一种霍尔传感器的前端信号处理电路的制作方法

本发明涉及霍尔传感，具体涉及一种霍尔传感器的前端信号处理电路。

背景技术：

1、霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种。霍尔效应传感器的主要作用是识别电机绕组相位位置信息转换为电信号，驱动器通过读取霍尔元件的输出端电平信号，得到转子的位置信息，逻辑开关根据电机的转子位置信息完成正确的换向，给电机对应绕组通以电流，形成气隙旋转磁场使电机不停地运转。霍尔效应传感器广泛用于识别电机定、转子之间相对位置，实现电机的电子换相。

2、在电机转速监控领域，电机转速大多是匀速设置，当霍尔传感器应用于匀速转动的电机、转轴等，霍尔传感器是通过将交变磁场转换成数字信号来计算电机、转轴的转速，但是，在对匀速的转轴的监控过程中，其实只需要记录转轴在预定时间内转动的圈数就行，然而，对交变磁场时识别过程中，需要对整个交变磁场所转换的电压信号进行采样，导致采样的信号较多，数据计算工作量大，增加计算成本和量化时间。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中，采样的信号较多，数据计算工作量大，增加计算成本和量化时间等技术问题，本发明提供一种霍尔传感器的前端信号处理电路。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种霍尔传感器的前端信号处理电路，包括：

4、霍尔元件h1，用于间歇性地输出霍尔电压；

5、第一信号放大单元，连接所述霍尔元件h1，用于将所述霍尔电压进行放大，得到第一放大电压；

6、斯密特触发器u4，连接所述第一信号放大单元，用于当所述第一放大电压高于预设阈值电压时，输出触发电压；

7、微控制器u1，连接所述斯密特触发器u4，用于接收所述触发电压，并根据所述触发电压输出控制信号，并利用所述控制信号控制mos管q1；其中，所述控制信号为脉冲宽度调制信号；

8、mos管q1，受控于所述微控制器u1，分别连接所述霍尔元件h1以及所述微控制器u1；

9、霍尔电源u2，连接所述mos管q1，用于在所述mos管q1的配合下，开启或关闭霍尔激励信号的输出；其中，所述霍尔激励信号用于激励所述霍尔元件h1。

10、本发明的有益效果是：微控制器u1首先输出高电平信号，让mos管q1导通，让霍尔电源u2持续供电，霍尔元件h1在霍尔电源u2的激励下输出霍尔电压，霍尔电压通过斯密特触发器u4能够采集经过放大之后的霍尔电压信号，并对霍尔电压信号进行振幅鉴别，当霍尔电压信号的振幅高于预设值时，微控制器u1会受到斯密特触发器u4发出的高电平电压信号，微控制器u1收到高电平电压信号后，计算收到高电平电压信号的时间间隔，根据收到高电平电压信号的时间间隔，按照该时间间隔间歇性输出控制信号，以保证霍尔电源u2按照该时间间隔间歇性激励所述激励电压，不断循环，以保证输出的霍尔信号在固定的所述时间间隔有效，实现对预设时间段对交变磁场所转换的电压信号进行采样，降低了导致采样的信号数量，数据计算工作量得到有效降低，同时有效的采样信号也不会改变，因此降低了计算成本和量化时间。

11、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

12、进一步，所述脉冲宽度调制信号的高电平脉冲的宽度大于或等于所述霍尔电压的输出持续时间；其中，所述脉冲宽度调制信号的上升沿时间与所述霍尔电压的输出起始时间一致或所述脉冲宽度调制信号的上升沿时刻先于所述霍尔电压的输出起始时刻。

13、进一步，所述霍尔激励信号为霍尔效益激励电流，所述霍尔效益激励电流为恒定电流。

14、进一步，还包括：

15、第二信号放大单元，分别连接所述斯密特触发器u4以及所述微控制器u1，用于将所述触发电压进行放大，得到第二放大电压；

16、所述微控制器u1，具体用于接收所述第二放大电压，并根据所述第二放大电压输出所述控制信号。

17、进一步，所述第二信号放大单元包括电阻r5、电阻r6、电阻r7以及运算放大器u5，所述算放大器u5的同相输入端与所述斯密特触发器u4的输出端电连接，所述算放大器u5的反相输入端接地；所述电阻r5的一端与所述微控制器u1的输入端电连接，所述电阻r5的另一端与所述算放大器u5的输出端电连接，所述电阻r6的一端与所述算放大器u5的输出端电连接，所述电阻r6的另一端与所述算放大器u5的反相输入端电连接；所述电阻r7的一端与所述算放大器u5的反相输入端电连接，所述电阻r7的另一端接地。

18、进一步，所述第一信号放大单元包括电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4以及运算放大器u3；所述电容c1的一端与所述霍尔元件h1的输出端的正极电连接，所述电容c2的一端与所述霍尔元件h1的输出端的负极电连接，所述电容c1的另一端与所述电阻r1的一端电连接，所述电容c2的另一端与所述电阻r2的一端电连接，所述运算放大器u3的同相输入端分别与所述电阻r1的另一端以及所述电阻r3的一端电连接，所述运算放大器u3的反相输入端分别与所述电阻r2的另一端以及所述电阻r4的一端电连接，所述电阻r3的另一端与所述运算放大器u3的输出端电连接，所述电阻r4的另一端接地，所述运算放大器u3的输出端与所述斯密特触发器u4连接。

19、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种霍尔芯片，其具体技术内容如下：

20、一种霍尔芯片，包括上述霍尔传感器的前端信号处理电路。

21、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种霍尔速度传感器，其具体技术内容如下：

22、一种霍尔速度传感器，包括上述霍尔传感器的前端信号处理电路。

技术特征：

1.一种霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，所述脉冲宽度调制信号的高电平脉冲的宽度大于或等于所述霍尔电压的输出持续时间；其中，所述脉冲宽度调制信号的上升沿时间与所述霍尔电压的输出起始时间一致或所述脉冲宽度调制信号的上升沿时刻先于所述霍尔电压的输出起始时刻。

3.根据权利要求1所述的霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，所述霍尔激励信号为霍尔效益激励电流，所述霍尔效益激励电流为恒定电流。

4.根据权利要求1所述的霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求5所述的霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，所述第二信号放大单元包括电阻r5、电阻r6、电阻r7以及运算放大器u5，所述算放大器u5的同相输入端与所述斯密特触发器u4的输出端电连接，所述算放大器u5的反相输入端接地；所述电阻r5的一端与所述微控制器u1的输入端电连接，所述电阻r5的另一端与所述算放大器u5的输出端电连接，所述电阻r6的一端与所述算放大器u5的输出端电连接，所述电阻r6的另一端与所述算放大器u5的反相输入端电连接；所述电阻r7的一端与所述算放大器u5的反相输入端电连接，所述电阻r7的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的霍尔传感器的前端信号处理电路，其特征在于，所述第一信号放大单元包括电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4以及运算放大器u3；所述电容c1的一端与所述霍尔元件h1的输出端的正极电连接，所述电容c2的一端与所述霍尔元件h1的输出端的负极电连接，所述电容c1的另一端与所述电阻r1的一端电连接，所述电容c2的另一端与所述电阻r2的一端电连接，所述运算放大器u3的同相输入端分别与所述电阻r1的另一端以及所述电阻r3的一端电连接，所述运算放大器u3的反相输入端分别与所述电阻r2的另一端以及所述电阻r4的一端电连接，所述电阻r3的另一端与所述运算放大器u3的输出端电连接，所述电阻r4的另一端接地，所述运算放大器u3的输出端与所述斯密特触发器u4连接。

7.一种霍尔芯片，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的霍尔传感器的前端信号处理电路。

8.一种霍尔速度传感器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的霍尔传感器的前端信号处理电路。

技术总结本发明涉及一种霍尔传感器的前端信号处理电路，包括霍尔元件H1，用于间歇性地输出霍尔电压；第一信号放大单元，连接霍尔元件H1，用于将霍尔电压进行放大，得到第一放大电压；斯密特触发器U4，连接第一信号放大单元，用于当第一放大电压高于预设阈值电压时，输出触发电压；微控制器U1，连接斯密特触发器U4，用于接收触发电压，并根据触发电压输出控制信号，并利用控制信号控制MOS管Q1；其中，控制信号为脉冲宽度调制信号；MOS管Q1，受控于微控制器U1，分别连接霍尔元件H1以及微控制器U1；霍尔电源U2，连接MOS管Q1，用于在MOS管Q1的配合下，开启或关闭霍尔激励信号的输出；本发明降低了导致采样的信号数量，降低了计算成本和量化时间。技术研发人员：梁飞,梁译心,奚笑然受保护的技术使用者：四川华灿电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1