JP2006292517A - Magnetometric sensor drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホール素子等の磁気センサから検出された磁気検出信号を処理して増幅する磁気センサ駆動装置に関する。 The present invention relates to a magnetic sensor driving device that processes and amplifies a magnetic detection signal detected from a magnetic sensor such as a Hall element.
一般に、磁気センサとして、例えばホール素子の信号はmVオーダーの小さいものであり、ホール素子の信号はオペアンプ等により増幅して使用される(例えば、特許文献1参照)。 In general, as a magnetic sensor, for example, the signal of the Hall element is small in mV order, and the signal of the Hall element is used after being amplified by an operational amplifier or the like (see, for example, Patent Document 1).
また、ホール素子と増幅器を半導体集積回路上に形成し、1チップ化したホールICが使用されている。 In addition, a Hall IC in which a Hall element and an amplifier are formed on a semiconductor integrated circuit and made into one chip is used.
しかしながら、ホール素子の信号を増幅するのにオペアンプを使用する場合、ホール素子の駆動回路や、増幅率を決めるために抵抗など少なくとも2個以上の電子部品を必要とするなど、回路部品点数が多くなってしまうという問題がある。 However, when an operational amplifier is used to amplify the Hall element signal, the number of circuit parts is large, such as a drive circuit for the Hall element and at least two electronic components such as resistors to determine the amplification factor. There is a problem of becoming.
また、ホール素子と増幅器とを半導体集積回路上に形成し、1チップ化したホールICを使用する場合、パッケージの小型化が困難であり、ホール素子のような小さなパッケージだけを小さなスペースに配置したりできないという問題がある。 In addition, when a Hall IC and an amplifier are formed on a semiconductor integrated circuit and a Hall IC made into one chip is used, it is difficult to reduce the size of the package, and only a small package such as a Hall element is placed in a small space. There is a problem that can not be.
さらに、磁気検出部が高温で他の場所が半導体集積回路の動作温度内にあるといった場合にホール素子だけを磁気検出部に配置するといったことができない、使用環境に応じて異なる特性をもつホール素子を変えることができないという問題がある。 Furthermore, when the magnetic detection unit is at a high temperature and the other location is within the operating temperature of the semiconductor integrated circuit, it is not possible to place only the Hall element in the magnetic detection unit, which has different characteristics depending on the use environment. There is a problem that cannot be changed.
そこで、本発明の目的は、従来のオペアンプを使用するよりも少ない回路部品点数で、かつ、オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもつことが可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic sensor driving device that has a smaller number of circuit parts than a conventional operational amplifier and can have a processing function equivalent to or higher than that of an operational amplifier.
また、本発明の他の目的は、磁気センサだけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することが可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a magnetic sensor driving device capable of arranging only the magnetic sensor in accordance with the arrangement space and environment of the components of the magnetic detection unit.
さらに、本発明の他の目的は、オフセットキャンセル機能により、出力値や出力値の温度特性が調節可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a magnetic sensor driving device capable of adjusting an output value and a temperature characteristic of the output value by an offset cancel function.
本発明によれば、磁気センサ駆動装置であって、磁気センサに接続され、該磁気センサからの素子出力信号を処理する半導体集積回路を具え、該半導体集積回路は、前記磁気センサと接続される複数の入出力端子と、前記複数の入出力端子と接続され、前記磁気センサを駆動する駆動手段、および、該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、前記磁気センサ駆動制御手段を動作するための電源端子と、前記磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子とを具える磁気センサアンプとして一体に構成されたことを特徴とする。 According to the present invention, a magnetic sensor driving device includes a semiconductor integrated circuit that is connected to the magnetic sensor and processes an element output signal from the magnetic sensor, and the semiconductor integrated circuit is connected to the magnetic sensor. Magnetic sensor drive having a plurality of input / output terminals, a drive unit connected to the plurality of input / output terminals and driving the magnetic sensor, and an offset correction unit for correcting an offset included in an output signal from the magnetic sensor Control means, a power supply terminal for operating the magnetic sensor drive control means, amplification means for amplifying the signal processed by the magnetic sensor drive control means, and taking out the signal amplified by the amplification means as an output signal A magnetic sensor amplifier including a signal output terminal is integrally formed.
前記複数の入出力端子は、前記磁気センサを駆動するための電圧又は電流を供給する複数の出力端子と、前記磁気センサからの前記素子出力信号を入力する複数の入力端子とを含み、前記オフセット補正手段は、少なくとも、前記磁気センサを駆動する電圧又は電流と、前記磁気センサからの素子出力信号とを、クロックにより所定の角度だけ回転させ、該磁気センサからの素子出力信号を加算することにより、オフセットをキャンセルするようにしてもよい。
前記増幅手段は、反転又は非反転増幅器で構成され、前記反転又は非反転増幅器の帰還部を構成する外部負荷に接続するための帰還接続端子をさらに具えてもよい。
前記信号出力端子から取り出される前記出力信号の出力値を調節するための調整信号を入力する調整信号入力端子と、前記増幅手段の制御端子に接続され、前記調整信号入力端子に入力された前記調整信号を保持するメモリとをさらに具えてもよい。
前記増幅手段の前記制御端子に接続され、前記メモリに保持された前記調整信号に基づいて、前記増幅手段の温度係数を設定する温度補償手段をさらに具えてもよい。
The plurality of input / output terminals include a plurality of output terminals for supplying a voltage or a current for driving the magnetic sensor, and a plurality of input terminals for inputting the element output signal from the magnetic sensor, and the offset The correcting means rotates at least a voltage or current for driving the magnetic sensor and an element output signal from the magnetic sensor by a predetermined angle by a clock, and adds the element output signal from the magnetic sensor. The offset may be canceled.
The amplifying unit may include an inverting or non-inverting amplifier, and may further include a feedback connection terminal for connecting to an external load that constitutes a feedback unit of the inverting or non-inverting amplifier.
The adjustment signal input terminal for inputting an adjustment signal for adjusting the output value of the output signal taken out from the signal output terminal, and the adjustment signal input to the adjustment signal input terminal connected to the control terminal of the amplification means And a memory for holding a signal.
A temperature compensation unit connected to the control terminal of the amplifying unit and configured to set a temperature coefficient of the amplifying unit based on the adjustment signal held in the memory may be further provided.
本発明によれば、磁気センサと接続される複数の入出力端子と、磁気センサを駆動する駆動手段および該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、電源端子と、磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子とを半導体集積回路上に一体に形成した磁気センサアンプとして構成したので、該磁気センサアンプを、従来のオペアンプの構成に比べてより少ない回路部品点数で、かつ、該オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもたせて構成することができる。
また、本発明によれば、磁気センサアンプは磁気センサとは分離して接続構成されているので、磁気センサだけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することができ、特性の異なる磁気センサを変えても使用することが可能となる。
さらに、本発明によれば、磁気センサアンプに、オフセットキャンセル機能を持たせることにより、出力値や出力値の温度特性を調節可能な磁気センサ専用の磁気センサアンプとして構成することが可能となる。
According to the present invention, magnetic sensor drive control having a plurality of input / output terminals connected to the magnetic sensor, drive means for driving the magnetic sensor, and offset correction means for correcting an offset included in an output signal from the magnetic sensor. And a power output terminal, an amplifying means for amplifying the signal processed by the magnetic sensor drive control means, and a signal output terminal for taking out the signal amplified by the amplifying means as an output signal are integrally formed on the semiconductor integrated circuit. Since the magnetic sensor amplifier is configured, the magnetic sensor amplifier can be configured with a smaller number of circuit parts than the configuration of the conventional operational amplifier and with processing functions equivalent to or higher than those of the operational amplifier. .
Further, according to the present invention, since the magnetic sensor amplifier is configured to be connected separately from the magnetic sensor, only the magnetic sensor can be arranged according to the arrangement space and environment of the parts of the magnetic detection unit, Even if different magnetic sensors are used, they can be used.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to configure the magnetic sensor amplifier as a magnetic sensor amplifier dedicated to the magnetic sensor capable of adjusting the output value and the temperature characteristic of the output value by providing the magnetic sensor amplifier with an offset cancel function.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の例]
本発明の第1の実施の形態を、図1および図2に基づいて説明する。
[First example]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(構成)
本例では、磁気センサ駆動装置として、ホール素子駆動装置100を例に挙げて説明する。
図1は、磁気センサ駆動装置としてのホール素子駆動装置100の構成例を示す。
(Constitution)
In this example, the Hall
FIG. 1 shows a configuration example of a Hall
ホール素子駆動装置100は、磁気センサとしてのホール素子1に接続された磁気センサアンプとしてのホール素子アンプ2により構成される。このホール素子アンプ2には、外部負荷5が接続されている。
The hall
ホール素子1は、磁気検出する個所に自由に配置することができる。また、外部負荷5は、一般的には抵抗器を使用する。抵抗器の値により、ホール素子アンプ2のゲインを自由に決めることができる。
また、抵抗器の温度係数を選択することにより、ホール素子アンプ2の出力値の温度特性を自由に設定することができる。
このようなホール素子アンプ2として構成することにより、ホール素子1から出力される磁気検出信号を増幅した信号を得るのに、回路部品の点数はわずか3つで済むことになる。
The
Further, the temperature characteristic of the output value of the
By configuring the
図2は、ホール素子駆動装置100の回路構成を示す。
ホール素子アンプ100は、少なくとも、駆動制御回路11と、信号発生回路12と、抵抗器13と、増幅器14とからなり、これら各部は半導体集積回路20上に一体に形成されている。
駆動制御回路11は、ホール素子1を駆動するホール素子駆動回路11aと、オフセットキャンセル回路11bとからなる。
この駆動制御回路11は、ホール素子1を駆動する電圧又は電流と、ホール素子1からの磁気検出信号とを、クロックにより90°若しくは360°回転させ、該ホール素子1からの磁気検出信号を加算することにより、オフセットをキャンセルすることができる。
信号発生回路12は、クロック発生源12aと、分周器12bとからなる。
増幅器14は、反転又は非反転増幅器によって構成される。
また、集積回路2には、下記に示すような各種接続用の端子が設けられている。
すなわち、ホール素子1を駆動するための電圧又は電流を供給する2つの入力端子3a,3cと、ホール素子1で検出された磁気検出信号を入力する2つの出力端子3b,3dと、駆動制御回路11を動作するための電圧V+,V−を印加する電源端子4a,4dと、増幅器14により増幅された信号を出力信号Voとして取り出す信号出力端子4cと、増幅器14の帰還部を構成する外部負荷5(抵抗R2)に接続するための帰還接続端子4b(R2IN)とが設けられている。
FIG. 2 shows a circuit configuration of the Hall
The
The
This
The
The
The integrated
That is, two
6a〜6dは、ホール素子1と、入出力用の端子3a〜3dとの間を接続する接続線である。
7bは、帰還接続端子4bと、外部負荷5の一方との間を接続する接続線である。7cは、外部負荷5の他方と、信号出力端子4cとの間を接続する接続線である。
(動作)
ホール素子駆動装置100の動作について説明する。
駆動制御回路11は、ホール素子1を駆動する電圧又は電流と、ホール素子1からの磁気検出信号とを、クロックにより90°回転させる例について述べる。なお、360°回転させる例についても同様に考えられる。
駆動制御回路11は、入力端子3aと入力端子3cとの間にホール素子1を駆動する電圧又は電流を印加して、出力端子3bと出力端子3dとの間に現れる出力(磁気検出信号)をとる。次のクロックのタイミングで、入力端子3bと入力端子3dとの間にホール素子1を駆動する電圧又は電流を印加して、出力端子3aと出力端子3cとの間に現われる出力(磁気検出信号)をとる。そして、これら2つのタイミングの出力の和をとることにより、ホール素子1のもつオフセットをキャンセルして、ホール素子1の出力値を2倍した信号を得る。
増幅器14のゲインは、抵抗器13の抵抗値により、また、増幅器14の温度係数は、抵抗器13の温度係数により、それぞれ決定することができる。
(Operation)
The operation of the Hall
The
The
The gain of the
[第2の例]
本発明の第2の実施の形態を、図3および図4に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
[Second example]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same part as the 1st example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached | subjected.
図3は、磁気センサ駆動装置としてのホール素子駆動装置200の構成例を示す。
このホール素子駆動装置200は、前述した図1に示したような第1の例のホール素子駆動装置100と同様に、ホール素子1に接続されたホール素子アンプ2により構成されている。ただし、ここでは、第1の例のような帰還接続端子4bは無く、その代わりに調整信号入力端子4eが設けられている。
ホール素子1は、磁気検出する個所に自由に配置することができる。
このようなホール素子アンプ2として構成することにより、ホール素子1からの磁気検出信号を増幅した信号を得るための回路部品の点数は、わずか2つで済むことになる。
FIG. 3 shows a configuration example of a Hall
The Hall
The
By configuring the
図4は、ホール素子駆動装置200の回路構成を示す。
ホール素子アンプ100は、少なくとも、駆動制御回路11と、信号発生回路12と、増幅器14と、温度補償回路15と、メモリ16とからなり、これら各部は半導体集積回路20上に一体に形成されている。
メモリ16は、その入力側が調整信号入力端子4eに接続され、その出力側が温度補償回路15および増幅器14の制御端子14aに接続されている。
調整信号入力端子4eから入力される出力値調整信号Vcにより、ホール素子アンプ2の出力値や出力値の温度特性を調整することができる。
FIG. 4 shows a circuit configuration of the Hall
The
The
The output value of the
(動作)
ホール素子駆動装置200の動作について説明する。
(Operation)
The operation of the Hall
ホール素子駆動装置200の基本的な動作は、前述した第1の例のホール素子駆動装置100と同様である。
調整信号入力端子4eには、信号出力端子4cから取り出される出力信号Voの出力値を調節するための出力値調整信号Vcが入力される。
メモリ16は、調整信号入力端子4eに入力された出力値調整信号Vcを記憶する。
増幅器14のゲインは、メモリ16に記憶された出力値調整信号Vcにより、また、増幅器14の温度係数は、メモリ16に記憶された出力値温度特性調整信号Vcにより、それぞれ決定することができる。
このようにメモリ16に記憶された情報は、温度補償回路15や増幅器14に伝えられ、所望の出力値や温度特性を得ることができる。
以上説明したように、ホール素子駆動装置100,200として構成されたホール素子アンプ2を、従来のオペアンプを使用するよりも少ない回路部品点数で、かつ、オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもつことができる。
また、本発明によれば、ホール素子アンプ2はホール素子1とは分離して接続構成されているので、ホール素子1だけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することができ、特性の異なるホール素子1を変えても使用することができる。
さらに、本発明によれば、ホール素子アンプ2に、オフセットキャンセル機能を持たせることにより、出力値や出力値の温度特性を調節可能なホール素子専用のホール素子アンプとして構成することができる。
The basic operation of the Hall
An output value adjustment signal Vc for adjusting the output value of the output signal Vo extracted from the
The
The gain of the
The information stored in the
As described above, the
In addition, according to the present invention, the
Furthermore, according to the present invention, the
1 磁気センサ(ホール素子)
2 磁気センサアンプ(ホール素子アンプ)
4e 調整信号入力端子
5 外部負荷
11 駆動制御回路
11a ホール素子駆動回路
11b オフセットキャンセル回路
12 信号発生回路
13 抵抗器
14 増幅器
15 温度補償回路
16 メモリ
20 半導体集積回路
100,200 磁気センサ駆動装置(ホール素子駆動装置)
1 Magnetic sensor (Hall element)
2 Magnetic sensor amplifier (Hall element amplifier)
4e Adjustment
DESCRIPTION OF
Claims (6)
磁気センサに接続され、該磁気センサからの素子出力信号を処理する半導体集積回路を具え、
該半導体集積回路は、
前記磁気センサと接続される複数の入出力端子と、
前記複数の入出力端子と接続され、前記磁気センサを駆動する駆動手段、および、該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、
前記磁気センサ駆動制御手段を動作するための電源端子と、
前記磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子と
を具えた磁気センサ用アンプとして一体に構成されたことを特徴とする磁気センサ駆動装置。 A magnetic sensor driving device comprising:
A semiconductor integrated circuit connected to the magnetic sensor and processing an element output signal from the magnetic sensor;
The semiconductor integrated circuit comprises:
A plurality of input / output terminals connected to the magnetic sensor;
A magnetic sensor drive control means having a drive means connected to the plurality of input / output terminals and driving the magnetic sensor; and an offset correction means for correcting an offset included in an output signal from the magnetic sensor;
A power supply terminal for operating the magnetic sensor drive control means;
Amplifying means for amplifying the signal processed by the magnetic sensor drive control means;
A magnetic sensor driving device integrally configured as a magnetic sensor amplifier having a signal output terminal for taking out the signal amplified by the amplification means as an output signal.
前記磁気センサを駆動するための電圧又は電流を供給する複数の出力端子と、
前記磁気センサからの前記素子出力信号を入力する複数の入力端子と
を含み、
前記オフセット補正手段は、
少なくとも、前記磁気センサを駆動する電圧又は電流と、前記磁気センサからの素子出力信号とを、クロックにより所定の角度だけ回転させ、該ホール素子からの素子出力信号を加算することにより、オフセットをキャンセルすることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ駆動装置。 The plurality of input / output terminals are:
A plurality of output terminals for supplying a voltage or current for driving the magnetic sensor;
A plurality of input terminals for inputting the element output signal from the magnetic sensor,
The offset correction means includes
At least the voltage or current that drives the magnetic sensor and the element output signal from the magnetic sensor are rotated by a predetermined angle by a clock, and the element output signal from the Hall element is added to cancel the offset. The magnetic sensor driving apparatus according to claim 1, wherein:
前記反転又は非反転増幅器の帰還部を構成する外部負荷に接続するための帰還接続端子をさらに具えたことを特徴とする請求項1又は2記載の磁気センサ駆動装置。 The amplification means is composed of an inverting or non-inverting amplifier,
3. The magnetic sensor driving device according to claim 1, further comprising a feedback connection terminal for connecting to an external load constituting a feedback section of the inverting or non-inverting amplifier.
前記増幅手段の制御端子に接続され、前記調整信号入力端子に入力された前記調整信号を保持するメモリと
をさらに具えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気センサ駆動装置。 An adjustment signal input terminal for inputting an adjustment signal for adjusting an output value of the output signal extracted from the signal output terminal;
4. The magnetic sensor drive according to claim 1, further comprising a memory connected to a control terminal of the amplifying means and holding the adjustment signal input to the adjustment signal input terminal. apparatus.
をさらに具えたことを特徴とする請求項5記載の磁気センサ駆動装置。 6. The temperature compensation unit according to claim 5, further comprising a temperature compensation unit that is connected to the control terminal of the amplification unit and sets a temperature coefficient of the amplification unit based on the adjustment signal held in the memory. Magnetic sensor driving device.
前記ホール素子に接続される前記磁気センサ用アンプを、前記半導体集積回路を含むホール素子アンプとして構成したことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気センサ駆動装置。
The magnetic sensor comprises a Hall element,
6. The magnetic sensor driving device according to claim 1, wherein the magnetic sensor amplifier connected to the Hall element is configured as a Hall element amplifier including the semiconductor integrated circuit.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005112529A JP2006292517A (en) | 2005-04-08 | 2005-04-08 | Magnetometric sensor drive unit |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309626A (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | Magnetic sensing output ic |
JP2013156079A (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Signal processing device, rotational angle detecting device and adjustment value setting device |
KR102057587B1 (en) | 2013-10-28 | 2019-12-19 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus and Method Compensating Output Current of HALL IC |
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2005
- 2005-04-08 JP JP2005112529A patent/JP2006292517A/en not_active Withdrawn
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