[發明專利]磁通門磁傳感器讀出設備

在審

• 申請號: 202010946724.0
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN112073056A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 薇奧拉·謝弗;米哈伊爾·瓦萊爾耶維克·伊萬諾夫
• 申請（專利權）人: 德州儀器德國股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185;H03F3/45;G01R33/04
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 蔣林清

本申請案涉及磁通門磁傳感器讀出設備。本發明呈現緊湊、低功率磁通門磁傳感器讀出電路及設備，其中解調器或整流器電路解調來自磁通門感測線圈的感測信號，且將經解調信號提供到放大器電路，所述放大器電路具有跨導或其它放大器及連接于放大器輸入與放大器輸出之間的一或多個反饋電容器以對放大器輸出電流進行積分并提供指示由磁通門傳感器感測的磁場的電壓輸出信號。

本申請是申請日為2014年8月15日、申請號為201410404440.3，且發明名稱為磁通門磁傳感器讀出設備的發明專利申請的分案申請。

本申請案主張2013年8月15日申請且標題為“用于集成磁通門傳感器的新穎讀出電路及方法(A NOVEL READOUT CIRCUIT AND METHOD FOR INTEGRATED FLUXGATESENSORS)”的第61/866,446號美國臨時專利申請案以及2013年8月19日申請且標題為“用于集成磁通門傳感器的新穎讀出電路及方法(A NOVEL READOUT CIRCUIT AND METHOD FORINTEGRATED FLUXGATE SENSORS)”的第61/867,478號美國臨時專利申請案的優先權及權益，所述臨時申請案的全部內容以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及磁傳感器且更特定來說涉及用于磁通門磁傳感器的經改進傳感器讀出電路。

背景技術

磁通門磁傳感器在多種應用中用于產生表示所檢測磁場的對應輸出信號，舉例來說，用于電流傳感器、電子羅盤或數字磁力計裝置及位置感測應用。磁通門裝置是使用具有激勵與感測繞組或線圈的磁芯來構造的，其中用雙向信號驅動激勵線圈且感測線圈提供可經積分以確定外部磁場強度的輸出信號。通常已使用數種不同方法來介接磁通門感測線圈與外部電路以便提供表示所檢測外部磁場的輸出電壓信號或數字值。許多常規傳感器讀出電路放大輸出電壓并通過濾波獲得平均值，且某些方法采用Δ-Σ調制器及積分器來產生傳感器輸出。某些所提議的設計使用取樣與保持電路或需要精確時序控制的稱為箱車型電路的非線性平均電路來將電壓存儲于個別箱車型電路的電容器上，借助加法器來測量表示在一系列步長內在感測線圈中的所感應信號的最大值的電壓當量。其它磁通門傳感器讀出電路使用具有低通濾波器的整流器，其中對信號進行濾波且因此貫穿全激勵循環或周期對所述信號求平均以便產生與所測量的磁場成比例的經整流電壓信號。然而，這些常規方法需要顯著量的電路且因此占據集成電路上的寶貴空間，且貫穿全激勵循環求平均會降低有效增益。因此，仍不斷需要用以提供指示所檢測磁場的輸出信號同時占據微小集成電路面積而不消耗過量電力的用于磁通門磁傳感器的經改進傳感器讀出設備。

發明內容

本發明提供磁傳感器及讀出電路，其中解調來自磁通門傳感器線圈的信號并將其提供到具有一或多個反饋電容器的跨導或其它放大器以對放大器輸出電流進行積分并提供表示所檢測磁場的電壓信號。通過此配置，提供不需要存在于常規傳感器讀出電路中的復雜時序與控制電路及濾波的簡單、緊湊且低功率傳感器讀出設備。

根據本發明的一或多個方面，提供一種磁通門磁傳感器讀出設備，其包含：解調器電路，其具有根據一或多個切換控制信號操作的開關；及放大器電路，其由放大器及連接于放大器輸出與放大器輸入之間的至少一個反饋電容構成以提供指示由磁通門磁傳感器感測的磁場的電壓輸出信號。在某些實施例中，可使用單端跨導放大器，或所述放大器可為具有反饋電容器的差分輸出跨導放大器，所述反饋電容器個別地連接于對應放大器輸出與放大器輸入之間以對由跨導放大器提供的差分輸出電流進行積分。此外，在某些實施例中，提供復位電路以選擇性地將反饋電容放電，且控制電路可選擇性地提供復位控制信號以每整數N個感測循環將反饋電容放電，其中N大于或等于1。此外，整數N可根據提供到所述控制電路的信號配置，舉例來說，以提供反饋電容可借以對來自多個激勵循環的放大器輸出電流進行積分以促進感測低水平磁場的可調整增益。在某些實施例中，提供停用電路以選擇性地將解調器輸入連接在一起以停用傳感器讀出設備，借此減輕當傳感器未被使用時放大器電路對噪聲的積分。