KR20160108169A - Magnetic sensor circuit - Google Patents

Magnetic sensor circuit Download PDF

Info

Publication number
KR20160108169A
KR20160108169A KR1020160024457A KR20160024457A KR20160108169A KR 20160108169 A KR20160108169 A KR 20160108169A KR 1020160024457 A KR1020160024457 A KR 1020160024457A KR 20160024457 A KR20160024457 A KR 20160024457A KR 20160108169 A KR20160108169 A KR 20160108169A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
hall element
switch circuit
hall elements
magnetic sensor
Prior art date
Application number
KR1020160024457A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102522223B1 (en
Inventor
마사오 이리구치
Original Assignee
에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤
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 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 filed Critical 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤
Publication of KR20160108169A publication Critical patent/KR20160108169A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102522223B1 publication Critical patent/KR102522223B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0005Geometrical arrangement of magnetic sensor elements; Apparatus combining different magnetic sensor types
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices
    • G01R33/072Constructional adaptation of the sensor to specific applications

Abstract

The present invention provides a magnetic sensor circuit which does not output a voltage error on a spike to a signal processing circuit. The magnetic sensor circuit is configured to output an output signal to a signal processing circuit through a plurality of Hall devices driven by a first switch circuit and a second switch circuit controlled by a second control circuit. A first switch circuit controls timing, when a spike occurs on the output signal of each of the plurality of Hall devices, not to be identical; and the second switch circuit selectively outputs the output signal of the timing when the spike does not occur.

Description

자기 센서 회로{MAGNETIC SENSOR CIRCUIT}[0001] MAGNETIC SENSOR CIRCUIT [0002]

본 발명은 자기 센서 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 홀 소자의 단자 전환시에 발생하는 스파이크를 저감시킬 수 있는 자기 센서 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor circuit, and more particularly, to a magnetic sensor circuit capable of reducing a spike occurring at the time of terminal switching of a Hall element.

자기 센서 회로는, 홀 소자와 신호 처리 회로가 포함되지만, 홀 소자 또는 신호 처리 회로에서 오프셋 전압이 발생되어, 자장이 인가되지 않는 제로 자장 상태에 있어서도, 제로가 아닌 전압이 출력된다.Although the magnetic sensor circuit includes a Hall element and a signal processing circuit, an offset voltage is generated in a Hall element or a signal processing circuit, and a non-zero voltage is output even in a zero magnetic field state in which no magnetic field is applied.

이 홀 소자의 오프셋 전압의 원인으로서, 제조상의 편차나 응력, 주변 자장의 영향 등을 들 수 있다. 홀 소자의 오프셋 전압의 과제에 대하여, 일반적으로는, 스피닝 커런트법이라고 하는 구동 방법이 사용된다.The cause of the offset voltage of the Hall element is manufacturing variation, stress, influence of the surrounding magnetic field, and the like. As to the problem of the offset voltage of the Hall element, a driving method called a spinning current method is generally used.

정방형상의 홀 소자로 4 개의 모서리에 각각 단자를 두었을 경우, 0 도의 대향 단자에 구동 전류를 흘리는 경우와, 90 도의 대향 단자에 구동 전류를 흘리는 경우에서, 자장을 인가했을 경우에 오프셋 전압이 역상 (逆相), 자장에 따른 전압은 동상 (同相) 이 되기 때문에, 이것들을 가산하여, 오프셋 오차가 저감된 유의한 신호를 취출하여 신호 처리를 실시한다.When a terminal is placed at four corners with a square Hall element, when a magnetic field is applied in the case where the driving current is supplied to the opposite terminal of 0 degree and the driving current is supplied to the opposite terminal of 90 degrees, (Reverse phase), and the voltages according to the magnetic field become the same phase. Therefore, these signals are added to obtain a significant signal in which the offset error is reduced, and signal processing is performed.

도 17 은, 종래의 2 회 스피닝의 자기 센서 회로를 나타낸 회로도이다.17 is a circuit diagram showing a conventional magnetic sensor circuit for spinning two times.

홀 소자 (1) 는, 4 개의 단자 (노드 (N1 ∼ N4)) 를 갖고, 제 1 제어 회로 (5) 에 의해 제어되는 제 1 스위치 회로 (3) 를 통하여 전원 전압 및 접지 전압과 접속된다. 신호 처리 회로 (2) 는, 제 2 제어 회로 (6) 에 의해 제어되는 제 2 스위치 회로 (4) 를 통하여 홀 소자 (1) 와 접속된다.The Hall element 1 has four terminals (nodes N1 to N4) and is connected to the power supply voltage and the ground voltage through the first switch circuit 3 controlled by the first control circuit 5. [ The signal processing circuit 2 is connected to the Hall element 1 through the second switch circuit 4 controlled by the second control circuit 6. [

도 18 에, 종래의 2 회 스피닝의 자기 센서 회로의 타임 차트도를 나타낸다. 도면 중, 제어 신호가 하이 레벨에서 스위치가 온되고, 제어 신호가 로우 레벨에서 스위치가 오프된다. 1 스피닝 기간은, 기간 (Φ1) 과 기간 (Φ2) 으로 2 분할된다.Fig. 18 shows a time chart of a conventional magnetic sensor circuit for spinning two times. In the figure, the control signal is switched on at the high level and the control signal is switched off at the low level. One spinning period is divided into two periods? 1 and? 2.

기간 (Φ1) 에 있어서, 제어 신호 (SS1V, SS1G, SS1P, SS1M) 가 하이 레벨이 된다. 따라서, 기간 (Φ1) 에 있어서는, 노드 (N2) 에 정전류원 (15) 이 접속되고, 노드 (N4) 에 접지 전압이 접속되며, 정 (正) 입력 단자 (INP) 에 노드 (N1) 가 접속되고, 부 (負) 입력 단자 (INM) 에 노드 (N3) 가 접속된다.In the period? 1, the control signals SS1V, SS1G, SS1P, and SS1M become high level. Therefore, in the period? 1, the constant current source 15 is connected to the node N2, the ground voltage is connected to the node N4, and the node N1 is connected to the positive input terminal INP And the node N3 is connected to the negative input terminal INM.

기간 (Φ2) 에 있어서, 제어 신호 (SS2V, SS2G, SS2P, SS2M) 가 하이 레벨이 된다. 기간 (Φ2) 에 있어서는, 노드 (N3) 에 정전류원 (7) 이 접속되고, 노드 (N1) 에 접지 전압이 접속되며, 정입력 단자 (INP) 에 노드 (N2) 가 접속되고, 부입력 단자 (INM) 에 노드 (N4) 가 접속된다.In the period? 2, the control signals SS2V, SS2G, SS2P, and SS2M become high level. In the period? 2, the constant current source 7 is connected to the node N3, the ground voltage is connected to the node N1, the node N2 is connected to the positive input terminal INP, And the node N4 is connected to the node INM.

상기 접속에 의해, 차동 신호 (INP-INM) 는, Φ1, Φ2 의 기간에 있어서, 자기에 따른 신호 전압 (Vsig) 이 된다. 또, Φ1 기간에 있어서는, 전환 직후에 부의 스파이크상 전압, Φ2 기간에 있어서는, 정의 스파이크상 전압이 발생한다.By the above connection, the differential signal INP-INM becomes the signal voltage Vsig corresponding to the magnetism in the period of? 1 and? 2. In the period? 1, the positive spike phase voltage is generated immediately after the switching, and the positive spike phase voltage is generated in the period? 2.

상기 서술한 스파이크상의 전압 오차에 대한 방책으로서, 예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2 의 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1 에서는, 시계 방향과 반시계 방향의 스피닝 전환시에 발생하는 스파이크상의 전압 오차가 정부의 역부호로 발생하는 것을 이용하여, 이것들을 가산 또는 평균화하여, 오차를 저감시킨다. 한편, 특허문헌 2 에서는, 1 개의 홀 소자에 대해 샘플 & 홀드 회로를 가진 이산 신호 처리 회로를 전제로 하고 있어, 스피닝 전환 직후에, 홀 소자와 신호 처리 회로는 분리되어, 신호 처리 회로는, 샘플 & 홀드 회로의 홀드된 신호에 기초하여 신호 처리가 실시되기 때문에, 전환 직후의 스파이크상의 오차 기간의 신호 전달이 마스크되어, 스파이크상의 오차가 신호 처리 정밀도에 주는 영향을 저감시키고 있다.As a measure against the voltage error on the spike described above, for example, the methods of Patent Documents 1 and 2 are known. Patent Document 1 uses the fact that voltage errors on spikes occurring at the time of spinning switching in the clockwise direction and the counterclockwise direction occur at the inverse signs of the governor, and these are added or averaged to reduce errors. On the other hand, in Patent Document 2, a discrete signal processing circuit having a sample-and-hold circuit is premised on one Hall element. Immediately after spinning conversion, the Hall element and the signal processing circuit are separated, Since the signal processing is performed based on the held signal of the & hold circuit, the signal transmission in the error period of the spike phase immediately after the switching is masked, and the influence of the spike error on the signal processing accuracy is reduced.

미국 특허 제6927572호 명세서U.S. Patent No. 6927572 미국 특허 제5621319호 명세서U.S. Patent No. 5621319

특허문헌 1 에 기재된 방법에 있어서는, 정의 스파이크상 오차와 부의 스파이크상 오차를 상쇄하는 방법이 취해지지만, 정의 스파이크상 오차와 부의 스파이크상의 오차는 제조 편차나 소자 구성 등에서 기인하여 완전하게 일치하지는 않아, 잔류 오차 요인이 된다.In the method described in Patent Document 1, a method of canceling a positive spike phase error and a negative spike phase error is employed. However, the positive spike phase error and the negative spike phase error do not completely coincide with each other due to manufacturing variations, This is a residual error factor.

특허문헌 2 의 방법에 있어서는, 샘플 & 홀드 회로를 가진 이산 시간 신호 처리를 전제로 하고 있어, 홀 소자의 출력 신호가, 신호 처리 회로에 전달되지 않는, 마스크된 기간이 존재하기 때문에, 연속 시간 신호 처리에는 적합하지 않다.In the method of Patent Document 2, since there is a masked period in which the output signal of the Hall element is not transferred to the signal processing circuit on the premise of the discrete-time signal processing having the sample-and-hold circuit, It is not suitable for treatment.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어지며, 그 목적으로 하는 바는, 연속 시간 신호 처리 회로에도 이산 시간 신호 처리 회로에도, 어느 쪽에도 바람직한 스파이크상의 전압 오차를 저감시키는 회로를 갖는 자기 센서 회로를 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a magnetic sensor circuit having a circuit for reducing a voltage error on a desired spike in both the continuous time signal processing circuit and the discrete time signal processing circuit .

본 발명에 개시되는 발명은, 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 개략 이하와 같이 구성된다.The invention disclosed in the present invention is roughly constructed as follows for solving the problems.

복수의 단자를 구비한 복수의 홀 소자와, 상기 복수의 홀 소자의 복수의 단자와 전원 단자 및 접지 단자 사이에 형성되고, 상기 복수의 홀 소자에 구동 전류를 전환하여 공급하는 제 1 스위치 회로와, 상기 복수의 홀 소자의 복수의 단자와 접속되고, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호를 선택 출력하는 제 2 스위치 회로와, 상기 제 1 스위치 회로에 제 1 제어 신호를 출력하는 제 1 제어 회로와, 상기 제 2 스위치 회로에 제 2 제어 신호를 출력하는 제 2 제어 회로와, 상기 제 2 스위치 회로가 출력하는 출력 신호를 받아, 신호 처리를 하는 신호 처리 회로를 구비하고, 상기 제 1 제어 회로는, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호에 스파이크가 발생하는 타이밍이 상이하도록 상기 복수의 홀 소자를 제어하고, 상기 제 2 제어 회로는, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호 중, 스파이크가 발생하고 있는 일정 기간의 출력 신호를 비선택으로 하고, 또한, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호 중, 스파이크가 발생하고 있지 않은 일정 기간의 출력 신호를 선택하도록 상기 제 2 스위치 회로를 제어하고, 상기 제 2 스위치 회로의 출력은, 모든 기간에 있어서, 상기 복수의 홀 소자의 어느 1 개 이상의 출력 신호가 선택 출력되는 자기 센서 회로.A first switch circuit formed between a plurality of terminals of the plurality of Hall elements, a power supply terminal, and a ground terminal and having a plurality of Hall elements, A second switch circuit connected to a plurality of terminals of the plurality of hall elements for selectively outputting output signals of the plurality of hall elements, a first control circuit for outputting a first control signal to the first switch circuit, , A second control circuit for outputting a second control signal to the second switch circuit, and a signal processing circuit for receiving the output signal output from the second switch circuit and performing signal processing, wherein the first control circuit And controls the plurality of Hall elements so that the timing at which spikes occur in the output signals of the plurality of Hall elements is different, and the second control circuit controls the plurality of Hall elements The output signal of a predetermined period in which spikes are occurring is made non-selected and the output signal of the second switch circuit And the output of said second switch circuit selectively outputs one or more output signals of said plurality of Hall elements in all periods.

본 발명에 의하면, 홀 소자의 스피닝 전환 직후의 스파이크상의 전압 오차를, 정부의 스파이크로 직접 상쇄한 경우에 일어나는 잔류 오차는 발생하지 않는다. 또, 스파이크상의 전압이 소실되는 일정 시간 후의 전압값을, 복수의 홀 소자를 사용하여 선택 출력함으로써, 홀 소자 용량에서 기인한 스파이크상 전압 오차를 대폭 저감시킬 수 있다. 또, 스파이크상 오차가 소실된 기간의 신호를 항상 사용하고 있기 때문에, 스피닝 주파수를 고속화할 수 있다.According to the present invention, the residual error occurring when the voltage error on the spike immediately after the spinning of the Hall element is directly canceled by the spike of the center does not occur. In addition, by selectively outputting a voltage value after a predetermined time after the voltage on the spike is lost by using a plurality of Hall elements, the spike phase voltage error caused by the Hall element capacitance can be greatly reduced. In addition, since the signal during the period in which the spike phase error is lost is always used, the spinning frequency can be increased.

또한, 본 발명에 의하면, 각각의 홀 소자는 스파이크상 오차의 기간을 회피 하고 있음으로써 신호 처리 회로 (예를 들어 아날로그·디지털 변환기) 의 처리 변환 레이트를 고속화할 수 있다. 또, 신호 처리 회로에 홀 소자의 출력 신호 전압을 연속적으로 전파시키는 것이 가능하여, 연속 신호 처리에 적합하다. 또, 제 1 상, 제 2 상으로 다중 샘플링하여 신호 처리 회로를 사용하는 경우, 홀 출력 신호를 중단시키지 않고 전파시킬 수 있다. 또, 계장 앰프를 사용한 이산 시간 신호 처리의 경우에, 불필요한 충방전이 발생하지 않기 때문에, 계장 앰프의 소비 전류를 삭감할 수 있다.Further, according to the present invention, each Hall element avoids a period of spike phase error, thereby making it possible to speed up the processing conversion rate of a signal processing circuit (for example, an analog-digital converter). It is also possible to continuously propagate the output signal voltage of the Hall element to the signal processing circuit, which is suitable for continuous signal processing. Further, when the signal processing circuit is used by multiplexing sampling to the first and second phases, the Hall output signal can be propagated without being interrupted. In addition, in the case of the discrete-time signal processing using the instrumentation amplifier, unnecessary charging / discharging does not occur, so that the consumption current of the instrumentation amplifier can be reduced.

도 1 은 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.
도 2 는 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 3 은 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.
도 4 는 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 제 1 스위치 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 5 는 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 제 2 스위치 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 6 은 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 7 은 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.
도 8 은 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 제 2 스위치 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 9 는 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.
도 11 은 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 제 1 스위치 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 12 는 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 제 2 스위치 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 13 은 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 14 는 본 발명의 자기 센서 회로의 홀 소자의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 15 는 본 발명의 자기 센서 회로의 홀 소자의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 16 은 본 발명의 자기 센서 회로의 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 17 은 종래의 2 회 스피닝의 자기 센서 회로를 나타낸 회로도이다.
도 18 은 종래의 2 회 스피닝의 자기 센서 회로의 타임 차트도이다.
1 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the first embodiment.
2 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the first embodiment.
3 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.
4 is a circuit diagram showing an example of a first switch circuit of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.
5 is a circuit diagram showing an example of a second switch circuit of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.
6 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.
7 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the third embodiment.
8 is a circuit diagram showing an example of a second switch circuit of the magnetic sensor circuit of the third embodiment.
9 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the third embodiment.
10 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.
11 is a circuit diagram showing an example of a first switch circuit of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.
12 is a circuit diagram showing an example of a second switch circuit of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.
13 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.
14 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a Hall element of the magnetic sensor circuit of the present invention.
15 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a Hall element of the magnetic sensor circuit of the present invention.
16 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a drive circuit of the magnetic sensor circuit of the present invention.
17 is a circuit diagram showing a conventional magnetic sensor circuit for spinning two times.
18 is a time chart of a conventional magnetic sensor circuit for two spinning.

이하, 본 발명의 자기 센서 회로의 실시형태에 대하여, 회로도를 참조하여 설명한다.Embodiments of the magnetic sensor circuit of the present invention will be described below with reference to a circuit diagram.

<제 1 실시형태>≪ First Embodiment >

도 1 은, 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.1 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the first embodiment.

자기 센서 회로는, 제 1 홀 소자 (1A) 와, 제 2 홀 소자 (1B) 와, 제 1 스위치 회로 (13) 와, 제 2 스위치 회로 (14) 와, 제 1 제어 회로 (11) 와, 제 2 제어 회로 (12) 와, 정전류원 (15) 과, 신호 처리 회로 (16) 를 구비한다. 신호 처리 회로 (16) 는, 초핑의 변조·복조 회로나 가산이나 필터 처리 회로, 아날로그·디지털 변환기, 콤퍼레이터 (자기 스위치 회로) 등에 해당한다.The magnetic sensor circuit includes a first Hall element 1A, a second Hall element 1B, a first switch circuit 13, a second switch circuit 14, a first control circuit 11, A second control circuit 12, a constant current source 15, and a signal processing circuit 16. The signal processing circuit 16 corresponds to a chopping modulation / demodulation circuit, an adder, a filter processing circuit, an analog / digital converter, a comparator (magnetic switch circuit), and the like.

제 1 홀 소자 (1A) 는 4 개의 단자를 갖고, 각 단자의 노드를 N1A ∼ N4A 로 한다. 제 2 홀 소자 (1B) 는 4 개의 단자를 갖고, 각 단자의 노드를 N1B ∼ N4B 로 한다. 신호 처리 회로 (16) 는, 정상 (正相) 입력 단자 (INP) 와 부상 (負相) 입력 단자 (INM) 를 갖는다.The first Hall element 1A has four terminals, and the nodes of the respective terminals are N1A to N4A. The second Hall element 1B has four terminals, and the nodes of the respective terminals are N1B to N4B. The signal processing circuit 16 has a normal phase input terminal INP and a negative phase input terminal INM.

제 1 홀 소자 (1A) 및 제 2 홀 소자 (1B) 는, 제 1 제어 회로 (11) 에 의해 제어되는 제 1 스위치 회로 (13) 를 통하여 전원 전압 및 접지 전압과 접속되고, 제 2 제어 회로 (12) 에 의해 제어되는 제 2 스위치 회로 (14) 를 통하여 신호 처리 회로 (16) 에 접속된다.The first Hall element 1A and the second Hall element 1B are connected to the power supply voltage and the ground voltage via the first switch circuit 13 controlled by the first control circuit 11, And is connected to the signal processing circuit 16 through the second switch circuit 14 controlled by the signal processing circuit 12.

제 1 스위치 회로 (13) 의 각 스위치는, 각각 제어 신호 (SS1VA, SS1VB, SS2VA, SS2VB, SS1GA, SS1GB, SS2GA, SS2GB) 에 의해 제어된다. 제 2 스위치 회로 (14) 의 각 스위치는, 각각 제어 신호 (SS1PA, SS1PB, SS2PA, SS2PB, SS1MA, SS1MB, SS2MA, SS2MB) 에 의해 제어된다.The respective switches of the first switch circuit 13 are controlled by the control signals SS1VA, SS1VB, SS2VA, SS2VB, SS1GA, SS1GB, SS2GA, SS2GB. Each of the switches of the second switch circuit 14 is controlled by control signals SS1PA, SS1PB, SS2PA, SS2PB, SS1MA, SS1MB, SS2MA, SS2MB.

다음으로, 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 동작을 설명한다. 도 2 는, 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.Next, the operation of the magnetic sensor circuit of the first embodiment will be described. 2 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the first embodiment.

1 스피닝 기간은 기간 (Φ1) 과 기간 (Φ2) 으로 분할된다. 또, 기간 (Φ1) 은 서브 기간 (Φ11 과 Φ12) 으로 분할되고, 기간 (Φ2) 은 서브 기간 (Φ21 과 Φ22) 으로 분할된다. 제어 신호 (SS1VA, SS1GA) 는 기간 (Φ1) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2VA, SS2VG) 는 기간 (Φ2) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS1VB, SS1GB) 는 기간 (Φ12 및 Φ21) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2VB, SS2GB) 는 기간 (Φ22 및 Φ11) 에서 하이 레벨이 된다. 또, 제어 신호 (SS1PA, SS1MA) 는 기간 (Φ12) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2PA, SS2MA) 는 기간 (Φ22) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS1PB, SS1MB) 는 기간 (Φ21) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2PB, SS2MB) 는 기간 (Φ11) 에서 하이 레벨이 된다.One spinning period is divided into a period (1) and a period (2). The period? 1 is divided into sub periods? 11 and? 12, and the period? 2 is divided into sub periods? 21 and? 22. The control signals SS1VA and SS1GA are at the high level in the period? 1 and the control signals SS2VA and SS2VG are at the high level in the period? 2 while the control signals SS1VB and SS1GB are at the high level in the periods? The control signals SS2VB and SS2GB become high level in the periods? 22 and? 11. The control signals SS1PA and SS1MA are at the high level in the period? 12 and the control signals SS2PA and SS2MA are at the high level in the period? 22 while the control signals SS1PB and SS1MB are at the high level in the period? The control signals SS2PB and SS2MB become high level in the period? 11.

따라서, 기간 (Φ11) 에 있어서는, 노드 (N2A) 에 정전류원 (15) 이 접속되고, 노드 (N4A) 에 접지 전압이 접속되며, 노드 (N3B) 에 정전류원 (15) 이 접속되고, 노드 (N1B) 에 접지 전압이 접속되며, 2 개의 홀 소자가 구동된다. 또, 정상 입력 단자 (INP) 에 홀 소자 (1B) 의 홀 소자 노드 (N2B) 가 접속되고, 부상 입력 단자 (INM) 에 홀 소자 (1B) 의 홀 소자 노드 (N4B) 가 접속된다. 이 기간에 있어서, 홀 소자 (1B) 의 스피닝 전환 타이밍은, 기간 (Φ22) 의 개시시이기 때문에, 차동 출력 신호 (INP-INM) 에 스파이크상의 전압 오차는 발생하지 않는다. 기간 (Φ12), 기간 (Φ21), 기간 (Φ22) 의 동작 원리도 동일하여, 홀 소자 (1A), 홀 소자 (1B) 의 어느 하나의 스파이크상의 전압 오차가 발생하지 않은 기간에서의 차동 신호가, 신호 처리 회로 (16) 의 입력 신호 (INP-INM) 에 선택 출력된다.Therefore, in the period? 11, the constant current source 15 is connected to the node N2A, the ground voltage is connected to the node N4A, the constant current source 15 is connected to the node N3B, N1B are connected to the ground voltage, and the two Hall elements are driven. The Hall element node N2B of the Hall element 1B is connected to the normal input terminal INP and the Hall element node N4B of the Hall element 1B is connected to the floating input terminal INM. In this period, since the spinning switching timing of the Hall element 1B is at the start of the period? 22, the voltage error on the spike does not occur in the differential output signal INP-INM. The operation principle of the period? 12, the period? 21 and the period? 22 is also the same as in the case of the differential signal in the period in which no voltage error on any one of the spike of the Hall element 1A and Hall element 1B occurs , And is selectively output to the input signal INP-INM of the signal processing circuit 16.

따라서, 제 1 실시형태의 자기 센서 회로의 경우, 신호 처리 회로 (16) 의 입력에 스파이크상의 오차가 발생하지 않는다는 이점을 갖는다. 더하여, 본 실시형태에 있어서, 스파이크상 오차의 기간이 마스크되어 안정적인 기간의 전압을 선택하고 있기 때문에, 스피닝 주파수 그리고, 신호 처리 회로 (16) 의 신호 처리 변환 레이트 (예를 들어, 아날로그·디지털 변환기의 샘플링·레이트) 를 보다 높일 수 있다. 따라서, 자기 센서 회로의 S/N 을 일정하게 유지할 수 있다.Therefore, in the case of the magnetic sensor circuit of the first embodiment, there is an advantage that an error in the spike is not generated at the input of the signal processing circuit 16. [ In addition, in the present embodiment, since the period of the spike phase error is masked and the voltage in the stable period is selected, the spinning frequency and the signal processing conversion rate of the signal processing circuit 16 (for example, Can be increased. Therefore, the S / N of the magnetic sensor circuit can be kept constant.

또, 신호 처리 회로 (16) 에 홀 소자의 출력 신호 전압을 연속적으로 전파 시킬 수 있어, 연속 신호 처리에 바람직하다.Further, the output signal voltage of the Hall element can be continuously propagated to the signal processing circuit 16, which is preferable for continuous signal processing.

또, 계장 앰프를 사용한 이산 시간 신호 처리의 경우에, 불필요한 충방전이 발생하지 않아 계장 앰프의 소비 전류가 증대하지 않는다는 효과가 있다.Further, in the case of the discrete-time signal processing using the instrumentation amplifier, unnecessary charging / discharging does not occur and the consumption current of the instrumentation amplifier is not increased.

<제 2 실시형태>≪ Second Embodiment >

도 3 은, 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.3 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.

본 실시형태의 자기 센서 회로는, 제 1 홀 소자 (1A) 와, 제 2 홀 소자 (1B) 와, 제 3 홀 소자 (1C) 와, 제 4 홀 소자 (1D) 와, 제 1 스위치 회로 (33) 와, 제 2 스위치 회로 (34) 와, 제 1 제어 회로 (31) 와, 제 2 제어 회로 (32) 와, 신호 처리 회로 (36) 를 구비한다.The magnetic sensor circuit of the present embodiment has a first Hall element 1A, a second Hall element 1B, a third Hall element 1C, a fourth Hall element 1D, a first switch circuit 33, a second switch circuit 34, a first control circuit 31, a second control circuit 32, and a signal processing circuit 36.

제 3 홀 소자 (1C) 및 제 4 홀 소자 (1D) 는, 제 1 홀 소자 (1A) 및 제 2 홀 소자 (1B) 와 동일하게, 4 개의 단자를 갖고, 각 단자의 노드를 N1C ∼ N4C 및 N1D ∼ N4D 로 한다. 신호 처리 회로 (36) 는, 정상 입력 단자 (INPA, INPB, INPC, INPD) 와 부상 입력 단자 (INMA, INMB, INMC, INMD) 를 갖는다.The third Hall element 1C and the fourth Hall element 1D have four terminals in the same manner as the first Hall element 1A and the second Hall element 1B and the nodes of the respective terminals are N1C to N4C And N1D to N4D. The signal processing circuit 36 has normal input terminals INPA, INPB, INPC, INPD and floating input terminals INMA, INMB, INMC, INMD.

홀 소자는, 제 1 실시형태의 자기 센서 회로로부터 제 3 홀 소자 (1C) 및 제 4 홀 소자 (1D) 가 추가되고, 제 1 스위치 회로 (33) 및 제 2 스위치 회로 (34) 사이에 동일하게 접속된다.The Hall element is formed by adding the third Hall element 1C and the fourth Hall element 1D from the magnetic sensor circuit of the first embodiment and adding the same between the first switch circuit 33 and the second switch circuit 34 Respectively.

제 1 스위치 회로 (33) 는, 동일하게 4 개의 홀 소자에 따라, 스위치가 추가된다. 도 4 는, 제 1 스위치 회로 (33) 의 일례를 나타내는 회로도이다. 각 입력 단자, 각 출력 단자, 및 각 스위치는 도시한 바와 같은 관계로 접속, 제어된다.A switch is added to the first switch circuit 33 in accordance with the same four Hall elements. 4 is a circuit diagram showing an example of the first switch circuit 33. As shown in Fig. Each input terminal, each output terminal, and each switch are connected and controlled in the relationship as shown.

제 2 스위치 회로 (34) 는, 신호 처리 회로 (36) 의 각 입력 단자에 대응한 8 개의 출력 단자를 구비한다. 도 5 는, 제 2 스위치 회로 (34) 의 일례를 나타내는 회로도이다. 각 입력 단자, 각 출력 단자, 및 각 스위치는 도시한 바와 같은 관계로 접속, 제어된다.The second switch circuit 34 has eight output terminals corresponding to the respective input terminals of the signal processing circuit 36. 5 is a circuit diagram showing an example of the second switch circuit 34. As shown in Fig. Each input terminal, each output terminal, and each switch are connected and controlled in the relationship as shown.

정상 입력 단자 (INPA, INPB, INPC, INPD) 및 부상 입력 단자 (INMA, INMB, INMC, INMD) 는 각각 4 개씩 있지만, 이들 단자의 신호는 신호 처리 회로 (36) 내의 가산 회로 (도시되지 않음) 에 의해, 전압 레벨 또는 전류 레벨로 변환되어, 가산 신호 처리하는 것을 상정하고 있다.Four signals are input to each of the normal input terminals INPA, INPB, INPC and INPD and the floating input terminals INMA, INMB, INMC and INMD, To a voltage level or a current level, and performs addition signal processing.

다음으로, 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 동작을 설명한다. 도 6 은, 제 2 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.Next, the operation of the magnetic sensor circuit of the second embodiment will be described. 6 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the second embodiment.

1 스피닝 기간은, 기간 (Φ1) 과 기간 (Φ2) 과 기간 (Φ3) 과 기간 (Φ4) 으로 분할된다. 또, 기간 (Φ1) 은 서브 기간 (Φ11 과 Φ12 와 Φ13 과 Φ14) 으로 분할되고, 기간 (Φ2) 은 서브 기간 (Φ21 과 Φ22 와 Φ23 과 Φ24) 으로 분할되고, 기간 (Φ3) 은 서브 기간 (Φ31 과 Φ32 와 Φ33 과 Φ34) 으로 분할되고, 기간 (Φ4) 은 서브 기간 (Φ41 과 Φ42 와 Φ43 과 Φ44) 으로 분할된다. 제어 신호 (SS1VA, SS1GA) 는 기간 (Φ1) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2VA, SS2VG) 는 기간 (Φ2) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS3VA, SS3VG) 는 기간 (Φ3) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS4VA, SS4VG) 는 기간 (Φ4) 에서 하이 레벨이 되고, 이것들은 홀 소자 (1A) 를 구동시키기 위한 제어 신호가 된다. 다른 홀 소자 (1B, 1C, 1D) 의 구동 신호에 대해서도 동일하게 4 개의 상을 갖지만, 도 6 에 도시되는 바와 같이, 각각 1 개의 서브 기간분, 클록의 위상을 어긋나게 한다.One spinning period is divided into a period? 1 and a period? 2, a period? 3 and a period? 4. The period? 1 is divided into sub periods (? 11 and? 12 and? 13 and? 14), the period? 2 is divided into sub periods (? 21 and? 22 and? 23 and? 24) 32 and? 33 and? 34), and the period? 4 is divided into sub periods (? 41 and? 42 and? 43 and? 44). The control signals SS1VA and SS1GA are at the high level in the period? 1 and the control signals SS2VA and SS2VG are at the high level in the period? 2 while the control signals SS3VA and SS3VG are at the high level in the period? (SS4VA, SS4VG) become high level in the period? 4, and these become control signals for driving the Hall element 1A. Similarly, the driving signals of the other Hall elements 1B, 1C, and 1D have four phases. However, as shown in Fig. 6, the phases of the clocks are shifted by one sub period.

홀 소자 (1A) 의 출력 신호에 관한 제어 신호에 대하여, 제어 신호 (SS1PA, SS1MA) 는 기간 (Φ12 ∼ Φ14) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS2PA, SS2MA) 는 기간 (Φ22 ∼ Φ24) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS3PA, SS3MA) 는 기간 (Φ32 ∼ Φ34) 에서 하이 레벨, 제어 신호 (SS4PA, SS4MA) 는 기간 (Φ42 ∼ Φ44) 에서 하이 레벨이 된다. 도 6 에 나타낸 바와 같이, 다른 홀 소자 (1B, 1C, 1D) 에 대해서도, 동일한 위상 관계를 가진 제어 신호를 갖지만, 각각의 홀 소자로 1 개의 서브 기간분, 클록의 위상을 어긋나게 하고 있다.The control signals SS1PA and SS1MA are at the high level in the periods phi 12 to phi 14 and the control signals SS2PA and SS2MA are at the high level in the periods phi 22 to phi 24 with respect to the control signal regarding the output signal of the Hall element 1A. The control signals SS3PA and SS3MA are at the high level in the periods? 32 to? 34 and the control signals SS4PA and SS4MA are at the high level during the period? 42 to? 44, respectively. As shown in Fig. 6, the other Hall elements 1B, 1C and 1D also have control signals having the same phase relationship, but the phases of the clocks are shifted by one Hall element for each sub period.

따라서, 서브 기간 (Φ11) 에 있어서, 홀 소자 (1A) 에 스파이크가 발생하고 있지만, 홀 소자 (1B, 1C, 1D) 의 3 개의 신호가 신호 처리 회로 (36) 에 입력된다. 그 밖의 서브 기간에 있어서도 동일하게, 스파이크가 발생하지 않은 3 개의 홀 소자의 출력 신호가 신호 처리 회로 (36) 에 전달되어 가산된다.Therefore, although spike occurs in the Hall element 1A in the sub period? 11, three signals of the Hall elements 1B, 1C, and 1D are input to the signal processing circuit 36. [ In the other sub periods as well, the output signals of the three Hall elements that do not generate spikes are transferred to the signal processing circuit 36 and added.

따라서, 본 실시형태의 자기 센서 회로의 경우, 신호 처리 회로 (36) 의 입력에 스파이크상의 오차가 발생하지 않는다는 이점을 갖는다. 또, 신호 처리 회로 (36) 에 홀 소자의 출력 신호 전압을 연속적으로 전파시킬 수 있어, 연속 신호 처리에 바람직하다.Therefore, in the case of the magnetic sensor circuit of the present embodiment, there is an advantage that an error in the spike is not generated at the input of the signal processing circuit 36. [ Further, the output signal voltage of the Hall element can be continuously propagated to the signal processing circuit 36, which is preferable for continuous signal processing.

<제 3 실시형태>≪ Third Embodiment >

도 7 은, 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.7 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the third embodiment.

본 실시형태의 자기 센서 회로는, 제 1 홀 소자 (1A) 와, 제 2 홀 소자 (1B) 와, 제 3 홀 소자 (1C) 와, 제 4 홀 소자 (1D) 와, 제 1 스위치 회로 (33) 와, 제 2 스위치 회로 (74) 와, 제 1 제어 회로 (31) 와, 제 2 제어 회로 (72) 와, 신호 처리 회로 (16) 를 구비한다.The magnetic sensor circuit of the present embodiment has a first Hall element 1A, a second Hall element 1B, a third Hall element 1C, a fourth Hall element 1D, a first switch circuit 33, a second switch circuit 74, a first control circuit 31, a second control circuit 72, and a signal processing circuit 16.

제 2 실시형태와 상이한 점은, 제 2 스위치 회로 (74) 의 구성과 제 2 제어 회로 (72) 의 제어 신호가 상이한 점과, 신호 처리 회로 (16) 를 정상 입력 단자 (INP) 와 부상 입력 단자 (INM) 의 1 쌍으로 하고 있는 점이다.The second embodiment differs from the second embodiment in that the configuration of the second switch circuit 74 is different from the control signal of the second control circuit 72 and the point that the signal processing circuit 16 is connected to the normal input terminal INP and the floating input And a pair of terminals INM.

도 8 은, 제 2 스위치 회로 (74) 의 일례를 나타내는 회로도이다. 각 입력 단자, 각 출력 단자, 및 각 스위치는 도시한 바와 같은 관계로 접속, 제어된다.Fig. 8 is a circuit diagram showing an example of the second switch circuit 74. Fig. Each input terminal, each output terminal, and each switch are connected and controlled in the relationship as shown.

다음으로, 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 동작을 설명한다. 도 9 는, 제 3 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.Next, the operation of the magnetic sensor circuit of the third embodiment will be described. 9 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the third embodiment.

본 실시형태의 타임 차트는, 제 2 실시형태의 타임 차트와 제 2 스위치 회로 (72) 의 제어 신호가 상이하다. 예를 들어, 제 1 홀 소자 (1A) 에 대해서는, 기간 (Φ14) 에서 제어 신호 (SS1PA, SS1MA) 가 하이 레벨, 기간 (Φ24) 에서 제어 신호 (SS2PA, SS2MA) 가 하이 레벨, 기간 (Φ34) 에서 제어 신호 (SS3PA, SS3MA) 가 하이 레벨, 기간 (Φ44) 에서 제어 신호 (SS4PA, SS4MA) 가 하이 레벨이 된다. 제 2 홀 소자 (1B) ∼ 제 4 홀 소자 (1D) 에 대해서도 동일한 위상 관계의 제어 신호이지만, 홀 소자 사이에서 클록의 위상이 1 서브 기간분 어긋나 있다. 따라서, 신호 처리 입력 (INP-INM) 은, Φ11 기간에 있어서 제 2 홀 소자 (1B) 의 신호, Φ12 기간에 있어서 제 3 홀 소자 (1C) 의 신호, Φ13 기간에 있어서 제 4 홀 소자 (1D) 의 신호, Φ14 기간에 있어서 제 1 홀 소자 (1A) 의 신호가 선택된다. 다른 서브 기간에 있어서도, 동일한 원리로 신호 처리 회로 (16) 로의 입력 신호가 결정된다.The time chart of the present embodiment differs from the time chart of the second embodiment in that the control signal of the second switch circuit 72 is different. The control signals SS1PA and SS1MA are high level and the control signals SS2PA and SS2MA are high level during the period? 24 and the period? 34 for the first hall element 1A, The control signals SS4PA and SS4MA are at the high level and the control signals SS4PA and SS4MA are at the high level during the period? The control signals for the second Hall element 1B to the fourth Hall element 1D are also in the same phase relationship, but the phases of the clocks are shifted by one sub-period between the Hall elements. Therefore, the signal processing input INP-INM is a signal for inputting the signal of the second Hall element 1B in the period? 11, the signal of the third Hall element 1C in the period? 12, the signal of the fourth Hall element 1D The signal of the first Hall element 1A is selected in the period of? 14. The input signal to the signal processing circuit 16 is determined on the same principle in other sub periods as well.

따라서, 본 실시형태의 자기 센서 회로는, 신호 처리 회로 (16) 의 입력에 스파이크상의 오차가 발생하지 않는다는 이점을 갖는다. 더하여, 본 실시형태에 있어서, 4 개의 홀 소자를 사용하고 있기 때문에, 스파이크상 오차의 기간이 마스크되어 안정적인 기간을 서브 기간 3 개분 취할 수 있으므로, 홀 소자 용량에서 기인한 스파이크상의 전압 오차는 지수함수적으로 한없이 작아진다. 따라서, 보다 더 스피닝 주파수 그리고 신호 처리 회로 (16) 의 신호 처리 변환 레이트 (예를 들어, 아날로그·디지털 변환기의 샘플링·레이트) 의 향상을 도모할 수 있다. 따라서, 자기 센서 회로의 시스템으로서 S/N 을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 클록 레이트를 높임으로써 로스분을 회피할 수 있다. 또, 신호 처리 회로 (16) 에 홀 소자의 출력 신호 전압을 연속적으로 전파시킬 수 있어, 연속 신호 처리에 바람직하다.Therefore, the magnetic sensor circuit of the present embodiment has an advantage that an error in the spike is not generated at the input of the signal processing circuit 16. In addition, since four Hall elements are used in this embodiment, the period of the spike phase error is masked and a stable period can be divided into three sub periods. Therefore, the voltage error on the spike due to the Hall element capacitance becomes an exponential function It becomes infinitely small. Therefore, it is possible to further improve the spinning frequency and the signal processing conversion rate (for example, the sampling rate of the analog-to-digital converter) of the signal processing circuit 16. Therefore, since the S / N ratio can be kept constant as a system of the magnetic sensor circuit, the loss can be avoided by increasing the clock rate. Further, the output signal voltage of the Hall element can be continuously propagated to the signal processing circuit 16, which is preferable for continuous signal processing.

<제 4 실시형태>≪ Fourth Embodiment &

도 10 은, 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 회로도이다.10 is a circuit diagram of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.

본 실시형태의 자기 센서 회로는, 제 2 실시형태의 회로 구성과 동일하지만, 제 1 스위치 회로 (103) 및 제 2 스위치 회로 (104) 의 회로가 상이하다.The magnetic sensor circuit of this embodiment is the same as the circuit configuration of the second embodiment, but the circuits of the first switch circuit 103 and the second switch circuit 104 are different.

도 11 은, 제 1 스위치 회로 (103) 의 일례를 나타내는 회로도이다. 각 입력 단자, 각 출력 단자, 및 각 스위치는 도시한 바와 같은 관계로 접속, 제어된다. 따라서, 홀 소자 (1A) 는 시계 방향으로 스피닝되고, 홀 소자 (1B) 는 반시계 방향으로 스피닝되며, 홀 소자 (1C) 는 시계 방향으로 스피닝되고, 홀 소자 (1D) 는 반시계 방향으로 스피닝되도록 접속을 실시한다.11 is a circuit diagram showing an example of the first switch circuit 103. As shown in Fig. Each input terminal, each output terminal, and each switch are connected and controlled in the relationship as shown. Thus, the Hall element 1A is spun clockwise, the Hall element 1B is spun in a counterclockwise direction, the Hall element 1C is spun in a clockwise direction, and the Hall element 1D is spun in a counterclockwise direction. So that the connection is made.

도 12 는, 제 2 스위치 회로 (104) 의 일례를 나타내는 회로도이다. 각 입력 단자, 각 출력 단자, 및 각 스위치는 도시한 바와 같은 관계로 접속, 제어된다. 제 2 스위치 회로 (104) 도, 제 1 스위치 회로 (103) 와 동일한 스피닝에 대응하는 접속으로 하고 있다.12 is a circuit diagram showing an example of the second switch circuit 104. As shown in Fig. Each input terminal, each output terminal, and each switch are connected and controlled in the relationship as shown. The second switch circuit 104 also has a connection corresponding to the same spinning as that of the first switch circuit 103.

다음으로, 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 동작을 설명한다. 도 13은, 제 4 실시형태의 자기 센서 회로의 회로 동작을 나타내는 타임 차트이다.Next, the operation of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment will be described. 13 is a time chart showing the circuit operation of the magnetic sensor circuit of the fourth embodiment.

본 실시형태의 타임 차트는, 제 2 실시형태의 타임 차트와 제어 신호가 동일하지만, 홀 소자 (1B) 와 홀 소자 (1D) 의 차동 신호의 스파이크상의 전압 오차의 부호가 부 (負) 로 되어 있다. 이것은, 홀 소자의 스피닝의 방법이 상이하기 때문이다.The time chart of this embodiment is the same as the time chart of the second embodiment except that the control signal is the same and the sign of the voltage error on the spike of the differential signal between the Hall element 1B and Hall element 1D is negative have. This is because the method of spinning of the Hall element is different.

본 실시형태의 자기 센서 회로에서는, 스파이크가 없는 기간을 출력으로서 선택하고 있지만, 실제 회로에서는, 시정수 (時定數) (τ) 에 대해 (A × exp(-T/τ), 여기서 T 는 마스크된 정정 (整定) 시간) 의 유한의 오차를 포함한다. 따라서, 홀 소자 (1A, 1C) 에 대해서는, 미소한 오차 (A × exp(-T/τ)) 가 실제로 발생하고 있고, 홀 소자 (1B, 1D) 에 대해서는, 미소한 오차 ((-1) × A × exp(-T/τ)) 가 실제로 발생하고 있다. 따라서, 신호 정정의 잔류 오차분에 대하여, 영향을 상쇄함으로써, 보다 신호의 오차 성분을 작게 할 수 있다.In the magnetic sensor circuit of the present embodiment, a period in which there is no spike is selected as the output. However, in an actual circuit, the time constant τ is expressed as A × exp (-T / τ) And the masked correction time). Therefore, a minute error (-T /?) Actually occurs for the Hall elements 1A and 1C and a small error (-1) for the Hall elements 1B and 1D. × A × exp (-T / τ)) actually occurs. Therefore, by canceling the influence of the residual error of the signal correction, the error component of the signal can be made smaller.

본 실시형태의 자기 센서 회로는, 스파이크 소실 후의 정정 후 전압을 선택 출력하고 있기 때문에, 정·부의 스파이크 전압의 파형 형상 차이에 의한 영향은, 거의 느낄 수 없다.Since the magnetic sensor circuit of the present embodiment selectively outputs the corrected voltage after the disappearance of the spike, the influence due to the waveform shape difference between the positive and negative spike voltages can hardly be felt.

도 14, 및 도 15 는, 본 발명의 자기 센서 회로의 홀 소자의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.Fig. 14 and Fig. 15 are circuit diagrams showing an example of the configuration of a Hall element of the magnetic sensor circuit of the present invention.

도 14 는, 2 개의 홀 소자 (1a, 1b) 를 도면과 같이, 하나의 홀 소자 (1) 가 되도록 단자 (N1 ∼ N4) 에 접속한다. 홀 소자 (1a, 1b) 는, 각 단자가 0 도, 90 도로 상이한 것을 1 개의 홀 소자 (1) 가 되도록 접속한다. 홀 소자 (1) 를 이와 같이 구성함으로써, 레이아웃에서 기인한 제조상의 편차나 응력의 영향을 억제할 수 있다.14, two Hall elements 1a and 1b are connected to terminals N1 to N4 so as to be one Hall element 1 as shown in the drawing. The Hall elements 1a and 1b are connected so that each of the terminals differs by 0 degree and 90 degrees so as to be a Hall element 1. By configuring the Hall element 1 in this way, it is possible to suppress the influence of manufacturing variations and stresses caused by the layout.

도 15 의 홀 소자 (1) 의 구성도 동일하다.The configuration of the Hall element 1 in Fig. 15 is also the same.

도 16 은, 본 발명의 자기 센서 회로의 홀 소자를 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.16 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a drive circuit for a Hall element of the magnetic sensor circuit of the present invention.

도 16 의 구동 회로는, 4 개의 홀 소자 (1A, 1B, 1C, 1D) 를 구동시키는 4 개의 정전류원 (15A, 15B, 15C, 15D) 을 형성한다. 그리고, 제 1 스위치 회로 (163) 는, 스피닝마다 홀 소자를 구동시키는 정전류원을 전환하도록 제어를 실시한다. 이와 같이 구동 회로를 구성함으로써, 스피닝 전환시에 구동단에 발생하는 약간의 신호 변동을 보다 억제할 수 있다.The driving circuit of Fig. 16 forms four constant current sources 15A, 15B, 15C and 15D for driving the four Hall elements 1A, 1B, 1C and 1D. Then, the first switch circuit 163 performs control so as to switch the constant current source for driving the Hall element for each spinning. By configuring the drive circuit in this manner, it is possible to further suppress the slight signal fluctuation occurring in the drive stage at the time of spinning switching.

그리고, 도 16 과 같이 4 개의 홀 소자를 구비한 자기 센서 회로의 경우, 4회의 스피닝을 1주기로 하여, 홀 소자를 구동시키는 정전류원을 전환한다. 이와 같은 스피닝의 제어를 실시함으로써, 각 정전류원 (15A, 15B, 15C, 15D) 의 전류값의 편차의 영향을 억제할 수 있다.In the case of the magnetic sensor circuit having four Hall elements as shown in Fig. 16, the constant current source for driving the Hall element is switched by four cycles of four spins. By performing such spinning control, the influence of the deviation of the current values of the constant current sources 15A, 15B, 15C and 15D can be suppressed.

도 16 의 구동 회로에 의하면, 본 발명의 자기 센서 회로는, 스피닝 전환시에 구동단에 발생하는 약간의 신호 변동을 억제할 수 있다. 또, 상기 서술한 바와 같은 구동 방법에 의하면, 각 정전류원의 전류 편차를 억제할 수 있다.According to the drive circuit of Fig. 16, the magnetic sensor circuit of the present invention can suppress a slight signal fluctuation occurring in the drive stage at the time of spinning switching. Further, according to the above-described driving method, the current deviation of each constant current source can be suppressed.

이상, 본 발명의 실시형태의 설명에 있어서, 홀 소자의 형상, 단자 및 위치 관계 (0 도, 90 도, 180 도, 270 도) 등, 도면에 나타낸 것에 한정한 것이 아니고, 다른 형상이나 단자 수의 홀 소자에 대해서도 발명의 범위에 포함된다.In the above description of the embodiment of the present invention, the shape of the Hall element, the terminal and the positional relationship (0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees) and the like are not limited to those shown in the drawings, Are also included in the scope of the present invention.

또, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 당업자이면 이룰 수 있는 각종 변형이나 수정을 포함하는 것은 물론이다.It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments but includes various modifications and modifications that can be attained by those skilled in the art within the scope of the present invention.

1A, 1B, 1C, 1D : 홀 소자
11, 31 : 제 1 제어 회로
12, 32 : 제 2 제어 회로
13, 33, 103 : 제 1 스위치 회로
14, 34, 104 : 제 2 스위치 회로
15, 15A, 15B, 15C, 15D : 정전류원
16, 36 : 신호 처리 회로
1A, 1B, 1C, 1D: Hall element
11, 31: a first control circuit
12, 32: a second control circuit
13, 33, 103: first switch circuit
14, 34, 104: second switch circuit
15, 15A, 15B, 15C, 15D: constant current source
16, 36: signal processing circuit

Claims (4)

복수의 단자를 구비한 복수의 홀 소자와,
상기 복수의 홀 소자의 복수의 단자와 전원 단자 및 접지 단자 사이에 형성되고, 상기 복수의 홀 소자에 구동 전류를 전환하여 공급하는 제 1 스위치 회로와,
상기 복수의 홀 소자의 복수의 단자와 접속되고, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호를 선택 출력하는 제 2 스위치 회로와,
상기 제 1 스위치 회로에 제 1 제어 신호를 출력하는 제 1 제어 회로와,
상기 제 2 스위치 회로에 제 2 제어 신호를 출력하는 제 2 제어 회로와,
상기 제 2 스위치 회로가 출력하는 출력 신호를 받아, 신호 처리를 하는 신호 처리 회로를 구비하고,
상기 제 1 제어 회로는, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호에 스파이크가 발생하는 타이밍이 상이하도록 상기 복수의 홀 소자를 제어하고,
상기 제 2 제어 회로는, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호 중, 스파이크가 발생하고 있는 일정 기간의 출력 신호를 비선택으로 하고, 또한, 상기 복수의 홀 소자의 출력 신호 중, 스파이크가 발생하지 않은 일정 기간의 출력 신호를 선택하도록 상기 제 2 스위치 회로를 제어하고,
상기 제 2 스위치 회로의 출력은, 모든 기간에 있어서, 상기 복수의 홀 소자의 어느 1 개 이상의 출력 신호가 선택 출력되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 회로.
A plurality of Hall elements having a plurality of terminals,
A first switch circuit formed between a plurality of terminals of the plurality of Hall elements, a power supply terminal and a ground terminal, for switching and supplying a driving current to the plurality of Hall elements;
A second switch circuit connected to a plurality of terminals of the plurality of Hall elements and selectively outputting output signals of the plurality of Hall elements;
A first control circuit for outputting a first control signal to the first switch circuit;
A second control circuit for outputting a second control signal to the second switch circuit,
And a signal processing circuit for receiving an output signal output from the second switch circuit and performing signal processing,
The first control circuit controls the plurality of Hall elements so that the timing at which spikes occur in output signals of the plurality of Hall elements is different,
The second control circuit selects an output signal of a predetermined period in which spikes are occurring among the output signals of the plurality of hall elements as a non-selection signal, and selects, as output signals of the plurality of Hall elements, Controls the second switch circuit to select an output signal of a predetermined period,
And the output of said second switch circuit is selected and output by any one or more output signals of said plurality of Hall elements in all periods.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 회로와 상기 전원 단자 사이에 정전류원을 형성한 것을 특징으로 하는 자기 센서 회로.
The method according to claim 1,
And a constant current source is formed between the first switch circuit and the power supply terminal.
제 2 항에 있어서,
상기 정전류원은 상기 복수의 홀 소자에 대응하여 형성되고,
스피닝마다 상기 제 1 스위치 회로에 의해 상기 복수의 홀 소자로 전환하여 접속되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 회로.
3. The method of claim 2,
The constant current source is formed corresponding to the plurality of Hall elements,
And said first switch circuit is connected to said plurality of Hall elements by switching every spinning.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀 소자는,
복수의 홀 소자가 1 개의 홀 소자가 되도록 상기 홀 소자의 단자에 접속된 것을 특징으로 하는 자기 센서 회로.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the Hall element comprises:
And the plurality of Hall elements are connected to the terminals of the Hall elements so as to be one Hall element.
KR1020160024457A 2015-03-05 2016-02-29 Magnetic sensor circuit KR102522223B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015043913 2015-03-05
JPJP-P-2015-043913 2015-03-05
JPJP-P-2016-010006 2016-01-21
JP2016010006A JP6618370B2 (en) 2015-03-05 2016-01-21 Magnetic sensor circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160108169A true KR20160108169A (en) 2016-09-19
KR102522223B1 KR102522223B1 (en) 2023-04-14

Family

ID=56898566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160024457A KR102522223B1 (en) 2015-03-05 2016-02-29 Magnetic sensor circuit

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6618370B2 (en)
KR (1) KR102522223B1 (en)
CN (1) CN105938184B (en)
TW (1) TWI658283B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7239308B2 (en) 2018-03-14 2023-03-14 エイブリック株式会社 Semiconductor device and adjustment method thereof
JP2020188575A (en) * 2019-05-14 2020-11-19 日本電産株式会社 motor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643424B2 (en) * 1984-03-31 1994-06-08 ベーリンガー・マンハイム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Imidazole derivative, method for producing the same, and reagent containing the compound for detecting a substance having an action of hydrogen peroxide or peroxide
US5621319A (en) 1995-12-08 1997-04-15 Allegro Microsystems, Inc. Chopped hall sensor with synchronously chopped sample-and-hold circuit
US6927572B2 (en) 2002-02-04 2005-08-09 Infineon Technologies, Ag Method and apparatus for the compensation of dynamic error signals of a chopped hall sensor
JP2010261898A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Nikon Corp Device for detection of magnetic rotation angle, and encoder
US20130193962A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-01 Asahi Kasei Microdevices Corporation Hall electromotive force signal detection circuit and current sensor thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4516070A (en) * 1982-07-16 1985-05-07 At&T Bell Laboratories Magnetic current sensor with offset and load correction
US6885185B1 (en) * 1998-12-01 2005-04-26 Itron Electricity Metering, Inc. Modular meter configuration and methodology
KR20040029306A (en) * 2000-11-08 2004-04-06 제너럴 일렉트릭 캄파니 Apparatus and method for detecting and calculating ground fault resistance
CN101611316A (en) * 2007-02-01 2009-12-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 The magnetic sensor device of sensing magnetic particles and method
US8729892B2 (en) * 2011-04-01 2014-05-20 Allegro Microsystems, Llc Differential magnetic field sensor structure for orientation independent measurement
JP5736288B2 (en) * 2011-09-27 2015-06-17 セイコーインスツル株式会社 Magnetic sensor device
US9081041B2 (en) * 2012-04-04 2015-07-14 Allegro Microsystems, Llc High accuracy differential current sensor for applications like ground fault interrupters
WO2014155908A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 旭化成エレクトロニクス株式会社 Hall electromotive force signal detection circuit, current sensor thereof, and hall element driving method
CN203217067U (en) * 2013-04-16 2013-09-25 中南林业科技大学 Three-dimensional magnetic field detection device based on thermally induced magnetic effects of sheet material stretching

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643424B2 (en) * 1984-03-31 1994-06-08 ベーリンガー・マンハイム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Imidazole derivative, method for producing the same, and reagent containing the compound for detecting a substance having an action of hydrogen peroxide or peroxide
US5621319A (en) 1995-12-08 1997-04-15 Allegro Microsystems, Inc. Chopped hall sensor with synchronously chopped sample-and-hold circuit
US6927572B2 (en) 2002-02-04 2005-08-09 Infineon Technologies, Ag Method and apparatus for the compensation of dynamic error signals of a chopped hall sensor
JP2010261898A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Nikon Corp Device for detection of magnetic rotation angle, and encoder
US20130193962A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-01 Asahi Kasei Microdevices Corporation Hall electromotive force signal detection circuit and current sensor thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TW201636633A (en) 2016-10-16
JP6618370B2 (en) 2019-12-11
TWI658283B (en) 2019-05-01
CN105938184A (en) 2016-09-14
KR102522223B1 (en) 2023-04-14
JP2016166862A (en) 2016-09-15
CN105938184B (en) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120286685A1 (en) Led current source digital to analog convertor
KR101476119B1 (en) Multi-input operational amplifier circuit, digital/analog converter using the circuit, and driving circuit for display device using the circuit
JP2008104197A (en) Switched capacitor amplifier without dependency on variations in capacitance elements, and method for operating same
CN103532501A (en) Complementary switched capacitor amplifier for pipelined ADs and other applications
US8975942B2 (en) System for a clock shifter circuit
EP3064953B1 (en) Magnetic sensor circuit
KR102522223B1 (en) Magnetic sensor circuit
US10461763B2 (en) Double data rate time interpolating quantizer with reduced kickback noise
US20100309034A1 (en) Pipeline adc
US20190165800A1 (en) Multiplying DAC of pipelined ADC
US8384641B2 (en) Amplifier circuit and display device including same
US8971478B2 (en) Shift register, signal line drive circuit, liquid crystal display device
US9419597B1 (en) Power-efficient chopping scheme for offset error correction in MEMS gyroscopes
US20220158649A1 (en) Control circuit of pipeline ADC
KR102484142B1 (en) Switched capacitor circuit to make amount of change in reference voltage even regardless of input level
EP2779460B1 (en) Fine timing adjustment method
JP2006033304A (en) Switched capacitor circuit and pipe line a/d converter
JP3916560B2 (en) Capacitor switching pipeline analog-digital converter
JP2010226356A (en) A/d converter and control method thereof
EP3291443B1 (en) Differential gain-stage circuit and method for multiplying a voltage
RU2491715C1 (en) High-speed analogue-digital-analogue converter with non-clock bitwise balancing
JP2010183432A (en) Analog/digital converter
CN113193842A (en) Capacitor-voltage conversion circuit
KR100730965B1 (en) Digital-to-Analog Conversion Device
JP2012151727A (en) Analog/digital converter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant