JP4303631B2 - センサ回路 - Google Patents
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Description
図4において、ホール素子HALには端子X1とX2からなる第1の端子対と、端子Y1とY2からなる第2の端子対が設けられている。このうち、端子X1はスイッチ11のb接点に接続し、端子X2はスイッチ12のb接点に接続し、端子Y1はスイッチ11のa接点に接続し、端子Y2はスイッチ12のa接点に接続する。なお、スイッチ11の可動接点は電源ラインVccに接続し、スイッチ12の可動接点はグランドに接続する。このスイッチ11と12により第1のスイッチ回路網10が構成されている。
スイッチ41の可動接点は誤差増幅器AMP1の一方の入力端子に接続し、スイッチ42の可動接点は誤差増幅器AMP1の他方の入力端子に接続する。なお、誤差増幅器AMP1は2重差動型増幅器であり、その一方の出力端子および他方の出力端子はサンプルアンドホールド回路を含む信号処理回路(図示せず)に接続されている。
ところで図4の回路は、特許文献1の中でも指摘されているが、各スイッチ11、12、41、42の切り換え動作時に、ノイズが発生したり、誤差増幅器AMP1の出力信号に過渡的な現象が現れるという問題点を有している。本願発明者の検証によると、このような不都合な現象の発生原因は以下のようであると推測されている。
ここで、ホール素子HALにオフセットが存在せず、また磁束がホール素子HALを貫通していない(=無磁束状態)と仮定すると、端子Y1とY2の位置の各電位VY1、VY2は共に等しく、供給電圧V0 の半分(=V0 /2)となる。
図1において、端子X1とX2からなる第1の端子対、端子Y1とY2からなる第2の端子対を有するホール素子HALの構造および、スイッチ11、12を備える第1のスイッチ回路網10の構成は、図4に示す従来の回路と同じである。また、誤差増幅器AMP1の一方の出力端子および他方の出力端子がサンプルアンドホールド回路を含む信号処理回路(図示せず)に接続されていることも図4の回路と同じである。
しかし図1の回路は、電圧源Vrと第3のスイッチ回路30が追加して設けられている点と、従来とは多少異なる動作を実施するように第2のスイッチ回路20が構成されている点において図4の回路と異なっている。
ちなみに、第1のスイッチ回路網10のそれぞれのスイッチは、駆動信号がロー(L)レベルの時には可動接点をb接点に接続し、逆にハイ(H)レベルの時にはa接点に接続するものとする。また第2、第3のスイッチ回路20、30の各スイッチは、駆動信号がローレベルの時にはオフ、ハイレベルの時にはオンされるものとする。
なお、この時間t1の直後の時点においては、駆動信号S21、S22がローレベルのためスイッチ21、22、23、24はオフ状態となっている。また駆動信号S30もローレベルのためスイッチ31、32もオフ状態となっている。
なお、時間t4の直後の時点においては、駆動信号S10以外の駆動信号S21、S22、S30は全てローレベルであり、各スイッチ21、22、23、24、31、32はオフ状態となる。
図3のセンサ回路は図1の回路から電圧源Vrを取り除いた点を除いて同じ回路構成となっている。詳しい説明は省略するが、その内部に設けられた各スイッチ11、12、21、22、23、24、31、32は、図1の回路内の対応したスイッチと同じタイミングで動作をする。つまり、図2に示すようなタイミングで状態が変化する各駆動信号S10、S21.S22、S30によって駆動される。
20:第2のスイッチ回路網
30:第3のスイッチ回路網
AMP1:誤差増幅器
HAL:ホール素子
Vr:電圧源
X1、X2:端子(第1の端子対)
Y1、Y2:端子(第2の端子対)
Claims (10)
- ホール素子の第1の端子対および第2の端子対の間に生じる第1の検出信号および第2の検出信号を順次検出し、該第1の検出信号と該第2の検出信号とを信号処理して出力信号を得るセンサ回路において、
第1の期間には該ホール素子の該第2の端子対にバイアス電流を供給し、第2の期間には該第1の端子対にバイアス電流を供給する第1のスイッチ回路網と、
該ホール素子の所定の端子対に生じた検出信号を、その出力側に設けられた回路で処理可能な形態の信号に変換する誤差増幅器と、
固定された電圧信号を発生させる電圧源と、
該第1の期間内の第3の期間の間、該ホール素子の該第1の端子対の間に生じた該第1の検出信号を該誤差増幅器の入力端子に供給するように各端子間を接続し、該第2の期間内の第4の期間の間、該ホール素子の該第2の端子対の間に生じた該第2の検出信号を該誤差増幅器の入力端子に供給するように各端子間を接続する第2のスイッチ回路網と、
該第2のスイッチ回路網が該第1の端子対あるいは該第2の端子対を該誤差増幅器の入力端子に接続する期間の初期において、所定期間の間、該誤差増幅器に接続された該ホール素子の所定の端子対に該電圧源から固定された電圧信号を供給するように該電圧源と各端子の間を接続する第3のスイッチ回路網と、
を具備することを特徴とするセンサ回路。 - 前記第2のスイッチ回路網は、
前記第1の期間の開始から所定時間だけ遅延して開始した前記第3の期間の間、前記第1の端子対の間に生じた前記第1の検出信号を前記誤差増幅器に入力し、
前記第2の期間の開始から所定時間だけ遅延して開始した前記第4の期間の間、前記第2の端子対の間に生じた前記第2の検出信号を該誤差増幅器に入力する
ことを特徴とする、請求項1に記載されたセンサ回路。 - 前記第3のスイッチ回路網は、
前記第3の期間の開始から前記第3の期間の継続時間よりも短い所定時間の間、前記誤差増幅器および前記第1の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給し、
前記第4の期間の開始から前記第4の期間の継続時間よりも短い所定時間の間、該誤差増幅器および前記第2の端子対に該電圧源から固定された電圧信号を供給する
ことを特徴とする、請求項2に記載されたセンサ回路。 - 前記第3のスイッチ回路網は、
少なくとも前記第3の期間の開始時点で前記誤差増幅器の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給するとともに、前記第3の期間の開始から前記第3の期間の継続時間よりも短い所定期間の間、前記誤差増幅器および前記第1の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給し、
少なくとも前記第4の期間の開始時点で前記誤差増幅器の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給するとともに、前記第4の期間の開始から前記第4の期間の継続時間よりも短い所定期間の間、該誤差増幅器および前記第2の端子対に該電圧源から固定された電圧信号を供給する
ことを特徴とする、請求項1に記載されたセンサ回路。 - 前記固定された電圧信号は、そのレベルが前記ホール素子のバイアス電流が供給されている端子対のそれぞれの端子に現れる電位の中間の大きさであることを特徴とする、請求項1から請求項4に記載されたセンサ回路。
- ホール素子の第1の端子対および第2の端子対の間に生じる第1の検出信号および第2の検出信号を順次検出し、該第1の検出信号と該第2の検出信号とを信号処理して出力信号を得るセンサ回路において、
第1の期間には該ホール素子の該第2の端子対にバイアス電流を供給し、第2の期間には該第1の端子対にバイアス電流を供給する第1のスイッチ回路網と、
該ホール素子の所定の端子対に生じた検出信号を、その出力側に設けられた回路で処理可能な形態の信号に変換する誤差増幅器と、
該第1の期間内の第3の期間の間、該ホール素子の該第1の端子対の間に生じた該第1の検出信号を該誤差増幅器の入力端子に供給するように各端子間を接続し、該第2の期間内の第4の期間の間、該ホール素子の該第2の端子対の間に生じた該第2の検出信号を該誤差増幅器の入力端子に供給するように各端子間を接続する第2のスイッチ回路網と、
該第2のスイッチ回路網が該第1の端子対あるいは該第2の端子対を該誤差増幅器の入力端子に接続する期間の初期において、所定期間の間、該誤差増幅器に接続された該ホール素子の所定の端子対の間を短絡するように接続する第3のスイッチ回路網と、
を具備することを特徴とするセンサ回路。 - 前記第3のスイッチ回路網は、グランドを介して誤差増幅器の入力端子間を短絡することを特徴とする、請求項6に記載されたセンサ回路。
- 前記第2のスイッチ回路網は、
前記第1の期間の開始から所定時間だけ遅延して開始した前記第3の期間の間、前記第1の端子対の間に生じた前記第1の検出信号を前記誤差増幅器に入力し、
前記第2の期間の開始から所定時間だけ遅延して開始した前記第4の期間の間、前記第2の端子対の間に生じた前記第2の検出信号を該誤差増幅器に入力する
ことを特徴とする、請求項6に記載されたセンサ回路。 - 前記第3のスイッチ回路網は、
前記第3の期間の開始から前記第3の期間の継続時間よりも短い所定時間の間、前記誤差増幅器および前記第1の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給し、
前記第4の期間の開始から前記第4の期間の継続時間よりも短い所定時間の間、該誤差増幅器および前記第2の端子対に該電圧源から固定された電圧信号を供給する
ことを特徴とする、請求項8に記載されたセンサ回路。 - 前記第3のスイッチ回路網は、
少なくとも前記第3の期間の開始時点で前記誤差増幅器の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給するとともに、前記第3の期間の開始から前記第3の期間の継続時間よりも短い所定期間の間、前記誤差増幅器および前記第1の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給し、
少なくとも前記第4の期間の開始時点で前記誤差増幅器の端子対に前記電圧源から固定された電圧信号を供給するとともに、前記第4の期間の開始から前記第4の期間の継続時間よりも短い所定期間の間、該誤差増幅器および前記第2の端子対に該電圧源から固定された電圧信号を供給する
ことを特徴とする、請求項6に記載されたセンサ回路。
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