CN108427083A - 磁传感器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磁传感器电路。该磁传感器电路具有：第1霍尔元件，其输出第1信号和第2信号；第2霍尔元件，其输出第3信号和第4信号；信号切换部，其从第1信号、第2信号、第3信号和第4信号中，以如下方式选择而输出种类相互不同的至少2个信号作为第1输出信号：在偏移成分相互同相的情况下，选择信号成分相互反相的信号，在偏移成分相互反相的情况下，选择信号成分相互同相的信号；以及信号处理部，其通过对信号切换部所选择的第1输出信号彼此进行运算，输出减小了第1输出信号彼此的偏移成分的第2输出信号，由此提供能够减小闪变噪声等噪声的磁传感器电路。

Description

磁传感器电路
技术领域
本发明涉及磁传感器电路。
背景技术
作为折叠式移动电话机或笔记本电脑等中的开闭状态检测用传感器，并且作为马达的旋转位置检测传感器，使用了磁传感器电路。
磁传感器电路包含磁电转换元件(例如，霍尔元件)和信号处理电路。该磁电转换元件输出与被施加的磁场强度或者磁通密度相应的电压信号。从磁电转换元件输出的电压信号是微小的电压的信号。信号处理电路利用信号处理电路具备的放大器放大从磁电转换元件输出的电压信号。
在磁电转换元件和信号处理电路中，从磁传感器电路输出的电压信号产生偏移电压。由于该偏移电压，即使在未施加有磁场的零磁场状态下，也从磁传感器电路输出非零的电压。此外，从磁传感器电路输出的电压由于噪声而产生误差。该噪声由于上述的偏移电压、构成电路的单晶体管具有的闪变噪声、单晶体管或电阻元件具有的热噪声等而产生。
以往已知有减小上述的磁电转换元件或放大器具有的偏移电压的影响的磁传感器电路(例如，参照专利文献1)。图8示出该现有的磁传感器电路。磁传感器电路8100具有霍尔元件81a、霍尔元件81b、信号处理电路83。信号处理电路83具有差动放大器84a、差动放大器84b和运算器86。差动放大器84a和差动放大器84b作为全差动放大器工作。运算器86作为加法器工作。
磁传感器电路8100向差动放大器84a的相互不同的输入端子供给从霍尔元件81a输出的信号。磁传感器电路8100向差动放大器84b的相互不同的输入端子输出从霍尔元件81b输出的信号。
磁传感器电路8100向运算器86输出由差动放大器84a和差动放大器84b放大后的信号。运算器86通过将从差动放大器84a和差动放大器84b输出的信号彼此相加，减小从霍尔元件81a和霍尔元件81b输出的信号中包含的偏移电压。
专利文献1：日本特开2014-163692号公报
但是，上述现有的磁传感器电路8100具备的差动放大器84a和差动放大器84b优选由双极晶体管构成。在对差动放大器84a和差动放大器84b由双极晶体管构成的情况与利用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor；互补金属氧化物半导体)工艺构成的情况进行比较时，在利用CMOS工艺构成的情况下，输入偏移电压较高。此外，在利用CMOS工艺构成的情况下，产生闪变噪声等噪声。
即，在差动放大器84a和差动放大器84b利用CMOS工艺构成的情况下，从磁电转换元件输出的电压信号是微小电压，因此信号的品质由于噪声而下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减少闪变噪声等噪声的磁传感器电路。
为了解决以往的这样的问题，本发明的磁传感器电路采用了如下的结构。
本发明的一个实施方式是一种磁传感器电路，该磁传感器电路输出与被施加到霍尔元件的磁场强度相应的信号，其中，具有：第1霍尔元件，其输出第1信号和第2信号，所述第1信号和所述第2信号是信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号；第2霍尔元件，其输出第3信号和第4信号，所述第3信号和所述第4信号是信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号，所述第3信号具有与所述第1信号的信号成分同相的信号成分且具有与所述第1信号的偏移成分反相的偏移成分，所述第4信号具有与所述第2信号的信号成分同相的信号成分且具有与所述第2信号的偏移成分反相的偏移成分；信号切换部，其从所述第1信号、所述第2信号、所述第3信号和所述第4信号中，以如下方式选择种类相互不同的至少2个信号作为第1输出信号：在所述偏移成分相互同相的情况下，选择所述信号成分相互反相的信号，在所述偏移成分相互反相的情况下，选择所述信号成分相互同相的信号；以及信号处理部，其通过对所述信号切换部所选择的所述第1输出信号彼此进行运算，输出减小了所述第1输出信号彼此的偏移成分的第2输出信号。
此外，在本发明的一个实施方式的磁传感器电路中，该磁传感器电路还具有第2信号切换部，该第2信号切换部根据所述信号切换部切换的信号的种类，切换所述第2输出信号的输出目的地。
此外，在本发明的一个实施方式的磁传感器电路中，所述第1霍尔元件、所述第2霍尔元件、所述信号切换部、所述信号处理部和所述第2信号切换部形成在相同的半导体衬底上。
根据本发明，可提供能够减小闪变噪声等噪声的磁传感器电路。
附图说明
图1是第1实施方式的磁传感器电路的电路图。
图2是示出第1实施方式的差动放大器的电路动作的时序图。
图3是第2实施方式的磁传感器电路的电路图。
图4是示出第2实施方式的差动放大器的电路动作的时序图。
图5是示出第2实施方式的差动放大器的电路动作的时序图。
图6是第3实施方式的磁传感器电路的电路图。
图7是示出第3实施方式的差动放大器的电路动作的时序图。
图8是现有的磁传感器电路的电路图。
标号说明
1a、1b：霍尔元件；2、32：第1开关电路；2a、2b、32a、32b、32c、32d：第1开关；3、33、63：信号处理电路；4、34a、34b：差动放大器；5、35：第2开关电路；5a、5b、5c、5d、35a、35b、35c、35d：第2开关；36：减法器；66：加法器。
具体实施方式
以下，参照附图说明本实施方式。
[第1实施方式]
参照图1，对第1实施方式的磁传感器电路的结构进行说明。
图1是第1实施方式的磁传感器电路的电路图。
第1实施方式的磁传感器电路100具有分别作为磁电转换元件的霍尔元件1a、霍尔元件1b、第1开关电路2和信号处理电路3。霍尔元件1a是第1霍尔元件的一例。此外，霍尔元件1b是第2霍尔元件的一例。霍尔元件1a具有端子A、端子B、端子C和端子D。霍尔元件1b具有端子E、端子F、端子G和端子H。第1开关电路2具有第1开关2a和第1开关2b。第1开关电路2是信号切换部的一例。信号处理电路3具有差动放大器4和第2开关电路5。信号处理电路3是信号处理部的一例。差动放大器4具有输入端子V5、输入端子V6、输出端子VO3和输出端子VO4。第2开关电路5具有第2开关5a、第2开关5b、第2开关5c和第2开关5d。第2开关电路5是第2信号切换部的一例。
霍尔元件1a和霍尔元件1b配置于彼此接近的位置。此外，将霍尔元件1a的端子A与端子C连结起来的直线和将霍尔元件1b的端子E与端子G连结起来的直线配置于彼此大致平行的位置。此外，将霍尔元件1a的端子B与端子D连结起来的直线和将霍尔元件1b的端子F与端子H连结起来的直线配置于彼此大致平行的位置。在如上所述地配置了2个霍尔元件时，能够使被施加到2个霍尔元件的磁场强度或者磁通密度一致。由此，能够使从2个霍尔元件输出的电压信号的电压的大小一致。
向霍尔元件1a的端子A供给电源电压。向霍尔元件1a的端子C供给接地电压。
向霍尔元件1b的端子H供给电源电压。向霍尔元件1b的端子F供给接地电压。
第1开关2a具有输入端子V1、输入端子V2和输出端子VO1。输入端子V1与霍尔元件1a的端子B连接。输入端子V2与霍尔元件1a的端子D连接。输出端子VO1与差动放大器4的输入端子V5连接。
第1开关2b具有输入端子V3、输入端子V4和输出端子VO2。输入端子V3与霍尔元件1b的端子E连接。输入端子V4与霍尔元件1b的端子G连接。输出端子VO2与差动放大器4的输入端子V6连接。
第2开关电路5具有输入端子V7、输入端子V8、输出端子VO5和输出端子VO6。
输入端子V7与第2开关5a和第2开关5c连接。第2开关5a与输出端子VO5连接。第2开关5c与输出端子VO6连接。
输入端子V8与第2开关5b和第2开关5d连接。第2开关5b与输出端子VO5连接。第2开关5d与输出端子VO6连接。
[磁传感器电路100的动作的概要]
接着，说明本实施方式的磁传感器电路100的动作。
磁传感器电路100输出与被施加到霍尔元件1a和霍尔元件1b的磁场强度或者磁通密度相应的信号。
霍尔元件1a和霍尔元件1b输出与被施加的磁场强度或者磁通密度相应的电压信号，作为霍尔元件信号。该霍尔元件信号的电压包含表示信号成分的电压和表示偏移成分的偏移电压。
这里，对从霍尔元件1a和霍尔元件1b输出的霍尔元件信号进行说明。式(1)至式(4)示出从霍尔元件1a和霍尔元件1b输出的霍尔元件信号。另外，式(1)至式(4)中包含的Vsig表示从霍尔元件1a和霍尔元件1b输出的信号成分的电压。式(1)至式(4)中包含的Vos表示从霍尔元件1a和霍尔元件1b输出的偏移成分的电压。
式(1)示出从霍尔元件1a的端子B输出的霍尔元件信号VT2。这里，霍尔元件信号VT2是第1信号的一例。
式(2)示出从霍尔元件1a的端子D输出的霍尔元件信号VT4。这里，霍尔元件信号VT4是第2信号的一例。
即，霍尔元件1a输出信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号即第1信号和第2信号。
式(3)示出从霍尔元件1b的端子E输出的霍尔元件信号VT1。这里，霍尔元件信号VT1是第3信号的一例。霍尔元件信号VT1具有与霍尔元件信号VT2的信号成分同相的信号成分且具有与霍尔元件信号VT2的偏移成分反相的偏移成分。
式(4)示出从霍尔元件1b的端子G输出的霍尔元件信号VT3。这里，霍尔元件信号VT3是第4信号的一例。霍尔元件信号VT3具有与霍尔元件信号VT4的信号成分同相的信号成分并且具有与霍尔元件信号VT4的偏移成分反相的偏移成分。
即，霍尔元件1b输出信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号即第3信号和第4信号。
接着，对第1开关电路2进行说明。
第1开关电路2从霍尔元件信号VT1、霍尔元件信号VT2、霍尔元件信号VT3和霍尔元件信号VT4中选择种类相互不同的至少2个信号作为第1输出信号。第1开关电路2的输出端子VO1输出所选择的霍尔元件信号作为信号S1。第1开关电路2的输出端子VO2输出所选择的霍尔元件信号作为信号S2。第1输出信号是从第1开关电路2输出的信号S1和信号S2。具体而言，在偏移成分彼此相互同相的情况下，第1开关电路2选择信号成分彼此相互反相的信号。此外，在偏移成分彼此相互反相的情况下，第1开关电路2选择信号成分彼此相互同相的信号。
更具体而言，在第1开关2a选择霍尔元件信号VT2的情况下，第1开关2b选择霍尔元件信号VT3。将该第1开关2a选择霍尔元件信号VT2、第1开关2b选择霍尔元件信号VT3的状态记作第1相。
此外，在第1开关2a选择霍尔元件信号VT4的情况下，第1开关2b选择霍尔元件信号VT1。将该第1开关2a选择霍尔元件信号VT4、第1开关2b选择霍尔元件信号VT1的状态也记作第2相。
在该一个例子中，第1开关电路2根据来自未图示的振荡器的信号，切换第1相和第2相。该振荡器输出几百(kHz)的频率的信号。将该振荡器输出的信号的频率也称作时钟频率。第1开关电路2根据时钟频率，交替切换第1相和第2相。
信号处理电路3通过对第1开关电路2选择的第1输出信号彼此进行运算，输出减小了第1输出信号彼此的偏移成分的第2输出信号。具体而言，差动放大器4对供给到输入端子V5的信号S1与供给到输入端子V6的信号S2之差进行运算。差动放大器4从输出端子VO3输出信号S3。此外，差动放大器4从输出端子VO4输出信号S4。该信号S3和信号S4是差动信号。第2输出信号包含该信号S3和信号S4。
图2是示出第1实施方式的差动放大器4的电路动作的时序图。参照图2，对供给到差动放大器4的第1输出信号和从差动放大器4输出的第2输出信号的一例进行说明。
图2的(A)示出供给到输入端子V5的信号S1的时序图。图2的(B)示出供给到输入端子V6的信号S2的时序图。图2的(C)示出从输出端子VO3输出的信号S3的时序图。
如图2的(A)至(C)所示，在第1相P1中，向输入端子V5输入式(1)所示的霍尔元件信号VT2，向输入端子V6供给式(4)所示的霍尔元件信号VT3。差动放大器4从霍尔元件信号VT2减去霍尔元件信号VT3。具体而言，差动放大器4反转霍尔元件信号VT3的正负。差动放大器4将反转后的霍尔元件信号VT3与霍尔元件信号VT2相加。差动放大器4从输出端子VO3输出相减后的电压信号作为信号S3。
此外，在第2相P2中，向输入端子V5输入式(2)所示的霍尔元件信号VT4，向输入端子V6供给式(3)所示的霍尔元件信号VT1。差动放大器4从霍尔元件信号VT4减去霍尔元件信号VT1。具体而言，差动放大器4反转霍尔元件信号VT1的正负。差动放大器4将反转后的霍尔元件信号VT1与霍尔元件信号VT4相加。差动放大器4从输出端子VO3输出相减后的电压信号作为信号S3。
输出端子VO4输出电压与从输出端子VO3输出的电压信号反相的信号，作为信号S4。
在第1开关电路2为第1相P1的情况下，差动放大器4从输出端子VO3输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S3，从输出端子VO4输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S4。这里，Aop是差动放大器4的放大率。此外，在第1开关电路2为第2相P2的情况下，差动放大器4从输出端子VO3输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S3，从输出端子VO4输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S4。
从该输出端子VO3输出的信号S3是减小了偏移成分Vos的信号。此外，从输出端子VO4输出的信号S4是减小了偏移成分Vos的信号。
接着，对第2开关电路5的电路动作进行说明。第2开关电路5根据第1开关电路2切换的信号的种类，切换从输入端子V7供给的信号S3与从输入端子V8供给的信号S4的输出目的地。具体而言，第2开关电路5切换与第1开关电路2选择信号的动作同步输出的信号。
更具体而言，在第1开关电路2为第1相P1的情况下，第2开关电路5使第2开关5a和第2开关5d为导通状态。此外，第2开关电路5使第2开关5b和第2开关5c为非导通状态。在该情况下，从输出端子VO5输出从输入端子V7供给的信号S3。此外，从输出端子VO6输出从输入端子V8供给的信号S4。
此外，在第1开关电路2为第2相P2的情况下，第2开关电路5使第2开关5b和第2开关5c为导通状态。此外，第2开关电路5使第2开关5a和第2开关5d为非导通状态。在该情况下，从输出端子VO5输出从输入端子V8供给的信号S4。此外，从输出端子VO6输出从输入端子V7供给的信号S3。
另外，上述的第2开关电路5不是必须的。第2开关电路5是使从差动放大器4输出的放大后的电压信号的频率恢复到原来的电压信号的频率的电路。该放大后的电压信号是比从霍尔元件1a和霍尔元件1b供给的微小电压信号大的电压信号。与放大前的电压信号相比，该放大后的电压信号难以受到噪声的影响。该放大后的电压信号难以受到噪声的影响，因此能够进行各种各样的信号处理。
综上所述，第1实施方式的磁传感器电路100具有由霍尔元件1a、霍尔元件1b和第1开关电路2构成的斩波电路。该第1开关电路2选择偏移成分减小的组合的霍尔元件信号。差动放大器4通过对第1开关电路2选择出的霍尔元件信号彼此进行运算，减小由霍尔元件产生的作为噪声的偏移成分。此外，斩波电路将第1开关电路2选择出的霍尔元件信号的频域调制成切换第1开关电路2所选择的霍尔元件信号的时钟频域。闪变噪声的频率是低频域的噪声。通过去除该低频域的噪声，能够去除闪变噪声。即，由差动放大器4产生的闪变噪声通过上述的斩波电路和未图示的后置滤波器去除。由此，可提供能够减小闪变噪声等噪声的磁传感器电路100。
此外，第1开关电路2能够使用比现有技术的旋转电流法中使用的开关电路更小型的开关。旋转电流法是通过切换供给到霍尔元件的电源的端子与导出从霍尔元件输出的霍尔元件信号的端子而减小由霍尔元件产生的偏移成分的技术。切换供给到该霍尔元件的电源的端子的开关是比切换霍尔元件信号的第1开关电路2大的开关。此外，在对通过切换电源的端子而产生的开关噪声与通过切换霍尔元件信号而产生的开关噪声进行比较时，切换霍尔元件信号的开关噪声所产生的噪声较小。由此，第1开关电路2能够使用比旋转电流法中使用的开关电路更小型的开关。此外，第1开关电路2能够比旋转电流法中使用的开关电路减小开关噪声。
在上述的说明中，对差动放大器4是减法器的情况进行了说明，但不限于此。差动放大器4可以是加法器。在差动放大器4是加法器的情况下，第1开关电路2选择信号成分同相且偏移成分反相的信号。例如，第1开关电路2选择上述霍尔元件信号VT2和霍尔元件信号VT1作为第1相。此外，第1开关电路2选择上述霍尔元件信号VT4和霍尔元件信号VT3作为第2相。
另外，霍尔元件1a、霍尔元件1b、第1开关电路2、差动放大器4和第2开关电路5可以形成在相同的半导体衬底上。在该情况下，半导体衬底能够利用CMOS工艺制造。现有技术的差动放大器84a、84b优选使用不产生闪变噪声的双极晶体管。这是为了减小在CMOS设备中产生的偏移成分和闪变噪声。但是，在由双极晶体管构成的情况下，半导体衬底的工艺成本比CMOS高，半导体衬底的尺寸也较大。即，磁传感器电路100能够通过具有斩波电路而将霍尔元件信号与在差动放大器4中产生的闪变噪声的频域分离，通过利用CMOS工艺制造，能够低价且比半导体衬底的尺寸更小地进行制造。
[第2实施方式]
在此之前说明了信号处理电路具有1个差动放大器的结构。
接着，参照作为本发明的第2实施方式的磁传感器电路的电路图的图3，对信号处理电路具有2个差动放大器的结构进行说明。另外，对与上述第1实施方式相同的结构和动作标注相同的标号，并省略其说明。
第2实施方式的磁传感器电路3100具有分别作为磁电转换元件的霍尔元件1a、霍尔元件1b、第1开关电路32和信号处理电路33。第1开关电路32具有第1开关32a、第1开关32b、第1开关32c和第1开关32d。信号处理电路33具有差动放大器34a、差动放大器34b、减法器36和第2开关电路35。
差动放大器34a具有输入端子V39、输入端子V40、输出端子VO35和输出端子VO36。
差动放大器34b具有输入端子V41、输入端子V42、输出端子VO37和输出端子VO38。
减法器36具有输入端子V43、输入端子V44、输入端子V45、输入端子V46、输出端子VO39和输出端子VO40。该减法器36是第1输出信号彼此的运算中使用的运算器的一例。
第2开关电路35具有输入端子V47、输入端子V48、输出端子VO41和输出端子VO42。
第1开关32a具有输入端子V31、输入端子V32和输出端子VO31。输入端子V31与霍尔元件1a的端子B连接。输入端子V32与霍尔元件1a的端子D连接。输出端子VO31与差动放大器34a的输入端子V39连接。
第1开关32b具有输入端子V33、输入端子V34和输出端子VO32。输入端子V33与霍尔元件1b的端子E连接。输入端子V34与霍尔元件1b的端子G连接。输出端子VO32与差动放大器34a的输入端子V40连接。
第1开关32c具有输入端子V35、输入端子V36和输出端子VO33。输入端子V35与霍尔元件1a的端子B连接。输入端子V36与霍尔元件1a的端子D连接。输出端子VO33与差动放大器34b的输入端子V41连接。
第1开关32d具有输入端子V37、输入端子V38和输出端子VO34。输入端子V37与霍尔元件1b的端子E连接。输入端子V38与霍尔元件1b的端子G连接。输出端子VO34与差动放大器34b的输入端子V42连接。
差动放大器34a的输出端子VO35与减法器36的输入端子V43连接。差动放大器34a的输出端子VO36与减法器36的输入端子V44连接。
差动放大器34b的输出端子VO37与减法器36的输入端子V45连接。差动放大器34b的输出端子VO38与减法器36的输入端子V46连接。
减法器36的输出端子VO39与第2开关电路35的输入端子V47连接。
减法器36的输出端子VO40与第2开关电路35的输入端子V48连接。
第2开关电路35的输入端子V47与第2开关35a和第2开关35c连接。第2开关35a与输出端子VO41连接。第2开关35c与输出端子VO42连接。
输入端子V48与第2开关35b和第2开关35d连接。第2开关35b与输出端子VO41连接。第2开关35d与输出端子VO42连接。
[磁传感器电路3100的动作的概要]
接着，说明磁传感器电路3100的动作。
第1开关电路32选择从霍尔元件1a和霍尔元件1b供给的霍尔元件信号。第1开关32a输出所选择的霍尔元件信号作为信号S31。第1开关32b输出所选择的霍尔元件信号作为信号S32。第1开关32c输出所选择的霍尔元件信号作为信号S33。第1开关32d输出所选择的霍尔元件信号作为信号S34。本实施方式的第1输出信号包含信号S31、信号S32、信号S33和信号S34。
与第1实施方式同样，第1开关电路32交替切换第1相与第2相这两种状态。
对第1开关电路32为第1相的情况进行说明。
第1开关32a选择被供给到输入端子V31的霍尔元件信号VT2。第1开关32b选择被供给到输入端子V34的霍尔元件信号VT3。第1开关32c选择被供给到输入端子V36的霍尔元件信号VT4。第1开关32d选择被供给到输入端子V37的霍尔元件信号VT1。
接着，对第1开关电路32为第2相的情况进行说明。
第1开关32a选择被供给到输入端子V32的霍尔元件信号VT4。第1开关32b选择被供给到输入端子V33的霍尔元件信号VT1。第1开关32c选择被供给到输入端子V35的霍尔元件信号VT2。第1开关32d选择被供给到输入端子V38的霍尔元件信号VT3。
差动放大器34a对被供给到输入端子V39和输入端子V40的电压信号之差进行运算。差动放大器34a从输出端子VO35和输出端子VO36输出所运算出的作为电压信号的差动信号。
差动放大器34b对供给到输入端子V41和输入端子V42的电压信号之差进行运算。差动放大器34b从输出端子VO37和输出端子VO38输出所运算出的作为电压信号的差动信号。
图4是示出第2实施方式的差动放大器34a的电路动作的时序图。参照图4，对供给到差动放大器34a的第1输出信号和从差动放大器34a输出的差动信号的一例进行说明。
图4的(A)示出供给到输入端子V39的信号S31的时序图。图4的(B)示出供给到输入端子V40的信号S32的时序图。图4的(C)示出从输出端子VO35输出的信号S35的时序图。
如图4的(A)至(C)所示，在第1相P1中，向输入端子V39输入式(1)所示的霍尔元件信号VT2，向输入端子V40供给式(4)所示的霍尔元件信号VT3。差动放大器34a从霍尔元件信号VT2减去霍尔元件信号VT3。差动放大器34a从输出端子VO35输出该相减后的电压信号作为信号S35。具体而言，差动放大器34a反转霍尔元件信号VT3的正负。差动放大器34a将反转后的霍尔元件信号VT3与霍尔元件信号VT2相加。
此外，在第2相P2中，向输入端子V39输入式(2)所示的霍尔元件信号VT4，向输入端子V40供给式(3)所示的霍尔元件信号VT1。差动放大器34a从霍尔元件信号VT4减去霍尔元件信号VT1。差动放大器34a从输出端子VO35输出该相减后的电压信号作为信号S35。具体而言，差动放大器34a反转霍尔元件信号VT1的正负。差动放大器34a将反转后的霍尔元件信号VT1与霍尔元件信号VT4相加。
输出端子VO36输出电压与输出到输出端子VO35的电压信号反相的信号而作为信号S36。在该一例中，在第1开关电路32为第1相的情况下，差动放大器34a从输出端子VO35输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S35，从输出端子VO36输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S36。在第1开关电路32为第2相的情况下，差动放大器34a从输出端子VO35输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S35，从输出端子VO36输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S36。这里，Aop是差动放大器34a的放大率。
图5是示出第2实施方式的差动放大器34b的电路动作的时序图。参照图5，对供给到差动放大器34b的第1输出信号和从差动放大器34b输出的差动信号的一例进行说明。
图5的(A)示出供给到输入端子V41的信号S33的时序图。图5的(B)示出供给到输入端子V42的信号S34的时序图。图5的(C)示出从输出端子VO37输出的信号S37の时序图。
如图5的(A)至(C)所示所示，在第1相P1中，向输入端子V41输入式(2)所示的霍尔元件信号VT4，向输入端子V42供给式(3)所示的霍尔元件信号VT1。差动放大器34b从霍尔元件信号VT4减去霍尔元件信号VT1。差动放大器34b从输出端子VO37输出该相减后的电压信号作为信号S37。具体而言，差动放大器34b反转霍尔元件信号VT1的正负。差动放大器34b将反转后的霍尔元件信号VT1与霍尔元件信号VT4相加。
此外，在第2相P2中，向输入端子V41输入式(1)所示的霍尔元件信号VT2，向输入端子V42供给式(4)所示的霍尔元件信号VT3。差动放大器34b从霍尔元件信号VT2减去霍尔元件信号VT3。差动放大器34b从输出端子VO37输出该相减后的电压信号作为信号S37。具体而言，差动放大器34b反转霍尔元件信号VT3的正负。差动放大器34b将反转后的霍尔元件信号VT3与霍尔元件信号VT2相加。
输出端子VO38输出电压与输出到输出端子VO37的电压信号反相的信号而作为信号S38。在该一例中，在第1开关电路32为第1相P1的情况下，差动放大器34b从输出端子VO37输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S37，从输出端子VO38输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S38。在第1开关电路32为第2相P2的情况下，差动放大器34b从输出端子VO37输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S37，从输出端子VO38输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S38。这里，Aop是差动放大器34b的放大率。
接着，对减法器36的动作进行说明。减法器36将从输入端子V43供给的信号S35与从输入端子V45供给的信号S37相减。从输入端子V43供给的信号S35和从输入端子V45供给的信号S37是反相的信号。
此外，减法器36将从输入端子V44供给的信号S36与从输入端子V46供给的信号S38相减。从输入端子V44供给的信号S36和从输入端子V46供给的信号S38是反相的信号。
即，减法器36输出强调了信号成分的信号。从该减法器36输出的信号S39和信号S40是第2输出信号的一例。
接着，对第2开关电路35的电路动作进行说明。第2开关电路35根据第1开关电路32切换的信号的种类，切换从输入端子V47供给的信号S39和从输入端子V48供给的信号S40的输出目的地。具体而言，第2开关电路35切换与第1开关电路32选择信号的动作同步输出的信号。
更具体而言，在第1开关电路32为第1相P1的情况下，第2开关电路35使第2开关35a和第2开关35d为导通状态。此外，第2开关电路35使第2开关35b和第2开关35c为非导通状态。在该情况下，从输出端子VO41输出从输入端子V47供给的信号S39。此外，从输出端子VO42输出从输入端子V48供给的信号S40。
此外，在第1开关电路32为第2相P2的情况下，第2开关电路35使第2开关5b和第2开关5c为导通状态。此外，第2开关电路35使第2开关5a和第2开关5d为非导通状态。在该情况下，从输出端子VO41输出从输入端子V48供给的信号S40。此外，从输出端子VO42输出从输入端子V47供给的信号S39。
[第3实施方式]
图6是第3实施方式的磁传感器电路的电路图。
参照图6和图7，对信号处理电路具有加法器的情况下的电路进行说明。并且，对与上述第1实施方式和第2实施方式相同的结构和动作标注相同的标号，并省略其说明。
关于磁传感器电路6100和上述的磁传感器电路3100，虚线WM所示的霍尔元件1a和霍尔元件1b与第1开关电路32的一部分的连接不同。此外，磁传感器电路6100具备的信号处理电路63具有加法器66。加法器66将从差动放大器34a和差动放大器34b分别供给的信号相加。
第1开关32c的输入端子V35与霍尔元件1b的端子G连接。第1开关32c的输入端子V36与霍尔元件1b的端子E连接。
第1开关32d的输入端子V37与霍尔元件1a的端子D连接。第1开关32d的输入端子V38与霍尔元件1a的端子B连接。
加法器66具有输入端子V61、输入端子V62、输入端子V63、输入端子V64、输出端子VO61和输出端子VO62。
差动放大器34a的输出端子VO35与加法器66的输入端子V61连接。差动放大器34a的输出端子VO3与加法器66的输入端子V62连接。
差动放大器34b的输出端子VO37与加法器66的输入端子V63连接。差动放大器34b的输出端子VO38与加法器66的输入端子V64连接。
加法器66的输出端子VO61与第2开关电路35的输入端子V47连接。
加法器66的输出端子VO62与第2开关电路35的输入端子V48连接。
[磁传感器电路6100的动作的概要]
接着，说明磁传感器电路6100的动作。
对第1开关电路32为第1相的情况进行说明。
第1开关32c选择从输入端子V36供给的霍尔元件信号VT1。第1开关32d选择从输入端子V37供给的霍尔元件信号VT4。
接着，对第1开关电路32为第2相的情况进行说明。
第1开关32c选择从输入端子V35供给的霍尔元件信号VT3。第1开关32d选择从输入端子V38供给的霍尔元件信号VT2。
图7是示出第3实施方式的差动放大器34b的电路动作的时序图。参照图7，对供给到差动放大器34b的第1输出信号和从差动放大器34b输出的差动信号的一例进行说明。另外，向差动放大器34a输入的信号以及从差动放大器34a输出的信号与图4所示的信号相同。
图7的(A)示出供给到输入端子V41的霍尔元件信号的时序图。图7的(B)示出供给到输入端子V42的霍尔元件信号的时序图。图7的(C)示出从输出端子VO37输出的电压信号的时序图。
如图7的(A)至(C)所示，在第1相P1中，向输入端子V41输入式(3)所示的霍尔元件信号VT1，向输入端子V42供给式(2)所示的霍尔元件信号VT4。差动放大器34b从霍尔元件信号VT1减去霍尔元件信号VT4。差动放大器34b从输出端子VO37输出该相减后的电压信号作为信号S37。具体而言，差动放大器34b反转霍尔元件信号VT4的正负。差动放大器34b将反转后的霍尔元件信号VT4与霍尔元件信号VT1相加。
此外，在第2相P2中，向输入端子V41输入式(4)所示的霍尔元件信号VT3，向输入端子V42供给式(1)所示的霍尔元件信号VT2。差动放大器34b从霍尔元件信号VT2减去霍尔元件信号VT3。差动放大器34b从输出端子VO37输出该相减后的电压信号作为信号S37。具体而言，差动放大器34b反转霍尔元件信号VT3的正负。差动放大器34b将反转后的霍尔元件信号VT3与霍尔元件信号VT2相加。
输出端子VO38输出电压与从输出端子VO37输出的电压信号反相的信号而作为信号S38。在该一例中，在第1开关电路32为第1相P1的情况下，差动放大器34b从输出端子VO37输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S37，从输出端子VO38输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S38。在第1开关电路32为第2相P2的情况下，差动放大器34b从输出端子VO37输出电压为-Aop×Vsig/2的信号S37，从输出端子VO38输出电压为+Aop×Vsig/2的信号S38。这里，Aop是差动放大器34b的放大率。
接着，对加法器66的动作进行说明。加法器66将从输入端子V61供给的信号S35与从输入端子V63供给的信号S37相加。从输入端子V61供给的信号S35和从输入端子V63供给的信号S37是电压同相的电压信号。加法器66从输出端子VO61输出该相加后的电压信号作为信号S61。信号S61向第2开关电路35的输入端子V47供给。
此外，加法器66将从输入端子V62供给的信号S36与从输入端子V64供给的信号S38相加。从输入端子V62供给的信号S36和从输入端子V64供给的信号S38是电压同相的电压信号。加法器66从输出端子VO62输出该相加后的电压信号作为信号S62。信号S62向第2开关电路35的输入端子V48供给。
即，加法器66输出强调了信号成分的信号S61和信号S62。该信号S61和信号S62是第2输出信号的一例。
综上所述，第2实施方式的磁传感器电路3100和第3实施方式的磁传感器电路6100由霍尔元件1a、霍尔元件1b、第1开关电路32构成斩波电路。在从霍尔元件1a和霍尔元件1b输出的4个霍尔元件信号中，该第1开关电路32选择偏移成分彼此减少的组合的霍尔元件信号。磁传感器电路3100和磁传感器电路6100能够利用霍尔元件输出的全部霍尔元件信号。即，磁传感器电路3100和磁传感器电路6100与磁传感器电路100相比，能够提高磁场强度或者磁通密度的检测中使用的电力的利用效率。
以上说明了本发明的实施方式及其变形，但将这些实施方式及其变形作为例子进行了提示，不旨在限定发明的范围。这些实施方式及其变形能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换和变更。这些实施方式及其变形被包含在发明的范围及主旨的范围内，同时被包含在权利要求书所记载的发明及其同等范围内。此外，上述的各实施方式及其变形能够彼此适当组合。

Claims (3)

1.一种磁传感器电路，其输出与被施加到霍尔元件的磁场强度相应的信号，其中，该磁传感器电路具有：
第1霍尔元件，其输出第1信号和第2信号，所述第1信号和所述第2信号是信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号；
第2霍尔元件，其输出第3信号和第4信号，所述第3信号和所述第4信号是信号成分相互反相且偏移成分相互反相的两种信号，所述第3信号具有与所述第1信号的信号成分同相的信号成分且具有与所述第1信号的偏移成分反相的偏移成分，所述第4信号具有与所述第2信号的信号成分同相的信号成分且具有与所述第2信号的偏移成分反相的偏移成分；
信号切换部，其从所述第1信号、所述第2信号、所述第3信号和所述第4信号中，以如下方式选择种类相互不同的至少2个信号作为第1输出信号：在所述偏移成分相互同相的情况下，选择所述信号成分相互反相的信号，在所述偏移成分相互反相的情况下，选择所述信号成分相互同相的信号；以及
信号处理部，其通过对所述信号切换部所选择的所述第1输出信号彼此进行运算，输出减小了所述第1输出信号彼此的偏移成分的第2输出信号。
2.根据权利要求1所述的磁传感器电路，其中，
该磁传感器电路还具有第2信号切换部，该第2信号切换部根据所述信号切换部切换的信号的种类，切换所述第2输出信号的输出目的地。
3.根据权利要求2所述的磁传感器电路，其中，
所述第1霍尔元件、所述第2霍尔元件、所述信号切换部、所述信号处理部和所述第2信号切换部形成在相同的半导体衬底上。
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