本發(fā)明專利技術(shù)提供磁傳感器裝置，其能夠高精度且高速地進行信號處理。磁傳感器裝置具有：多個霍爾元件；與多個霍爾元件分別連接的多個差動放大器；檢測電壓設(shè)定電路，其輸出基準電壓；以及比較器，其具有分別與多個差動放大器連接的多個差動輸入對和與檢測電壓設(shè)定電路連接的差動輸入對。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
磁傳感器裝置
[0001 ] 本專利技術(shù)涉及將磁場強度轉(zhuǎn)換成電信號的磁傳感器裝置，涉及例如在折疊式便攜電話或筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)檢測用傳感器、或者電機的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器等中利用的磁傳感器裝置。
技術(shù)介紹
作為折疊式便攜電話或筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)檢測用傳感器、或者作為電機的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器，使用了磁傳感器裝置。磁傳感器裝置通過磁電轉(zhuǎn)換元件(例如霍爾元件)來輸出與磁場強度或者磁通密度呈比例的電壓，通過放大器對其輸出電壓進行放大，并利用比較器進行判定，以H信號或L信號這二值來進行輸出。由于磁電轉(zhuǎn)換兀件的輸出電壓微小，因此磁電轉(zhuǎn)換兀件具有的偏移電壓(元件偏移電壓)、放大器或比較器具有的偏移電壓(輸入偏移電壓)、或者轉(zhuǎn)換元件內(nèi)的噪聲成為問題。元件偏移電壓主要是由于磁電轉(zhuǎn)換元件從封裝受到的應(yīng)力等而產(chǎn)生的。輸入偏移電壓主要是由于構(gòu)成放大器的輸入電路的元件的特性偏差等而產(chǎn)生的。噪聲主要是由于構(gòu)成電路的單體晶體管具有的閃變噪聲、單體晶體管或電阻元件具有的熱噪聲而產(chǎn)生的。已經(jīng)設(shè)計出降低上述的磁電轉(zhuǎn)換元件、放大器具有的偏移電壓的影響的磁傳感器裝置(例如，參照專利文獻I)。圖4所示的以往的磁傳感器裝置包括:作為磁電轉(zhuǎn)換元件的霍爾兀件51、開關(guān)切換電路52、差動放大器53、比較器54、檢測電壓設(shè)定電路55、第一電容C51和第二電容C52、第一開關(guān)S51和第二開關(guān)S52。差動放大器53形成圖5所不的儀表放大結(jié)構(gòu),具有差動放大器61、62和電阻R61、R62、R63。差動放大器61和62分別作為同相放大器而工作。差動放大器53的第一輸入端子與差動放大器61的同相輸入端子E61連接，第二輸入端子與差動放大器62的同相輸入端子E62連接，第一輸出端子與差動放大器61的輸出端子E63連接，第二輸出端子與差動放大器62的輸出端子E64連接。由于差動放大器53形成如上所述的儀表放大結(jié)構(gòu)，從而能夠抑制差動輸入中的共模噪聲的影響。在此，假設(shè)差動放大器61和62的放大率被設(shè)定為相同。圖6示出以往的磁傳感器裝置的動作的時序圖。檢測動作的一個周期T通過上述的開關(guān)切換電路52的動作而分為第一檢測狀態(tài)Tl和第二檢測狀態(tài)T2，在所述第一檢測狀態(tài)Tl中，向霍爾兀件51的第一端子對A-C輸入電源電壓,從第二端子對B-D輸出檢測電壓，在所述第二檢測狀態(tài)T2中，向第二端子對B-D輸入電源電壓，從第一端子對A-C輸出檢測電壓。另外，通過各開關(guān)的開閉，分為第I采樣階段F1、第2采樣階段F2、比較階段F3。并且，在比較階段F3中，去除各偏移成分。專利文獻1:日本特開2010-281801號公報但是，在以往的磁傳感器裝置中，為了抵消偏移成分，需要進行用于設(shè)置如采樣階段和比較階段那樣的多個信號處理期間的時分動作，不適合進行高速信號處理。另外，為了進行時分動作，需要進行開關(guān)電路和電容元件的連接，電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供如下的磁傳感器裝置:活用具有多個霍爾元件和多個差動輸入對的比較器，通過抵消霍爾元件的偏移成分而實現(xiàn)高精度的磁場強度檢測，并且高速地進行信號處理。為了解決以往這樣的問題，本專利技術(shù)的磁傳感器裝置如下構(gòu)成。一種磁傳感器裝置，具有:多個霍爾元件；與多個霍爾元件分別連接的多個差動放大器；檢測電壓設(shè)定電路，其輸出基準電壓；以及比較器，其具有分別與多個差動放大器連接的多個差動輸入對和與檢測電壓設(shè)定電路連接的差動輸入對。根據(jù)本專利技術(shù)的磁傳感器裝置，能夠用小規(guī)模的電路結(jié)構(gòu)任意地設(shè)定磁場強度的檢測電壓電平，因此能夠消除霍爾元件偏移，且能夠高速地進行信號處理。【附圖說明】圖1是示出本實施方式的磁傳感器裝置的電路圖。圖2是示出本實施方式的磁傳感器裝置的另一例的電路圖。圖3是在本實施方式的磁傳感器裝置中使用的比較器的電路圖的一例。圖4是以往的磁傳感器裝置的電路圖。圖5是以往的磁傳 感器裝置的差動放大器的電路圖的一例。圖6是以往的磁傳感器裝置的時序圖。標號說明:la、lb、51 霍爾元件2a、2b、2c、53 差動放大器3、54比較器4、55檢測電壓設(shè)定電路52開關(guān)切換電路【具體實施方式】以下，根據(jù)附圖，對本專利技術(shù)的實施方式進行詳細說明。本專利技術(shù)的磁傳感器裝置被廣泛用作折疊式便攜電話或筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)檢測傳感器、電機的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器等對磁場強度的狀態(tài)進行檢測的傳感器。在以下的實施方式中，對于使用了霍爾元件的磁傳感器裝置進行說明，但是對于本專利技術(shù)的轉(zhuǎn)換元件，也可以代替根據(jù)磁場強度進行電壓輸出的霍爾元件，而使用根據(jù)加速度、或壓力等各物理量進行相同的電壓輸出的轉(zhuǎn)換元件。圖1是示出本實施方式的磁傳感器裝置的電路圖。本實施方式的磁傳感器裝置由如下部分構(gòu)成:根據(jù)磁場強度而輸出信號電壓的霍爾元件la、Ib ;對信號電壓進行放大的差動放大器2a、2b ;具有三個差動輸入對的比較器3 ；以及輸出基準電壓的檢測電壓設(shè)定電路4。霍爾元件la、Ib在半導(dǎo)體基板上配置在彼此靠近的位置，且被配置成，連結(jié)霍爾元件Ia的第一端子對A-C的直線與連結(jié)霍爾元件Ib的第一端子對E-G的直線成為彼此平行的關(guān)系。其結(jié)果，連結(jié)霍爾元件Ia的第二端子對B-D的直線與連結(jié)霍爾元件Ib的第二端子對F-H的直線也成為彼此平行的關(guān)系。差動放大器2a、2b成為在以往例的說明中圖5所示的儀表放大結(jié)構(gòu)。關(guān)于比較器3，將在后面進行詳細說明，該比較器3形成圖3所示的電路結(jié)構(gòu)，輸出端子OUT的電壓VO由式(I)表示。VO=Al X (V6-V5) +A2X (V8-V7) +A3 X (V10-V9)…(I)在此，A1、A2、A3是構(gòu)成比較器3的三個差動放大器的各個放大率。檢測電壓設(shè)定電路4由基準電壓電路refl、ref2構(gòu)成,對比較器3的第三差動輸入對的第一、第二輸入端子分別施加任意的基準電壓Vrefl、Vref2。例如由電阻構(gòu)成的分壓電路是基準電壓電路ref 1> ref2 的一例。接著，對本實施例的磁傳感器裝置的動作進行說明。設(shè)霍爾元件la、lb的輸出端子對中的差動輸出電壓為Vh、元件偏移電壓為Voh、共模電壓為Vcm (N VDD/2)、差動放大器2a、2b的各放大率為G，對信號成分的傳遞進行說明。在霍爾元件Ia和Ib中，將電流的流動方向旋轉(zhuǎn)了 90度，因此霍爾元件Ia的輸出端子對中的偏移成分與霍爾元件Ib的輸出端子對中的偏移成分成為反相。根據(jù)以上內(nèi)容，計算各連接點的信號電壓如下。Vl=Vcm_Vh/2+Voh/2…(2)V2=Vcm+Vh/2_Voh/2…(3)V3=Vcm-Vh/2_Voh/2…(4)V4=Vcm+Vh/ 2+Voh/2…(5)V5=Vcm-G (Vh/2_Voh/2)…(6)V6=Vcm+G (Vh/2_Voh/2)…(7)V7=Vcm-G (Vh/2+Voh/2)…(8)V8=Vcm+G (Vh/2+Voh/2)…(9)V9=VrefI...(10)V10=Vref2— (11)在將上述的V5~VlO代入到式(I)時，電壓VO由式(12)表示。在此，在比較器3中，通常各差動放大器構(gòu)成為具有同一'丨生，A1=A2=A3=A。V0=2AGVh+A (Vref2-VrefI)…(12)由此可知，霍爾元件la、lb的偏移成分被抵消，能夠?qū)Υ艌鰪姸鹊姆糯笮盘柍煞峙c任本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種磁傳感器裝置，其根據(jù)施加到霍爾元件的磁場強度而輸出信號，所述磁傳感器裝置的特征在于，具有：多個霍爾元件；與所述多個霍爾元件分別連接的多個差動放大器；檢測電壓設(shè)定電路，其輸出基準電壓；以及比較器，其具有分別與所述多個差動放大器連接的多個差動輸入對和與所述檢測電壓設(shè)定電路連接的差動輸入對。
【技術(shù)特征摘要】
2013.02.21 JP 2013-0321161.一種磁傳感器裝置，其根據(jù)施加到霍爾元件的磁場強度而輸出信號，所述磁傳感器裝置的特征在于，具有: 多個霍爾元件； 與所述多個霍爾元件分別連接的多個差動放大器； 檢測電壓設(shè)定電路，其輸出基準電壓；以及 比較器，其具有分別與所述多個差動放大器連接的多個差動輸入對和與所述檢測電壓設(shè)定電路連接的差動輸入對。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器裝置，其特征在于， 所述多個差動放大器包括: 第一差動放大器，該第一差動放大器的第一輸入端子和第二輸入端子與第一霍爾兀件的輸出端子對連接，將所放大的信號電壓輸出到該第一差動放大器的第一輸出端子和第二輸出端子；以及 第二差動放大器，該第二差動放大器的第一輸入端子和第二輸入端子與第二霍爾元件的輸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村岡大介，有山稔，挽地友生，深井健太郎，
申請(專利權(quán))人：精工電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP
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