本實(shí)用新型屬于電磁效應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路。

背景技術(shù)：

目前，霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾(A.H.Hall，1855—1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制時發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。

利用霍爾效應(yīng)設(shè)計(jì)的霍爾開關(guān)，具有無觸點(diǎn)、低功耗、使用壽命長、響應(yīng)頻率高、可靠性好等特點(diǎn)，近年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，取代傳統(tǒng)的接觸式開關(guān)。

常規(guī)的霍爾開關(guān)如圖1所示，包括霍爾感應(yīng)區(qū)、偏置基準(zhǔn)、電壓放大器、遲滯比較器、振蕩器、邏輯控制電路、鎖存器等模塊。偏置基準(zhǔn)提供整個開關(guān)電路需要的偏置電流、偏置電壓和基準(zhǔn)電壓等，當(dāng)磁場通過霍爾感應(yīng)區(qū)后，在電壓放大器倆輸入端產(chǎn)生霍爾電動勢VH，通過電壓放大器的放大后和偏置基準(zhǔn)產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，然后通過控制電路，鎖存器的運(yùn)算控制，最后得到0或者1的輸出。其中振蕩器負(fù)責(zé)產(chǎn)生固定頻率的時鐘信號，可用作內(nèi)部開關(guān)信號和固定喚醒信號。

霍爾感應(yīng)區(qū)一般采用N性或者P型半導(dǎo)體來設(shè)計(jì)，霍爾電動勢的產(chǎn)生過程 中，電流方向、晶格方向、晶格缺陷、霍爾感應(yīng)區(qū)圖形形狀的不同都會產(chǎn)生失調(diào)，特別是隨著系統(tǒng)對霍爾開關(guān)器件的低功耗，高靈敏度，高一致性要求越來越高，霍爾開關(guān)的設(shè)計(jì)對失調(diào)電壓的消除電路提出了新的要求。

因此，鑒于上述方案于實(shí)際制作及實(shí)施使用上的缺失之處，而加以修正、改良，同時本著求好的精神及理念，并由專業(yè)的知識、經(jīng)驗(yàn)的輔助，以及在多方巧思、試驗(yàn)后，方創(chuàng)設(shè)出本實(shí)用新型，特再提供一種霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中霍爾開關(guān)失調(diào)電壓不能徹底消除的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路，包括霍爾感應(yīng)區(qū)，霍爾感應(yīng)區(qū)接入恒流電流，霍爾感應(yīng)區(qū)分別在四個方向接入四組互不交疊的開關(guān)信號，霍爾感應(yīng)區(qū)的輸出端連接有平均電路，平均電路連接有遲滯比較電路。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，四組互不交疊的開關(guān)信號輸入角度依次為：0°、90°、180°、270°。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，平均電路包括一差分放大器，差分放大器的兩個輸入端分別連接有第一電容和第二電容。消除本身帶來的失調(diào)。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，遲滯比較電路包括一遲滯比較器，遲滯比較器的兩個輸入端分別接有第三電容和第四電容。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，差分放大器為斬波放大器。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，恒流電流利用電源偏置電路提供，且其與PVT無關(guān)。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，霍爾感應(yīng)區(qū)為基于CMOS工藝的霍爾開關(guān)。

采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是：在通過四組開關(guān)信號將第一放大信號和第二放大信號進(jìn)行平均，采用將第一放大信號和第二放大信號存放在對應(yīng)電容上，然后將第一放大信號和第二放大信號平均到同一個電容上。在通過四組開關(guān)信號將第一放大信號和第二放大信號進(jìn)行平均后，進(jìn)一步利用遲滯比較器輸出比較信號，從而根據(jù)磁場強(qiáng)度得到輸出信號的高或者低。所述四組互不交疊的開關(guān)信號通過開關(guān)電容的導(dǎo)通與斷開控制開關(guān)的導(dǎo)通與斷開。本實(shí)用新型可以基本消除因?yàn)樯a(chǎn)、工藝偏差等帶來的個體差異和內(nèi)部失調(diào)，通過4組互不交疊的開關(guān)信號，將四個方向360度無死角，都進(jìn)行檢測并平均，這樣可以充分消除各個方向的失調(diào)，并利用斬波放大器放大，消除電路帶來的失調(diào)，從而能夠真正消除失調(diào)，得到一個穩(wěn)定的磁場翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路示意圖；

圖2a為霍爾感應(yīng)區(qū)的示意圖；

圖2b為平均電路的電路圖；

圖2c為遲滯比較電路的電路圖；

圖3為開關(guān)信號的周期關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路，包括霍爾感應(yīng)區(qū)，所述霍爾感應(yīng)區(qū)接入恒流電流，所述霍爾感應(yīng)區(qū)分別在四個方向接入四組互不交疊的開關(guān)信號，并將磁場信號轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電動勢的電壓信號，所述電壓信號利用四組開關(guān)時鐘信號控制傳輸門及差分放大器得到四組第一放大信號和第二放大信號，并通過四組開關(guān)信號將四組第一放大信號和第二放大信號進(jìn)行平均，消除四個方向的霍爾電壓值的差異。

具體的，請參照如圖2a所示，本霍爾感應(yīng)區(qū)在0°、90°、180°、270°四個方向上分別設(shè)置有信號接入點(diǎn)A、B、C和D，且四個信號接入點(diǎn)A、B、C和D分別通過P溝道MOS管和N溝道MOS管接入恒流電流及四組不交疊的開關(guān)信號，然后霍爾感應(yīng)區(qū)將磁場信號轉(zhuǎn)化成為感應(yīng)電動勢的電壓信號。

下面請參照圖2b，四個信號接入點(diǎn)A、B、C和D還分別接有平均電路，平均電路,電壓信號利用四組開關(guān)的時鐘信號控制傳輸門及差分放大器得到四組第一放大信號和第二放大信號，并通過四組開關(guān)信號將四組第一放大信號和第二放大信號進(jìn)行平均,先將第一放大信號和第二放大信號存放在對應(yīng)電容上，然后將第一放大信號和第二放大信號平均到同一個電容上。

下面再參照圖2c，平均電路還連接有消除電路，本實(shí)施例中消除電路采用遲滯比較電路，遲滯比較電路包括一遲滯比較器，將對四組第一放大信號和第二放大信號進(jìn)行平均后，再利用遲滯比較器進(jìn)一步對平均后的信號進(jìn)行遲滯比較，然后輸出比較信號，從而根據(jù)磁場強(qiáng)度得到輸出信號的高或者低。

下面再參照圖3，四組開關(guān)信號由第一組開關(guān)信號到第四組開關(guān)信號再到平均信號依次進(jìn)行，構(gòu)成一個工作周期，連續(xù)循環(huán)。

需要注意的是，本實(shí)用新型中差分放大器采用斬波放大器，可以有效地消除變壓器本身帶來的失調(diào)，開關(guān)信號的周期如圖3所示，由于在在0°、90°、180°、270°四個方向上分別設(shè)置信號接入點(diǎn)A、B、C和D，因此四個信號接入點(diǎn)接收的開關(guān)信號周期依次錯開，并且時鐘信號的位于四組開關(guān)信號之后，周期與開關(guān)信號周期錯開。

本霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除電路，可以基本消除因?yàn)樯a(chǎn)、工藝偏差等帶來的個體差異和內(nèi)部失調(diào)，通過4組互不交疊的開關(guān)信號，將四個方向360度無死角，都進(jìn)行檢測并平均，這樣可以充分消除各個方向的失調(diào)，并利用斬波放大器放大，消除電路帶來的失調(diào)，從而能夠真正消除失調(diào)，得到一個穩(wěn)定的磁場翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，且與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)方案相比，本霍爾開關(guān)失調(diào)電壓消除方法采用的元件更少，電路結(jié)構(gòu)更加簡單，節(jié)約了成本。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。