JPS6286777A - ホ−ル電圧処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば回転体の回転角検出装置等を構成す
るために使用され、ホール素子からの微小電圧信号を増
幅出力するホール電圧処理回路に関する。

〔背景技術］ 例えば、自動車用のエンジンの回転角検出装置は、エン
ジンと同軸的に回転される複数の磁極を設定した回転体
を備えるもので、この回転体の磁極面に近接する状態で
、ホール素子を固定設定し、このホール素子で磁極の近
接通過を磁界の変化によって検出することによって、上
記エンジンの特定される回転角を検出するようしている
。

この場合、ホール素子に作用する磁界か比較的大きく変
化するような状態であっても、このホール素子からの出
力電圧は、数十ｍＶとその電圧振幅の小さなものである
。また、ホール素子はホール効果の原理上、その出力信
号の検出のために電流を消費するような状態となると、
ホール素子からの出力電圧が著しく低下するようになる
。したがって、このホール素子からの出力信号の供給さ
れる信号処理回路にあっては、例えば第３図および第４
図に示すように、はぼ無限大のインピーダンスが設定さ
れるようにするため、インピーダンス変換器と、その後
の信号を増幅する増幅器とを備える。そして、この増幅
された出力信号を所定のスレッショルドレベルを設定す
る基準電圧Ｖ　ｒｃｒと比較し、論理振幅レベルに変換
するようにし、この変換された論理出力によって磁界の
有無を検出するようにしている。すなわち、上記基準電
圧Ｖ　ｒｃｌ’を所望の磁界スレッショルドレベルＢ　
ｒａｒに対応して設定することによって、例えば磁極の
近接通過状態を検出させるものである。

第３図は上記のようなホール素子からの出力信号を取り
出すための大きなインピーダンスの設定される処理回路
の例を示すもので、ホール素子１１の出力端子ａおよび
ｂの間の出力電圧信号は、はぼ無限大のインピーダンス
に設定されるインピーダンス変換器１２に供給する。そ
して、このインピーダンス変換器１２からの出力信号は
増幅器１３で増幅した後、比較器１４で所定の設定基準
電圧Ｖ　ｒｃｆと比較し、その比較論理出力をホール電
圧検出信号として出力するものである。すなわち、ホー
ル索子１１で所定のレベル以上の磁界強度を検出したと
きに、比較器１４からの出力信号がハイレベルになって
、磁界強度の増大状態を検出するものである。

また第４図の場合には、ホール素子１１からの検出信号
を、ＯＰアンプ１５および１６によってインピーダンス
変換器と増幅器とを兼用するようにしだ差動増幅器１７
を構成し、その出力信号を比較器１４に供給するように
したものである。　　　□しかし、上記のように構成さ
れるホール素子からの検出信号の処理回路にあっては、
少なくともインピーダンス変換器、増幅器、比較器をそ
れぞれ構成する回路素子が各１個必要であり、その回路
構成が複雑となる。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、ホー
ル素子からの検出信号を充分簡単な回路構成の処理回路
によって確実に検出できるようにするものであり、また
検出する磁界スレッショルドレベルの設定も任意性をも
って効果的に実行され、例えばエンジンの回転速度検出
機構として効果的に使用できるようにするホール電圧処
理装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係るホール電圧処理装置にあって
は、ホール素子からの出力端子をそれぞれベースに接続
するようにした第１および第２のトランジスタによって
インピーダンス変換回路を（１ｒ、成するようにしてい
るものであり、この第１および第２のトランジスタに対
しては、それぞれ定電流が流されるように設定する。そ
して、上記第１のトランジスタ回路に対してレベルシフ
トのための抵抗を接続設定し、この抵抗によって設定さ
れるスレッショルドレベルと上記インピーダンス変換回
路に供給される上記ホール素子からの出力電圧とを比較
回路によって比較し、この比較回路から上記ホール素子
に作用する磁界強度の変化を検出する出力信号が得られ
るようにしているものである。

［作用］ 上記のように構成されるホール素子電圧処理装置にあっ
ては、第１および第２のトランジスタのそれぞれエミッ
タ相互間に、ホール素子の出力端子間に現れる出力電位
差が設定される。また、上記抵抗部分には、定電流が流
されているものであるため、所定の電位差が設定される
ものであり、この抵抗部分に発生する電位差と上記第１
および第２のトランジスタ部分に発生するホール電圧と
が比較出力されるようになる。したがって、この比較論
理出力は、上記抵抗部分で設定される電位差をスレッシ
ョルド電圧としてホール電圧を検出するようにになるも
のであり、この抵抗によって検出磁界のスレッショルド
レベルが任意に設定できるようになるものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、ホール素子２１は例え
ば磁石の近接通過を磁界強度の変化によって検出するも
ので、その出力端子ａおよびｂの間には、磁界強度に対
応した電圧信号が出力される。このホール素子２１の出
力端子ａおよびｂは、それぞれ第１および第２のトラン
ジスタ２２および２３のベースに対して接続される。こ
の第１および第２のトランジスタ２２および２３は、イ
ンピーダンス変換回路２４を構成するものであり、この
トランジスタ２２および２３のそれぞれエミッタ回路に
はそれぞれ定電流回路２５および２６が設定され、この
トランジスタ２２および２３にはそれぞれ定電流Ｉｃｅ
が流されるように設定されている。

また、上記第１のトランジスタ２２のエミッタには、抵
抗２７が直列に接続設定されているもので、この抵抗２
７には上記定電流Ｉ　ｃｅが流れてその両端Ｃおよびｄ
点間にその抵抗値Ｒに対応した電位差が設定されるよう
になっている。そして、上記ｄ点と第２のトランジスタ
２３のエミッタのｅ点との間の電位差を比較回路２８で
検出し、この比較回路２８から論理出力ｆが得られるよ
うにしているものである。

すなわち、ホール索子２１の出力端子間に発生する微小
出力電圧Ｖｉｎは、インピーダンス変換回路２４に対し
て供給されるようになる。また、抵抗２７はレベルシフ
ト回路を構成するようになり、この抵抗２７に流れる電
流１　ｃｃと抵抗値Ｒとの関係から、この抵抗の両端ｃ
−ｄ間に、 Ｖｒｅ［’　−１ｅｅＸＲ の電位差が設定され、この電位Ｖ　ｒｅｒをレベルシフ
トするようになる。したがって、比較回路２８に入力さ
れる点ｄとｅとの間の電位差はｒＶＩｎ−ＶｒｃｆＪと
なる。

このため、ホール素子２１の出力端子側よりみた比較回
路２８の論理出力は、見掛は上スレッショルド電圧Ｖ　
ｒｅｒをもつものと等価の状態となる。

第２図の（Ａ）はこのホール索子２１に作用する磁界の
磁束密度Ｂとホール素子２１の出力電圧との関係を示す
もので、磁束密度Ｂとホール素子２１の出力電圧とは直
線的な関係にある。そして、上記電圧Ｖ　ｒｃｒに対し
て磁界スレッショルドレベルＢ　ｒａｒが設定されるよ
うになるものであり、この磁界スレッショルドレベルＢ
　ｒＣ１’に対応して、比較回路２８から第２図の（Ｂ
）に示すような低レベルおよび高レベルの２値に変化す
る論理出力が得られるようになるものである。

この場合、上記スレッショルド電圧Ｖ　ｒｃｌ’は、定
電流回路２５で設定される定電流値、さらに抵抗２６の
値Ｒを調整設定することによって任意の値に設定可能と
なる。すなわち、論理出力を得るための磁界スレッショ
ルドレベルＢ　ｒｅｆが任意性をもって簡単に調整でき
るものである。

上記磁界スレッショルドレベルＢ　ｒｅｒの設定手段は
簡単に構成できるものであるが、設定電圧Ｖ　ｒｃｆと
磁界スレッショルドレベルＢ　ｒｅｆ’とは直線的な関
係にあるものであるため、その設定自由度は大きいもの
である。また、ホール索子２１の温度特性を補償するた
めに抵抗２７または定電流回路２５および２６に対して
、ある一定の温度係数を持つ素子を採用することができ
る。したがって、上記ホール素子２１の温度補償も、精
度の良好な状態で簡Ｉｌｔに実施できるものであり、信
頼性の高い磁界強度検出装置を構成することが容易な状
態となる。

この場合、抵抗２７と定電流回路２５および２６を、同
一半導体チップ上に形成するように構成すれば、スレッ
ショルド電圧の温度特性を零にすることが容易となり、
またホール素子２１とその信号処理回路部分を全て同一
の半導体チップ上で構成されるようにすれば、極めて低
コストでホールセンサを構成することが可能となるもの
である。

さらに、比較回路２８からの出力信号によって定電流回
路２５の定電流値Ｉｃｅを変化させるように構成すれば
、ヒステリシス機能を有するように設定することができ
る。したがって、より信頼性の高い磁界検出機構が構成
されるようになり、例えば回転速度検出機（１■の検出
信号の信頼性をさらに向−１−させるようになるもので
ある。

ここで、上記定電流回路２５および２６は、設定精成を
特に問題としないような場合には、抵抗によって構成す
ることも可能である。

［発明の効果〕 以上のようにこの発明に係るホール電圧処理装置は、２
個のトランジスタによる簡単なインピーダンス変換回路
によって構成することができるものであり、例えば自動
車用のエンジン回転速度検出装置等を構成するに非常に
効果的なものとすることができる。また、このホール電
圧処理装置にあっては、磁界スレッショルドレベルが簡
単に調整設定できるものであり、また温度特性の補償も
簡単に実行できるようになるものであるため、その適用
範囲の拡大のため、さらに信頼性を向上させるために非
常に大きな効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るホール電圧処理装置
を説明する回路＋１・？成因、第２図は磁束密度に対す
るホール素子出力、さらに処理出力の関係を説明する図
、第３図および第４図はそれぞれ従来の処理回路の例を
示す図である。 ２１・・・ホール素子、２１．２３・・・トランジスタ
、２４・・・インピーダンス変換回路、２５．２Ｇ・・
・定電流回路、２７・・・抵抗（レベルシフト用）、２
８・・ｉ比較回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　インピーダンス変換回路を構成し、ホール素子の一対
   の出力電圧によってベース制御される第１および第２の
   トランジスタと、 上記第１のトランジスタ回路に接続設定され、レベルシ
   フトのための抵抗と、 上記第１および第２のトランジスタの回路にそれぞれ一
   定の電流が流れるように設定される定電流回路と、 上記抵抗によって設定されるスレッショルドレベルと、
   上記インピーダンス変換回路に供給される上記ホール素
   子の出力レベルとを比較する比較回路とを具備し、 　この比較回路から上記ホール素子に作用する磁界強度
   の変化の検出出力が得られるようにしたことを特徴とす
   るホール電圧処理装置。