专利名称：线性霍尔传感器的信号处理电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号处理电路，尤其是一种线性霍尔传感器的信号处理电路。
背景技术：
线性霍尔传感器通过感应磁场，并把穿过传感器的磁通量的变化转化为电信号， 过去，人们一般通过放大器直接放大霍尔感应电动势以控制其它系统。当前，面对更低成本 与更高效率的要求，在CMOS技术中直接内嵌霍尔盘与采用SOC系统(system on chip芯片 上系统)。在CMOS技术中的霍尔效应器件能够感应磁场，但是灵敏度很低。为了高线性度 的要求，并不适合将霍尔感应电动势直接放大。内置过采样ADC是当前普遍的设计。在控制系统中，要求霍尔传感器具有高线度，低失调电压与低噪声，ADC的精度 ^ 12位。在很多其它的解决方案中，过采样ADC本身就是适用于高精度ADC，对于汽车与特 殊的工业控制。芯片的工作温度可达150到200°C。在这种极端条件下线性度必须保证。 对于IC设计，同时要求ADC的面积必须控制在一个合理的范围内。现有的发明中，常规的设计通常采用离散型过采样ADC，或2阶甚至更高阶的过采 样ADC，这些结构不但设计复杂且需要更大的版图面积。常规设计通常面对在反馈中严峻的 噪声问题，与对于滤波器更加复杂的设计与更多的版图开销，这些都会导致线性度的恶化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种线性霍尔传感器的信号处理电路，能够在 简化滤波器设计与节省版图开销的基础上，提高抑制噪声的能力与线性度。为解决上述技术问题，本发明线性霍尔传感器的信号处理电路的技术方案是，包 括第一斩波调制器，所述第一斩波调制器的输入端连接霍尔传感器的两个电压信号 输出端，根据时钟信号的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述第一斩波 调制器的两个信号输出端将切换之后的电压信号输出；斩波放大器，所述斩波放大器两个输入端连接到所述第一斩波调制器的两个输出 端，将第一斩波调制器输出的两个电压信号转换成两个电流信号，并由斩波放大器的两个 输出端输出；第二斩波调制器，所述第而斩波调制器的输入端连接所述斩波放大器的两个电流 信号输出端，根据时钟信号的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述第二 斩波调制器的两个信号输出端将切换之后的电流信号输出；一阶滤波器，包括一个积分放大器和两个电容，所述积分放大器的两个输入端连 接所述第二斩波调制器的两个输出端，第一电容的两端分别连接积分放大器的正相输入端 和反相输出端，第二电容的两端分别连接积分放大器的反相输入端和正相输出端，所述一 阶滤波器将输入的电流信号转换成放大的电压信号并输出；并行式模数转换器，将所述一阶滤波器输出的电压信号进行模数转换，输出数字信号，模数转换器的采样频率是时钟信号频率2倍，并且模数转换器采样频率信号的上升 沿在时钟信号的高电平或低电平时的正中间；电流型数模转换器，将所述并行式模数转换器输出的数字信号转换成模拟的电流 信号，将该电流信号连接到所述第一斩波调制器的两个输入端。作为本发明的进一步改进是，所述斩波放大器中，第一 PMOS管的栅极与第二 PMOS 管的栅极相连接，第一 PMOS管的源极连接第三PMOS管的漏极，第三PMOS管的栅极连接第 四PMOS管的栅极，第二 PMOS管的源极连接第四PMOS管的漏极，第一 NMOS管的栅极与第二 NMOS管的栅极连接，第一 NMOS管的漏极连接第三NMOS管的源极，第二 NMOS管的漏极连接 第四NMOS管的源极，第三NMOS管的栅极与第四NMOS管的栅极连接，第一 PMOS管的栅极作 为第一 PMOS节点，连接第四PMOS管的源极，并通过第三电阻连接到第四NMOS管的源极和 第三PMOS管的栅极，第三PMOS管的栅极作为第二 PMOS节点，第一 NMOS管的栅极作为第一 NMOS节点，连接第三NMOS管的漏极，并通过第二电阻连接第三PMOS管的源极和第三NMOS 管的栅极，第三NMOS管的栅极作为第二 NMOS节点，第五PMOS管的栅极连接第一 PMOS节 点，第五PMOS管的源极连接第六PMOS管的漏极，第六PMOS管的栅极连接第二 PMOS节点， 第六PMOS管的源极连接第七、第八PMOS管的源极和衬底端，第七PMOS管的栅极作为第一 信号输入端，第八PMOS管的栅极作为第二信号输入端，第九、第十PMOS管的栅极连接第一 PMOS节点，第九PMOS管的源极连接第十一 PMOS管的漏极，第十PMOS管的源极连接第十二 PMOS管的漏极，第十一、第十二 PMOS管的栅极连接第二 PMOS节点，第五、第六NMOS管的栅 极连接第一 NMOS节点，第五NMOS管的漏极连接第七PMOS管的源极和第七NMOS管的源极， 第六PMOS管的漏极连接第八PMOS管的源极和第八NMOS管的源极，第七、第八NMOS管的栅 极连接第二 NMOS节点，第十一 PMOS管的源极和第七NMOS管的漏极相连接并作为第二信号 输出端，第十二 PMOS管的源极和第八NMOS管的漏极相连接并作为第一信号输出端，第一 PMOS管的漏极和衬底端相连接，并通过第一电阻连接到电源端，第二 PMOS管的漏极和衬底 端、第三PMOS管的衬底端、第四PMOS管的衬底端、第五PMOS管的漏极和衬底端、第六PMOS 管的衬底端、第九PMOS管的漏极和衬底端、第十PMOS管的漏极和衬底端、第十一 PMOS管的 衬底端、第十二 PMOS管的衬底端都连接到电源端，第一 NMOS管的源极和衬底端、第二 NMOS 管的源极和衬底端、第三NMOS管的衬底端、第四NMOS管的衬底端、第五NMOS管的源极和衬 底端、第六NMOS管的源极和衬底端、第七NMOS管的衬底端、第八NMOS管的衬底端都接地。本发明通过采用上述结构，在合理的版图面积开销的条件下，实现了全温度范围 内的(-40 150°C )的很强的噪声抑制与高线性度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明图1为本发明线性霍尔传感器的信号处理电路的结构示意图；图2为本发明斩波调制器的结构示意图；图3为本发明斩波放大器的结构示意图；图4为本发明模数转换器的结构示意图；图5为本发明数模转换器的结构示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种线性霍尔传感器的信号处理电路，如图1所示，包括第一斩波调制器，所述第一斩波调制器的输入端连接霍尔传感器的两个电压信号 输出端，根据时钟信号(CK、CKB)的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述 第一斩波调制器的两个信号输出端将切换之后的电压信号输出；斩波放大器(CPA)，所述斩波放大器两个输入端连接到所述第一斩波调制器的两 个输出端，将第一斩波调制器输出的两个电压信号转换成两个电流信号，并由斩波放大器 的两个输出端输出；第二斩波调制器，所述第而斩波调制器的输入端连接所述斩波放大器的两个电流 信号输出端，根据时钟信号的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述第二 斩波调制器的两个信号输出端将切换之后的电流信号输出；一阶滤波器，包括一个积分放大器(ITA)和两个电容，所述积分放大器的两个输 入端连接所述第二斩波调制器的两个输出端，第一电容的两端分别连接积分放大器的正相 输入端和反相输出端，第二电容的两端分别连接积分放大器的反相输入端和正相输出端， 所述一阶滤波器将输入的电流信号转换成放大的电压信号并输出；并行式模数转换器，将所述一阶滤波器输出的电压信号进行模数转换，输出数字 信号，模数转换器的采样频率是时钟信号频率2倍，并且模数转换器采样频率信号的上升 沿在时钟信号的高电平或低电平时的正中间；电流型数模转换器(DAC)，将所述并行式模数转换器输出的数字信号转换成模拟 的电流信号，将该电流信号连接到所述第一斩波调制器的两个输入端。所述电路中的模拟信号都是差分信号。所述斩波放大器中，第一 PMOS管的栅极MPl与第二 PMOS管MP2的栅极相连接，第 一 PMOS管MPl的源极连接第三PMOS管MP3的漏极，第三PMOS管MP3的栅极连接第四PMOS 管MP4的栅极，第二 PMOS管MP2的源极连接第四PMOS管MP4的漏极，第一 NMOS管MPl的栅 极与第二 NMOS管MP2的栅极连接，第一 NMOS管丽1的漏极连接第三NMOS管丽3的源极， 第二匪OS管丽2的漏极连接第四匪OS管丽4的源极，第三匪OS管丽3的栅极与第四匪OS 管MN4的栅极连接，第一 PMOS管MPl的栅极作为第一 PMOS节点VPl，连接第四PMOS管MP4 的源极，并通过第三电阻R3连接到第四NMOS管丽1的源极和第三PMOS管MP3的栅极，第 三PMOS管MP3的栅极作为第二 PMOS节点VP2，第一匪OS管丽1的栅极作为第一匪OS节点 VNl，连接第三NMOS管丽3的漏极，并通过第二电阻R2连接第三PMOS管MP3的源极和第三 NMOS管MN3的栅极，第三NMOS管MN3的栅极作为第二 NMOS节点VN2，第五PMOS管MP5的 栅极连接第一 PMOS节点VPl，第五PMOS管MP5的源极连接第六PMOS管MP6的漏极，第六 PMOS管MP6的栅极连接第二 PMOS节点VP2，第六PMOS管MP2的源极连接第七、第八PMOS管 MP7、MP8的源极和衬底端，第七PMOS管MP7的栅极作为第一信号输入端INP，第八PMOS管 MP8的栅极作为第二信号输入端INN，第九、第十PMOS管MP9、MP10的栅极连接第一 PMOS节 点VPl，第九PMOS管MP9的源极连接第i^一 PMOS管MPl 1的漏极，第十PMOS管MPlO的源极 连接第十二 PMOS管MP12的漏极，第i^一、第十二 PMOS管MP11、MP12的栅极连接第二 PMOS 节点VP2，第五、第六匪OS管丽5、丽6的栅极连接第一匪OS节点VNl，第五匪OS管丽5的 漏极连接第七PMOS管MP7的源极和第七NMOS管丽7的源极，第六PMOS管MP6的漏极连接第八PMOS管MP8的源极和第八NMOS管MN8的源极，第七、第八NMOS管MN7、MN8的栅极连 接第二 NMOS节点VN2，第i^一 PMOS管MPll的源极和第七NMOS管丽7的漏极相连接并作为 第二信号输出端0UTN，第十二 PMOS管MP12的源极和第八NMOS管MN8的漏极相连接并作为 第一信号输出端0UTP，第一 PMOS管MPl的漏极和衬底端相连接，并通过第一电阻Rl连接 到电源端VDD，第二 PMOS管MP2的漏极和衬底端、第三PMOS管MP3的衬底端、第四PMOS管 MP4的衬底端、第五PMOS管MP5的漏极和衬底端、第六PMOS管MP6的衬底端、第九PMOS管 MP9的漏极和衬底端、第十PMOS管MPlO的漏极和衬底端、第i^一 PMOS管MPll的衬底端、 第十二 PMOS管MP12的衬底端都连接到电源端VDD，第一 NMOS管丽1的源极和衬底端、第 二 NMOS管丽2的源极和衬底端、第三NMOS管丽3的衬底端、第四NMOS管MN4的衬底端、第 五NMOS管丽5的源极和衬底端、第六NMOS管M6的源极和衬底端、第七NMOS管丽7的衬底 端、第八NMOS管MN8的衬底端都接地GND。本发明中，带有霍尔传感器，例如霍尔盘作为反馈，内置斩波稳定以获得更高的精 度，提高了噪声性能并优化版图面积。具体来说，本发明包含的过采样调制器中的霍尔盘既 作为磁传感器件，也作为调制器中的反馈模块。霍尔盘输出VAP与VAN信号，不但感应穿过 它的磁场，还作为环路的反馈负载。来自霍尔盘与反馈的VAP-VAN的信号被CK和CKB的第 一斩波调制器调制成VBP-VBN。VBP与VBN被灌入CPA，在这里VBP与VBN被转换成电流，通 过节点VCP与VCN。CPA之后是第二斩波调制器，它的作用是通过CK与CKB周期性地切换把 输入信号VCP与VCN变为输出信号VDP与VDN。VDP与VDN连着ITA与电容Cl与C2。ITA 与电容C1、C2组成了一阶滤波器。ITA的直流增益大于80db，VDP与VDN的节点电位相同。 来自CPA的电流将流入Cl与C2根据电容电流的积分效应。电容的输出电流被转换成放大 电压VEP与VEN，本发明中所采用的模数转换器是4位的并行式ADC。当时钟信号STRB为 高电平时，它把VEP与VEN的电压转换成4位的数字码DOUT (3:0)，台阶的大小由灌入IREF 口的电流的大小决定。本发明中所采用的数模转换器是4位的电流型DAC，输出一对差分电 流到节点VAP与VAN。由于霍尔盘的阻抗负载特性，一个反馈电压从霍尔盘感应的霍尔感应 电动势中减去，在模数转换器并行输出D0UT(3:0)之后，数模转换器将根据DOUT(3:0)信号 调整输出到节点VAP与VAN的电流。为了在环路达到高线性度，霍尔盘的输出信号，电流型DAC输出，CPA与ITA的输 入与输出，4位并行式ADC的输入，以上这些信号都是全差分信号，以消除由于环路的非线 性特性导致的二阶谐波失真。虽然是一个连续时间的过采样ADC，它仍然需要时钟驱动电路。时钟主要有两个 用途一是用于两个斩波调制器，斩波调制器将失调电压与CPA的低频噪声调制到时钟频 率附近的频带，然后通过环路滤波器与数字转换器的采样将它们从环路中移除。第二是用 作4位数字转换器的时钟间门，数字转换器采样模拟信号，并把模拟信号电平转换成数字 码。为实现失调电压与低频噪声良好的抑制，给数字转换器的STRB的频率应该是给斩波调 制器的时钟的2倍。为了在噪声衰减、失调、低频噪声消除这些性能上实现折衷平衡，斩波 调制器的频率应当在50KHz 500KHz范围内。如图1所示，其中霍尔传感器采用的是霍尔盘，输出VAP与VAN，霍尔盘不但感应穿 过它的磁场，而且是环路的反馈负载。在第一斩波调制器，VAP-VAN的信号被CK与CKB调 制成VBP-VBN。然后CPA把VBP与VBN节点的电压信号转换成电流信号，流过VCP与VCN节点。第二斩波调制器通过CK与CKB周期性地把输入信号VCP与VCN切换成输出信号VDP 与VDN。积分放大器与C1，C2组成了一阶环路滤波器。积分环路滤波器ITA的直流增益大 于80db，节点VDP与VDN的电位相同，来自CPA的电流将流入Cl与C2。根据电容电流的 积分效应，电容的输出电流被转换成放大电压VEP与VEN。模数转换器采用4位的并行式 ADC0当STRB在高位时，它把VEP与VEN的电压转换成4位的数字码DOUT (3:0)，台阶的大 小由灌入IREF 口的电流的大小决定。数模转换器是4位的电流型DAC，输出一对差分电流 到节点VAP与VAN。由于霍尔盘的阻抗负载特性，一个反馈电压从霍尔盘感应的霍尔感应 电动势中减去，在模数转换器并行输出D0UT(3:0)之后，数模转换器将根据DOUT(3:0)信号 调整输出到节点VAP与VAN的电流。对于霍尔盘对磁场的感应，它的灵敏度大约是IOuV IOOuV每毫特(mili-Tesla，mT)，一般的磁场应用范围在IOmT 150mT之间，感应到的电压 小于15mV，感应到电压与失调电压，噪声一起加入ADC环路。在本发明中，霍尔感应电压通 过Gm-C结构放大与过滤。CK与CKB是互补信号，它们的占空比严格控制在50%。STRB的 频率是CK与CKB的2倍，且它的高电平在CK/CKB的高低电平的正中间。图2为嵌套在过采样ADC中斩波调制器。它由SWl到SW4的开关阵列组成。SWl 到SW4的开关由CK与CKB控制。当CK为高，CKB为低时，SWl与SW4关闭，同时SW2与SW3 断开。输出OUTl被连接到输入IN1，输出0UT2被连接到输入IN2。当CK为低，CKB为高时， Sffl与SW4断开，同时SW2与SW3关闭，输出0UT2被连接到输入IN1，输出OUTl被连接到输 入 IN2。图3是斩波放大器CPA的电路示意图，这个CPA的作用是把斩波信号转换成1阶 滤波器的充电电流。恒定Gm的CPA包含两部分PM0S管MPl MP4，NM0S管MNl MN4与 电阻Rl R3组成偏置产生电路；PMOS管MP5 MP12与匪OS管丽4 丽7组成预算跨导 放大器电路。通过选择Il = 12，(ff/L)MP0 (ff/L)MPl = 4 1，12 可以表达成如下C=^^设(W/L)MP5 (ff/L)MPl = A。MP7 MP8的DC Gm(直流跨导)可以表达如下Gmpi = Gmps = JlA2XKpXl2 = 4。
K
Gm 跨导A:器件的宽长比W/LI 流过器件的电流Kp 跨导参数，Kp = μ pXCox，μ P为PMOS管中空穴迁移率，Cox为氧化层电容。本发明中，霍尔盘的感应电压减去环路反馈电压所产生输入交流信号小于ImVJi 于全输入范围，用直流Gm把输入电压信号转换成输出电流已经足够精确。为了电流的匹 配，采用被VP2与VN2控制的共源共栅偏置结构。图4为具有简单的拓扑结构与高线性度的4位并行式ADC的示意图。电路包含三 部分电阻梯RO R15产生15个基准电压Vl V15 ；比较器阵列Il 115把VIP-VIN的 电压转换成15位的温度码。116是编码器，把温度码编码为4位的二进制码。数字转换器的转换台阶由IREF*R决定。出于速度考虑，以及考虑到工艺或环境因素造成的衰减效应， IREF应当大于20uA，IREF应当与R在工艺与温度变化上有相同的趋势。这个4位并行式 ADC通过时钟STRB控制并行输出，当STRB的高电平来时，ADC把VIP-VIN信号转换成数字 码。为了达到高线性度，从霍尔盘到并行式ADC采用差分信号通路。为降低4位并行式ADC 的复杂度，在实现上采用4输入的比较器，它可以表达如下，例如对于Il 如果VIP-VIN > V15-V1，则 D14 = 1，否则 D14 = 0。图5为本发明中，由4位电流型DAC与霍尔盘的阻抗模型组成的反馈部分的示意 图。反馈包含2部分一部分是4位电流输出DAC，它由4位解码器，与15个相同的电 流单元组成，这个DAC差分输出电流；另一部分是霍尔盘阻抗模型。霍尔盘的阻抗模型由四 个相等的电阻与两个电压源组成，四个电阻作龟甲状连接，电压源代表感应到的霍尔感应 电动势。如果没有电流型DAC连接到节点VHP与VHN，VHP到VHN的电压可以表达成2VH(VH =0. 5*S*B，S是霍尔盘的磁感应强度，B是通过磁尔盘的磁场大小)，VHP-VHN这个电压就是 感应到霍尔电压。4位电流型DAC由4位解码器与15个电流单元Ql Q16组成，解 码器QO把二进制码DIN (3:0)转换成互补的温度码DP (14:0)与DN (14:0)，DP (η)与DN (η) (η = 0 14)，将决定选通哪个电流单元Q (n+1)，IOUTP或IOUTN拉出单元电流，当DP (η) =1，选通I0UTP，当DN(n) =1，选通10^^。电流型DAC选通IOUTP可以表达成IOUTP = 0顶(3:0)*1，且10^ +10^^ = 15*1。这个模块后面接的是节点VHP与VHN，VHP到VHN的 电压可以表达成VHP-VHN = 2VH-{[2*DIN(3:0)_15]*I*R}，DIN(3:0)是十进制，因为DIN(3:0)代表前一时间的霍尔电压的值。这个功能体现 了 ADC的环路反馈。为了避免从霍尔盘拉电流的负面效应，DAC的总电流大约是给霍尔盘 偏置电流的左右。本发明带有霍尔盘反馈与内置斩波调制器，包含过采样的环路与斩波调制器。过 采样环路由斩波放大器(CPA)，包含滤波电容与积分放大器的一阶环路滤波器，4位模数转 换器与反馈电路组成。两个斩波调制器分别嵌套在CPA的前后。斩波调制器是一系列CMOS 开关，开关的尺寸是精心设计的。CPA是一个运算跨导放大器(OTA)，它能把输出的电压信 号线性地转化为电流，并且在全条件下例如工艺与温度变化中保持固定增益。滤波电容与 ITA连接过采样环路的有源一阶滤波器。4位的数字转换器是15个比较器组成的阵列，它 的作用是把滤波出来信号转换为4位的数字信号。由4位DAC与霍尔盘组成的反馈把输出 码转换成反馈电压，这个反馈电压将从输入信号中被减去。因为输入的信号非常微弱，CPA 前后的斩波调制器把CPA失调电压与闪烁噪声调制到高频带，并被滤波器滤除。CPA中的恒 定Gm在全条件下保持环路更加稳定。
权利要求
1.一种线性霍尔传感器的信号处理电路，其特征在于，包括第一斩波调制器，所述第一斩波调制器的输入端连接霍尔传感器的两个电压信号输出 端，根据时钟信号的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述第一斩波调制 器的两个信号输出端将切换之后的电压信号输出；斩波放大器，所述斩波放大器两个输入端连接到所述第一斩波调制器的两个输出端， 将第一斩波调制器输出的两个电压信号转换成两个电流信号，并由斩波放大器的两个输出 端输出；第二斩波调制器，所述第而斩波调制器的输入端连接所述斩波放大器的两个电流信号 输出端，根据时钟信号的频率将两个输入信号在正相与反相之间切换，并由所述第二斩波 调制器的两个信号输出端将切换之后的电流信号输出；一阶滤波器，包括一个积分放大器和两个电容，所述积分放大器的两个输入端连接所 述第二斩波调制器的两个输出端，第一电容的两端分别连接积分放大器的正相输入端和反 相输出端，第二电容的两端分别连接积分放大器的反相输入端和正相输出端，所述一阶滤 波器将输入的电流信号转换成放大的电压信号并输出；并行式模数转换器，将所述一阶滤波器输出的电压信号进行模数转换，输出数字信号， 模数转换器的采样频率是时钟信号频率2倍，并且模数转换器采样频率信号的上升沿在时 钟信号的高电平或低电平时的正中间；电流型数模转换器，将所述并行式模数转换器输出的数字信号转换成模拟的电流信 号，将该电流信号连接到所述第一斩波调制器的两个输入端。
2.根据权利要求1所述的线性霍尔传感器的信号处理电路，其特征在于，所述电路中 的模拟信号都是差分信号。
3.根据权利要求1所述的线性霍尔传感器的信号处理电路，其特征在于，所述斩波放 大器中，第一 PMOS管的栅极与第二 PMOS管的栅极相连接，第一 PMOS管的源极连接第三 PMOS管的漏极，第三PMOS管的栅极连接第四PMOS管的栅极，第二 PMOS管的源极连接第四 PMOS管的漏极，第一 NMOS管的栅极与第二 NMOS管的栅极连接，第一 NMOS管的漏极连接第 三NMOS管的源极，第二 NMOS管的漏极连接第四NMOS管的源极，第三NMOS管的栅极与第四 NMOS管的栅极连接，第一 PMOS管的栅极作为第一 PMOS节点，连接第四PMOS管的源极，并通 过第三电阻连接到第四NMOS管的源极和第三PMOS管的栅极，第三PMOS管的栅极作为第二 PMOS节点，第一 NMOS管的栅极作为第一 NMOS节点，连接第三NMOS管的漏极，并通过第二 电阻连接第三PMOS管的源极和第三NMOS管的栅极，第三NMOS管的栅极作为第二 NMOS节 点，第五PMOS管的栅极连接第一 PMOS节点，第五PMOS管的源极连接第六PMOS管的漏极， 第六PMOS管的栅极连接第二 PMOS节点，第六PMOS管的源极连接第七、第八PMOS管的源极 和衬底端，第七PMOS管的栅极作为第一信号输入端，第八PMOS管的栅极作为第二信号输入 端，第九、第十PMOS管的栅极连接第一 PMOS节点，第九PMOS管的源极连接第十一 PMOS管 的漏极，第十PMOS管的源极连接第十二 PMOS管的漏极，第十一、第十二 PMOS管的栅极连接 第二 PMOS节点，第五、第六NMOS管的栅极连接第一 NMOS节点，第五NMOS管的漏极连接第 七PMOS管的源极和第七NMOS管的源极，第六PMOS管的漏极连接第八PMOS管的源极和第八 NMOS管的源极，第七、第八NMOS管的栅极连接第二 NMOS节点，第十一 PMOS管的源极和第七 NMOS管的漏极相连接并作为第二信号输出端，第十二 PMOS管的源极和第八NMOS管的漏极相连接并作为第一信号输出端，第一 PMOS管的漏极和衬底端相连接，并通过第一电阻连接 到电源端，第二 PMOS管的漏极和衬底端、第三PMOS管的衬底端、第四PMOS管的衬底端、第 五PMOS管的漏极和衬底端、第六PMOS管的衬底端、第九PMOS管的漏极和衬底端、第十PMOS 管的漏极和衬底端、第十一 PMOS管的衬底端、第十二 PMOS管的衬底端都连接到电源端，第 一 NMOS管的源极和衬底端、第二 NMOS管的源极和衬底端、第三NMOS管的衬底端、第四NMOS 管的衬底端、第五NMOS管的源极和衬底端、第六NMOS管的源极和衬底端、第七NMOS管的衬 底端、第八NMOS管的衬底端都接地。
全文摘要
本发明公开了一种线性霍尔传感器的信号处理电路，包含过采样的环路与斩波调制器。过采样环路由CPA、包含滤波电容与积分放大器的一阶环路滤波器及4位数字转换器与反馈电路组成。两个斩波调制器分别嵌套在CPA的前后。CPA是一个运算跨导放大器，把输出的电压信号线性地转化为电流，并且在全条件下保持固定增益。滤波电容与ITA连接过采样环路的有源一阶滤波器。4位的模数转换器把滤波出来信号转换为4位的数字信号，由4位DAC与霍尔盘组成的反馈把输出码转换成反馈电压，这个反馈电压将从输入信号中被减去。因为输入的信号非常微弱，CPA前后的斩波调制器把CPA失调电压与闪烁噪声调制到高频带，并被滤波器滤除。CPA中的恒定Gm在全条件下保持环路更加稳定。
文档编号G01D5/14GK102109360SQ20091020204
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者古炯钧, 周平, 张宁, 王楠, 骆川 申请人:上海华虹Nec电子有限公司