一種智能磁場(chǎng)傳感器描述了一個(gè)用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的自校準(zhǔn)傳感激勵(lì)器的例子。圖2.14中所示具體描述了基于霍爾效應(yīng)的基本原理:當(dāng)電流JⅡ腮通過(guò)暴露在外部磁場(chǎng)中的盤(pán)形導(dǎo)體或者半導(dǎo)體材料時(shí),電壓跨過(guò)橫斷面產(chǎn)生電流流動(dòng)。這被稱(chēng)為霍爾電壓yH,與r:Ⅱ和磁通密度BExT成正比,因此能夠被用來(lái)檢測(cè)磁通密度。然而霍爾

傳感器的靈敏度不太好定義,例如溫度對(duì)其的影響較大。補(bǔ)償交叉靈敏度的一個(gè)方法是共集成一個(gè)溫度傳感器(見(jiàn)2,3.2節(jié)),例如,它能被用來(lái)調(diào)節(jié)溫度依賴(lài)的,以獲得與溫度無(wú)關(guān)的總體靈敏度。

ADAU1761

   圖2.15a展示了另外一種有吸引力的方法,能夠在理論上消除霍爾傳感器的任何誤差:由一個(gè)線(xiàn)圈圍繞在霍爾傳感器周?chē)瞥梢粋�(gè)磁場(chǎng)傳感激勵(lì)器。參考電流rREF通過(guò)線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)B田F,并且附加到外部磁場(chǎng)中,因此,測(cè)量的霍爾電壓結(jié)果與兩個(gè)磁場(chǎng)的和成正比。如果在此時(shí)調(diào)制或者脈沖驅(qū)動(dòng)參考電流,就能夠分離參考磁場(chǎng)和外部磁場(chǎng)的響應(yīng),依據(jù)圖2.13,我們就能夠構(gòu)建一個(gè)自校準(zhǔn)磁場(chǎng)傳感激勵(lì)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)圖2.15b)顯示這種方式確實(shí)能夠?qū)?/span>現(xiàn):用了自校準(zhǔn)后,靈敏度不再由霍爾板決定,而是由線(xiàn)圈決定,最終結(jié)果是對(duì)溫度的交叉靈敏度從0,18%/Κ減少到少于0.01%/K。

    圖2.15 a)霍爾板和線(xiàn)圈組成傳感激勵(lì)器;b)有、無(wú)自校準(zhǔn)情況下的溫度交叉靈敏度測(cè)量結(jié)果本章參考文獻(xiàn)[33]中描述采用這一原理在自校準(zhǔn)霍爾傳感器中對(duì)電流測(cè)量更近了一步。圖2.16所示為CMOS芯片的原理圖。在這個(gè)設(shè)計(jì)中,霍爾板由方波調(diào)制電流產(chǎn)生偏置。因此,在霍爾金屬盤(pán)中電流的方向被周期性地翻轉(zhuǎn)。這

就是本章參考文獻(xiàn)[23]中所說(shuō)的旋轉(zhuǎn)電流原理的運(yùn)用,使得霍爾金屬盤(pán)產(chǎn)生偏置,并且區(qū)別開(kāi)放大器A與霍爾金屬盤(pán)對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)。作為偏置電流調(diào)制的結(jié)果,后者會(huì)在霍爾電壓中產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制分量,而偏置會(huì)產(chǎn)生直流分量。采用適合的解調(diào)方案,這兩個(gè)分量可以分開(kāi)。