[实用新型]低噪声线性霍尔传感器读出电路

说明书

本实用新型涉及一种低噪声线性霍尔传感器读出电路。包括霍尔元件、旋转电流电路、第一放大器、斩波器、第二放大器、PTAT电流产生电路、开关电容陷波滤波器、缓冲器；霍尔元件与旋转电流电路相连，旋转电流电路的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端连接至斩波器的输入端，斩波器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与开关电容陷波滤波器的输入端相连，开关电容陷波滤波器的输出端与缓冲器的输入端相连，PTAT电流产生电路与第二放大器的输入端连接；缓冲器的输出端作为低噪声线性霍尔传感器读出电路的输出端。本实用新型可以有效地消除电路失调电压和1/f噪声的同时还能降低电路纹波幅度，从而提高整体电路精度。

技术领域

本实用新型涉及一种低噪声线性霍尔传感器读出电路。

背景技术

近年来，基于CMOS工艺的霍尔传感器拥有低成本、低功耗、高可靠性、高集成度以及强抗干扰能力等众多优点，并且霍尔传感器可以通过一系列转换来测量压力、速度、加速度、角速度、电流等非电学量，使得霍尔传感器在汽车领域、智能家居、工业生产、电源管理、航天和军用等领域得到广泛的应用。然而，对于线性霍尔传感器，如果应用于要求高精度的汽车和工业领域，并能够在较大温度范围内稳定地工作，则对线性霍尔传感器的性能提出了更高的要求，需要霍尔传感器具有更好的温度特性和精度，同时满足低噪声输出。

利用CMOS工艺制作的霍尔传感器产生的霍尔电压信号非常微弱，一般在几百微伏到几个毫伏之间，并混杂有失调电压和噪声。由于封装应力产生的压阻效应和不同材料之间的赛贝克效应都会使霍尔元件产生较大的失调电压；此外由于CMOS工艺的缺陷导致霍尔元件N阱的厚度并不均匀，所以霍尔元件桥臂电阻并不一致，从而产生失调电压；同时读出电路也会引入一系列噪声，如热噪声、闪烁噪声等。相对于微弱的霍尔信号来说，这些非理想因素产生的无用信号会掩盖了霍尔信号，因此需要高精度的读出电路来线性放大这个微弱的信号同时消除失调电压及1/f噪声。高精度的仪表放大器就是一个比较好的选择，相比于传统的放大器，高精度仪表放大器呈现出低噪声、低失调和高共模抑制比等特点，并且可以通过相应的结构改进来提高系统精度。除了精度要求之外，霍尔传感器良好的温度特性在很多应用领域也很关键。由于霍尔元件产生的霍尔电压会随温度的变化而变化，从而导致整体系统精度变差，因此需要进行温度补偿来减小温漂，可以使霍尔传感器在较大的温度范围内能够准确而稳定地工作。

本实用新型提出了一种低噪声，高精度，低温漂的线性霍尔传感器读出电路，采用旋转电流技术和斩波技术，可以有效地消除电路失调电压和1/f噪声。同时引入开关电容陷波滤波器（SC Notch Filter）有效地减小电路纹波，并使用PTAT电流补偿技术来提高整体电路温度特性，从而提高电路精度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低噪声线性霍尔传感器读出电路，可以有效地消除电路失调电压和1/f噪声的同时还能降低电路纹波幅度，从而提高整体电路精度；本实用新型在霍尔传感器的读出电路领域有着巨大的应用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种低噪声线性霍尔传感器读出电路，包括霍尔元件、旋转电流电路、第一放大器、斩波器、第二放大器、PTAT电流产生电路、开关电容陷波滤波器、缓冲器；所述霍尔元件与旋转电流电路的输入端相连，旋转电流电路的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端连接至斩波器的输入端，斩波器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与开关电容陷波滤波器的输入端相连，开关电容陷波滤波器的输出端与缓冲器的输入端相连，所述PTAT电流产生电路与第二放大器的输入端连接；缓冲器的输出端作为所述低噪声线性霍尔传感器读出电路的输出端。

在本实用新型一实施例中，所述斩波器的输出端通过电阻与第二放大器的输入端连接。

在本实用新型一实施例中，所述开关电容陷波滤波器的输出端通过电阻与缓冲器的输入端连接。