[发明专利]一种霍尔传感器信号处理电路

说明书

本发明公开了一种霍尔传感器信号处理电路，该发明包括：霍尔感应片、AMP放大器、采样保持电路、比较器模块和输出级这五个单元，此电路通过霍尔感应片将外部磁场信号转换为电压信号，通过AMP放大器对电压信号进行放大，再配合霍尔感应片的同步斩波时钟，对放大器的放大信号进行采样保持，通过比较器控制霍尔传感器的灵敏度，输出级为开漏或开集电极输出，VOUT为最后的输出。该电路结构简单，响应速度快；通过斩波调制技术有效降低了运放直流失调电压误差；传感器的灵敏度和电源电压VDD无关，通过调整电阻的比例系数可以在很宽的供电范围内实现灵敏度的一致。

技术领域：

本发明涉及集成电路技术领域，具体是涉及一种霍尔传感器信号处理电路。

背景技术：

在各种传感技术检测磁场的应用中，霍尔传感器是最普遍和最常用到的。在一些场合中，霍尔传感器完全取代了机械接触开关。全球每年有数以亿计的霍尔传感器生产出来被使用在各种各样的应用上，比如电脑、汽车、工业控制和消费类设备等。

开关型霍尔传感器可实现对被测物体的磁场变化进行检测，可将其应用于转数、转速、角度、加速度、角速度等相关物理量的测量。但是，在复杂的应用环境下或者在弱磁场中进行检测时，开关型霍尔传感器所感应到的磁强度较低所产生的电压值较小，同时会伴随较大的高频电磁噪声，使得霍尔信号处理电路对微弱的霍尔电压进行处理存在困难。因此，在有更高精度需求时，实现霍尔传感器信号处理电路的高灵敏度、强抗噪声能力显得越来越重要。

图1为传统的开关型霍尔传感器，它由霍尔元件、放大器和施密特触发器等部分组成，当磁场强度超过工作点时，其输出导通，而磁滞撤销后，其输出状态保持不变，必须施加反向磁场并超过释放点才能使其关断。该电路通常采用基于时钟控制的信号处理电路抑制失调电压，电路结构相对比较复杂，整体电路延时较大，同时电源噪声会对电路中的信号产生干扰，使得微弱的霍尔电压经过霍尔信号处理电路，其输出存在误差。

发明内容：

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种霍尔传感器信号处理电路，通过霍尔感应片将外部磁场信号转换为电压信号，通过AMP放大器对电压信号进行放大，再配合霍尔感应片的同步斩波时钟，对放大器的放大信号进行采样保持，通过比较器控制霍尔传感器的灵敏度，输出级为开漏或开集电极输出，VOUT为最后的输出。该电路结构简单，响应速度快；通过斩波调制技术有效降低了运放直流失调电压误差；传感器的灵敏度和电源电压VDD无关，通过调整电阻的比例系数可以在很宽的供电范围内实现灵敏度的一致。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种霍尔传感器信号处理电路，包括霍尔感应片、AMP放大器、采样保持电路、比较器模块、输出级；

所述霍尔感应片：将外部磁场信号转换为电压信号。由于霍尔感应片会有直流偏差(DC offset),因此采用斩波调制技术(Chopping)将直流偏差调制成交流共模信号在采样保持电路中消除。外部磁场产生的差模信号会被放大采样比较后输出；所述AMP放大器：霍尔感应片产生的霍尔电压效应信号会经放大器进行放大，放大器可以是闭环结构或开环结构，放大倍数可设置在100倍左右；所述采样保持电路：配合霍尔感应片的同步斩波时钟，对放大器的放大信号进行采样保持。在采样保持的过程中，外部磁场产生的差模信号会被保持在保持电容1C中，由霍尔感应片或前级放大器产生的直流偏差电压作为共模信号会在采样保持过程中被抵消；所述比较器模块：比较器的迟滞电压由分压电阻R1及R2阻值比例决定；所述输出级：输出级为开漏或开集电极输出；NMOS管或NPN管的栅极接比较器的输出；开漏或开集电极端接上拉电阻RL；VOUT为最后的开关信号输出。