[發(fā)明專利]磁傳感器電路和具有該磁傳感器電路的便攜式終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680004325.0
• 申請日: 2006-02-06
• 公開（公告）號: CN101116004A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 西川英敏
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發(fā)明涉及磁傳感器電路和具有該磁性傳感器電路的便攜式終端，該磁傳感器電路利用放大器將霍爾元件或磁阻元件等磁電轉換元件的輸出電壓放大，檢測設置該元件的地點處的磁性，并輸出磁性檢測信號。

背景技術

磁傳感器電路一般包括：霍爾元件，用于輸出與磁場強度成比例的輸出電壓；放大器，用于將霍爾元件的輸出電壓放大；以及比較器，用于將放大器的輸出電壓與規(guī)定基準電壓進行比較，并輸出比較結果。此外，磁傳感器電路適于根據(jù)設置磁傳感器的地點處的磁場高于或低于規(guī)定基準，來輸出二進制(高(H)電平或低(L)電平)信號。

為了基于磁場強度來獲得精確的比較結果，有必要減小從放大器輸出的信號中包含的偏置信號分量，并抑制從放大器輸出的信號中的變化。引起偏置信號分量的主要因素包括霍爾元件的輸出電壓中包含的偏置信號分量(下文中稱作“元件偏置電壓”)和放大器的輸入端子處存在的偏置信號分量(下文中稱作“輸入偏置電壓”)。例如，元件偏置電壓主要由封裝施加至霍爾元件本體的應力產(chǎn)生。此外，輸入偏置電壓主要由構成放大器輸入電路的元件特性的變化而產(chǎn)生。

日本專利No.3315397(專利文獻1)公開了一種減小這種偏置電壓影響的磁場傳感器。具體地，磁場傳感器中使用的霍爾元件通常形成為相對于四個端子A、B、C和D具有幾何等價形狀的平板，如圖17所示的霍爾元件1。這里，幾何等價形狀表示圖中所示狀態(tài)的形狀與將該元件旋轉90度(旋轉，以使A-C與B-D匹配)時的形狀相同，如圖中所示正方形霍爾元件1的情況。這樣，當在霍爾元件1的端子A-C上施加電源電壓時在端子B-D上產(chǎn)生的電壓、以及當在霍爾元件1的端子B-D上施加電源電壓時在端子A-C上產(chǎn)生的電壓具有反映磁場強度的相同相位的有效信號分量、以及相反相位的元件偏置電壓。

在第一定時處，通過開關電路2將電源電壓施加到霍爾元件1的端子A-C上，并將端子B-D上的電壓輸入至電壓放大器3。然后，從電壓放大器3輸出與端子B-D上的電壓和電壓放大器3的輸入偏置電壓之和成比例的電壓V1。此外，在第一定時處，開關5閉合，以將電容器4充電至電壓V1。

接著，在第二定時處，通過開關電路2將電源電壓施加到霍爾元件1的端子B-D上，并將端子C-A上的電壓輸入至電壓放大器3，以建立與第一定時處相反的極性。然后，從電壓放大器3輸出與端子C-A上的電壓和電壓放大器3的輸入偏置電壓之和成比例的電壓V2。

無論輸入電壓的極性如何，輸入偏置電壓的影響與第一定時處的相同，因此，電壓放大器3的輸出電壓V2成為與端子C-A上極性同第一定時處相反的電壓和輸入偏置電壓之和成比例的電壓。

此外，在第二定時處，開關5打開，則在輸出端子6與7之間，電壓放大器3的反相輸出端子3a和非反相輸出端子3b與電容器4彼此串聯(lián)。此時，電容器4的充電電壓保持不變，仍然為第一定時處電壓放大器3的輸出電壓V1。輸出端子6-7上的電壓V(磁場傳感器的輸出電壓)是以電壓放大器3的反相輸出端子3a為基準時非反相輸出端子3b處的電壓V2、以及以電容器4的端子4b為基準時端子4a處的電壓-V1之和，即，通過從電壓V2中減去電壓V1而獲得的電壓。因此，獲得了消除輸入偏置電壓Voff的影響的電壓V，作為磁場傳感器的輸出電壓。

此外，已知日本專利待審公開No.08-201491(專利文獻2)中公開的一種傳感器，作為減小元件偏置電壓的影響并減小放大器中產(chǎn)生的輸入偏置電壓的影響的磁場傳感器。該磁場傳感器包括霍爾元件、開關電路、電壓/電流轉換器-放大器、作為存儲元件的電容器、開關和電阻器。

專利文獻1：日本專利No.3315397

專利文獻2：日本專利待審公開No.08-201491

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的問題

在根據(jù)日本專利No.3315397(專利文獻1)的磁場傳感器中，在理想狀態(tài)下，可期望偏置可以得到令人滿意的消除。但是，實際上，由電容器4和電壓放大器3構成的磁場傳感器不是完全差動型的電路。因此，由于電容器4引起的延遲(滯后)或電源電壓中的紋波或噪聲，偏置消除可能是不充分的。

此外，根據(jù)日本專利待審公開No.08-201491(專利文獻2)的磁場傳感器需要兩個電壓/電流轉換器-放大器、兩個電容器和四個開關，因此，難以將電路尺寸保持得較小，以減小輸入偏置電壓的影響。