[发明专利]磁元件控制装置、磁元件控制方法以及磁检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理用电路、使用了信号处理用电路的物理量计测装置，尤其涉及驱动时间分解型磁通门方式(以下，表示为FG方式。)的磁元件的磁元件控制装置、磁元件控制方法以及使用磁元件控制方法来检测磁场的磁检测装置。

本申请基于2012年6月8日申请的日本特愿2012－130859号而主张优先权，并将其内容引用至此。

背景技术

通常，FG方式的磁元件若与同样作为检测磁的磁元件的霍尔元件或者磁阻元件相比较，则因检测磁场的灵敏度高且能够小型化，所以在便携式电子设备等方位检测装置等中被使用。

图12是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场平衡式测定)的结构例的图。如图12所示，磁场平衡式测定中的FG方式的磁元件除了励磁绕组和检测绕组之外，还将反馈(以下，FB)绕组线圈卷绕在由高导磁率材料形成的磁性体芯的外周面。被卷绕励磁绕组的区域作为励磁线圈而被励磁信号驱动，被卷绕检测绕组的区域作为检测线圈而输出检测信号，被卷绕反馈绕组的区域作为反馈线圈而被反馈信号驱动。

图13是对使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式中的磁场的原理进行说明的波形图。

图13的PART(a)表示供给到磁元件的励磁线圈的励磁电流，纵轴表示励磁电流的电流值，横轴表示时间。励磁电流是以基准电流值0A(0安)为界的正负的交变信号。图13的PART(b)利用施加到磁元件的FB线圈的电流来表示FB信号(即反馈信号)，纵轴表示FB信号的电流值，横轴表示时间。图13的PART(c)表示磁元件的检测线圈利用感应电动势产生的脉冲(以下，也称为拾取信号pu)的电压值，横轴表示时间。

如图13所示，在磁场平衡式测定的情况下，通过上述FB线圈产生消除施加到磁元件的稳定磁场(在磁性体芯内通过的稳定磁场)的磁场。

而且，根据使消除稳定磁场的磁场在FB线圈产生时的电流值，测定施加到磁元件的稳定磁场。

在磁场平衡式中，作为产生用于消除磁性体芯内的稳定磁场的磁场的线圈，除了励磁线圈以及检测线圈之外，还将上述FB线圈设置于磁元件。

以下，在本说明书中，将施加FB信号来消除磁性体芯内的稳定磁场并测定磁场的方式称为FB线圈FB控制。

另外，在磁场平衡式测定的情况下，在施加到励磁线圈的励磁信号的正负的交变时间段，测定检测线圈产生的脉冲的时间间隔。然后，对FB线圈施加FB信号，以使得从测定的负电压的检测信号被输出的时刻t1到检测出正电压的检测信号的时刻t2为止的时间为T/2。

例如，在图13的PART(c)中，若时刻t1与时刻t2之间的时间宽度变得比T/2宽，则如图13的PART(a)所示，被施加负方向的稳定磁场，实际上励磁信号的曲线从曲线L0向曲线L2变化。因此，为了将励磁信号的曲线L2返回到时刻t1与时刻t2之间的时间宽度成为T/2的曲线L0的位置，对FB线圈施加图13的PART(b)中的线FB2的电流值的FB信号。

另一方面，在图13的PART(c)中，若时刻t1与时刻t2之间的时间宽度变得比T/2窄，则如图13的PART(a)所示，被施加正方向的稳定磁场，实际上励磁信号的曲线从曲线L0向曲线L1变化。因此，为了将励磁信号的曲线L1返回到曲线L0的位置，对FB线圈施加图13的PART(b)中的线FB1的电流值的FB信号。

然后，根据施加于FB线圈的以使得时刻t1与时刻t2之间的时间宽度成为T/2的FB信号的电流值，求出施加到磁元件的稳定磁场的强度。

此外，在上述的说明中，说明了设图13的PART(a)中的纵轴成分为电流而设施加到励磁线圈的励磁信号为电流信号的情况，但也可以将纵轴成分表现为励磁线圈的端子两端的电压值。该情况下，在图13的PART(a)中，与横轴交叉的纵轴的电压作为基准参照电压并被表示为Vref(在电流标记中为0A)。

接下来，图14是表示使用了FB线圈FB控制中的磁元件控制装置的磁检测装置的结构例的框图。在图14中，磁元件100由检测线圈1001、励磁线圈1002、FB线圈1003构成。

磁元件控制装置200由磁元件控制部201、时钟信号生成部202和时钟信号调整部203构成。

时钟信号生成部202生成周期T的时钟，并相对于时钟信号调整部203进行输出。

时钟信号调整部203调整所供给的时钟的信号电平，并将调整后的时钟向磁元件控制部201输出。