运用于多霍尔板的匹配电路的制作方法

本实用新型涉及集成电路设计技术领域，具体地说，涉及一种运用于多霍尔板的匹配电路。

背景技术：

霍尔板作为一种运用霍尔效应的传感器器件，在对其所产生的信号进行处理时，通常会运用到霍尔运放对霍尔板处的信号进行放大。当涉及到多霍尔板电路时，通常是将相邻霍尔板的差分信号输出给同一个下一级霍尔运放以进行处理。

现有霍尔运放中用作信号输入的差分对管大多采用NMOS或者PMOS结构，但是MOS管属于电压控制型器件，当电流在较小范围内变化时霍尔运放不敏感，同时这种结构会带来很大的热噪声以及失调(offset)问题，为消除失调(offset)问题，需要加入斩波放大器(Chopper)电路，此时又需要增加额外的数字时序电路来控制斩波放大器(Chopper)电路，这就直接大大增加了电路的复杂程度。

虽然采用NPN管作为霍尔运放中用作信号输入的差分对管能够较佳地减小失调(offset)带来的影响且噪声较低，但是由于NPN管属于电流控制型器件，采用NPN管的霍尔运放会由于霍尔板存在输出复用而导致流入霍尔运放内的电流不同，从而导致放大倍数不同，这就会导致霍尔板间的不匹配。

技术实现要素：

本实用新型的内容是提供一种运用于多霍尔板的匹配电路，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本实用新型的运用于多霍尔板的匹配电路，其包括依次设置的至少3个霍尔板，任意相邻霍尔板的差分信号均输入至同一霍尔运放处，霍尔运放中用作信号输入的差分对管采用NPN管；所述至少3个霍尔板中仅向1个霍尔运放输入差分信号的霍尔板还同时向一冗余霍尔运放输入差分信号，冗余霍尔运放中用作信号输入的差分对管采用NPN管。

本实用新型中，霍尔运放采用了NPN管作为信号输入的差分对管，由于NPN管为一种电流控制型器件，因此能够较为敏感地感应到电流的变化，同时还能够较佳的消除失调(offset)带来的影响且噪音较低。

另外，本实用新型中，由于仅向1个霍尔运放输入差分信号的霍尔板还同时向一冗余霍尔运放输入差分信号，从而保证了每一个霍尔板的输出信号均被复用了2次，从而保证了任一霍尔运放自同一霍尔板处接收到的电流信号(大小)均基本相同，这使得每个霍尔板均能够较佳地被匹配。

作为优选，霍尔板共计3个，分别为霍尔板H1、霍尔板H2和霍尔板H3；霍尔运放共计2个，分别为霍尔运放A和霍尔运放B；霍尔板H1的差分信号同时输入给霍尔运放A和冗余霍尔运放，霍尔板H2的差分信号同时输入给霍尔运放A和霍尔运放B，霍尔板H3的差分信号同时输入给霍尔运放B和冗余霍尔运放。从而能够较佳地对三霍尔板双端输出霍尔电路中的3个霍尔板进行匹配。

作为优选，任一霍尔运放的输出端均依次连接有增益级、滤波器、比较器和输出级。霍尔运放能够较佳地将霍尔板H1处的信号放大至后续电路能够处理的范围，增益级能够进一步地对霍尔运放输出的信号进行放大从而便于后续电路处理，滤波器能够较佳对经增益级处理后的信号进行滤波进而得到较为平稳的信号，比较器能够将滤波器后的信号进行比较进而得到一个数字信号。

作为优选，霍尔板、霍尔运放和冗余霍尔运放均封装于同一芯片中。从而结构简单、便于使用。

附图说明

图1为实施例1中的一种多霍尔板的匹配电路的示意图；

图2为实施例1中的霍尔运放的内部电路示意图；

图3为实施例1中的冗余霍尔运放的内部电路示意图；

图4为实施例1中不设冗余霍尔运放的霍尔板电路的示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本实用新型进行解释而并非限定。

实施例1

本实施例提供了一种运用于多霍尔板的匹配电路，其包括依次设置的至少3个霍尔板，任意相邻霍尔板的差分信号均输入至同一霍尔运放处，霍尔运放中用作信号输入的差分对管采用NPN管；所述至少3个霍尔板中仅向1个霍尔运放输入差分信号的霍尔板还同时向一冗余霍尔运放输入差分信号，冗余霍尔运放中用作信号输入的差分对管采用NPN管。

为了便于现有技术人员更加清楚地明白本发明的方案，本实施例给出了一种运用于三霍尔板双端输出霍尔电路的匹配电路。

如图1所示，本实施例中的霍尔板共计3个，分别为霍尔板H1、霍尔板H2和霍尔板H3；霍尔运放共计2个，分别为霍尔运放A和霍尔运放B；霍尔板H1的差分信号同时输入给霍尔运放A和冗余霍尔运放，霍尔板H2的差分信号同时输入给霍尔运放A和霍尔运放B，霍尔板H3的差分信号同时输入给霍尔运放B和冗余霍尔运放。

另外，霍尔运放A输出的信号经增益级、滤波器和比较器处理后得到一数字信号后通过一输出级输出第一独立信号OUTA；霍尔运放B输出的信号经增益级、滤波器和比较器处理后得到一数字信号后通过一输出级输出第二独立信号OUTB；其中，输出级包括一输出管，比较器输出的数字信号控制输出管的导通或截止。

本实施例中，霍尔板、霍尔运放和冗余霍尔运放均封装于同一芯片中。从而便于使用，另外，由于采用了本实施例中的匹配电路，本实施例能够较佳地减小失调电压和热噪声，且由于电路整体的复杂程度的降低，从而能够较佳地降低封装芯片的面积和制造成本，进而能够达到较高的性价比。

如图2所示，为本实施例中的霍尔运放(霍尔运放A、霍尔运放B和冗余霍尔运放)的内部电路图，其用作信号输入的差分对管采用NPN管。其中，NPN管共计2对，图中的IN1、IN2、IN3和IN4分别为该2对的基极端，IN1和IN3用于接收同一霍尔板的差分信号，IN2和IN4用于接收同一霍尔板的差分信号；Vbias为输入偏置电压，OUT1和OUT2为霍尔运放的一对输出端。

结合图3所示，本实施例中，霍尔板H1输出的差分信号A和B，不仅接入霍尔运放A的IN1和IN3(或IN2和IN4)端，还接入冗余霍尔运放的IN1和IN3(或IN2和IN4)端；霍尔板H2输出的差分信号C和D，不仅接入霍尔运放A的IN2和IN4(或IN1和IN3)端，还接入霍尔运放B的IN1和IN3(或IN2和IN4)端；霍尔板H3输出的差分信号E和F，不仅接入霍尔运放B的IN2和IN4(或IN1和IN3)端，还接入冗余霍尔运放的IN2和IN4(或IN1和IN3)端。通过此种结构，使得霍尔板H1、霍尔板H2和霍尔板H3输出的信号均被复用2次，从而保证了向霍尔运放A和/或霍尔运放B输出的电流能够相互匹配。

如图4所示，若不采用冗余霍尔运放，就会存在仅霍尔板H2的输出是被复用的，而由于NPN管属于电流控制型元件，而霍尔板H2输出信号的复用必然就会导致霍尔板H2流入霍尔运放A和霍尔运放B的电流与霍尔板H1流入霍尔运放A的电流及霍尔板H3流入霍尔运放B的电流存在差异，这就造成了霍尔板H1、霍尔板H2和霍尔板H3的不相匹配。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。