KR20170111516A - Magnetic sensor apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 홀 센서 장치는, 서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출하는 홀소자; 상기 제1 내지 제4 단자에 각각 연결된 제1 내지 제4 스위치를 포함하고, 상기 제1단자 및 제3단자에서 각각 검출되는 제1전압신호 및 제3 전압신호 또는 상기 제2단자 및 제4단자에서 각각 검출되는 제2전압신호 및 제4 전압신호를 선택적으로 스위칭하는 스위치회로부; 상기 제1스위치 및 제2스위치의 제1공통출력단에 서로 병렬연결되는 제1스위칭모듈 및 제2스위칭모듈과 상기 제3스위치 및 제4스위치의 제2공통출력단에 서로 병렬연결되는 제3스위칭모듈 및 제4스위칭모듈을 포함하고 상기 제1공통출력단에서 출력되는 제1출력신호 및 상기 제2공통출력단에서 출력되는 제2출력신호를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력하는 델타 시그마 변환부; 및 상기 스위치회로부의 제1 내지 제4 스위치 및 상기 델타시그마 변환부의 제1 내지 제4 스위칭모듈의 스위칭을 제어하는 스위칭제어부를 포함한다.A hall sensor device according to the present invention includes a pair of first and third terminals facing each other and a pair of second and fourth terminals facing each other, A Hall element for detecting the magnetic field as a voltage signal; And first to fourth switches respectively connected to the first to fourth terminals, wherein the first voltage signal and the third voltage signal respectively detected at the first terminal and the third terminal, A switch circuit for selectively switching between a second voltage signal and a fourth voltage signal respectively detected by the first voltage signal and the second voltage signal; A first switching module and a second switching module connected in parallel to a first common output terminal of the first switch and the second switch and a third switching module connected in parallel to a second common output terminal of the third switch and the fourth switch, And a fourth switching module for selectively switching the first output signal output from the first common output terminal and the second output signal output from the second common output terminal and outputting the digital output signal as digital data through delta sigma modulation, A conversion unit; And a switching control unit for controlling switching of the first to fourth switches of the switch circuit unit and the first to fourth switching modules of the delta sigma conversion unit.

Description

홀 센서 장치{Magnetic sensor apparatus}[0001]

본 발명은 홀 센서 장치에 관한 것으로서, 특히 홀 소자의 각 단자로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 델타-시그마 변환기(△Σ ADC)를 통해 오프셋 전압 신호 및 잡음 신호를 제거함으로써 홀 소자의 전압검출 신뢰성을 향상시키는 홀 센서 장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a Hall sensor device, and more particularly, to a Hall sensor device which eliminates an offset voltage signal and a noise signal through a delta-sigma converter ([Delta] [Sigma] ADC) And more particularly,

홀 센서(hall sensor)는 홀 효과(hall effect)를 이용하여 외부의 자계의 변화를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 마그네틱 센서의 일종이다. A Hall sensor is a type of magnetic sensor that senses a change in an external magnetic field by using a Hall effect and outputs it as an electric signal.

이러한 홀 센서는 반도체 기판에 전류를 흘리고 그 전류의 흐름과 수직인 방향으로 자계를 가할 경우 전류와 자계에 수직방향으로 생성되는 전위차, 즉 홀 전압의 변화를 이용하는 센서이며 브릿지(bridge) 형태의 내부저항으로 구성된다.Such a Hall sensor is a sensor that uses a current and a potential difference generated in a direction perpendicular to the magnetic field, that is, a Hall voltage, when a current is applied to a semiconductor substrate and a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the current flow. Resistance.

종래의 홀 센서에는 자장이 0인 상태, 즉, 무자장의 상태이어도 검출전압이 0이 아닌 일정한 오프셋 전압(offset voltage)이 출력된다. 이러한 오프셋 전압은 홀 센서의 측정값에 오차를 발생시키므로 오프셋 전압를 제거하기 위해 스피닝 커런트(Spinning current) 방법이 적용된 홀 센서의 구동 방법이 존재한다.The conventional Hall sensor outputs a constant offset voltage whose detection voltage is not 0 even when the magnetic field is zero, that is, even when the Hall sensor is in the non-magnetic state. Since the offset voltage generates an error in the measured value of the Hall sensor, there is a method of driving the Hall sensor to which the spinning current method is applied to remove the offset voltage.

하지만, 이러한 종래의 홀 센서에서는 홀 전압 신호가 낮은 주파수를 가지므로 홀 센서 장치의 작동속도가 느리다는 문제점이 있다.However, in such a conventional Hall sensor, since the Hall voltage signal has a low frequency, there is a problem that the operating speed of the Hall sensor device is slow.

대한민국 등록특허공보 제0676212호Korean Patent Publication No. 0676212 대한민국 등록특허공보 제1519320호Korean Patent Publication No. 1519320 미국 공개특허공보 제2010/0052665호U.S. Published Patent Application No. 2010/0052665 일본 공개특허공보 제2015-508168호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-508168

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 홀 소자에서 출력되는 전압신호에 포함된 오프셋 전압신호를 제거하여 전압신호만 출력되도록 하는 홀 센서 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a Hall sensor device for eliminating an offset voltage signal included in a voltage signal output from a Hall element and outputting only a voltage signal.

또한, 본 발명은 홀 소자의 각 단자로부터 출력되는 아날로그 전압신호를 교대로 델타-시그마 변환기(△Σ ADC)로 입력하여 오프셋 전압신호 및 잡음신호를 제거함으로써 홀 소자의 전압검출 신뢰성을 향상시키는 홀 센서 장치를 제공한다.The present invention also provides a method of driving a Hall element, which receives analog voltage signals output from respective terminals of a Hall element by alternately inputting them to a delta-sigma converter (? ADC) to remove an offset voltage signal and a noise signal, A sensor device is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 홀 센서 장치는, 서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출하는 홀소자; 상기 제1 내지 제4 단자에 각각 연결된 제1 내지 제4 스위치를 포함하고, 상기 제1단자 및 제3단자에서 각각 검출되는 제1전압신호 및 제3 전압신호 또는 상기 제2단자 및 제4단자에서 각각 검출되는 제2전압신호 및 제4 전압신호를 선택적으로 스위칭하는 스위치회로부; 상기 제1스위치 및 제2스위치의 제1공통출력단에 서로 병렬연결되는 제1스위칭모듈 및 제2스위칭모듈과 상기 제3스위치 및 제4스위치의 제2공통출력단에 서로 병렬연결되는 제3스위칭모듈 및 제4스위칭모듈을 포함하고 상기 제1공통출력단에서 출력되는 제1출력신호 및 상기 제2공통출력단에서 출력되는 제2출력신호를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력하는 델타 시그마 변환부; 및 상기 스위치회로부의 제1 내지 제4 스위치 및 상기 델타시그마 변환부의 제1 내지 제4 스위칭모듈의 스위칭을 제어하는 스위칭제어부를 포함한다.A hall sensor device according to an embodiment of the present invention includes a pair of first and third terminals facing each other, and a pair of second and fourth terminals facing each other include a plurality A Hall element for detecting the magnetic field as a voltage signal in accordance with the detection direction of the Hall element; And first to fourth switches respectively connected to the first to fourth terminals, wherein the first voltage signal and the third voltage signal respectively detected at the first terminal and the third terminal, A switch circuit for selectively switching between a second voltage signal and a fourth voltage signal respectively detected by the first voltage signal and the second voltage signal; A first switching module and a second switching module connected in parallel to a first common output terminal of the first switch and the second switch and a third switching module connected in parallel to a second common output terminal of the third switch and the fourth switch, And a fourth switching module for selectively switching the first output signal output from the first common output terminal and the second output signal output from the second common output terminal and outputting the digital output signal as digital data through delta sigma modulation, A conversion unit; And a switching control unit for controlling switching of the first to fourth switches of the switch circuit unit and the first to fourth switching modules of the delta sigma conversion unit.

본 발명에서, 상기 스위치회로부는 상기 제1스위치 및 제2스위치의 출력단은 공통(common)되어 제1공통출력단으로 설정되고 상기 제3스위치 및 제4스위치의 출력단은 공통되어 제2공통출력단으로 설정된다.In the present invention, the output terminals of the first switch and the second switch are common to the first common output terminal, and the output terminals of the third and fourth switches are common to the second common output terminal do.

본 발명에서, 상기 스위칭제어부는 상기 제1스위치 및 제3스위치로 동일한 제1클럭신호를 출력하고 상기 제2스위치 및 제4스위치로 동일한 제2클럭신호를 출력한다.In the present invention, the switching control unit outputs the same first clock signal to the first switch and the third switch, and outputs the same second clock signal to the second switch and the fourth switch.

본 발명에서, 상기 제1클럭신호 및 제2클럭신호는 기설정된 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는다.In the present invention, the first clock signal and the second clock signal have the same frequency and have opposite phases to each other.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 홀 센서 장치는, 서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출하는 홀소자; 상기 제1 내지 제4 단자에 각각 연결된 제1 내지 제4 스위칭모듈을 포함하고 상기 제1단자 및 제3단자에서 각각 검출되는 제1전압신호 및 제3 전압신호 또는 상기 제2단자 및 제4단자에서 각각 검출되는 제2전압신호 및 제4 전압신호를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력하는 델타 시그마 변환부; 및 상기 델타시그마 변환부의 제1 내지 제4 스위칭모듈의 스위칭을 제어하는 스위칭제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a Hall sensor device including a pair of first and third terminals facing each other, and a pair of second and fourth terminals facing each other, A Hall element for detecting a magnetic field as a voltage signal in accordance with a plurality of detection directions set; And first to fourth switching modules respectively connected to the first to fourth terminals, wherein the first voltage signal and the third voltage signal respectively detected at the first terminal and the third terminal, A delta sigma converter for selectively switching the second voltage signal and the fourth voltage signal detected by the delta sigma conversion unit and outputting the digital data through delta sigma modulation; And a switching control unit for controlling switching of the first to fourth switching modules of the delta sigma conversion unit.

본 발명에서, 상기 제1 내지 제4 스위칭모듈은 각각 제1 및 제2 스위치소자가 직렬로 연결되고 상기 제1 및 제2 스위치소자 사이에는 제1 커패시터가 직렬로 연결된다.In the present invention, the first to fourth switching modules each have first and second switching elements connected in series, and a first capacitor is connected in series between the first and second switching elements.

본 발명에서, 상기 스위칭제어부는 상기 제1스위칭모듈 및 제4스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 동일한 제3클럭신호를 출력하고 상기 제2스위칭모듈 및 제3스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 동일한 제4클럭신호를 출력한다.In the present invention, the switching controller outputs the same third clock signal to each of the two switch elements included respectively in the first and fourth switching modules, and the second switching module and the third switching module And outputs the same fourth clock signal to each of the two switch elements.

본 발명에서, 상기 제3클럭신호 및 제4클럭신호는 기설정된 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는다.In the present invention, the third clock signal and the fourth clock signal have the same frequency and have opposite phases to each other.

본 발명에서, 상기 델타시그마 변환부는 상기 제1스위칭모듈 및 제2스위칭모듈의 출력이 공통(common)되어 제3공통출력단으로 설정되고 상기 제3스위칭모듈 및 제4스위칭모듈의 출력단이 공통되어 제4공통출력단으로 설정된다.In the present invention, the outputs of the first and second switching modules are common to the third common output terminal, and the output terminals of the third and fourth switching modules are common to each other. 4 common output stage.

본 발명에서, 상기 델타시그마 변환부는 상기 제3공통출력단의 출력신호와 상기 제4공통출력단의 출력신호를 증폭하는 증폭부를 포함한다.In the present invention, the delta sigma converter includes an amplifier for amplifying the output signal of the third common output terminal and the output signal of the fourth common output terminal.

본 발명에서, 상기 델타시그마 변환부는, 상기 제3공통출력단과 상기 증폭부의 출력단 사이에서 상기 제3공통출력단의 출력신호를 스위칭하는 제5스위칭모듈; 및 상기 제4공통출력단과 상기 증폭부의 출력단 사이에서 상기 제4공통출력단의 출력신호를 스위칭하는 제6스위칭모듈을 더 포함한다.In the present invention, the delta sigma conversion unit may include: a fifth switching module for switching the output signal of the third common output terminal between the third common output terminal and the output terminal of the amplification unit; And a sixth switching module for switching an output signal of the fourth common output terminal between the fourth common output terminal and the output terminal of the amplification section.

본 발명에서, 상기 제5스위칭모듈은 상기 제3공통출력단과 상기 증폭부의 일측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제3스위치소자 및 제4스위치소자와, 상기 제3 및 제4 스위치소자 사이에 직렬연결된 제2커패시터와, 일단이 상기 제4공통출력단에 연결되고 타단이 상기 제3스위치소자와 제2커패시터의 중성점에 연결되는 제5스위치소자와, 일단이 상기 제2커패시터와 제4스위치소자의 중성점에 연결되고 타단이 상기 증폭부의 타측 출력단에 연결되는 제6스위치소자를 포함하고, 상기 제6스위칭모듈은 상기 제4공통출력단과 상기 증폭부의 타측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제7스위치소자 및 제8스위치소자와, 상기 제7 및 제8 스위치소자 사이에 직렬연결된 제3커패시터와, 일단이 상기 제3공통출력단에 연결되고 타단이 상기 제7스위치소자과 제3커패시터의 중성점에 연결되는 제9스위치소자와, 일단이 상기 제3커패시터와 제8스위치소자의 중성점에 연결되고 타단이 상기 증폭부의 일측 출력단에 연결되는 제10스위치소자를 포함한다.The fifth switching module may include a third switch element and a fourth switch element connected in series between the third common output terminal and one output terminal of the amplification section, and a third switch element and a fourth switch element serially connected between the third and fourth switch elements, 2 capacitor, a fifth switch element having one end connected to the fourth common output terminal and the other end connected to the neutral point of the third switch element and the second capacitor, and a fifth switch element having one end connected to the neutral point of the second capacitor and the fourth switch element And a sixth switching element connected at the other end to the other output terminal of the amplifying part, wherein the sixth switching module includes a seventh switching element and an eighth switch connected in series between the fourth common output terminal and the other output terminal of the amplifying part, A third capacitor connected in series between the seventh and eighth switch elements, one end connected to the third common output terminal, and the other end connected to the seventh switch element and the third capacitor, And a tenth switch element having one end connected to the neutral point of the third capacitor and the eighth switch element and the other end connected to one output terminal of the amplification section.

본 발명에서, 상기 스위칭제어부는 상기 제5스위치소자와 제6스위치소자, 그리고 상기 제9스위치소자와 제10스위치소자에는 제3클릭신호를 출력하고, 상기 제3스위치소자와 제4스위치소자, 그리고 상기 제7스위치소자와 제8스위치소자에는 제4클럭신호를 출력한다.In the present invention, the switching control unit outputs a third click signal to the fifth switch element and the sixth switch element, and the ninth switch element and the tenth switch element, and the third switch element and the fourth switch element, And outputs a fourth clock signal to the seventh switch element and the eighth switch element.

본 발명에 따르면 홀 소자의 출력신호에서 상대적으로 오프셋 전압 신호를 제거하기 때문에 홀 센서 장치의 검출감도가 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, since the offset voltage signal is relatively removed from the output signal of the Hall element, the detection sensitivity of the Hall sensor device is improved.

또한, 본 발명에 의하면 종래기술에 비해 구조가 간단하고 구현에 필요한 주파수를 최소화할 수 있어 크기와 전력 소모 측면에서 모두 우수한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the structure is simple and the frequency required for implementation can be minimized compared with the prior art, which is excellent in both size and power consumption.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀 소자의 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀 센서 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치회로부의 클럭신호의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 델타시그마 변환부의 클럭신호의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 홀 센서 장치의 구성도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 델타시그마 변환부에서 클럭신호에 따른 신호흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 델타시그마 변환부에서 클럭신호에 따른 의 샘플링 및 전압출력 과정을 나타낸 타임차트도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 홀 센서 장치에서 전압신호의 주파수 변조에 따른 신호파형도이다.
1 is a diagram illustrating a configuration of a Hall element according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a Hall sensor device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a clock signal of the switch circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a clock signal of a delta sigma conversion unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a Hall sensor device according to another embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams for explaining a signal flow according to a clock signal in the delta sigma conversion unit according to the embodiment of the present invention.
8 is a time chart showing the sampling and voltage output according to the clock signal in the delta sigma converter according to the embodiment of the present invention.
9 is a signal waveform diagram according to frequency modulation of a voltage signal in the Hall sensor device according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 홀소자의 모델링 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an example of modeling an algebra according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 홀소자(110)는 브릿지(bridge) 형태로 연결된 4개의 저항(R1,R2,R3,R4)을 포함하고, 각각의 저항들(R1,R2,R3,R4) 사이의 각 중성점에 4개의 단자(111,112,113,114)가 형성되도록 모델링될 수 있다. 이때, 도면에서와 같이 홀소자(110)는 제1 내지 제4 단자(111~114)를 포함하며, 이러한 단자들을 통해 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 검출하여 4개의 단자 중 2개의 단자를 통해 검출된 자계에 대응하는 전압신호로 출력하도록 한다.Referring to FIG. 1, a Hall element 110 according to the present invention includes four resistors R1, R2, R3, and R4 connected in the form of a bridge, and each of the resistors R1, R2, R3, R4 may be modeled so that four terminals 111, 112, 113, 114 are formed at respective neutral points. In this case, as shown in the figure, the Hall element 110 includes first to fourth terminals 111 to 114, and detects a magnetic field in accordance with a plurality of preset detection directions through these terminals, And outputs the voltage signal corresponding to the magnetic field detected by the magnetic field detection unit.

이러한 4개의 단자(111~114) 중 서로 마주보는 한 쌍의 단자에는 구동전원을 공급하고 나머지 마주보는 다른 쌍의 단자에는 검출전압이 출력된다. 이러한 전원공급과 검출전압의 출력은 교대로 반복된다. 예컨대, 제1 및 제3 단자(111,113)에 구동전원을 공급하고 제2 및 제4 단자(112,114)는 검출전압을 출력한다. 이후 기설정된 시간간격으로 검출방향에 따라 제2 및 제4 단자(112,114)에 구동전원을 공급하고 제1 및 제3 단자(111,113)에서 검출전압을 출력하도록 한다. 이러한 과정은 홀 소자(110)에서의 자계 검출과정에서 계속 반복된다.The driving power is supplied to a pair of terminals facing each other among the four terminals 111 to 114, and a detection voltage is output to the other pair of terminals facing each other. The power supply and the output of the detection voltage are alternately repeated. For example, the driving power is supplied to the first and third terminals 111 and 113, and the second and fourth terminals 112 and 114 output the detection voltage. Then, driving power is supplied to the second and fourth terminals 112 and 114 at a predetermined time interval according to the detection direction, and the detection voltage is outputted from the first and third terminals 111 and 113. This process is continuously repeated in the magnetic field detection process in the Hall element 110.

이때, 출력전압은 마주하는 두 단자에서 출력되는 전압신호의 차이로 결정된다. 예컨대, 제1단자(111)에는 Vout + 전압신호가 출력되고 제3단자(113)에는 Vout - 전압신호가 출력되는 경우 홀 소자(110)의 출력전압 Vout은 Vout + - Vout - 가 된다. 이때, 홀 소자(110)의 출력전압 Vout은 홀 전압(Vhall)과 오프셋 전압(Voffset)의 합으로 이루어진다.At this time, the output voltage is determined by the difference of the voltage signals output from the two opposing terminals. For example, the first terminal 111 is V out + voltage signal is output to the third terminal 113 is V out - the output voltage V out in the case where the voltage signal is output Hall element 110 is V out + - V out - . At this time, the output voltage V out of the Hall element 110 is the sum of the Hall voltage V hall and the offset voltage V offset .

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀 센서 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치회로부의 클럭신호의 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 델타시그마 변환부의 클럭신호의 예시도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a Hall sensor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exemplary view of a clock signal of a switch circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 4 is a diagram illustrating a clock signal of a delta-sigma conversion unit according to an embodiment of the present invention;

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 홀 센서 장치(100)는 홀소자(110), 스위치회로부(120), 델타시그마 변환부(△Σ ADC)(130) 및 스위칭제어부(140)를 포함하여 구성된다.2, the Hall sensor device 100 according to the present invention includes a Hall element 110, a switch circuit 120, a delta sigma converter (ADC) 130, and a switching controller 140 .

홀소자(110)는 상술한 바와 같이 서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 사전에 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출한다.The Hall element 110 has a pair of first and third terminals facing each other as described above, and a pair of second and fourth terminals facing each other include a plurality of detections And detects the magnetic field as a voltage signal according to the direction.

스위치회로부(120)는 홀소자(110)의 제1 내지 제4 단자(111,112,113,114)에 그 입력단이 각각 연결된 제1 내지 제4 스위치(121,122,123,124)를 포함한다. 제1스위치(121)와 제2스위치(122)의 출력단은 공통(common)되어 제1공통출력단(125)을 형성하고, 또한 제3스위치(123) 및 제4스위치(124)의 출력단은 공통되어 제2공통출력단(126)을 형성한다.The switch circuit unit 120 includes first to fourth switches 121, 122, 123, and 124 connected to the first to fourth terminals 111, 112, 113, and 114 of the Hall element 110, respectively. The output terminals of the first switch 121 and the second switch 122 are common to form the first common output terminal 125 and the output terminals of the third switch 123 and the fourth switch 124 are common Thereby forming a second common output terminal 126.

이와 같이 구성된 제1 내지 제4 스위치(121,122,123,124)는 제1단자(111) 및 제3단자(113)에서 각각 검출되는 제1전압신호(S1) 및 제3전압신호(S3) 또는 제2단자(112) 및 제4단자(114)에서 각각 검출되는 제2전압신호(S2) 및 제4전압신호(S4)를 선택적으로 스위칭한다. 구체적으로, 제1스위치(121)는 제1단자(111)로부터 출력되는 제1전압신호(S1)를 스위칭하고, 제2스위치(122)는 제2단자(112)로부터 출력되는 제2전압신호(S2)를 스위칭하고, 제3스위치(123)는 제3단자(113)로부터 출력되는 제3전압신호(S3)를 스위칭하며, 제4스위치(124)는 제4단자(114)로부터 출력되는 제4전압신호(S4)를 스위칭한다.The first through fourth switches 121, 122, 123, and 124 configured as described above are respectively connected to the first voltage signal S1 and the third voltage signal S3 detected at the first terminal 111 and the third terminal 113, 112 and the fourth terminal 114, respectively, of the second voltage signal S2 and the fourth voltage signal S4, respectively. Specifically, the first switch 121 switches the first voltage signal S1 output from the first terminal 111 and the second switch 122 switches the second voltage signal S1 output from the second terminal 112, The third switch 123 switches the third voltage signal S3 outputted from the third terminal 113 and the fourth switch 124 switches the second voltage signal S2 outputted from the fourth terminal 114 And switches the fourth voltage signal S4.

이때, 본 실시 예에서 제1스위치(121)와 제3스위치(123)는 서로 연동하여 스위칭되고, 제2스위치(122)와 제4스위치(124)는 서로 연동하여 스위칭된다. 이러한 스위칭을 위하여 스위칭제어부(140)는 제1스위치(121) 및 제3스위치(123)로 동일한 제1클럭신호(

Figure pat00001
)를 출력하고 제2스위치(122) 및 제4스위치(124)로 동일한 제2클럭신호(
Figure pat00002
)를 출력한다. Here, in this embodiment, the first switch 121 and the third switch 123 are interlocked and switched, and the second switch 122 and the fourth switch 124 are interlocked and switched. For this switching, the switching controller 140 controls the first switch 121 and the third switch 123 to output the same first clock signal
Figure pat00001
) To the second switch 122 and the fourth switch 124 to the same second clock signal (
Figure pat00002
).

여기서, 제1클럭신호(

Figure pat00003
)와 제2클럭신호(
Figure pat00004
)는 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는다. 도 3을 참조하면 제1클럭신호(
Figure pat00005
)가 제1스위치(121)와 제3스위치(123)로 출력되는 동안에는 제2클럭신호(
Figure pat00006
)가 제2스위치(122)와 제4스위치(124)로 출력된다. 반대로 제2클럭신호(
Figure pat00007
)가 제2스위치(122)와 제4스위치(124)로 출력되는 동안에는 제1클럭신호(
Figure pat00008
)가 제1스위치(121)와 제3스위치(123)로 출력된다.Here, the first clock signal (
Figure pat00003
And a second clock signal < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00004
Have the same frequency as shown in Fig. 3 and have opposite phases to each other. Referring to FIG. 3, a first clock signal (
Figure pat00005
Is output to the first switch 121 and the third switch 123, the second clock signal (
Figure pat00006
Is output to the second switch 122 and the fourth switch 124. [ Conversely, the second clock signal
Figure pat00007
Is output to the second switch 122 and the fourth switch 124, the first clock signal (
Figure pat00008
Is output to the first switch 121 and the third switch 123. [

이처럼 제1스위치(121)와 제3스위치(123)가 서로 연동하여 스위칭되고 제2스위치(122)와 제4스위치(124)가 서로 연동하여 스위칭되며, 이들 두 쌍의 스위치들은 서로 반대 위상의 클릭신호에 의해 스위칭되므로, 제1공통출력단(125)과 제2공통출력단(126)에는 특정 클럭신호에서는 제1전압신호(S1)와 제3전압신호(S3)가 각각 출력되며, 다음 클럭신호시에서 제2전압신호(S2)와 제4전압신호(S4)가 각각 출력되는 것이다.As described above, the first switch 121 and the third switch 123 are interlocked and switched, and the second switch 122 and the fourth switch 124 are interlocked and switched. A first voltage signal S1 and a third voltage signal S3 are output from the first common output terminal 125 and the second common output terminal 126 in a specific clock signal, The second voltage signal S2 and the fourth voltage signal S4 are output.

이와 같이 본 발명에 따른 홀 센서 장치(100)에서는 스위치회로부(120)에 의해 홀소자(110)로부터 입력되는 전압신호를 기설정된 주파수의 클럭신호에 따라 연속적으로 1차적으로 샘플링하게 된다. 따라서, 클럭신호의 주파수에 따라 샘플링되는 전압신호의 개수를 조절할 수 있다.As described above, in the Hall sensor device 100 according to the present invention, the switch circuit 120 sequentially samples the voltage signal input from the Hall element 110 continuously in accordance with a clock signal of a predetermined frequency. Thus, the number of voltage signals sampled according to the frequency of the clock signal can be adjusted.

델타시그마 변환부(130)는 제1스위치(121) 및 제2스위치(122)의 제1공통출력단(125)에 서로 간에 병렬연결되는 제1스위칭모듈(131) 및 제2스위칭모듈(132)과, 제3스위치(123) 및 제4스위치(124)의 제2공통출력단(125)에 서로 간에 병렬연결되는 제3스위칭모듈(133) 및 제4스위칭모듈(134)을 포함한다. 제1스위칭모듈(131)과 제2스위칭모듈(132)은 입력단과 출력단이 각각 공통(common)되고, 또한 제3스위칭모듈(133)과 제4스위칭모듈(134)의 입력단과 출력단도 각각 공통된다. 이러한 델타시그마 변환부(130)는 제1공통출력단(125)에서 출력되는 제1출력신호 및 제2공통출력단(126)에서 출력되는 제2출력신호를 선택적으로 각각 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력한다. 여기서, 제1출력신호는 제1전압신호(S1) 또는 제2전압신호(S2) 중 어느 하나의 전압신호가 되며, 제2출력신호는 제3전압신호(S3) 또는 제4전압신호(S4) 중 어느 하나의 전압신호가 되는 것이다.The delta sigma conversion unit 130 includes a first switching module 131 and a second switching module 132 connected in parallel to each other at a first common output terminal 125 of the first switch 121 and the second switch 122, And a third switching module 133 and a fourth switching module 134 connected in parallel to each other at a second common output terminal 125 of the third switch 123 and the fourth switch 124. The input and output terminals of the first switching module 131 and the second switching module 132 are common to each other and the input and output terminals of the third and fourth switching modules 133 and 134 are common do. The delta-sigma conversion unit 130 selectively switches the first output signal output from the first common output terminal 125 and the second output signal output from the second common output terminal 126 and outputs the delta-sigma sigma- And outputs it as data. Here, the first output signal is a voltage signal of either the first voltage signal S1 or the second voltage signal S2, and the second output signal is the third voltage signal S3 or the fourth voltage signal S4 The voltage signal becomes a voltage signal.

구체적으로, 상기와 같이 구성된 제1 내지 제4 스위칭모듈(131,132,133,134)은 제1공통출력단(125)에서 출력되는 제1출력신호 및 제2공통출력단(126)에서 출력되는 제2출력신호를 선택적으로 스위칭한다. 즉, 제1스위칭모듈(131)과 제2스위칭모듈(132)은 제1출력신호를 스위칭하고, 제3스위칭모듈(133)과 제4스위칭모듈(134)은 제2출력신호를 스위칭한다.Specifically, the first to fourth switching modules 131, 132, 133, and 134 configured as described above selectively output the first output signal output from the first common output terminal 125 and the second output signal output from the second common output terminal 126 Lt; / RTI > That is, the first switching module 131 and the second switching module 132 switch the first output signal, and the third switching module 133 and the fourth switching module 134 switch the second output signal.

이때, 본 실시 예에서 제1스위칭모듈(131)과 제4스위칭모듈(134)은 서로 연동하여 스위칭되고, 제2스위칭모듈(132)과 제3스위칭모듈(133)은 서로 연동하여 스위칭된다. 이러한 스위칭을 위하여 스위칭제어부(140)는 제1스위칭모듈(131) 내지 제4스위칭모듈(134)로 제3클럭신호(

Figure pat00009
) 및 제4클럭신호(
Figure pat00010
)를 선택적으로 반복해서 출력한다.In this embodiment, the first switching module 131 and the fourth switching module 134 are interlocked and switched, and the second switching module 132 and the third switching module 133 are interlocked and switched. For this switching, the switching controller 140 controls the first to fourth switching modules 131 to 134 to output the third clock signal
Figure pat00009
And the fourth clock signal (
Figure pat00010
) To be output repeatedly.

여기서, 구체적으로 제3클럭신호(

Figure pat00011
)와 제4클럭신호(
Figure pat00012
)는 도 4에 도시된 바와 같이 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는다. 도 4를 참조하면 제3클럭신호(
Figure pat00013
)가 제1스위칭모듈(131)과 제4스위칭모듈(134)로 출력되는 동안에는 제4클럭신호(
Figure pat00014
)가 제2스위칭모듈(132)와 제3스위칭모듈(133)로 출력되고, 이와 반대로 제4클럭신호(
Figure pat00015
)가 제1스위칭모듈(131)과 제4스위칭모듈(134)로 출력되는 동안에는 제3클럭신호(
Figure pat00016
)가 제2스위칭모듈(132)와 제3스위칭모듈(133)로 출력된다.Specifically, the third clock signal (
Figure pat00011
And a fourth clock signal (
Figure pat00012
Have the same frequency as shown in Fig. 4 and have opposite phases to each other. Referring to FIG. 4, the third clock signal (
Figure pat00013
Is output to the first switching module 131 and the fourth switching module 134, the fourth clock signal (
Figure pat00014
Is output to the second switching module 132 and the third switching module 133, and conversely, the fourth clock signal
Figure pat00015
Is output to the first switching module 131 and the fourth switching module 134, the third clock signal (
Figure pat00016
Is output to the second switching module 132 and the third switching module 133.

이처럼 제1스위칭모듈(131)과 제4스위칭모듈(134)이 서로 연동하여 스위칭되고 제2스위칭모듈(132)과 제3스위칭모듈(133)이 서로 연동하여 스위칭되며, 이들 두 쌍의 스위칭모듈들은 서로 반대 위상의 클릭신호에 의해 스위칭되므로, 제1스위칭모듈(131)과 제2스위칭모듈(132)의 제3공통출력단(135)과 제3스위칭모듈(133)과 제4스위칭모듈(134)의 제4공통출력단(136)에는 특정 클럭신호에서 제1전압신호(S1) 또는 제2전압신호(S2) 중 하나에 의한 제1출력신호와 제3전압신호(S3) 또는 제4전압신호(S4) 중 하나에 의한 제2출력신호가 각각 출력되며, 다음 클럭신호에서 앞서 출력된 전압신호와 다른 전압신호가 각각 출력되는 것이다.As described above, the first switching module 131 and the fourth switching module 134 are interlocked and switched, the second switching module 132 and the third switching module 133 are interlocked and switched, and the two pairs of switching modules The third common output 135 of the first switching module 131 and the second switching module 132 and the third switching module 133 and the fourth switching module 134 of the first switching module 131 and the second switching module 132, A fourth output terminal 136 of the second differential amplifier 130 receives a first output signal of one of the first voltage signal S1 or the second voltage signal S2 and a third output signal of the third voltage signal S3 or the fourth voltage signal S2, (S4), and a voltage signal different from the previously output voltage signal is output from the next clock signal, respectively.

이때, 본 발명에 따른 홀 센서 장치(100)에서는 델타시그마 변환부(130)에 의해 전압신호를 기설정된 주파수의 클럭신호에 따라 연속적으로 2차적으로 샘플링하게 된다. 따라서, 클럭신호의 주파수에 따라 샘플링되는 전압신호의 개수를 조절할 수 있다. 여기서, 제1,2클럭신호와 제3,4클럭신호의 주파수는 조정이 가능하다. 바람직하게는 제1 내지 제4 클럭신호가 동일한 주파수를 가질 수 있지만, 샘플링되는 전압신호의 개수에 따라 다르게 변경도 가능하다.At this time, in the hall sensor device 100 according to the present invention, the delta sigma converter 130 sequentially and secondarily samples the voltage signal according to a clock signal of a predetermined frequency. Thus, the number of voltage signals sampled according to the frequency of the clock signal can be adjusted. Here, the frequencies of the first and second clock signals and the third and fourth clock signals are adjustable. Preferably, the first to fourth clock signals may have the same frequency, but may vary depending on the number of voltage signals to be sampled.

본 발명의 실시 예에서, 제1 내지 제4 스위칭모듈(131~134)은 각각 2개의 스위치소자, 즉 제1 및 제2 스위치소자(137,138)가 직렬로 연결되고, 이들 각각의 제1 및 제2 스위치소자(137,138) 사이에는 커패시터(139)가 각각 직렬로 연결된다. 이러한 각 커패시터(139)는 이들 각 제1 및 제2 스위치소자(137,138)의 스위칭에 따라 검출된 전압을 저장(충전)하거나 저장된 전압을 출력(방전)하도록 한다. 여기서, 상기와 같이 하나의 스위칭모듈에 2개의 제1 및 제2 스위치소자(137,138)와 1개의 커패시터(139)가 직렬로 연결되는 구성에서 이들 각 제1 및 제2 스위치소자(137,138)는 각각 동일한 주파수의 서로 반대 위상의 클럭신호가 각각 인가됨이 바람직하다. 이는 두 스위치소자(137,138)에 반대 위상의 클럭신호를 인가하여 커패시터(139)에서의 충전과 방전을 교대로 발생하도록 하기 위한 것이다. 이는 하기에서 상세히 설명한다.In the embodiment of the present invention, the first to fourth switching modules 131 to 134 each have two switch elements, that is, first and second switch elements 137 and 138 connected in series, And a capacitor 139 is connected in series between the two switch elements 137 and 138, respectively. Each of the capacitors 139 stores (charges) the detected voltage or outputs (discharges) the stored voltage in accordance with the switching of the first and second switch elements 137 and 138. Here, in the configuration in which two first and second switch elements 137 and 138 and one capacitor 139 are connected in series to one switching module as described above, each of the first and second switch elements 137 and 138 has It is preferable that clock signals of opposite phases of the same frequency are applied respectively. This is to apply a clock signal of opposite phase to the two switch elements 137 and 138 so that charging and discharging in the capacitor 139 alternately occur. This will be described in detail below.

스위칭제어부(140)는 스위치회로부(120)의 제1 내지 제4 스위치(121~124) 및 델타시그마 변환부(130)의 제1 내지 제4 스위칭모듈(131~134), 구체적으로 각 스위칭모듈(131~134)에 각각 포함된 2개의 스위치소자(137,138)의 스위칭을 제어한다. 이러한 스위칭 제어를 위하여 스위칭제어부(140)는 제1 내지 제4 클럭신호를 각각 대응되는 제1 내지 제4 스위치(121) 및 2개의 스위치소자(137,138)로 출력한다.The switching controller 140 controls the first to fourth switches 121 to 124 of the switch circuit 120 and the first to fourth switching modules 131 to 134 of the delta sigma converter 130, And controls the switching of the two switching elements 137 and 138 included in the switching elements 131 to 134, respectively. For this switching control, the switching controller 140 outputs the first to fourth clock signals to corresponding first to fourth switches 121 and two switch elements 137 and 138, respectively.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 홀 센서 장치의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a Hall sensor device according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 홀 센서 장치는 도 1에 도시된 일 실시 예에 따른 홀 센서 장치와 비교할 때 스위치회로부(120)가 생략되고 홀소자(110)와 델타시그마 변환부(130)가 직접 결합된 형태이다. 이때, 이러한 홀소자(110)와 델타시그마 변환부(130)의 직접 결합은 제1,2클럭신호와 제3,4클럭신호가 동일한 주파수일 경우, 즉

Figure pat00017
=
Figure pat00018
인 경우에 가능하다. 여기서, 도 5에 도시된 홀소자(110), 델타 시그마 변환부(130) 및 스위칭제어부(140)의 구성은 도 1에 도시된 구성과 비교할 때 기본적으로 동일한 동작을 수행한다. 다만, 도 5에서는 홀소자(110)와 델타시그마 변환부(130)의 직접 결합에 따라 결합되는 구성연결과 델타시그마 변환부(130)의 제1 내지 제4 스위칭모듈(131~134)의 스위칭동작에서 일부 차이가 있다. 이하에서는 차이가 있는 부분을 중심으로 구체적으로 설명한다.5, the Hall sensor device according to another embodiment of the present invention is different from the Hall sensor device according to the embodiment shown in FIG. 1 in that the switch circuit part 120 is omitted and the Hall device 110 and the delta sigma And the conversion unit 130 are directly coupled. In this case, the direct coupling between the Hall element 110 and the delta-sigma converter 130 is performed when the first and second clock signals and the third and fourth clock signals have the same frequency,
Figure pat00017
=
Figure pat00018
. Here, the configuration of the Hall element 110, the delta sigma conversion unit 130, and the switching control unit 140 shown in FIG. 5 basically performs the same operation as compared with the configuration shown in FIG. 5, the configuration of the Hall element 110 and the delta sigma conversion unit 130 are combined according to the direct coupling and the switching of the first to fourth switching modules 131 to 134 of the delta sigma conversion unit 130 is performed. There are some differences in behavior. Hereinafter, the description will be made mainly with respect to the differences.

도 5에 도시된 바와 같이 델타시그마 변환부(130)의 제1 내지 제4 스위칭모듈(131,132,133,134)이 홀소자(110)의 제1 내지 제4 단자(111,112,113,114)에 각각 연결된다. 이러한 제1 내지 제4 스위칭모듈(131,132,133,134)은 홀소자(110)의 제1단자(111) 내지 제4단자(114)에서 각각 검출되는 제1전압신호(S1) 내지 제4전압신호(S4)를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력한다.The first through fourth switching modules 131, 132, 133 and 134 of the delta sigma conversion unit 130 are connected to the first through fourth terminals 111, 112, 113 and 114 of the Hall element 110, respectively. The first to fourth switching modules 131 to 132 are connected to the first to fourth voltage signals S1 to S4 detected by the first terminal 111 to the fourth terminal 114 of the Hall element 110, And outputs it as digital data through delta sigma modulation.

보다 구체적으로, 제1스위칭모듈(131)은 제1단자(111)로부터 출력되는 제1전압신호(S1)를 스위칭하고, 제2스위칭모듈(132)은 제2단자(112)로부터 출력되는 제2전압신호(S2)를 스위칭하고, 제3스위칭모듈(133)은 제4단자(114)로부터 출력되는 제4전압신호(S4)를 스위칭하며, 제4스위칭모듈(134)은 제3단자(113)로부터 출력되는 제3전압신호(S3)를 스위칭한다.More specifically, the first switching module 131 switches the first voltage signal S1 output from the first terminal 111, and the second switching module 132 switches the first voltage signal S1 output from the second terminal 112, 2 voltage signal S2 while the third switching module 133 switches the fourth voltage signal S4 output from the fourth terminal 114 and the fourth switching module 134 switches the fourth voltage signal S4 output from the third terminal And the third voltage signal S3 output from the second switch 113 is switched.

이때, 본 실시 예에서 제1스위칭모듈(131)과 제3스위칭모듈(133)은 서로 연동하여 스위칭되고, 제2스위칭모듈(132)과 제4스위칭모듈(134)은 서로 연동하여 스위칭된다. 이러한 스위칭을 위하여 스위칭제어부(140)은 제1스위칭모듈(131) 내지 제4스위칭모듈(134)로 제3클럭신호(

Figure pat00019
) 및 제4클럭신호(
Figure pat00020
)를 선택적으로 반복해서 출력한다. In this embodiment, the first switching module 131 and the third switching module 133 are interlocked and switched, and the second switching module 132 and the fourth switching module 134 are interlocked and switched. For this switching, the switching controller 140 controls the first to fourth switching modules 131 to 134 to output the third clock signal
Figure pat00019
And the fourth clock signal (
Figure pat00020
) To be output repeatedly.

여기서, 구체적으로 제3클럭신호(

Figure pat00021
)와 제4클럭신호(
Figure pat00022
)는 도 4에 도시된 바와 같이 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는다. 도 4를 참조하면 제3클럭신호(
Figure pat00023
)가 제1스위칭모듈(131)와 제4스위칭모듈(134)로 출력되는 동안에는 제4클럭신호(
Figure pat00024
)가 제2스위칭모듈(132)와 제3스위칭모듈(133)로 출력된다. 이와 반대로 제4클럭신호(
Figure pat00025
)가 제2스위칭모듈(132)와 제3스위칭모듈(133)로 출력되는 동안에는 제3클럭신호(
Figure pat00026
)가 제1스위칭모듈(131)와 제4스위칭모듈(134)로 출력된다.Specifically, the third clock signal (
Figure pat00021
And a fourth clock signal (
Figure pat00022
Have the same frequency as shown in Fig. 4 and have opposite phases to each other. Referring to FIG. 4, the third clock signal (
Figure pat00023
Is output to the first switching module 131 and the fourth switching module 134, the fourth clock signal (
Figure pat00024
Is output to the second switching module 132 and the third switching module 133. In contrast, the fourth clock signal (
Figure pat00025
Is output to the second switching module 132 and the third switching module 133, the third clock signal
Figure pat00026
Are output to the first switching module 131 and the fourth switching module 134. [

이처럼 제1스위칭모듈(131)와 제4스위칭모듈(134)이 서로 연동하여 스위칭되고 제2스위칭모듈(132)와 제3스위칭모듈(133)이 서로 연동하여 스위칭되며, 이들 두 쌍의 스위치들은 서로 반대 위상의 클릭신호에 의해 스위칭되므로, 제3공통출력단(135)과 제4공통출력단(136)에는 특정 클럭신호에서는 제1전압신호(S1)와 제3전압신호(S3)가 각각 출력되며, 다음 클럭신호시에서 제2전압신호(S2)와 제4전압신호(S4)가 각각 출력되는 것이다.As described above, the first switching module 131 and the fourth switching module 134 are interlocked and switched, and the second switching module 132 and the third switching module 133 are interlocked and switched. The first voltage signal S1 and the third voltage signal S3 are output to the third common output terminal 135 and the fourth common output terminal 136 in a specific clock signal, And the second voltage signal S2 and the fourth voltage signal S4 are output at the next clock signal.

이와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 홀 센서 장치(100)에서는 델타시그마 변환부(130)에 의해 홀소자(110)로부터 입력되는 전압신호를 기설정된 주파수의 클럭신호에 따라 연속적으로 샘플링하게 된다. 따라서, 클럭신호의 주파수에 따라 샘플링되는 전압신호의 개수를 조절할 수 있다.As described above, in the Hall sensor device 100 according to another embodiment of the present invention, the delta sigma converter 130 continuously samples the voltage signal input from the Hall element 110 according to a clock signal of a preset frequency . Thus, the number of voltage signals sampled according to the frequency of the clock signal can be adjusted.

이를 위해 스위칭제어부(140)는 델타시그마 변환부(130)의 제1 내지 제4 스위칭모듈(131~134)의 스위칭을 제어하도록 한다.For this, the switching controller 140 controls the switching of the first to fourth switching modules 131 to 134 of the delta sigma converter 130.

한편, 상술한 바와 같이 도 1 및 도 5에 도시된 델타시그마 변환부(130)의 각 스위칭모듈(131~134)는 두 개의 스위치소자(137,138)과 커패시터(139)가 직렬로 연결된다. 이러한 2개의 스위치소자(137,138)는 커패시터(139)를 사이에 두고 커패시터(139)의 양측에 각각 직렬로 연결된다. 이때, 두 스위치소자(137,138)에는 스위칭제어부(140)로부터 동일한 주파수의 서로 반대 위상의 클럭신호가 각각 인가된다. 도 6 및 도 7을 참고하여 구체적으로 설명한다.As described above, in the switching modules 131 to 134 of the delta sigma conversion unit 130 shown in FIGS. 1 and 5, two switch devices 137 and 138 and a capacitor 139 are connected in series. These two switch elements 137 and 138 are connected in series to the two sides of the capacitor 139 via the capacitor 139, respectively. At this time, clock signals having opposite phases of the same frequency are applied to the two switch elements 137 and 138 from the switching controller 140, respectively. Will be described in detail with reference to Figs. 6 and 7. Fig.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 클럭신호에 의해 델타시그마 변환부에서의 신호흐름을 설명하기 위한 도면로서, 도 6은 제1 상(phase)에서의 전압신호의 흐름을 도시하고, 도 7은 제2 상(phase)에서의 전압신호의 흐름을 도시한다.6 and 7 are diagrams for explaining a signal flow in a delta sigma converter by a clock signal according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 shows a flow of a voltage signal in a first phase , And Fig. 7 shows the flow of the voltage signal in the second phase.

도 6을 참조하면, 제1 상(phase)에서는 제3클럭신호(

Figure pat00027
)가 ON이고 제4클럭신호(
Figure pat00028
)가 OFF인 일례가 도시된다. 이 경우 제1스위칭모듈(131)의 전단 스위치소자(137a)는 턴온되고 후단 스위치소자(138a)는 턴오프되어 전압신호는 제1스위칭모듈(131)의 출력단으로 출력되지 않고 커패시터(139a)에 충전되며, 제2스위칭모듈(132)의 전단 스위치소자(137b)는 턴오프되고 후단 스위치소자(137b)는 턴온되어 커패시터(139b)에 충전된 전압이 제2스위칭모듈(132)의 출력단으로 출력된다. 이와 동일하게, 제4스위칭모듈(134)의 커패시터(139d)에 충전되고 제3스위칭모듈(133)의 커패시터(139c)에 충전된 전압이 제3스위칭모듈(133)의 출력단으로 출력된다. 이와 반대로, 도 7에서는 제4클럭신호(
Figure pat00029
)가 ON이고 제3클럭신호(
Figure pat00030
)가 OFF인 일례가 도시되며, 이러한 경우에는 도 6a와 반대로 제1스위칭모듈(131) 및 제4스위칭모듈(134)의 각 출력단으로 전압이 출력된다.Referring to FIG. 6, in the first phase, the third clock signal (
Figure pat00027
) Is ON and the fourth clock signal (
Figure pat00028
) Is OFF is shown. In this case, the front-stage switching element 137a of the first switching module 131 is turned on and the rear-stage switching element 138a is turned off so that the voltage signal is not outputted to the output terminal of the first switching module 131, The switch 137b of the second switching module 132 is turned off and the switch 137b of the second switch module 137b is turned on so that the voltage charged in the capacitor 139b is output to the output terminal of the second switching module 132, do. The voltage charged in the capacitor 139d of the fourth switching module 134 and charged in the capacitor 139c of the third switching module 133 is outputted to the output terminal of the third switching module 133. [ In contrast, in FIG. 7, the fourth clock signal (
Figure pat00029
) Is ON and the third clock signal (
Figure pat00030
In this case, a voltage is output to each output terminal of the first switching module 131 and the fourth switching module 134, as opposed to FIG. 6A.

이와 같이 델타시그마 변환부(130)에서는 제3클럭신호와 제4클럭신호의 ON 또는 OFF에 따라 제1 내지 제4 스위칭모듈(131~134)에서 샘플링되어 출력되는 신호가 달라진다.In the delta sigma conversion unit 130, the signals sampled and output from the first through fourth switching modules 131 through 134 are different depending on whether the third clock signal and the fourth clock signal are turned on or off.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 및 제4 클럭신호에 따른 델타시그마 변환부에서의 샘플링 및 전압출력 과정을 나타낸 타임차트도이다.8 is a time chart showing sampling and voltage output processes in the delta sigma converter according to the third and fourth clock signals according to the embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 초기의 T1구간에서 제3클럭신호가 ON이고 제4클럭신호가 OFF일 때는 제1스위칭모듈(131) 및 제4스위칭모듈(134)의 각 커패시터에 충전함으로써 전압을 1차 샘플링하도록 한다(샘플1). 이후에 T2구간에서 제3클럭신호가 OFF로 전환되고 제4클럭신호가 ON으로 전환되면 제1스위칭모듈(131) 및 제4스위칭모듈(134)의 각 커패시터에 충전된 전압은 출력됨(출력1)과 동시에 제2스위칭모듈(132) 및 제3스위칭모듈(133)의 각 커패시터에는 전압이 충전되어 2차 샘플링이 이루어진다(샘플2). 이와 같이 제3클럭신호 및 제4클럭신호가 ON과 OFF를 반복함으로써 샘플링 및 전압출력이 반복적으로 이루어진다. 이때, 제3클럭신호 및 제4클럭신호의 클럭 주파수의 크기를 변경함으로써 샘플링 및 전압출력 횟수를 조정할 수 있게 된다. 여기서, 상기한 초기의 T1구간에서 제3클럭신호가 OFF이고 제4클럭신호가 ON으로 설정할 수도 있으며, 이러한 경우에도 각 스위칭모듈의 순번에서 차이가 날 뿐 상기와 같은 원리로 샘플링 및 전압출력이 발생한다.Referring to FIG. 8, when the third clock signal is ON and the fourth clock signal is OFF in the initial T1 period, the capacitors of the first and third switching modules 131 and 134 are charged to 1 (Sample 1). Thereafter, when the third clock signal is turned OFF and the fourth clock signal is turned ON in the T2 period, the voltages charged in the capacitors of the first switching module 131 and the fourth switching module 134 are outputted (output 1), the capacitors of the second switching module 132 and the third switching module 133 are charged with a voltage to perform a second sampling (sample 2). Thus, the sampling and the voltage output are repeated by repeating ON and OFF of the third clock signal and the fourth clock signal. At this time, by changing the magnitude of the clock frequency of the third clock signal and the fourth clock signal, sampling and voltage output times can be adjusted. In this case, the third clock signal may be OFF and the fourth clock signal may be ON in the initial T1 interval. In this case, sampling and voltage output may be different depending on the order of the respective switching modules. Occurs.

여기서, 도 8의 (a)와 (b)는 샘플링 및 전압출력을 어느 클럭신호에서 수행하는지를 설명하고 있다. 도 8의 (a)는 제3클럭신호가 ON일때 제1스위칭모듈(131) 및 제4스위칭모듈(134)에서 신호를 샘플링하고 제2스위칭모듈(132) 및 제3스위칭모듈(133)에서 전압출력을 수행하는 예시이다. 도 8의 (b)는 반대로 제4클럭신호가 ON일때 제2스위칭모듈(132) 및 제3스위칭모듈(133)에서 신호를 샘플링하고 제1스위칭모듈(131) 및 제4스위칭모듈(134)에서 전압출력을 수행하는 예시이다.Here, FIGS. 8A and 8B explain which clock signal the sampling and the voltage output are performed. 8A shows a case where the first switching module 131 and the fourth switching module 134 sample a signal when the third clock signal is ON and the signals are sampled by the second switching module 132 and the third switching module 133 Voltage output. 8B shows a case where a signal is sampled by the second and third switching modules 132 and 133 and the first and third switching modules 131 and 134 when the fourth clock signal is ON. Is an example of performing the voltage output at the output terminal.

한편, 본 발명에서 델타시그마 변환부(130)는 제3공통출력단(135)의 출력신호와 제4공통출력단(136)의 출력신호를 증폭하는 증폭부(1310)를 포함한다. 또한, 본 발명의 델타시그마 변환부(130)는 도면에서와 같이 제3공통출력단(135) 및 제4공통출력단(136)과 증폭부(1310)의 두 출력단 사이에 제3공통출력단(135) 및 제4공통출력단(136)에서 각각 출력되는 출력신호를 스위칭하는 제5스위칭모듈(150) 및 제6스위칭모듈(160)을 더 포함한다.In the present invention, the delta sigma conversion unit 130 includes an amplification unit 1310 for amplifying the output signal of the third common output stage 135 and the output signal of the fourth common output stage 136. The delta sigma conversion unit 130 of the present invention includes a third common output terminal 135 between the third common output terminal 135 and the fourth common output terminal 136 and the two output terminals of the amplification unit 1310, And a fourth common output terminal 136. The fifth switching module 150 and the sixth switching module 160 switch the output signals output from the fourth common output terminal 136 and the fourth common output terminal 136, respectively.

제5스위칭모듈(150)은 제3공통출력단(135)과 증폭부(1310)의 일측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제3스위치소자(151) 및 제4스위치소자(152)가 연결되고 이들 두 스위치소자(151,152) 사이에 커패시터(153)가 직렬연결된다. 또한, 이러한 제5스위칭모듈(150)에서는 일단이 제4공통출력단(136)에 연결되고 타단이 제3스위치소자(151)과 커패시터(153)의 중성점에 연결되는 제5스위치소자(154)와 일단이 커패시터(153)와 제4스위치소자(152)의 중성점에 연결되고 타단이 증폭부(1310)의 타측 출력단에 연결되는 제6스위치소자(155)를 포함한다.The fifth switching module 150 has a third switch element 151 and a fourth switch element 152 connected in series between the third common output terminal 135 and one output terminal of the amplification part 1310, A capacitor 153 is connected in series between the elements 151 and 152. The fifth switching module 150 includes a fifth switch element 154 having one end connected to the fourth common output terminal 136 and the other end connected to the neutral point of the third switch element 151 and the capacitor 153, And a sixth switch element 155 having one end connected to the neutral point of the capacitor 153 and the fourth switch element 152 and the other end connected to the other output terminal of the amplifier 1310.

제6스위칭모듈(160)은 제4공통출력단(136)과 증폭부(1310)의 타측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제7스위치소자(161) 및 제8스위치소자(162)가 연결되고 이들 두 스위치소자(161,162) 사이에 커패시터(163)가 직렬연결된다. 또한, 이러한 제6스위칭모듈(160)에서는 일단이 제3공통출력단(135)에 연결되고 타단이 제7스위치소자(161)과 커패시터(163)의 중성점에 연결되는 제9스위치소자(164)와 일단이 커패시터(163)와 제8스위치소자(162)의 중성점에 연결되고 타단이 증폭부(1310)의 일측 출력단에 연결되는 제10스위치소자(165)를 포함한다.The seventh switching device 160 and the eighth switching device 162 are connected in series between the fourth common output terminal 136 and the other output terminal of the amplifying part 1310, A capacitor 163 is connected in series between the elements 161 and 162. The sixth switching module 160 includes a ninth switching device 164 having one end connected to the third common output terminal 135 and the other end connected to the neutral point of the seventh switching device 161 and the capacitor 163, And a tenth switching element 165 having one end connected to the neutral point of the capacitor 163 and the eighth switching element 162 and the other end connected to one output terminal of the amplifying part 1310.

여기서, 스위칭제어부(140)는 제5스위치소자(154)와 제6스위치소자(155), 그리고 제9스위치소자(164)와 제10스위치소자(165)에는 제3클릭신호(

Figure pat00031
)를 출력하고, 제3스위치소자(151)와 제4스위치소자(152), 그리고 제7스위치소자(161)와 제8스위치소자(162)에는 제4클럭신호(
Figure pat00032
)를 출력한다. 이로써 상기한 제3공통출력단(135) 및 제4공통출력단(136)에서 출력되는 출력신호는 제3 내지 제10 스위치소자의 스위칭에 의해 샘플링 및 전압출력이 이루어지게 된다. 이러한 샘플링 및 전압출력은 제3클럭신호 및 제4클럭신호의 샘플링 주파수에 의해 결정된다.The switching controller 140 controls the fifth switch element 154 and the sixth switch element 155 and the ninth switch element 164 and the tenth switch element 165 to generate a third click signal
Figure pat00031
The third switch element 151 and the fourth switch element 152 and the seventh switch element 161 and the eighth switch element 162 output the fourth clock signal
Figure pat00032
). As a result, the output signals output from the third common output terminal 135 and the fourth common output terminal 136 are sampled and voltage output by the switching of the third to tenth switch elements. This sampling and voltage output is determined by the sampling frequency of the third clock signal and the fourth clock signal.

이와 같이 구성된 본 발명의 홀 센서 장치(100)에서는 도 9에 도시된 바와 같이 홀 센서 장치(100)에서 출력되는 출력신호에 포함된 전압신호와 오프셋 전압신호 중 저주파 신호인 전압신호를 상대적으로 높은 고주파 신호로 주파수 변조하도록 함으로써 홀 센서 장치(100)가 높은 주파수에서 작동이 가능하도록 하고, 하이패스필터 형태로 델타시그마 변환기(△Σ ADC)를 적용하여 상대적으로 저주파 신호인 오프셋 전압 신호를 제거하도록 할 수 있어 전압신호만을 출력하도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 본 발명에서는 델타시그마 변환기(△Σ ADC)를 적용하기 때문에 도 9에서와 같이 고주파의 전압신호로 변조하기 때문에 상대적으로 저주파인 노이즈 신호를 분리할 수 있도록 한다. 이러한 과정을 통해 본 발명에 따른 홀 센서 장치(100)의 검출감도 및 검출 정확도가 향상되도록 한다.As shown in FIG. 9, in the Hall sensor device 100 of the present invention configured as described above, the voltage signal, which is a low frequency signal among the voltage signal and the offset voltage signal included in the output signal output from the hall sensor device 100, Frequency signal so that the Hall sensor device 100 can operate at a high frequency and a delta-sigma converter (?? ADC) is applied in the form of a high-pass filter to eliminate an offset voltage signal as a relatively low frequency signal So that only the voltage signal is output. In addition, since the present invention adopts a delta sigma converter (? ADC), it modulates a high frequency voltage signal as shown in FIG. 9, so that a relatively low frequency noise signal can be separated. Through this process, the detection sensitivity and the detection accuracy of the hall sensor device 100 according to the present invention are improved.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

110 : 홀소자 111,112,113,114 : 제1 내지 제4단자
120 : 스위치회로부 121,122,123,124 : 제1 내지 제4 스위치
130 : 델타시그마 변환부 131,132,133,134 : 제1 내지 제4 스위칭모듈
140 : 스위칭제어부 1310 : 증폭부
110: Hall elements 111, 112, 113, 114: First to fourth terminals
120: Switch circuit parts 121, 122, 123, and 124: First to fourth switches
130: delta sigma conversion unit 131, 132, 133, 134: first to fourth switching modules
140: switching control unit 1310:

Claims (13)

서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출하는 홀소자;
상기 제1 내지 제4 단자에 각각 연결된 제1 내지 제4 스위치를 포함하고, 상기 제1단자 및 제3단자에서 각각 검출되는 제1전압신호 및 제3 전압신호 또는 상기 제2단자 및 제4단자에서 각각 검출되는 제2전압신호 및 제4 전압신호를 선택적으로 스위칭하는 스위치회로부;
상기 제1스위치 및 제2스위치의 제1공통출력단에 서로 병렬연결되는 제1스위칭모듈 및 제2스위칭모듈과 상기 제3스위치 및 제4스위치의 제2공통출력단에 서로 병렬연결되는 제3스위칭모듈 및 제4스위칭모듈을 포함하고 상기 제1공통출력단에서 출력되는 제1출력신호 및 상기 제2공통출력단에서 출력되는 제2출력신호를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력하는 델타 시그마 변환부; 및
상기 스위치회로부의 제1 내지 제4 스위치 및 상기 델타시그마 변환부의 제1 내지 제4 스위칭모듈의 스위칭을 제어하는 스위칭제어부를 포함하는 홀 센서 장치.
A pair of first and third terminals facing each other and a pair of second and fourth terminals facing each other include terminals for detecting a magnetic field as a voltage signal in accordance with a plurality of preset detection directions, device;
And first to fourth switches respectively connected to the first to fourth terminals, wherein the first voltage signal and the third voltage signal respectively detected at the first terminal and the third terminal, A switch circuit for selectively switching between a second voltage signal and a fourth voltage signal respectively detected by the first voltage signal and the second voltage signal;
A first switching module and a second switching module connected in parallel to a first common output terminal of the first switch and the second switch and a third switching module connected in parallel to a second common output terminal of the third switch and the fourth switch, And a fourth switching module for selectively switching the first output signal output from the first common output terminal and the second output signal output from the second common output terminal and outputting the digital output signal as digital data through delta sigma modulation, A conversion unit; And
And a switching control section for controlling switching of the first to fourth switches of the switch circuit section and the first to fourth switching modules of the delta sigma conversion section.
제1항에 있어서,
상기 스위치회로부는 상기 제1스위치 및 제2스위치의 출력단은 공통(common)되어 제1공통출력단으로 설정되고 상기 제3스위치 및 제4스위치의 출력단은 공통되어 제2공통출력단으로 설정되는 홀 센서 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the output terminal of the first switch and the output terminal of the second switch are set to a first common output terminal and the output terminals of the third switch and the fourth switch are common to be set to a second common output terminal, .
제2항에 있어서,
상기 스위칭제어부는 상기 제1스위치 내지 제4스위치로 제1클럭신호 및 제2클럭신호를 교대로 반복해서 출력하되, 상기 제1스위치 및 제3스위치로 제1클럭신호를 출력하는 동안에는 상기 제2스위치 및 제4스위치로 제2클럭신호를 출력하고, 상기 제1스위치 및 제3스위치로 제2클럭신호를 출력하는 동안에는 상기 제2스위치 및 제4스위치로 제1클럭신호를 출력하는 홀 센서 장치.
3. The method of claim 2,
The switching control unit alternately and repeatedly outputs the first clock signal and the second clock signal to the first switch to the fourth switch, while the first control unit outputs the first clock signal to the first switch and the third switch, And outputs a first clock signal to the second switch and the fourth switch while outputting a second clock signal to the first switch and the third switch, .
제3항에 있어서,
상기 제1클럭신호 및 제2클럭신호는 기설정된 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는 홀 센서 장치.
The method of claim 3,
Wherein the first clock signal and the second clock signal have the same frequency and have opposite phases to each other.
서로 마주보는 한 쌍의 제1단자 및 제3단자와, 서로 마주하는 다른 한 쌍의 제2단자 및 제4단자는 단자를 포함하여 미리 설정된 복수의 검출방향에 따라 자계를 전압신호로 검출하는 홀소자;
상기 제1 내지 제4 단자에 각각 연결된 제1 내지 제4 스위칭모듈을 포함하고 상기 제1단자 및 제3단자에서 각각 검출되는 제1전압신호 및 제3 전압신호 또는 상기 제2단자 및 제4단자에서 각각 검출되는 제2전압신호 및 제4 전압신호를 선택적으로 스위칭하여 델타시그마 변조를 통해 디지털 데이터로 출력하는 델타 시그마 변환부; 및
상기 델타시그마 변환부의 제1 내지 제4 스위칭모듈의 스위칭을 제어하는 스위칭제어부를 포함하는 홀 센서 장치.
A pair of first and third terminals facing each other and a pair of second and fourth terminals facing each other include terminals for detecting a magnetic field as a voltage signal in accordance with a plurality of preset detection directions, device;
And first to fourth switching modules respectively connected to the first to fourth terminals, wherein the first voltage signal and the third voltage signal respectively detected at the first terminal and the third terminal, A delta sigma converter for selectively switching the second voltage signal and the fourth voltage signal detected by the delta sigma conversion unit and outputting the digital data through delta sigma modulation; And
And a switching control unit for controlling switching of the first to fourth switching modules of the delta sigma conversion unit.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 스위칭모듈은 각각 제1 및 제2 스위치소자가 직렬로 연결되고 상기 제1 및 제2 스위치소자 사이에는 제1 커패시터가 직렬로 연결되는 홀 센서 장치.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the first to fourth switching modules each have first and second switch elements connected in series and a first capacitor is connected in series between the first and second switch elements.
제6항에 있어서,
상기 스위칭제어부는 상기 제1스위칭모듈 내지 제4스위칭모듈로 제3클럭신호 및 제4클럭신호를 교대로 반복해서 출력하되, 상기 제1스위칭모듈 및 제4스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 제3클럭신호를 출력하는 동안 상기 제2스위칭모듈 및 제3스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 제4클럭신호를 출력하고, 상기 제1스위칭모듈 및 제4스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 제4클럭신호를 출력하는 동안 상기 제2스위칭모듈 및 제3스위칭모듈에 각각 포함된 2개의 각 스위치소자로 제3클럭신호를 출력하는 홀 센서 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the switching controller alternately and repeatedly outputs the third clock signal and the fourth clock signal to the first switching module to the fourth switching module, And outputs a fourth clock signal to each of the two switch elements included in the second and third switching modules while outputting the third clock signal to the first and fourth switching modules, And outputs a third clock signal to each of the two switch elements included in the second switching module and the third switching module while outputting the fourth clock signal to the two respective switch elements included.
제7항에 있어서,
상기 제3클럭신호 및 제4클럭신호는 기설정된 동일한 주파수를 가지며 서로 반대 위상을 갖는 홀 센서 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the third clock signal and the fourth clock signal have the same frequency and have opposite phases to each other.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 델타시그마 변환부는 상기 제1스위칭모듈 및 제2스위칭모듈의 출력이 공통(common)되어 제3공통출력단으로 설정되고 상기 제3스위칭모듈 및 제4스위칭모듈의 출력단이 공통되어 제4공통출력단으로 설정되는 홀 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The delta sigma converter outputs the outputs of the first and second switching modules to a third common output terminal and the output terminals of the third and fourth switching modules are common to the fourth common output terminal The Hall sensor device being set.
제9항에 있어서,
상기 델타시그마 변환부는 상기 제3공통출력단의 출력신호와 상기 제4공통출력단의 출력신호를 증폭하는 증폭부를 포함하는 홀 센서 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the delta sigma converter includes an amplifier for amplifying an output signal of the third common output terminal and an output signal of the fourth common output terminal.
제10항에 있어서, 상기 델타시그마 변환부는,
상기 제3공통출력단과 상기 증폭부의 출력단 사이에서 상기 제3공통출력단의 출력신호를 스위칭하는 제5스위칭모듈; 및
상기 제4공통출력단과 상기 증폭부의 출력단 사이에서 상기 제4공통출력단의 출력신호를 스위칭하는 제6스위칭모듈을 더 포함하는 홀 센서 장치.
11. The apparatus of claim 10, wherein the delta-
A fifth switching module for switching the output signal of the third common output terminal between the third common output terminal and the output terminal of the amplifying part; And
And a sixth switching module for switching the output signal of the fourth common output terminal between the fourth common output terminal and the output terminal of the amplifying section.
제11항에 있어서,
상기 제5스위칭모듈은 상기 제3공통출력단과 상기 증폭부의 일측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제3스위치소자 및 제4스위치소자와, 상기 제3 및 제4 스위치소자 사이에 직렬연결된 제2커패시터와, 일단이 상기 제4공통출력단에 연결되고 타단이 상기 제3스위치소자와 제2커패시터의 중성점에 연결되는 제5스위치소자와, 일단이 상기 제2커패시터와 제4스위치소자의 중성점에 연결되고 타단이 상기 증폭부의 타측 출력단에 연결되는 제6스위치소자를 포함하고,
상기 제6스위칭모듈은 상기 제4공통출력단과 상기 증폭부의 타측 출력단 사이에 서로 직렬연결된 제7스위치소자 및 제8스위치소자와, 상기 제7 및 제8 스위치소자 사이에 직렬연결된 제3커패시터와, 일단이 상기 제3공통출력단에 연결되고 타단이 상기 제7스위치소자과 제3커패시터의 중성점에 연결되는 제9스위치소자와, 일단이 상기 제3커패시터와 제8스위치소자의 중성점에 연결되고 타단이 상기 증폭부의 일측 출력단에 연결되는 제10스위치소자를 포함하는 홀 센서 장치.
12. The method of claim 11,
The fifth switching module includes a third switching device and a fourth switching device connected in series between the third common output terminal and one output terminal of the amplifying unit, a second capacitor connected in series between the third and fourth switching devices, A fifth switch element having one end connected to the fourth common output terminal and the other end connected to the neutral point of the third switch element and the second capacitor, and a fifth switch element having one end connected to the neutral point of the second capacitor and the fourth switch element, And a sixth switch element connected to the other output terminal of the amplifying part,
The sixth switching module includes a seventh switching element and an eighth switching element connected in series between the fourth common output terminal and the other output terminal of the amplifying part, a third capacitor connected in series between the seventh and eighth switching elements, A third capacitor having one end connected to the third common output terminal and the other end connected to the neutral point of the seventh switching element and the third capacitor; and a seventh switching element having one end connected to the neutral point of the third capacitor and the eighth switching element, And a tenth switching element connected to one output terminal of the amplifying part.
제12항에 있어서,
상기 스위칭제어부는 상기 제5스위치소자와 제6스위치소자, 그리고 상기 제9스위치소자와 제10스위치소자에는 제3클릭신호를 출력하고, 상기 제3스위치소자와 제4스위치소자, 그리고 상기 제7스위치소자와 제8스위치소자에는 제4클럭신호를 출력하는 홀 센서 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the switching control section outputs a third click signal to the fifth switch element and the sixth switch element, and the third switch element and the fourth switch element to the ninth switch element and the tenth switch element, And outputs a fourth clock signal to the switch element and the eighth switch element.
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