홀 소자가 오프셋 전압을 갖는 점에서, 이 오프셋 전압을 제거하는 것이 행해지고 있고, 그 일례로서는, 비특허문헌 1에 기재된 spinning current principle이 알려져 있다.

그러나, 이 자기 검출 장치에 있어서는, 스위치의 절환에 의해 차동 증폭기의 입력 전압의 극성이 상이하였을 때의 차동 증폭기의 세틀링 시간이 유한하며, 입력 전압의 상승시에 있어서의 세틀링 시간과, 하강시에 있어서의 세틀링 시간이 상이하고, 이에 의해, 차동 증폭기의 출력 전압과 스위치의 출력 전압의 전압 파형에 그 영향이 나타나게 된다. 이와 같이 스위치의 출력 전압의 전압 파형이 상이하므로, 스위치의 출력 전압을 적분기에 의해 적분해도, 홀 소자의 오프셋 전압과, 차동 증폭기의 고유한 오프셋 전압을 제거할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 이런 종류의 문제점을 해결하기 위해, 예를 들어, 특허문헌 1에는, 홀 소자의 오프셋 전압과, 홀 소자의 출력을 증폭하는 증폭기에 고유한 오프셋 전압을 제거할 수 있는 자기 검출 장치가 제공되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 것은, 절환 제어부에 의해 스위치를 제어하여, 4단자 홀 소자에 고유한 홀 오프셋 전압의 극성이 1사이클에 4회 교번하도록, 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 차동 증폭기에 의해, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자로부터 전압을 증폭하고, 스위치에 의한 전류 방향의 절환 중, 직전의 전류의 방향에 대해 반대의 방향으로 되는 절환이 있었을 때, 이것에 동기하여, 절환 제어부에 의해 스위치를 제어하여, 차동 증폭기로부터의 전압의 극성을 반전시키고, 또한 이 직후의 전류 방향의 절환에 동기하여, 절환 제어부에 의해 스위치를 제어하여, 차동 증폭기로부터의 전압의 극성을 반전시키는 것이다.

또한, 예를 들어, 특허문헌 2에 기재된 것은, 홀 소자나 그것으로부터의 신호를 받아 증폭하는 증폭기 등이 받는 외란 노이즈를 배제하면서도, 고속 응답성을 갖는 것이 가능한 자기 검출 장치에 관한 것이다.

또한, 예를 들어, 특허문헌 3에 기재된 것은, 자기 검출 센서의 오프셋 전압과 아날로그 회로의 아날로그 소자의 오프셋 전압을 고정밀도로 제거하여, 자기 검출 센서의 자기를 고정밀도로 검출할 수 있는 자기 검출 장치에 관한 것이다.

도 1은, 종래의 자기 검출 장치를 설명하기 위한 회로 구성도이다. 도면 중 부호 1은 홀 센서, 부호 2는 바이어스 전류 생성 회로, 부호 3은 제1 스위치 회로, 부호 4는 제2 스위치 회로, 부호 5는 차동 증폭기, 부호 6은 제3 스위치 회로, 부호 7은 적분기, 부호 8은 스위치 제어 회로를 나타내고 있다.

도 1에 도시하는 종래의 자기 검출 장치는, 자기를 검출하는 홀 센서(1)와, 홀 센서(1)를 구동하는 바이어스 전류 생성 회로(2)와, 홀 센서(1)에 공급하는 바이어스 전류의 방향을 절환하는 제1 스위치 회로(3)와, 홀 센서(1)에 의해 검출된 자기에 대응하는 차동 전압의 방향을 절환하는 제2 스위치 회로(4)와, 이 제2 스위치 회로(4)의 출력 차동 전압 V₁을 증폭하는 차동 증폭기(5)와, 이 차동 증폭기(5)의 출력 차동 전압의 극성을 절환하는 제3 스위치 회로(6)와, 이 제3 스위치 회로(6)의 출력 차동 전압 V₂를 적분 증폭하는 적분기(7)와, 제1 내지 제3 스위치 회로의 절환 타이밍을 제어하는 스위치 제어 회로(8)로 구성되어 있다.

제1 스위치 회로(3)와 제2 스위치 회로(4)를 제어함으로써, 홀 센서(1)의 4단자 중 대향하는 2단자의 사이에 바이어스 전류를 공급하고, 4단자 중 나머지의 대향하는 2단자를 차동 증폭기(5)에 접속한다.

도 2의 (a) 내지 (d)는, 도 1에 도시한 스위치 회로에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 홀 센서의 접속 상태를 도시하는 도면이다. 도 2의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 0°→90°→180°→270°의 4개의 위상순으로 주기적으로 절환하여 접속한다. 이에 의해 바이어스 전류와 검출 자장의 방향 및 강도에 대응한 홀 기전력 V_1H와, 홀 센서(1)의 고유한 오프셋 전압 V_1O가 가산된 홀 센서(1)의 출력 차동 전압 V₁은, 수학식 1 내지 4로 나타내어진다.

여기서, 홀 센서(1)의 출력 차동 전압 V₁은, Vhp-Vhn으로 정의되는 것으로 한다.

차동 증폭기(5)에 있어서, 일정한 배율 A로, 제2 스위치 회로(4)의 출력 차동 전압 V₁과 차동 증폭기(5)의 고유한 오프셋 전압 V_2O를 증폭한다. 제3 스위치 회로(6)를 제어함으로써 차동 증폭기(5)의 출력 차동 전압 극성을 주기적으로 절환하여 적분기(7)에 공급한다. 제3 스위치 회로(6)의 출력 차동 전압 V₂는, 수학식 5 내지 8로 나타내어진다.

도 3은, 도 1에 도시한 스위치 회로에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 출력 전압 극성을 나타내는 도면이다. 홀 기전력 V_1H, 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O, 차동 증폭기(5)의 오프셋 전압 V_2O 및 제3 스위치 회로(6)에서 복조된 홀 기전력 V_1H', 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O', 차동 증폭기(5)의 오프셋 전압 V_2O'의 극성은, 도 3과 같이 된다. 0°∼270°의 초퍼 동작을 n회 반복하는 동안, 적분기(7)에 의해 제3 스위치 회로(6)의 출력 차동 전압 V₂를 적분 증폭한다.

도 4는, 도 1에 있어서의 적분기의 출력 파형을 나타내는 도면이다. 적분기(7)의 출력 V₃은, 수학식 9로 나타내어지고, 도 4에 나타내는 바와 같은 전압 파형으로 된다.

여기서, V_1H _{_} _INT는, 적분기(7)의 출력 V₃에 있어서의 V_1H 성분의 적분 증폭 파형, V_1O _{_} _INT는, 적분기(7)의 출력 V₃에 있어서의 V_1O 성분의 적분 증폭 파형, V_2O _{_} _INT는, 적분기(7)의 출력 V₃에 있어서의 V_2O 성분의 적분 증폭 파형이다.

제1 스위치 회로(3) 내지 제3 스위치 회로(6)에 의해 초퍼 변조함으로써, 0°∼270°의 초퍼 동작 1회마다 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O 및 차동 증폭기(5)의 오프셋 전압 V_2O를 캔슬 아웃하고, 홀 기전력 V_1H만을 적분 증폭하는 것이 가능하게 된다.

도 5는, 홀 센서의 노이즈에 대한 초퍼 변조 전달 함수의 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 제1 스위치 회로(3) 내지 제3 스위치 회로(6)에 의해 초퍼 변조함으로써, 홀 센서(1) 및 차동 증폭기(5)의 소자 노이즈를 초퍼 변조 주파수 F_CHP(＝1/T)의 홀수배의 주파수대 근방으로 고영역 변조할 수 있고, 후단의 적분기(7)의 특성에 의해 노이즈를 억제할 수 있다.

일본 특허 공개 제2005-283503호 공보 일본 특허 공개 제2008-286695호 공보 일본 특허 공개 제2011-137716호 공보

A.Bakker, A.A.Bellekom, S.Middelhoekand, J.H.Huijsing "Low-Offset Low-Noise 3.5mW CMOS Spinning-Current Hall Effect Sensor With Integrated Chopper Amplifier" The 13th European Conference on Solid-State Transducers September 12-15, 1999, The Hague, The Netherlands, pp.1045-1048

그러나, 적분기(7)의 증폭도는, 적분기(7)의 출력 전압 V₃이 0°∼270°의 초퍼 동작 중에 동작 가능 전압 범위를 초과하지 않도록 설정된다. 여기서, 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O가, 홀 기전력 V_1H보다도 충분히 큰 경우, 적분기(7)의 증폭도는, 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O에 의해 제한되고, 홀 기전력 V_1H를 충분히 증폭할 수 없다. 여기서, 초퍼 변조 주파수를 2F_CHP(＝2/T)로 하고, 초퍼 동작을 2n회로 한다. 이에 의해 초퍼 1위상당의 홀 센서(1)의 오프셋 전압 V_1O의 적분기(7)의 증폭도가 절반으로 되므로, 적분기(7)의 증폭도와 적분 시간을 유지한 채, 적분기(7)에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있다.

그러나, 홀 센서(1) 및 차동 증폭기(5)의 노이즈 억제나, 적분기(7)에 스위치드 캐패시터 필터 등의 샘플·홀드 회로를 이용하고 있었던 경우에 대한 샘플링 주파수의 폴딩 노이즈 방지를 목적으로 하여, 차동 증폭기(5)의 출력 대역을 저영역으로 제한한 경우, 초퍼 변조 주파수를 2F_CHP로 함으로써 홀 기전력 V_1H의 초퍼 변조 주파수도 2배로 되므로, 차동 증폭기(5)에 있어서 대역 부족에 의한 세틀링 에러가 생긴다. 이에 의해, 제3 스위치 회로(6)에서의 복조시에 홀 기전력 V_1H의 신호 손실이 커지고, 계(系) 전체의 홀 기전력 신호 V_1H의 증폭도가 저하되기 때문에 S/N 열화를 초래한다고 하는 문제가 있다. 또한, 차동 증폭기(5)의 출력 대역이 온도에 강하게 의존하는 경우, 결과적으로 적분기(7)의 출력 전압 V₃의 온도 변동도도 증대한다고 하는 문제가 있다.

또한, 상술한 특허문헌 1에 기재된 자기 검출 장치는, 차동 증폭기의 세틀링 시간이 유한하며, 입력 전압의 상승시에 있어서의 세틀링 시간과, 하강시에 있어서의 세틀링 시간이 상이한 경우에 대해, 각 초퍼 위상이 천이하는 순서를 0°→90°→270°→180°등으로 고안함으로써, 홀 센서의 오프셋 전압과, 차동 증폭기의 오프셋 전압을 고정밀도로 제거하고 있지만, 본 발명과 같이, 초퍼 1주기 내에 0°, 90°, 180°, 270°의 위상 상태와, 바이어스 전류 방향이 동일하고 출력 단자가 반전한 0°', 90°', 180°', 270°'의 위상 상태를 주기적으로 조합한 것이 아니라, 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 고속화해도 홀 기전력의 신호 손실을 초래하지 않고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제한다고 하는 효과는 얻어지지 않는 것이다.

또한, 상술한 특허문헌 2에 기재된 자기 검출 장치는, 초퍼 위상(0°, 270°) 등의 2상태의 천이하는 순서를 랜덤하게 변화시키고, 증폭기 등이 받는 외란 노이즈를 스펙트럼 확산시킴으로써, 효과적으로 노이즈를 제거하면서, 고속 응답성을 갖는 것을 실현하고 있지만, 본 발명과 같이, 초퍼 1주기 내에 0°, 90°, 180°, 270°의 위상 상태와, 바이어스 전류 방향이 동일하고 출력 단자가 반전한 0°', 90°', 180°', 270°'의 위상 상태를 주기적으로 조합한 것이 아니라, 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 고속화해도 홀 기전력의 신호 손실을 초래하지 않고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제한다고 하는 효과는 얻어지지 않는 것이다.

또한, 상술한 특허문헌 3에 기재된 자기 검출 장치는, 0°→90°→270°→180°의 순서로 천이하여 초퍼 변조되는 홀 센서 출력에 동기하여, 레퍼런스 전압 Vref를 가산 또는 감산하는 회로를 가진 적분형 A/D 컨버터를 사용함으로써, 홀 센서 및 아날로그 소자의 오프셋 전압을 고정밀도로 제거하고, 홀 기전력을 고정밀도로 검출할 수 있지만, 본 발명과 같이, 초퍼 1주기 내에 0°, 90°, 180°, 270°의 위상 상태와, 바이어스 전류 방향이 동일하고 출력 단자가 반전한 0°', 90°', 180°', 270°'의 위상 상태를 주기적으로 조합한 것이 아니라, 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 고속화해도 홀 기전력의 신호 손실을 초래하지 않고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제한다고 하는 효과는 얻어지지 않는 것이다.

본 발명은, 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있도록 한 자기 검출 장치 및 자기 검출 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 자기 검출 장치는, 자기를 검출하는 홀 센서와, 상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부와, 상기 홀 센서에 접속되고, 제1 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하고, 제2 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성이 상기 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 상기 바이어스 생성부로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스위치부와, 상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 증폭부와, 상기 스위치부에 의한 전류 및 전압의 절환 중, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여, 상기 증폭부로부터의 전압의 극성을 반전시키는 반전부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치부는, 상기 제1 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 제1 단자로부터 상기 제1 단자에 대향하는 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 상기 홀 센서의 제3 단자 및 상기 제3 단자에 대향하는 제4 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제1 절환과, 상기 제3 단자로부터 상기 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 상기 제2 및 제1 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제2 절환과, 상기 제2 단자로부터 상기 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 상기 제4 및 제3 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제3 절환과, 상기 제4 단자로부터 상기 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 상기 제1 및 제2 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제4 절환과, 상기 제2 기간에 있어서, 상기 제1 단자로부터 상기 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 상기 제4 및 제3 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제5 절환과, 상기 제3 단자로부터 상기 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 상기 제1 및 제2 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제6 절환과, 상기 제2 단자로부터 상기 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 상기 제3 및 제4 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제7 절환과, 상기 제4 단자로부터 상기 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 상기 제2 및 제1 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제8 절환을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치부는, 상기 제1 기간에 있어서의는 절환을 n회(n은 2 이상의 정수) 반복해서 행하고, 상기 제2 기간에 있어서의 절환을 n회 반복해서 행하고, 상기 반전부는, 상기 증폭부로부터의 전압의 극성을, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여 반전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 자기를 검출하는 홀 센서와, 상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부와, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 상기 바이어스 생성부로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스위치부와, 상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부로부터의 전압의 극성을 반전시키는 반전부를 구비하고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성을 교번할 때의 동작 주파수가, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성을 교번할 때의 동작 주파수보다도 2n배(n은 1 이상의 정수)인 것을 특징으로 한다.

또한, 자기를 검출하는 홀 센서와, 상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부를 구비한 자기 검출 장치에 있어서의 자기 검출 방법에 있어서, 상기 홀 센서에 접속된 스위치부에 의해, 제1 기간에 있어서, 홀 센서의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스텝과, 상기 홀 센서에 접속된 스위치부에 의해, 제2 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성이 상기 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스텝과, 상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭부에 의해 증폭하는 스텝과, 상기 스위치부에 의한 상기 전류 및 전압의 절환 중, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여, 상기 증폭된 전압의 극성을 반전부에 의해 반전시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있는 자기 검출 장치 및 자기 검출 방법을 실현할 수 있다.

도 1은, 종래의 자기 검출 장치를 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 2의 (a) 내지 (d)는, 도 1에 도시한 스위치 회로에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 홀 센서의 접속 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은, 도 1에 도시한 스위치 회로에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 출력 전압 극성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1에 있어서의 적분기의 출력 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는, 홀 센서의 노이즈에 대한 초퍼 변조 전달 함수의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명에 따른 자기 검출 장치의 실시예를 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 7의 (a) 내지 (h)는, 도 6에 도시한 본 발명에 따른 자기 검출 장치의 스위치부에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 홀 센서의 접속 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은, 도 6에 도시한 본 발명에 따른 자기 검출 장치의 스위치부에 의한 각 블록의 입출력 전압 극성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 6에 도시한 본 발명에 따른 자기 검출 장치에 있어서의 적분기의 출력 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 발명에 있어서의 홀 센서의 노이즈에 대한 초퍼 변조 전달 함수의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 11은, 본 발명에 따른 자기 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 6은, 본 실시 형태에 따른 자기 검출 장치를 설명하기 위한 회로 구성도이고, 도면 중 부호 11은 홀 센서, 부호 12는 바이어스 생성부, 부호 13은 제1 스위치부, 부호 14는 제2 스위치부, 부호 15는 차동 증폭부, 부호 16은 반전부(제3 스위치부), 부호 17은 적분부, 부호 18은 스위치 제어부를 나타내고 있다.

도 6에 도시한 본 실시 형태의 자기 검출 장치는, 자기를 검출하는 홀 센서(11)와, 이 홀 센서(11)를 구동하는 바이어스 생성부(12)를 구비하고 있다. 또한, 제1 및 제2 스위치부(13, 14)는, 제1 기간에 있어서, 홀 센서(11)의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 홀 센서(11)의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하고, 제2 기간에 있어서, 홀 센서(11)의 홀 기전력의 극성이 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 홀 센서(11)의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 홀 센서(11)의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 바이어스 생성부(12)로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 것이다.

또한, 차동 증폭부(15)는, 스위치부(13, 14)에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 것이다. 또한, 반전부(16)는, 스위치부(13, 14)에 의한 전류 및 전압의 절환 중, 제1 기간과 제2 기간의 절환에 동기하여, 증폭부(15)로부터의 전압의 극성을 반전시키는 것이다. 또한, 적분부(17)는, 반전부(16)에 의한 극성의 반전에 의해 취출된 전압을 적분하는 것이다.

도 7의 (a) 내지 (h)는, 도 6에 도시한 본 실시 형태에 따른 자기 검출 장치의 스위치부에 의한 각 초퍼 위상에 있어서의 홀 센서의 접속 상태를 도시하는 도면이다.

제1 및 제2 스위치부(13, 14)는, 제1 기간에 있어서, 홀 센서(11)의 제1 단자로부터 이 제1 단자에 대향하는 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 홀 센서(11)의 제3 단자 및 이 제3 단자에 대향하는 제4 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제1 절환[도 7의 (a)]과, 제3 단자로부터 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 제2 및 제1 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제2 절환[도 7의 (b)]과, 제2 단자로부터 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 제4 및 제3 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제3 절환[도 7의 (c)]과, 제4 단자로부터 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 제1 및 제2 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제4 절환[도 7의 (d)]을 행하도록 구성되어 있다.

또한, 제1 및 제2 스위치부(13, 14)는, 제2 기간에 있어서, 제1 단자로부터 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 제4 및 제3 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제5 절환[도 7의 (e)]과, 제3 단자로부터 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 제1 및 제2 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제6 절환[도 7의 (f)]과, 제2 단자로부터 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 제3 및 제4 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제7 절환[도 7의 (g)]과, 제4 단자로부터 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 바이어스 생성부(12)와 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 제2 및 제1 단자를 차동 증폭부(15)의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제8 절환[도 7의 (h)]을 행하도록 구성되어 있다.

이와 같이, 제1 스위치부(13)와 제2 스위치부(14)의 제어를 변경함으로써, 홀 센서(11)의 단자 1 내지 4를 도 7의 (a) 내지 (h)에 도시한 바와 같이, 0°→90°→180°'→270°'→0°'→90°'→180°→270°의 8위상으로 주기적으로 절환하여 접속한다.

이에 의해, 홀 기전력 V_1H 및 홀 센서(11)의 오프셋 전압 V_1O의 가산인 제2 스위치부(14)의 출력 차동 전압 V₁은, 수학식 10 내지 17로 나타내어진다. 0°', 90°', 180°', 270°'는, 각각 0°, 90°, 180°, 270°와 바이어스 전류 방향이 동일하고, 출력 단자를 반전시킨 접속 상태와 동등하다.

차동 증폭부(15)에 있어서, 일정한 배율 A로 제2 스위치부(14)의 출력 차동 전압 V₁과 차동 증폭부(15)의 고유한 오프셋 전압 V_2O를 증폭한다. 반전부(제3 스위치부)(16)를 제어함으로써, 차동 증폭부(15)의 출력 차동 전압을 복조하여 적분부(17)에 공급한다. 반전부(제3 스위치부)(16)의 출력 차동 전압 V₂는, 수학식 18 내지 25로 나타내어진다.

도 8은, 도 6에 도시한 본 실시 형태에 따른 자기 검출 장치의 스위치부에 의한 각 블록의 입출력 전압 극성을 나타내는 도면이다. 홀 기전력 V_1H, 홀 오프셋 V_1O, 차동 증폭부(15)의 오프셋 V_2O 및 제3 스위치부(16)에서 복조된 홀 기전력 V_1H', 홀 오프셋 V_1O', 차동 증폭부(15)의 오프셋 V_2O'의 극성은, 도 8과 같이 된다.

도 8로부터 홀 기전력 V_1H의 초퍼 변조 주파수 F_CHP를 유지한 채, 홀 센서(11)의 오프셋 전압 V_1O의 초퍼 변조 주파수가 2배 빠르게 되어 있는 것을 알 수 있다.

도 9는, 도 6에 도시한 본 실시 형태에 따른 자기 검출 장치에 있어서의 적분기의 출력 파형을 나타내는 도면이다. 적분부(17)에서 초퍼 동작을 n회 반복하는 동안, 제3 스위치부(16)의 출력 차동 전압을 적분 증폭한다. 적분부(17)의 출력 전압 V₃은, 수학식 26으로 나타내어지고, 도 9와 같은 전압 파형으로 된다.

즉, 제1 및 제2 스위치부(13, 14)는, 제1 기간에 있어서의 절환을 n회(n은 2 이상의 정수) 반복해서 행하고, 제2 기간에 있어서의 절환을 n회 반복해서 행하고, 반전부(16)는, 차동 증폭부(15)로부터의 전압의 극성을, 제1 기간과 제2 기간의 절환에 동기하여 반전시킨다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따른 자기 검출 장치는, 자기를 검출하는 홀 센서(11)와, 이 홀 센서(11)를 구동하는 바이어스 생성부(12)와, 홀 센서(11)의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 바이어스 생성부(12)로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 제1 및 제2 스위치부(13, 14)와, 이 제1 및 제2 스위치부(13, 14)에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 차동 증폭부(15)와, 이 차동 증폭부(15)로부터의 전압의 극성을 반전시키는 반전부(16)와, 이 반전부(16)에 의한 극성의 반전에 의해 취출된 전압을 적분하는 적분부(17)를 구비하고, 홀 센서(11)의 홀 오프셋 전압의 극성을 교번할 때의 동작 주파수가, 홀 센서(11)의 홀 기전력의 극성을 교번할 때의 동작 주파수보다도 2n배(n은 1 이상의 정수)로 되도록 구성되어 있다.

이상과 같이, 도 4와 도 9의 V_1O _{_} _INT 파형에서 비교할 수 있는 바와 같이, 홀 센서(11)의 오프셋 전압 V_1O의 초퍼 변조 주파수 F_CHP를 2배로 빠르게 함으로써, 적분부(17)에 있어서의 홀 센서(11)의 오프셋 전압 V_1O의 적분부(17)의 증폭도를 절반으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 적분부(17)의 출력 동작 전압 범위가 억제되므로, 이 억제된 분만큼 적분부(17)의 증폭도를 크게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 홀 기전력 V_1H의 초퍼 변조 주파수를 F_CHPn으로 유지하고 있으므로, 홀 기전력 V_1H의 차동 증폭부(15)에 있어서의 세틀링 에러라고 하는 디메리트를 해소할 수 있다. 따라서, S/N 열화나, 적분부(17)의 출력 전압 V₃의 온도 변동도의 증대를 초래하지 않는다고 하는 효과를 발휘한다.

도 10은, 본 발명에 있어서의 홀 센서의 노이즈에 대한 초퍼 변조 전달 함수의 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 홀 센서(11)의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 홀 센서의 노이즈에 대한 초퍼 변조 전달 함수의 주파수 특성은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 보다 고영역으로 변조된다. 따라서, 후단의 적분부 로우 패스 필터 특성 등에 의한 노이즈 억제 효과를 높이는 것이 가능하게 된다. 또한, 홀 센서(11)의 소자 노이즈가 계 전체의 노이즈에 대해 지배적이었던 경우, 본 발명에 의해 계 전체의 노이즈를 보다 작게 억제할 수 있다.

상술한 이외의 조합에서도, 0°, 90°, 180°, 270°의 위상 상태와, 바이어스 전류 방향이 동일하고 출력 단자가 반전한 0°', 90°', 180°', 270°'의 위상 상태를 제3 스위치 회로(16)에 있어서의 복조 1주기 중에 조합함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 0°→270°'→90°→180°'→0°'→270°→180°→90°' 등의 조합이 생각된다.

또한, 0°→90°→180°'→270°' 동작을 a회 반복한 후, 0°'→90°'→180°→270°동작을 a회 반복함으로써, 홀 기전력 V_1H의 초퍼 변조 주파수 F_CHP에 대해 홀 센서 고유의 오프셋 전압 V_1O의 초퍼 변조 주파수를 2a배까지 빠르게 할 수 있고, 상술한 효과를 보다 높이는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있는 자기 검출 장치를 실현할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 실시 형태에서는, 적분부(17)는 반전부(16)에 의한 극성의 반전에 의해 취출된 전압을 적분하는 것이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 적분부(17)에 의한 증폭부(15)로부터의 전압의 적분 후, 반전부(16)에 의해 전압의 극성을 반전시켜도 된다.

또한, 상술한 본 발명의 실시 형태에서는, 바이어스 생성부(12)에 의해 홀 센서(11)를 전류 구동하는 것이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 바이어스 전압 생성부에 의해 홀 센서(11)를 전압 구동하는 것이어도 된다.

도 11은, 본 실시 형태에 따른 자기 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다. 본 발명의 자기 검출 방법은, 우선, 제1 기간에 있어서, 홀 센서(11)의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 홀 센서(11)의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 홀 센서(11)의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환한다(스텝 S1).

다음으로, 제2 기간에 있어서, 홀 센서(11)의 홀 기전력의 극성이 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 홀 센서(11)의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 홀 센서(11)의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 이 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환한다(스텝 S2).

다음으로, 절환에 의해 취출된 전압을 증폭한다(스텝 S3). 다음으로, 전류 및 전압의 절환 중, 제1 기간과 제2 기간의 절환에 동기하여, 증폭된 전압의 극성을 반전시킨다(스텝 S4). 다음으로, 반전에 의해 취출된 전압을 적분한다(스텝 S5).

이와 같이, 홀 센서의 오프셋 전압의 초퍼 변조 주파수를 빠르게 함으로써, 적분부에 있어서의 홀 센서의 오프셋 전압의 적분부의 증폭도를 억제하고, 적분부에 있어서의 동작 전압 범위를 대폭 억제할 수 있는 자기 검출 방법을 실현할 수 있다.

1, 11 : 홀 센서
2 : 바이어스 전류 생성 회로
3 : 제1 스위치 회로
4 : 제2 스위치 회로
5 : 차동 증폭기
6 : 제3 스위치 회로
7 : 적분기
8 : 스위치 제어 회로
12 : 바이어스 생성부
13 : 제1 스위치부
14 : 제2 스위치부
15 : 차동 증폭부
16 : 반전부(제3 스위치부)
17 : 적분부
18 : 스위치 제어부

Claims

자기를 검출하는 홀 센서와, 상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부를 구비한 자기 검출 장치로서,
상기 홀 센서에 접속되고, 제1 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대하여 취출하는 전압의 방향을 절환하고, 제2 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성이 상기 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 상기 바이어스 생성부로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는전압의 방향을 절환하는 스위치부와,
상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 증폭부와,
상기 스위치부에 의한 전류 및 전압의 절환 중, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여, 상기 증폭부로부터의 전압의 극성을 반전시키는 반전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 스위치부는,
상기 제1 기간에 있어서,
상기 홀 센서의 제1 단자로부터 상기 제1 단자에 대향하는 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 상기 홀 센서의 제3 단자 및 상기 제3 단자에 대향하는 제4 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제1 절환과,
상기 제3 단자로부터 상기 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 상기 제2 및 제1 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제2 절환과,
상기 제2 단자로부터 상기 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 상기 제4 및 제3 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제3 절환과,
상기 제4 단자로부터 상기 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 상기 제1 및 제2 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제4 절환과,
상기 제2 기간에 있어서,
상기 제1 단자로부터 상기 제2 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제1 및 제2 단자를 접속하고, 또한, 상기 제4 및 제3 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제5 절환과,
상기 제3 단자로부터 상기 제4 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제3 및 제4 단자를 접속하고, 또한, 상기 제1 및 제2 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제6 절환과,
상기 제2 단자로부터 상기 제1 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제2 및 제1 단자를 접속하고, 또한, 상기 제3 및 제4 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제7 절환과,
상기 제4 단자로부터 상기 제3 단자를 향하여 전류가 흐르도록, 상기 바이어스 생성부와 상기 제4 및 제3 단자를 접속하고, 또한, 상기 제2 및 제1 단자를 상기 증폭부의 플러스 입력 단자 및 마이너스 입력 단자에 각각 접속하는 제8 절환을 행하는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스위치부는, 상기 제1 기간에 있어서의 절환을 n회(n은 2 이상의 정수) 반복해서 행하고, 상기 제2 기간에 있어서의 절환을 n회 반복해서 행하고,
상기 반전부는, 상기 증폭부로부터의 전압의 극성을, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여 반전시키는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
자기를 검출하는 홀 센서와,
상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부와,
상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 상기 바이어스 생성부로부터의 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스위치부와,
상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭하는 증폭부와,
상기 증폭부로부터의 전압의 극성을 반전시키는 반전부를 구비하고,
상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성을 교번할 때의 동작 주파수가, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성을 교번할 때의 동작 주파수보다도 2n배(n은 1 이상의 정수)인 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
자기를 검출하는 홀 센서와, 상기 홀 센서를 구동하는 바이어스 생성부를 구비한 자기 검출 장치에 있어서의 자기 검출 방법에 있어서,
상기 홀 센서에 접속된 스위치부에 의해, 제1 기간에 있어서, 홀 센서의 홀 기전력의 극성은 제1 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스텝과,
상기 홀 센서에 접속된 스위치부에 의해, 제2 기간에 있어서, 상기 홀 센서의 홀 기전력의 극성이 상기 제1 극성과는 반대의 극성인 제2 극성이고, 상기 홀 센서의 홀 오프셋 전압의 극성이 4회 교번하도록, 상기 홀 센서의 4개의 단자 중 대향하는 2개의 단자에 대해 전류의 방향을 절환하고, 또한, 상기 전류의 방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하는 2개의 단자에 대해 취출하는 전압의 방향을 절환하는 스텝과,
상기 스위치부에 의한 절환에 의해 취출된 전압을 증폭부에 의해 증폭하는 스텝과,
상기 스위치부에 의한 상기 전류 및 전압의 절환 중, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 절환에 동기하여, 상기 증폭된 전압의 극성을 반전부에 의해 반전시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 검출 방법.