物联网高灵敏度磁性传感器采样电路的制作方法

文档序号:9666130阅读:582来源:国知局
物联网高灵敏度磁性传感器采样电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路技术领域,涉及一种磁性传感器,尤其涉及一种物联网高灵敏度磁性传感器采样电路。
【背景技术】
[0002]随着物联网技术的发展,高灵敏度磁性传感器已经渐渐在各个领域得到广泛的应用。为响应节能环保、绿色低碳生活的号召,物联网高灵敏度磁性传感器同其它各种电子设备一样,低功耗是永无止境的追求。
[0003]现有技术中,物联网高灵敏度磁性传感器感应电压采样、传输电路及方法示意图如图1所示,CLKU CLK2为时钟信号,时钟信号CLKl经反相器101得时钟信号CLK1B,时钟信号CLK2经反相器102得时钟信号CLK2B ;P型沟道MOS场效应管103栅极接时钟信号CLK1B,源极接电源,漏极接磁感应盘107第一端;P型沟道MOS场效应管104栅极接时钟信号CLK2B,源极接电源,漏极接磁感应盘107第二端;N型沟道MOS场效应管105栅极接时钟信号CLK2,源极接地,漏极接磁感应盘107第三端;N型沟道MOS场效应管106栅极接时钟信号CLK1,源极接地,漏极接磁感应盘107第四端;传输门108 —端接磁感应盘107第二端,另一端接感应电压采样、传输第一输出VHALLA,受控时钟信号为CLKl ;传输门109 —端接磁感应盘107第一端,另一端接感应电压采样、传输第一输出VHALLA,受控时钟信号为CLK2 ;传输门110 —端接磁感应盘107第四端,另一端接感应电压采样、传输第二输出VHALLB,受控时钟信号为CLK2 ;传输门111 一端接磁感应盘107第三端,另一端接感应电压采样、传输第二输出VHALLB,受控时钟信号为CLK1。
[0004]由以上连接关系,当CLKl为高电平时,P型沟道MOS场效应管103导通,P型沟道MOS场效应管104关闭,N型沟道MOS场效应管105关闭,N型沟道MOS场效应管106导通,电流从磁感应盘107第一端流至第四端,感应电压产生在磁感应盘107第二端与第三端之间;传输门108导通,传输门109关闭,传输门110关闭,传输门111导通,产生在磁感应盘107第二端与第三端之间的感应电压通过传输门108及传输门111,传输至感应电压采样、传输第一输出VHALLA与感应电压采样、传输第二输出VHALLB之间。当CLK2为高电平时,P型沟道MOS场效应管103关闭,P型沟道MOS场效应管104导通,N型沟道MOS场效应管105导通,N型沟道MOS场效应管106关闭,电流从磁感应盘107第二端流至第三端,感应电压产生在磁感应盘107第一端与第四端之间;传输门108关闭,传输门109导通,传输门110导通,传输门111关闭,产生在磁感应盘107第一端与第四端之间的感应电压通过传输门109及传输门110,传输至感应电压米样、传输第一输出VHALLA与感应电压米样、传输第二输出VHALLB之间。
[0005]为了避免P型沟道MOS场效应管103、P型沟道MOS场效应管104、N型沟道MOS场效应管105、N型沟道MOS场效应管106同时导通增加磁感应盘107功耗的风险,同时也为了避免后续传输门同时导通造成感应电压传输错误的风险,时钟信号CLKl与CLK2高电平之间有时间为TD的间隔。
[0006]通过以上描述我们可知,第一,在CLKl上升沿瞬间,磁感应盘107第一、二、三、四端由浮空状态,转变至电流由第一端流至第四端,感应电压产生在第二、第三端之间的状态,在这个转变的瞬间,感应电压是极不稳定的,但是在这同一瞬间,传输门108、传输门111却同时开启,把极不稳定的感应电压采样并传输出去,此极不稳定的感应电压会大大延长后续感应电压放大电路的稳定时间,以致被迫增加传感器的感应工作时间,从而增加了整个物联网高灵敏度磁性传感器的功耗;第二,在CLK2上升沿瞬间,磁感应盘107第一、二、三、四端由浮空状态,转变至电流由第二端流至第三端,感应电压产生在第一、第四端之间的状态,在这个转变的瞬间,感应电压是极不稳定的,但是在这同一瞬间,传输门109、传输门110却同时开启,把极不稳定的感应电压采样并传输出去,此极不稳定的感应电压会大大延长后续感应电压放大电路的稳定时间,以致被迫增加传感器的感应工作时间,从而增加了整个物联网高灵敏度磁性传感器的功耗;第三,在时钟信号CLKl与CLK2之间的TD间隔时间内,传输门108关闭,传输门109关闭,传输门110关闭,传输门111关闭,这样,感应电压采样、传输第一输出VHALLA与感应电压采样、传输第二输出VHALLB都为浮空状态,电压随意飘动极不稳定,此不稳定的电压大大延长了正常感应电压传输过来后后续感应电压放大电路的稳定时间,以致被迫增加传感器的感应工作时间,从而增加了整个物联网高灵敏度磁性传感器的功耗。
[0007]鉴于以上情况,如今迫切需要设计一种新的物联网高灵敏度磁性传感器采样电路及方法,以便克服现有采样电路及方法的上述缺陷。

【发明内容】

[0008]本发明所要解决的技术问题是:提供一种物联网高灵敏度磁性传感器采样电路,可精确地采样并传输感应电压,此稳定的感应电压大大缩短了后续感应电压放大电路的稳定时间,以致可以缩短传感器的感应工作时间,从而减小了整个物联网高灵敏度磁性传感器的功耗。
[0009]为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0010]一种物联网高灵敏度磁性传感器采样电路,其特征在于,所述采样电路包括:第一P型沟道MOS场效应管203、第二 P型沟道MOS场效应管204、第一 N型沟道MOS场效应管205、第二 N型沟道MOS场效应管206、第一磁感应盘207、第一延迟超前模块215、第二延迟超前模块216、第一反相器201、第二反相器202、第一传输门208、第二传输门209、第三传输门210、第四传输门211、第五传输门213、第六传输门214、第一两输入或非门212、第一固定电压VHALF、时钟信号生成器;
[0011]所述时钟信号生成器用来生成第一时钟信号CLKl、第二时钟信号CLK2 ;
[0012]所述第一时钟信号CLKl作为输入经过第一延迟超前模块,得到第三时钟信号CLK1_D ;所述第二时钟信号CLK2作为输入经过第二延迟超前模块,得到第四时钟信号CLK2_D ;
[0013]所述第一时钟信号CLKl作为输入经过第一反相器,得到第五时钟信号CLKlB ;所述第二时钟信号CLK2作为输入经过第二反相器,得到第六时钟信号CLK2B ;
[0014]第一 P型沟道MOS场效应管栅极接第五时钟信号CLK1B,源极接电源,漏极接第一磁感应盘第一端;第二 P型沟道MOS场效应管栅极接第六时钟信号CLK2B,源极接电源,漏极接第一磁感应盘第二端;第一 N型沟道MOS场效应管栅极接第二时钟信号CLK2,源极接地,漏极接第一磁感应盘第三端;第二 N型沟道MOS场效应管栅极接第一时钟信号CLKl,源极接地,漏极接第一磁感应盘第四端;
[0015]第一传输门一端接第一磁感应盘第二端,另一端接感应电压米样、传输第一 f输出VHALLA,受控时钟信号为CLKl ;第二传输门一端接第一磁感应盘第一端,另一端接感应电压采样、传输第一输出VHALLA,受控时钟信号为CLK2 ;第三传输门一端接第一磁感应盘第四端,另一端接感应电压采样、传输第二输出VHALLB,受控时钟信号为CLK2 ;第四传输门一端接第一磁感应盘第三端,另一端接感应电压采样、传输第二输出VHALLB,受控时钟信号为CLKl ;第五传输门一端接第一固定电压VHALF,另一端接感应电压采样、传输第一输出VHALLA,受控时钟信号为第一两输入或非门的输出;第六传输门一端接第一固定电压VHALF,另一端接感应电压采样、传输第一输出VHALLB,受控时钟信号为第一两输入或非门的输出;
[0016]第一两输入或非门两输入分别为CLK1_D和CLK2_D,输出为第五传输门和第六传输门的时钟控制信号;
[0017]所述反相器201用以对第一时钟信号CLKl取相反相位,得到第五时钟信号CLK1B,用以分别同时驱动第二 N型沟道MOS场效应管206和第一 P型沟道MOS场效应管203导通与关闭;
[0018]所述反相器202用以对第二时钟信号CLK2取相反相位,得到第六时钟信号CLK2B,用以分别同时驱动第一 N型沟道MOS场效应管205和第二 P型沟道MOS场效应管204导通与关闭;
[0019]所述延迟超前模块215用以使第一时钟信号CLKl的电平上升沿比第三时钟信号CLK1_D的电平上升沿提早时间TD1,第一时钟信号CLKl的电平下降沿比第三时钟信号CLK 1_D的电平下降沿延迟时间TDl ;
[0020]所述延迟超前模块216用以使第二时钟信号CLK2的电平上升沿比第四时钟信号CLK2_D的电平上升沿提早时间TD1,第二时钟信号CLK2的电平下降沿比第四时钟信号CLK2_D的电平下降沿延迟时间TDl ;
[0021 ] 第一 P型沟道MOS场效应管203和第二 N型沟道MOS场效应管206用以在第一时钟信号CLKl为高电平时同时导通,让磁感应盘207产生从第一端流向第四端的电流;
[0022]第二 P型沟道MOS场效应管204和第三N型沟道MOS场效应管205用以在第二时钟信号CLK2为高电平时同时导通,让磁感应盘207产生从第二端流向第三端的电流;
[0023]第一传输门208及第四传输门211用以在第一时钟信号CLKl为高电平时,把产生在磁感应盘第二端与磁感应盘第三端之间的感应电压传输至感应电压采样、传输第一输出VHALLA与感应电压采样、传输第二输出VHALLB之间;
[0024]第二传输门209及第三传输门210用以在第二时钟信号CLK2为高电平时,把产生在磁感应盘第一端与磁感应盘第四端之间的感应电压传输至感应电压采样、传输第一输出VHALLA与感应电压采样、传输第二输出VHALLB之间;
[0025]第一两输入或非门212用以对第三时钟信号CLK1_D与第四时钟信号CLK2_D作或非运算;
[0026]第五传输门213及第六传输门214用以在第一时钟信号CLKl与第二时钟信号CLK2都为低电平时,把感应电压采样、传输第一输出VHALLA与感应电压采样、传输第二输出VHALLB都连接至一固定电压VHALF,避免它们处于浮空状态。由于此时采样传输到感应电压采样、传输第一输出VHA
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