磁性傳感器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁性傳感器電路，更具體涉及用于防止在進(jìn)行偏置取消(offsetcancel)的信號(hào)處理電路的電源電壓發(fā)生變動(dòng)時(shí)的誤檢測(cè)或誤解除的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]以霍爾效應(yīng)開關(guān)為代表的電阻電橋型磁性傳感器，使用具有微小的磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)和比較大的偏置電壓的磁電轉(zhuǎn)換元件。為了達(dá)成較高的磁靈敏精度，信號(hào)處理電路需要進(jìn)行基于時(shí)鐘信號(hào)的偏置取消動(dòng)作。此外，由于傳感器的輸出信號(hào)微小，用于檢測(cè)規(guī)定的檢測(cè)磁通密度或解除磁通密度的基準(zhǔn)電壓也微小到數(shù)十mV，當(dāng)具有數(shù)V寬度的電源電壓變動(dòng)時(shí)因與用于信號(hào)處理的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)而有可能放大器輸出發(fā)生變動(dòng)或者因比較電路的誤判定而有可能錯(cuò)誤地檢測(cè)或解除。
[0003]現(xiàn)有的磁性傳感器電路，例如，內(nèi)置穩(wěn)壓器并抑制傳感器元件及信號(hào)處理電路的驅(qū)動(dòng)電壓變動(dòng)。此外，例如，以時(shí)間分割方式多次閂鎖(latch)傳感器輸出邏輯，進(jìn)行一致判定或多數(shù)表決判定而決定最終的輸出邏輯(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平3 - 252526號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]近年來，磁性傳感器要求較寬的動(dòng)作電源電壓范圍(例如3V?26V)。而且，能在如電源電壓從最低動(dòng)作電壓急劇顯著地變動(dòng)到最高動(dòng)作電壓這樣的苛刻的環(huán)境中使用。在這種狀況下，內(nèi)置調(diào)節(jié)器的內(nèi)部電源電壓的變動(dòng)幅度變大，磁電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度降低，有時(shí)在S/N比惡化的高溫環(huán)境下不能防止誤檢測(cè)或誤解除。
[0006]此外，在取得多次閂鎖的傳感器輸出邏輯的邏輯積的方式中，因進(jìn)行閂鎖的次數(shù)而有效的驅(qū)動(dòng)速度下降，難以應(yīng)對(duì)如DCBL電機(jī)那樣要求高速響應(yīng)的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明鑒于這些問題點(diǎn)，提供一種即便在發(fā)生寬的動(dòng)作電源電壓范圍內(nèi)的急劇的電源電壓變動(dòng)時(shí)也能防止判定的誤檢測(cè)、誤解除的磁性傳感器電路。
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的課題，本發(fā)明的磁性傳感器電路采用如下結(jié)構(gòu)。
[0009]一種磁性傳感器電路，構(gòu)成為具備檢測(cè)電源電壓或內(nèi)部電源電壓的變動(dòng)的檢測(cè)電路，基于檢測(cè)電路輸出的電源變動(dòng)檢測(cè)信號(hào)，將振蕩電路輸出的控制時(shí)鐘信號(hào)的邏輯保持一定時(shí)間，決定輸出端子的輸出邏輯的閂鎖電路對(duì)比較電路的判定輸出不進(jìn)行閂鎖。
[0010]發(fā)明效果依據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器電路，由于采用了檢測(cè)電源電壓或內(nèi)部電源電壓的過渡性的變動(dòng)量，而將輸出邏輯的閂鎖定時(shí)維持一定期間的結(jié)構(gòu)，所以能夠提供即便發(fā)生急劇的電源電壓變動(dòng)時(shí)也能防止判定的誤檢測(cè)、誤解除的磁性傳感器電路。
【附圖說明】
[0011]圖1是示出第I實(shí)施方式的磁性傳感器電路的電路圖；
圖2是示出第2實(shí)施方式的磁性傳感器電路的電路圖；
圖3是示出第3實(shí)施方式的磁性傳感器電路的電路圖；
圖4是示出本發(fā)明的磁性傳感器電路中使用的電源變動(dòng)檢測(cè)電路的一個(gè)例子的電路圖；
圖5是示出本發(fā)明的磁性傳感器電路中使用的穩(wěn)壓器的一個(gè)例子的電路圖；
圖6是示出本發(fā)明的磁性傳感器電路中使用的內(nèi)部電源變動(dòng)檢測(cè)電路的一個(gè)例子的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]<第I實(shí)施方式>
圖1是示出第I實(shí)施方式的磁性傳感器電路的電路圖。
[0013]第I實(shí)施方式的磁性傳感器電路包括:磁電轉(zhuǎn)換元件23 ;用于切換磁電轉(zhuǎn)換元件的電流供給端子及電壓輸出端子的開關(guān)組15?22 ;放大磁電轉(zhuǎn)換元件23的輸出信號(hào)的放大電路12 ;用于保持放大電路12的輸出電壓GOUT并取消偏置的采樣電容24 ;生成控制時(shí)鐘信號(hào)CLK的振蕩電路30 ;生成對(duì)應(yīng)于規(guī)定的檢測(cè)/解除磁通密度的基準(zhǔn)電壓32、33的基準(zhǔn)電壓電路31 ;用于對(duì)保持在采樣電容24的取消偏置后的采樣信號(hào)SOUT和由基準(zhǔn)電壓電路31生成的基準(zhǔn)電壓32?33進(jìn)行比較的比較電路14 ;用于保持比較電路14輸出的邏輯信號(hào)的閂鎖電路27 ;用于基于閂鎖電路27輸出的邏輯輸出磁性傳感器電路的輸出信號(hào)的輸出驅(qū)動(dòng)器28 ;以及用于檢測(cè)電源電壓VDD的變動(dòng)的電源變動(dòng)檢測(cè)電路25。
[0014]磁電轉(zhuǎn)換元件23具有以4個(gè)等效電阻電橋方式表示的A?D的4個(gè)端子，經(jīng)由開關(guān)組15?16對(duì)某2個(gè)端子對(duì)(A、C或B、D)施加電源電壓VDD，并經(jīng)由開關(guān)組21?22施加接地電壓VSS，從而供給電流時(shí)，位于對(duì)角的2個(gè)端子對(duì)(B、D或A、C)之間產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢(shì)和偏置電壓。開關(guān)組15?22切換對(duì)磁電轉(zhuǎn)換元件23的電流供給方向，同時(shí)切換由對(duì)角的端子對(duì)開始的電壓檢測(cè)。來自位于對(duì)角的2個(gè)端子對(duì)的輸出電壓經(jīng)由開關(guān)組17?20與放大電路12的輸入端子連接。放大電路12的輸出電壓GOUT與采樣電容24的一側(cè)電極連接。比較電路14構(gòu)成為差動(dòng)差分放大電路，對(duì)于第I輸入端子對(duì)輸入放大電路12的輸出電壓，對(duì)于第2輸入端子對(duì)輸入基準(zhǔn)電壓電路31的電壓。比較電路14的第I非反相輸入端子與放大電路12的基準(zhǔn)輸出信號(hào)37連接，第I反相輸入端子與采樣電容24連接，經(jīng)由開關(guān)組34對(duì)第2輸入端子對(duì)輸入基準(zhǔn)電壓電路31的基準(zhǔn)電壓32?33。開關(guān)35連接在比較電路14的輸出端子與第I反相輸入端子之間。閂鎖電路27的輸入端子與比較電路14的輸出端子連接，輸出端子與輸出驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子連接。此外，閂鎖電路27的時(shí)鐘輸入端子被輸入控制時(shí)鐘信號(hào)CLK。電源變動(dòng)檢測(cè)電路25的輸入端子與電源端子I連接，輸出端子與振蕩電路30的輸入端子連接。振蕩電路30構(gòu)成為響應(yīng)電源變動(dòng)檢測(cè)電路25輸出的信號(hào)而能夠控制振蕩的停止和開始。輸出驅(qū)動(dòng)器28連接在接地端子2與輸出端子3之間。
[0015]圖4是示出本實(shí)施方式的電源變動(dòng)檢測(cè)電路25的一個(gè)例子的電路圖。電源變動(dòng)檢測(cè)電路25包括:電源端子201 ;接地端子202 ;輸出端子203 ;電容204、209、214 ;電阻205、206,208 ;晶體管207、210、211、212、213 ;恒流源215 ;和反相器電路216。晶體管212、213構(gòu)成電流鏡電路。
[0016]在此，說明電源變動(dòng)檢測(cè)電路25的動(dòng)作。當(dāng)電源電壓VDD恒定時(shí)，晶體管207及晶體管210、211截止。電容214被充電到電源電壓VDD，因此反相器電路216輸出“L (低電平)”邏輯的信號(hào)DET。
[0017]接著，在電源電壓VDD急劇上升的情況下，由電容204和電阻205形成的微分電路使節(jié)點(diǎn)217的電壓上升，因此晶體管210瞬間導(dǎo)通。電容214的電荷經(jīng)由晶體管210放電，因此反相器電路216輸出“H (高電平)”邏輯的信號(hào)DET。然后，利用恒流源215的電流經(jīng)由電流鏡電路對(duì)電容214進(jìn)行充電，輸入電壓220上升，在經(jīng)過一定時(shí)間后，反相器電路216恢復(fù)到“L”邏輯輸出。
[0018]接著，在電源電壓急劇下降的情況下，晶體管207的柵極電壓與電源電壓相等，而由電阻206和電容209形成的積分電路延遲晶體管207的源極電壓的變動(dòng)。因而，晶體管207導(dǎo)通并使電流流過電阻208，因此晶體管211瞬間導(dǎo)通。電容214的電荷經(jīng)由晶體管210放電，因此反相器電路216輸出“H”邏輯的信號(hào)DET。然后，利用恒流源215的電流經(jīng)由電流鏡電路對(duì)電容214進(jìn)行充電，輸入電壓220上升，在經(jīng)過一定時(shí)間后，反相器電路216恢復(fù)到“L”邏輯輸出。
[0019]如以上所述，電源變動(dòng)檢測(cè)電路25檢測(cè)電源電壓VDD的上升及下降，輸出與由恒流源215的電流值和電容214的電容值確定的時(shí)間對(duì)應(yīng)的“H”邏輯的信號(hào)DET。
[0020]當(dāng)從電源變動(dòng)檢測(cè)電路25輸入“H”邏輯的信號(hào)DET時(shí)，振蕩電路30在該期間維持控制時(shí)鐘信號(hào)CLK的輸出電壓的狀態(tài)。
[0021]閂鎖電路27在控制時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿保持比較電路14輸出的邏輯信號(hào)。
[0022]接著，對(duì)第I實(shí)施方式的磁性傳感器電路的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0023]在電源電壓VDD沒有變動(dòng)的情況下，各開關(guān)組15?22及34?35在一定周期中進(jìn)行導(dǎo)通截止動(dòng)作，磁性傳感器電路進(jìn)行通常的磁性判定的動(dòng)作。在控制時(shí)鐘信號(hào)CLK為“H”的期間，開關(guān)35導(dǎo)通，比較電路14作為電壓輸出器進(jìn)行動(dòng)作。并且，比較電路14使采樣電容24米樣包含自身的偏置電壓和磁電轉(zhuǎn)換兀件23及放大電路12的偏置電壓的電壓。在控制時(shí)鐘信號(hào)CLK為“L”的期間，開關(guān)35截止，比較電路14進(jìn)行比較取消偏置電壓后的與施加磁通密度成比例的信號(hào)電壓與以基準(zhǔn)電壓32?33的差分來表示的差動(dòng)基準(zhǔn)電壓的動(dòng)作。
[0024]在此，在施加了超過規(guī)定電平的磁通密度的情況下，采樣信號(hào)SOUT在超過基準(zhǔn)電壓電路31的差動(dòng)基準(zhǔn)電壓32?33時(shí)，比較電路14的輸出電壓COUT在控制時(shí)鐘信號(hào)CLK為“H”的期間反相，在控制時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿被閂鎖電路27所保持，輸出驅(qū)動(dòng)器28輸出表示檢測(cè)到磁的輸出信號(hào)V0UT。此外，在施加了低于規(guī)定電平的磁通密度的情況下，采樣信號(hào)SOUT小于基準(zhǔn)電壓電路31的差動(dòng)基準(zhǔn)電壓32?33，比較電路14的輸出電壓COUT在