傳感器裝置制造方法
【專利摘要】提供一種傳感器裝置，能夠去除傳感器裝置中的傳感器元件、差動(dòng)放大器、放大器的各偏移電壓的影響，在高精度地檢測(cè)物理量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)。該傳感器裝置具有：開關(guān)電路，其與傳感器元件的第一端子對(duì)和第二端子對(duì)連接，對(duì)該端子對(duì)進(jìn)行切換控制，并輸出信號(hào)電壓；差動(dòng)放大器，其第一輸入端子和第二輸入端子分別與開關(guān)電路的第一輸出端子和第二輸出端子連接，輸出對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行差動(dòng)放大后的結(jié)果；放大器，其具有2個(gè)以上的差動(dòng)輸入對(duì)，一個(gè)差動(dòng)輸入對(duì)被輸入由差動(dòng)放大器輸出的差動(dòng)信號(hào)，至少一個(gè)差動(dòng)輸入對(duì)被輸入與檢測(cè)的物理量對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)；以及檢測(cè)電壓設(shè)定電路，其向放大器輸出基準(zhǔn)信號(hào)，通過開關(guān)電路的切換而具有第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)，并根據(jù)各1次的第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
【專利說明】傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器裝置，該傳感器裝置檢測(cè)物理量，并將檢測(cè)到的物理量例如磁 場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往使用了磁傳感器裝置，來作為移動(dòng)電話機(jī)和筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)檢測(cè) 用傳感器以及電機(jī)等的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 在圖18中示出了現(xiàn)有的磁傳感器裝置的電路圖。現(xiàn)有的磁傳感器裝置利用磁電 轉(zhuǎn)換元件（例如霍爾元件）輸出與磁場(chǎng)強(qiáng)度（或者磁通密度）對(duì)應(yīng)的（一般來說大致成比 例的）電壓，利用放大器對(duì)其輸出電壓進(jìn)行放大，并使用比較器判定是大于還是小于規(guī)定 的磁場(chǎng)強(qiáng)度或者磁通密度（以Η信號(hào)或L信號(hào)這兩個(gè)值來輸出）。
[0004] 上述的磁電轉(zhuǎn)換兀件的輸出電壓一般很微小，存在如下問題：磁電轉(zhuǎn)換兀件具有 的偏移電壓（元件偏移電壓）、放大器和比較器具有的偏移電壓（輸入偏移電壓）、以及它 們的噪聲成為誤差的主要原因，從而使精度降低。作為一例，上述的元件偏移電壓是由磁電 轉(zhuǎn)換元件根據(jù)從封裝受到的應(yīng)力而產(chǎn)生的。作為一例，上述的輸入偏移電壓是由構(gòu)成放大 器和比較器的輸入電路的元件的特性偏差而產(chǎn)生的。并且上述的噪聲主要是由構(gòu)成電路的 單體晶體管具有的閃爍噪聲、單體晶體管和電阻元件具有的熱噪聲產(chǎn)生的。
[0005] 為了降低所述磁電轉(zhuǎn)換元件、放大器以及比較器具有的偏移電壓的影響，如圖18 所示的磁傳感器裝置采用以下的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有：霍爾元件1801 ;切換霍爾元件1801的 第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)的開關(guān)電路1802 ;對(duì)開關(guān)電路1802的兩個(gè)輸出端子的電壓 差（V1-V2)進(jìn)行放大的差動(dòng)放大器1803 ;比較器1805 ;連接于差動(dòng)放大器1803的一個(gè)輸出 端子和比較器1805的反相輸入端子之間的電容1804 ;連接于差動(dòng)放大器1803的另一個(gè)輸 出端子和比較器1805的同相輸入端子之間的開關(guān)1807 ;連接于比較器1805的反相輸入端 子和輸出端子之間的開關(guān)1806 ;檢測(cè)電壓設(shè)定電路1815 ;以及連接于比較器1805的同相 輸入端子和檢測(cè)電壓設(shè)定電路1815的輸出端子之間的電容1808。檢測(cè)電壓設(shè)定電路1815 具有串聯(lián)連接在電源端子間的電阻1811?1814 ;以及連接于各電阻的連接點(diǎn)與輸出端子 之間的開關(guān) 1809、1810χ、1810ζ。
[0006] 并且，圖18的磁傳感器裝置中，根據(jù)圖19所示的時(shí)序圖來控制開關(guān)1806、1807、 1809、1810χ、1810ζ而進(jìn)行動(dòng)作。開關(guān)1810χ和1810ζ由圖19的信號(hào)1810控制，當(dāng)信號(hào) 1810為"接通"時(shí)，開關(guān)1810χ和1810ζ中的任意一方接通，當(dāng)信號(hào)1810為"斷開"時(shí)，開關(guān) 1810χ和1810ζ雙方都斷開。如上這樣地利用開關(guān)電路1802的動(dòng)作將檢測(cè)動(dòng)作的一個(gè)周期 T分為第一檢測(cè)狀態(tài)T1和第二檢測(cè)狀態(tài)T2。在第一檢測(cè)狀態(tài)T1中，從霍爾元件1801的端 子A和C輸入電源電壓，并從端子B和D輸出信號(hào)電壓。
[0007] 并且，在第二檢測(cè)狀態(tài)T2中，從端子B和D輸入電源電壓，并從端子A和C輸出信 號(hào)電壓。這里，將霍爾元件1801的同相信號(hào)電壓（以下稱作元件同相電壓）設(shè)為Vcm，將與 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)電壓（以下稱作元件信號(hào)電壓）設(shè)為Vh，將偏移電壓（以下稱作 元件偏移電壓）設(shè)為Voh，將差動(dòng)放大器1803的放大率設(shè)為G，將輸入端子VI、V2中的輸入 偏移電壓分別設(shè)為Voal、Voa2,將比較器1805的輸入偏移電壓設(shè)為Voa3。
[0008] 并且，將第一檢測(cè)狀態(tài)T1和第二檢測(cè)狀態(tài)T2中的元件同相電壓Vcm分別設(shè)為 Vcml、Vcm2,將元件信號(hào)電壓Vh也分別設(shè)為Vhl、Vh2,將元件偏移電壓Voh也分別設(shè)為 Vohl、Voh2。Vohl和Voh2表示大致相等的值。該霍爾元件1801的元件偏移電壓Voh -般 可通過被稱為旋轉(zhuǎn)電流法的公知方法來抵消。具體而言，以得到同相的信號(hào)成分與反相的 兀件偏移成分（或反相的信號(hào)成分與同相的兀件偏移成分）的方式切換開關(guān)電路1802來 抵消偏移成分。并且，檢測(cè)動(dòng)作的一個(gè)周期T通過各開關(guān)的開閉狀態(tài)被分成第一階段φ?、第 二階段φ2、第三階段φ3。
[0009] 在第一階段φ?中，開關(guān)1806和1807接通，向電容1804充入VC1 = V3-V5。由于開 關(guān)1806接通，因而比較器1805作為電壓跟隨電路而工作?；魻栐?801和開關(guān)電路1802 處于第一檢測(cè)狀態(tài)Τ1。在第一階段φ?中，各節(jié)點(diǎn)的電壓如下。
[0010] VI = Vcml+Vhl/2+Vohl/2
[0011] V2 = Vcml-Vhl/2-Vohl/2
[0012] V3 = Vcml+G · Vhl/2+G · Vohl/2+G · Voal
[0013] V4 = Vcml-G · Vhl/2-G · Vohl/2+G · Voa2
[0014] V5 = V0 = V6+Voa3
[0015] V6 = V4
[0016] 向電容1804充入的電壓VC1如下。
[0017] VC1 = V3-V5 = G · Vhl+G · Vohl+G · Voal-G · Voa2-Voa3 · · · (a)
[0018] 在第二階段φ2中，開關(guān)1806斷開，霍爾元件1801和開關(guān)電路1802變?yōu)榈诙z測(cè) 狀態(tài)Τ2。檢測(cè)電壓設(shè)定電路1815中，開關(guān)1809接通，1810χ和1810ζ斷開，向輸出端子提 供電阻1811?1814串聯(lián)連接的分壓點(diǎn)之一的電壓Vr作為基準(zhǔn)電壓Vrefl。因此，向電容 1808充入Vc2 = V6-Vrefl = V6-Vr。在第二階段φ2中，各節(jié)點(diǎn)的電壓如下。
[0019] VI = Vcm2-Vh2/2+Voh2/2
[0020] V2 = Vcm2+Vh2/2-Voh2/2
[0021] V3 = Vcm2-G · Vh2/2+G · Voh2/2+G · Voal
[0022] V4 = Vcm2+G · Vh2/2-G · Voh2/2+G · Voa2
[0023] 由于電容1804保持著式（a)所示的VC1，因此，節(jié)點(diǎn)V5的電壓如下。
[0024] V5 = V3-VC1 = Vcm2-G *Vh2/2-G *Vhl-G · Vohl+G *Voh2/2+G *Voa2+Voa3 · · · (b)
[0025] 并且，由于V6 = V4,因此向電容1808充入的電壓VC2如下。
[0026] VC2 = V6-Vref 1 = V4-Vr = Vcm2+G · Vh2/2-G · Voh2/2+G · Voa2-Vr · · · (c)
[0027] 進(jìn)而，在第三階段φ3中，開關(guān)1807和開關(guān)1809斷開，開關(guān)1810x或者1810z接通。 這里，假設(shè)開關(guān)1810x接通?；鶞?zhǔn)電壓Vrefl成為電阻1811?1814的串聯(lián)連接的分壓點(diǎn) 之一的電壓Vrx。由于電容1808保持著式（c)所示的VC2,因此，節(jié)點(diǎn)V6的電壓如下。
[0028] V6 = Vc2+Vrx = V6~Vref 1 = V4~Vr = Vcm2+G *Vh2/2-G *Voh2/2+G *Voa2-Vr+Vrx · ? · (d)
[0029] 最終，在比較器1805中對(duì)式（b)所表示的電壓V5和式（d)所表示的電壓V6進(jìn)行 比較，并從輸出端子VO輸出高電平或低電平。如果考慮比較器1805的輸入偏移電壓Voa3， 則比較器1805所比較的電壓如下。
[0030] (V6+Voa3)-V5 = G(Vhl+Vh2)+G(Vohl-Voh2)-(Vr-Vrx) · · · (e)
[0031] 這里，由于元件偏移電壓Vohl和Voh2表示大致相等的值，因此被抵消。并且，式 (e)中不包含差動(dòng)放大器1803的輸入偏移電壓Voal、Voa2、比較器1805的輸入偏移電壓 Voa3,表示這些偏移電壓被抵消。因此，在第三階段φ3處，在比較器1804中，對(duì)信號(hào)成分 G(Vhl+Vh2)和檢測(cè)電壓設(shè)定電路1815中決定的基準(zhǔn)電壓成分（Vr-Vrx)進(jìn)行比較。如上所 述，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的磁傳感器：去除了成為誤差要因的霍爾元件的偏移電壓成分、差動(dòng)放大 器和比較器的偏移電壓成分的影響，實(shí)現(xiàn)了偏差少的高精度輸出。
[0032] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0033] 專利文獻(xiàn)
[0034] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2010-281801號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0035] 發(fā)明要解決的課題
[0036] 但是，近年來，在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)等用途中要求高速動(dòng)作，而在上述現(xiàn)有的磁傳感 器裝置中，由于檢測(cè)動(dòng)作的一個(gè)周期由3個(gè)階段組成，因此存在難以應(yīng)對(duì)高速化的問題。并 且，在現(xiàn)有的磁傳感器裝置中，雖然可以通過縮短各階段的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)高速化，但是存在如 下問題：需要使差動(dòng)放大器和比較器實(shí)現(xiàn)高速化，特別是在差動(dòng)放大器的消耗電流增大的 同時(shí)電路面積會(huì)增大。
[0037] 本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種磁傳感器裝置，所述磁傳 感器裝置能夠以簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)去除磁電轉(zhuǎn)換元件的偏移電壓以及放大器和比較器的輸 入偏移電壓的影響，能夠高精度地檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度的高速檢測(cè)。
[0038] 用于解決課題的手段
[0039] 為了解決現(xiàn)有的這些問題點(diǎn)，本發(fā)明的傳感器裝置為如下結(jié)構(gòu)。
[0040] 一種傳感器裝置，其根據(jù)施加給傳感器元件的物理量的強(qiáng)度而進(jìn)行邏輯輸出，該 傳感器裝置具有：
[0041] 開關(guān)電路，其與所述傳感器元件的第一端子對(duì)和第二端子對(duì)連接，對(duì)被提供電源 的端子對(duì)和輸出與物理量的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓的端子對(duì)進(jìn)行切換控制，并輸出從所述傳 感器兀件的端子對(duì)輸入的第一信號(hào)電壓和第二信號(hào)電壓；
[0042] 檢測(cè)電壓設(shè)定電路，其輸出第一基準(zhǔn)電壓和第二基準(zhǔn)電壓；以及
[0043] 第一放大器，其具有第一輸入端子對(duì)、第二輸入端子對(duì)和輸出端子，所述第一輸入 端子對(duì)的第一輸入端子經(jīng)由第一開關(guān)與所述輸出端子連接，并且經(jīng)由第一電容被輸入基于 所述第一信號(hào)電壓的電壓，所述第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入基于所述第二信號(hào) 電壓的電壓或所述第二基準(zhǔn)電壓，所述第二輸入端子對(duì)的第一輸入端子被輸入所述第一基 準(zhǔn)電壓，所述第二輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入所述第二基準(zhǔn)電壓或基于所述第二信 號(hào)電壓的電壓，
[0044] 所述開關(guān)電路具有切換第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)的功能，在所述第一檢測(cè)狀 態(tài)中，向所述傳感器元件的所述第一端子對(duì)提供電源，并從所述第二端子對(duì)輸出所述信號(hào) 電壓，在所述第二檢測(cè)狀態(tài)中，向所述傳感器元件的所述第二端子對(duì)提供電源，并從所述第 一端子對(duì)輸出所述信號(hào)電壓，
[0045] 所述第一放大器根據(jù)1次所述第一檢測(cè)狀態(tài)和1次所述第二檢測(cè)狀態(tài)，進(jìn)行所述 邏輯輸出。
[0046] 發(fā)明效果
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置，通過有效地使用開關(guān)和電容以及具有多個(gè)差動(dòng)輸入對(duì) 的放大器，能夠以簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)去除構(gòu)成傳感器裝置的傳感器元件和差動(dòng)放大器以及放 大器中產(chǎn)生的偏移成分。并且，通過信號(hào)處理步驟的縮短化和動(dòng)作時(shí)機(jī)上的設(shè)計(jì)，能夠以最 小的電路追加來實(shí)現(xiàn)追隨商速的磁場(chǎng)變化的檢測(cè)。因此，可提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)商精度和商 速響應(yīng)的傳感器裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 圖1是第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。
[0049] 圖2是本發(fā)明的磁傳感器裝置中使用的差動(dòng)放大器的電路圖的一例。
[0050] 圖3是本發(fā)明的磁傳感器裝置中使用的放大器的電路圖的一例。
[0051] 圖4是第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0052] 圖5是第1實(shí)施方式中使用的檢測(cè)電壓設(shè)定電路的電路圖的一例。
[0053] 圖6是第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0054] 圖7是第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0055] 圖8是第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0056] 圖9是第1實(shí)施方式中使用的檢測(cè)電壓設(shè)定電路的電路圖的一例。
[0057] 圖10是本發(fā)明的磁傳感器裝置中使用的放大器的電路圖的一例。
[0058] 圖11是本發(fā)明的磁傳感器裝置中使用的差動(dòng)放大器的電路圖的一例。
[0059] 圖12是第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。
[0060] 圖13是第2實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0061] 圖14是第2實(shí)施方式中使用的檢測(cè)電壓設(shè)定電路的電路圖的一例。
[0062] 圖15是第2實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0063] 圖16是第2實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0064] 圖17是第2實(shí)施方式中使用的檢測(cè)電壓設(shè)定電路的電路圖的一例。
[0065] 圖18是現(xiàn)有的磁傳感器裝置的電路圖。
[0066] 圖19是現(xiàn)有的磁傳感器裝置的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖。
[0067] 圖20是第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。
[0068] 圖21是第3實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0069] 圖22是第3實(shí)施方式中使用的檢測(cè)電壓設(shè)定電路的電路圖的一例。
[0070] 圖23是第3實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。
[0071] 圖24是第4實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0072] 本發(fā)明的傳感器裝置例如磁傳感器裝置作為折疊式移動(dòng)電話和筆記本電腦等的 開閉狀態(tài)檢測(cè)傳感器、電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器等、以及檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的狀態(tài)的傳感器 被廣泛使用。下面，參照附圖對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0073] <第1實(shí)施方式>
[0074] 圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。第1實(shí)施方式的磁傳感 器裝置具有：作為磁電轉(zhuǎn)換兀件的霍爾兀件1 ;開關(guān)電路2 ;差動(dòng)放大器3 ;放大器4 ;電容 C1 ;開關(guān)S1 ;以及檢測(cè)電壓設(shè)定電路5。檢測(cè)電壓設(shè)定電路5由基準(zhǔn)電壓電路refl和基準(zhǔn) 電壓電路ref2構(gòu)成。
[0075] 霍爾元件1具有第一端子對(duì)A-C和第二端子對(duì)B-D。
[0076] 開關(guān)電路2具有：與霍爾元件1的各端子A、B、C和D連接的4個(gè)輸入端子；以及 第一輸出端子和第二輸出端子。
[0077] 差動(dòng)放大器3具有：分別與開關(guān)電路2的第一輸出端子和第二輸出端子連接的第 一輸入端子VI和第二輸入端子V2 ;以及第一輸出端子V3和第二輸出端子V4。
[0078] 電容C1具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與差動(dòng)放大器3的第一輸出端子V3連接，另一個(gè) 端子與放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5連接。
[0079] 放大器4具有4個(gè)輸入端子和1個(gè)輸出端子，詳細(xì)而言具有：第一差動(dòng)輸入對(duì)的第 一輸入端子V5 ;第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6 ;第二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V7 ; 第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8 ;以及輸出端子V0。放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第 二輸入端子V6與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4連接，第二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子 V7與基準(zhǔn)電壓電路ref 1的正極連接，第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8與基準(zhǔn)電壓電路 ref2的正極連接。
[0080] 開關(guān)S1具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5 連接，另一個(gè)端子與放大器4的輸出端子V0連接，通過開關(guān)控制信號(hào)（電路圖中未圖示） 將開關(guān)S1控制為接通或斷開。
[0081] 接著，對(duì)第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0082] 開關(guān)電路2具有切換第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)的功能，在所述第一檢測(cè)狀態(tài) 中，向霍爾兀件1的第一端子對(duì)A-C輸入電源電壓并從第二端子對(duì)B-D輸出信號(hào)電壓，在所 述第二檢測(cè)狀態(tài)中，向第二端子對(duì)B-D輸入電源電壓并從第一端子對(duì)A-C輸出信號(hào)電壓。 [0083] 霍爾元件1輸出與磁場(chǎng)強(qiáng)度（或者磁通密度）對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓，并且輸出作為誤 差成分的偏移電壓。
[0084] 差動(dòng)放大器3具有如下功能：對(duì)2個(gè)輸入電壓的差進(jìn)行放大，并作為兩個(gè)輸出電壓 的差而輸出。如果利用式子表示該放大功能，則為
[0085] V3-V4 = GX (V1-V2) · · · (1)。
[0086] 在此，G是放大率，將各端子VI?V4的電壓分為設(shè)為VI?V4。例如能夠以圖2 所示的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這種差動(dòng)放大器3的功能。
[0087] 圖2是示出差動(dòng)放大器3的一例的電路圖。
[0088] 圖2的差動(dòng)放大器3具有差動(dòng)放大器31、32和電阻1?11、1?12、1?13。差動(dòng)放大器3 中，第一輸入端子VI與差動(dòng)放大器31的同相輸入端子連接，第二輸入端子V2與差動(dòng)放大 器32的同相輸入端子連接，第一輸出端子V3與差動(dòng)放大器31的輸出端子連接，第二輸出 端子V4與差動(dòng)放大器32的輸出端子連接。電阻R11、R12、R13被串聯(lián)連接在第一輸出端子 V3和第二輸出端子V4之間，R11和R12的連接點(diǎn)VI'與差動(dòng)放大器31的反相輸入端子連 接，R12和R13的連接點(diǎn)V2'與差動(dòng)放大器32的反相輸入端子連接。
[0089] 差動(dòng)放大器3以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0090] 差動(dòng)放大器31作為同相放大器而工作，并且以使得與反相輸入端子連接的連接 點(diǎn)VI'大致等于與同相輸入端子連接的VI的方式工作。并且，差動(dòng)放大器32作為同相放 大器而工作，并且以使得與反相輸入端子連接的連接點(diǎn)V2'大致等于與同相輸入端子連接 的V2的方式工作。并且，由于電阻Rll、R12、R13中流過的電流相等，因此，得到下面的式 子。
[0091] (V3-V1)/R11 = (Vl-V2)/R12 · · · (2)
[0092] (V2_V4)/R13 = (V1_V2)/R12 · · · (3)
[0093] 如果根據(jù)式（2)和式（3)計(jì)算V3和V4,則如下所示。
[0094] V3 =+(Rll/R12+l/2) X (Vl-V2) + (Vl+V2)/2 · · · (4)
[0095] V4 =-(R13/R12+1/2) X (Vl-V2) + (Vl+V2)/2 · · · (5)
[0096] 如果將包含式（4)和式（5)的右邊的電阻的括號(hào)的項(xiàng)分別設(shè)為放大率G1、G2，
[0097] G1 = R11/R12+1/2 · · · (6)
[0098] G2 = R13/R12+1/2 · · · (7)
[0099] 則式⑷和式（5)變成如下這樣。
[0100] V3 =+G1X (Vl-V2) + (Vl+V2)/2 · · · (8)
[0101] V4 =-G2X (Vl-V2) + (Vl+V2)/2 · · · (9)
[0102] 如果根據(jù)式（8)和式（9)計(jì)算V3-V4,則如下所示。
[0103] V3-V4 = (G1+G2) X (V1-V2) · · · (10)
[0104] 這里，如果將放大率G設(shè)為，
[0105] G = G1+G2 · · · (11)
[0106] 則式（10)變?yōu)?br> [0107] V3-V4 = GX (V1-V2) · · · (12)
[0108] 得到與式（1)相同的結(jié)果。即，圖2所示的電路例具有對(duì)2個(gè)輸入電壓的差進(jìn)行 放大，并作為2個(gè)輸出電壓的差而輸出的功能。并且，圖2所示的電路例通過設(shè)為這樣的具 有計(jì)測(cè)功能的放大器結(jié)構(gòu)，能夠?qū)斎胫械耐嘣肼暤挠绊戇M(jìn)行抑制。另外，根據(jù)式（11) 以及（6)、（7)，得到下式
[0109] G = (Rll+R12+R13)/R12 · · · (13)
[0110] 所以放大率G可以通過電阻Rll、R12、R13而任意設(shè)定。
[0111] 放大器4具有如下功能：輸出對(duì)一對(duì)輸入電壓的差進(jìn)行放大后的值與對(duì)另一對(duì)輸 入電壓的差進(jìn)行放大后的值的和。圖3示出了概念性地表示該放大功能的圖。
[0112] 圖3是表示放大器4的功能的概念圖。
[0113] 圖3的放大器4具有差動(dòng)放大器41、42和加法器43,構(gòu)成為以如下的方式進(jìn)行連 接。放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5與差動(dòng)放大器41的反相輸入端子連接， 第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6與差動(dòng)放大器41的同相輸入端子連接，第二差動(dòng)輸入 對(duì)的第一輸入端子V7與差動(dòng)放大器42的反相輸入端子連接，
[0114] 第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8與差動(dòng)放大器42的同相輸入端子連接。差動(dòng) 放大器41的輸出和差動(dòng)放大器42的輸出分別與加法器43的輸入連接，加法器43的輸出 與放大器4的輸出端子V0連接。
[0115] 放大器4以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0116] 差動(dòng)放大器41對(duì)2個(gè)輸入端子V5和V6的電壓差進(jìn)行放大后輸入到加法器43， 差動(dòng)放大器42對(duì)2個(gè)輸入端子V7和V8的電壓差進(jìn)行放大后輸入到加法器43。加法器43 輸出差動(dòng)放大器41和差動(dòng)放大器42的輸出的和。當(dāng)利用式子表示該放大功能時(shí)，得到
[0117] VO = A1X (V6-V5)+A2X (V8-V7) · · · (14)。
[0118] 在此，A1和A2分別為差動(dòng)放大器41和42的放大率。并且，將各端子V5?V8和 V0的電壓分別設(shè)為V5?V8和V0。
[0119] 在圖1的磁傳感器裝置中，圖3所示的放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端 子V5和輸出端子V0連接在開關(guān)S1的兩端。
[0120] 在開關(guān)S1接通的狀態(tài)下，由于V0與V5為大致相等的電壓，因此根據(jù)式（14)以如 下的方式表不V0。
[0121] VO = A1/(1+A1) XV6+A2/(1+A1) X (V8-V7) · · · (15)
[0122] 為了便于說明，如果使放大率A1和A2足夠大，則得到下式。
[0123] VO = V6+(A2/A1) X (V8-V7) · · · (16)
[0124] S卩，放大器4在開關(guān)S1接通的狀態(tài)下，進(jìn)行如下這樣一種電壓跟隨器的動(dòng)作：差動(dòng) 放大器41的反相輸入端子經(jīng)由第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5而與輸出端子V0電連 接，形成反饋環(huán)路，輸出電壓V0不僅追隨輸入電壓V6,而且還輸出輸入電壓V6與以放大率 A2和A1之比對(duì)輸入V8與V7的電壓的差分進(jìn)行放大后的電壓之和。
[0125] 另一方面，在開關(guān)S1斷開的狀態(tài)下，由于放大器4中沒有形成反饋環(huán)路，因此放大 器4作為比較器（comparator)工作。根據(jù)式（14)得到
[0126] VO = A1X {(V6_V5) + (A2/A1) X (V8-V7)} · · · (17)
[0127] S卩，放大器4在開關(guān)S1斷開的狀態(tài)下，進(jìn)行如下這樣的比較動(dòng)作：針對(duì)V6和V5的 差分電壓與以放大率A1和A2之比將V8和V7的差分放大后的電壓之和的電壓，以足夠大 的放大率A1進(jìn)行放大，向輸出端子V0輸出高電平信號(hào)（通常為正的電源電壓電平）或低 電平信號(hào)（通常為負(fù)的電源電壓電平或GND電平）。
[0128] 圖4示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖。
[0129] 檢測(cè)動(dòng)作的一個(gè)周期由階段9F和階段q)C這2個(gè)階段構(gòu)成。開關(guān)S1由圖4的開 關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行控制，在階段q>F中接通，在階段q)C中斷開。并且，開關(guān)電路2和霍爾元件1 也由開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行控制，在階段9F中為第一檢查狀態(tài)T1，在階段q>C中為第二檢測(cè)狀 態(tài)T2。對(duì)各階段中的圖1的磁傳感器裝置的動(dòng)作的概略進(jìn)行說明，階段cpF是將霍爾元件1 的元件信號(hào)電壓和元件偏移電壓以及差動(dòng)放大器3和放大器4的偏移電壓存儲(chǔ)到電容C1 的階段，階段(PC是抵消階段q>F中的偏移成分，并且對(duì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓和檢測(cè) 電壓進(jìn)行比較的階段。下面進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0130] 在階段φΡ中，開關(guān)S1接通。通過接通開關(guān)S1，放大器4如所述的一種電壓跟隨器 那樣工作，如果利用式子表示該情況，則根據(jù)式（16)得到
[0131] V5q)F=VOcpF=V6(pF+ (A2/A1) x (V8cpF-V7q>F)…（18)
[0132] 各電壓末尾的q>F表示是階段cpF中的電壓。在此以后，關(guān)于其他的電壓或者階段 q>C也同樣地進(jìn)行表述。
[0133] 向電容C1充入電壓V3與電壓V5的差分AVClcpF。
[0134] ΔVC 1 (pF=V3q)F-V5(pF... (19)
[0135] 當(dāng)將式（18)代入上式時(shí)，得到下式。
[0136] AVClcpF=V3q>F-V6cpF- (A2/A1) X (V8cpF-V7cpF)…（2(L·
[0137] 這里，以使V6 = V4的方式進(jìn)行連接，并且，基準(zhǔn)電壓電路refl的正極與放大器 4的第二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V7連接，基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極與第二差動(dòng)輸入 對(duì)的第二輸入端子V8連接，因此如果將各基準(zhǔn)電壓電路的正極的電壓分別設(shè)為Vrefl、 Vref2,則用下式表示式（20)。
[0138] AVClcpF= (V3cpF-V4cpF) - (A2/A1) X (Vrcr2(pF-Vrefl(pF) ··· (21)
[0139] 并且，根據(jù)式（12)得到
[0140] V3(pF-V4(pF=Gx (Vl(pF-V2q)F)…（22)
[0141] 因此，如果將其代入式（21)，則如下所示。
[0142] ▲VCl(pF=Gx (Vl(pF-V2q>F) - (A2/A1) X (Vref2cpF-Vreflq>F) ··· (23)
[0143] S卩，向電容Cl充入如下電壓，該電壓是以放大率G對(duì)VI和V2的差分進(jìn)行放大后 的電壓與以放大率A2和A1的比對(duì)Vref2和Vrefl的差分進(jìn)行放大后的電壓之間的差。
[0144] 另一方面，在階段q)C中，開關(guān)S1斷開，霍爾元件1變?yōu)榈诙z測(cè)狀態(tài)T2。由于向 電容C1充入AVChpF，因此利用下式表示電壓V5。
[0145] V5(pC=V3(pC-AVClq>F··· (24)
[0146] 并且，根據(jù)式（17)，放大器4的輸出變?yōu)橄率健?br> [0147] VOq>C=Alx{ (V6(pC-V5cpC) + (A2/A1) X (V8cpC-V7(pC) }··· (25)
[0148] 如上所述，以使V6 = V4的方式進(jìn)行連接，并且，基準(zhǔn)電壓電路refl的正極與放大 器4的第二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V7連接，基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極與第二差動(dòng)輸 入對(duì)的第二輸入端子V8連接，因此式（25)變?yōu)?br> [0149] VOcpC=Alx{ (V4cpC-V5(pC) + (A2/A1) X (VreGcpC-VreflcpC) }·.· (26)
[0150] 如果將式（24)代入其中，則得到下式。
[0151] VOq>C=Alx{ (V4cpC-V3q)C) + (A2/A1) X (Vref2(pC-Vre;flq)C) }+AlxAVClcpF··· (27)
[0152] 如果將式（21)所示的向電容Cl充入的電壓ΛVChpF代入上式并進(jìn)行整理，則得 到下式。
[0153] VO(pC=Alx[-{ (Υ3φ€-ν4φΟ - (V3(pF-V4cpF) }+ (A2/A1) x·； ( VrcQtpC-VrcfhpC) -(VrcQtpF-VrcricpF) |]··* (28)
[0154] 為了易于理解式（28)，如果將經(jīng)由差動(dòng)放大器3提供給放大器4的電壓成分設(shè)為 AVsig，將從基準(zhǔn)電壓設(shè)定電路提供給放大器4的電壓成分設(shè)為Λ Vref，則式（28)以如下 的方式表不。
[0155] VOcpC=Alx[AVsig+ (A2/A1) xAVref].·· (29)
[0156] 在此，
[0157] AVsig=-{ (V3cpC-V4cpC) - (V3cpF-V4ipF) }··· (30)
[0158] AVref= (VrcQcpC-VrcfhpC) - (VrcQtpF-VrcncpF) ··· C3I)
[0159] S卩，對(duì)從差動(dòng)放大器3提供的電壓成分Λ Vsig、與以放大率A2和A1的比將從檢測(cè) 電壓設(shè)定電路5提供的電壓成分Λ Vref放大后的電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，最終作為高電平信 號(hào)或者低電平信號(hào)從放大器4的輸出端子V0輸出。
[0160] 并且，根據(jù)式（12)得到
[0161] V3tpC-V4(pC=Gx (VlcpC-V2{pC) ··· (32),
[0162] 因此，如果將上式（32)和式（22)代入式（30)，則得到
[0163] AVsig=-Gx{ (Vlq)C-V2q>C) - (Vlq>F-V2(pF) }.·· (33)。
[0164] 接著，考慮霍爾元件1的信號(hào)電壓和偏移電壓、以及差動(dòng)放大器3和放大器4的偏 移電壓，并對(duì)電路的動(dòng)作、信號(hào)以及誤差成分的傳遞進(jìn)行說明。
[0165] 將霍爾兀件1的兀件同相電壓設(shè)為Vcm，將兀件信號(hào)電壓設(shè)為Vh，將偏移電壓設(shè)為 Voh，在第一輸入端子VI中將差動(dòng)放大器3的輸入偏移電壓設(shè)為Voal，在第二輸入端子V2 中將差動(dòng)放大器3的輸入偏移電壓設(shè)為Voa2,在第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6中將放 大器4的輸入偏移電壓設(shè)為Voa3,在第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8中將放大器4的輸 入偏移電壓設(shè)為Voa4。
[0166] 在下面的說明中，霍爾元件1在階段q)F時(shí)為第一檢測(cè)狀態(tài)，在階段q>C時(shí)為第二檢 測(cè)狀態(tài)。并且，對(duì)于霍爾元件1的元件信號(hào)電壓Vh和偏移電壓Voh，如果在第一檢測(cè)狀態(tài) T1和第二檢測(cè)狀態(tài)T2中元件信號(hào)電壓Vh為反相，偏移電壓Voh為同相，則階段(pF、階段cpC 這各個(gè)階段中的端子VI和V2的電壓如下。
[0167] Vlq>F=Viml+Vhl/2+Vohl/2··· (34)
[0168] \ 2ipF=Vcm 1-Vh l/2-Voh 1/2··· (35)
[0169] V1 q)C=Vcm2-Vh2/2+Voh2/2·.· ( 36 )
[0170] V2cpC=Vcm2+Vh2/2-Voh2Z2…（37)
[0171] 這里，霍爾元件1的元件同相電壓Vcm、元件信號(hào)電壓Vh、偏移電壓Voh的末尾附 加的"1"或"2"分別表示霍爾元件1和開關(guān)電路2的檢測(cè)狀態(tài)分別為第一檢測(cè)狀態(tài)T1或 第二檢測(cè)狀態(tài)T2時(shí)的值。根據(jù)從式（35)到式（37)，在各階段中向差動(dòng)放大器3輸入的電 壓如下。
[0172] Vl(pF-V2(pF=+Vhl+VohW. (38)
[0173] Vl(pC-V2(pC=-Vh2+Voh2··· (39)
[0174] 并且，分別在式（12)的V1、V2中考慮輸入偏移電壓Voal和Voa2,則差動(dòng)放大器3 的差動(dòng)輸出V3-V4表示如下。
[0175] V3-V4 = GX (V1-V2)+GX (Voal-Voa2) · · · (40)
[0176] 因此，在差動(dòng)放大器3的輸出中，不僅是輸入電壓的差分V1-V2,而且輸入偏移電 壓的差分Voal-Voa2也以放大率G倍進(jìn)行放大并輸出。根據(jù)式（40)，各階段中的差動(dòng)放大 器3的差動(dòng)輸出V3-V4如下。
[0177] V3(pF-V4(pF=Gx (Vl(pF-V2【pF) +Gx (VoahpF-Voa2q)F) ··· (41)
[0178] V3cpC-V4(pC=Gx (Vlq>C-V2cpC) +Gx (VoalcpC-Voa2cpC) .·· (42)
[0179] 如果將式（38)、（39)代入式（41)、（42)，則得到下式。
[0180] V3(pF.-V4(pF=Gx (+Vhl+Vohl)十Gx (VoahpF-Voa2cpF)…（43)
[0181] V3(pC-V4(pC=Gx (-Vh2+Voli2) +GX (Voal(pC-Voa2(pC)…（44)
[0182] 并且，如果考慮放大器4的輸入偏移電壓，則根據(jù)式（18)，階段(pF中的端子V5的 電壓如下。
[0183] V5cpF=V0cpF= (V6cpF+Vba3cpF) + (A2/A1) x{ (V8(pF+Voa4cpF) -V7cpF}··· (45)
[0184] 根據(jù)式（45)，如果進(jìn)行與從所述式（19)到式（21)的推導(dǎo)相同的推導(dǎo)，則在階段 cpF中向電容C1充電的電壓AVChpF如下。
[0185] AVChpF= (V3(pF-V4(pF-Vba3(pF) - (A2/A1) X (VrcQ(pF+Voa4(pF-Vrd、hpF)= (V3(pF-V4(pF) - CA2/A1) x (VrcQcpF-VrcrhpF) -Voa3(pF- (A2/A1) xX^cpF*·· (46)
[0186] 另一方面，如果考慮放大器4的輸入偏移電壓，則根據(jù)式（25)，階段cpC中的放大器 4的輸出V0如下。
[0187] VO(pC=Alx{ (V6q>C+Voa3cpC-V5cpC) + (A2/A1) X (V8q>C+Voa4(pC-V7(pC) }.·· (47)
[0188] 根據(jù)式（47)，如果進(jìn)行與從所述式（26)到式（28)的推導(dǎo)相同的推導(dǎo)，則階段cpC 中的放大器4的輸出V0如下。
[0189] VO(pC=Al ><[卜（V3(pC-V4(pC) + (V3cpF-V4cpF) }+ (A2/A1 ) x{ (Vre￡2q>C-Vrefl(pC) -(Vrel2(pF-Vrd、hpF) }]+Α1χ (Voa3(pC-Voa3(pF) +A2x (Voa4q)C-Voa4(pF)…（48、）
[0190] 如果使用式（30)所示的從差動(dòng)放大器3提供的電壓成分Λ Vsig和式（31)所示 的從檢測(cè)電壓設(shè)定電路5提供的電壓成分Λ Vref來表示式（48)，則如下所示。
[0191] VOcpC=Alx{AVsig+ ( A2/A1 ) xAVrci'l+Alx ( Voa3(pC-Voa3cpF ) +A2x (Voa4(pC-Voa4cpF)…（49)
[0192] 將式（43)、式（44)代入式（30)，求出式（49)中使用的Λ Vsig。
[0193] AVsig=Gx{ (Vh 1+Vh2)+(Voh l-Voh.2)-(Voal (pC-Voal(pF)-( Voa2(pF-Voa2(pC) !"· (50)
[0194] 這里，由于差動(dòng)放大器3和放大器4的輸入偏移電壓Voal?Voa4嚴(yán)格來講 表示經(jīng)時(shí)變化和溫度變化（溫度漂移），因此不是固定的值，但是只要階段cpF和階段(RC 的時(shí)間相對(duì)于輸入偏移電壓的經(jīng)時(shí)變化和溫度變化是足夠短的時(shí)間，就能夠在階段φΡ 和階段中將輸入偏移電壓的值視為為大致相等的值。因此，在式（50)和式（49)中， VoalcpC-VoaltpF、Voa2q>C-Voa2cpF、Voa3cpC-Voa3q)F、Voa4cpC-Voa4q>F 為大致為 〇 的值， 在進(jìn)行階段9C的放大器4中的比較動(dòng)作時(shí)，能夠去除差動(dòng)放大器3和放大器4的偏移成分。
[0195] 并且，霍爾元件1的元件偏移電壓Voh -般來說具有在第一檢測(cè)狀態(tài)T1和第二檢 測(cè)狀態(tài)T2中為大致相等的值的特性，因此，Vohl-Voh2為大致為0的值，在進(jìn)行階段(pC的放 大器4中的比較動(dòng)作時(shí)，能夠去除元件偏移成分。如果從式（49)、式（50)中刪除了這些被 去除的成分，則得到下式。
[0196] VO(pC=Alx|AVsig+ (A2/A1) xAVref}·** (51)
[0197] Δ Vsig = GX (Vhl+Vh2) · · · (52)
[0198] 并且，利用式（31)表示式（51)中的Λ Vref。因此，對(duì)以差動(dòng)放大器3的放大率G 將霍爾元件1的第一檢測(cè)狀態(tài)T1和第二檢測(cè)狀態(tài)T2中的元件信號(hào)電壓Vh的和放大后的電 壓成分Λ Vsig、與以放大率A2和A1的比將從檢測(cè)電壓設(shè)定電路5提供的電壓成分Λ Vref 放大后的電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，最終作為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)從放大器4的輸出端子 V0輸出。
[0199] 綜上所述，如所述的式（49)、（50)所示，在本發(fā)明的磁傳感器裝置中，能夠去除霍 爾元件1、差動(dòng)放大器3、放大器4中產(chǎn)生的所有偏移成分，而對(duì)霍爾元件的信號(hào)成分和基準(zhǔn) 電壓進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)了高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)。并且，在理想的霍爾元件中，第一檢測(cè)狀 態(tài)T1和第二檢測(cè)狀態(tài)T2的元件同相電壓Vcml和Vcm2相等，但是，在實(shí)際的霍爾元件中未 必是相等的值，這種情況也是在高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)中產(chǎn)生誤差的要因。在本發(fā)明的 磁傳感器裝置中，如式（51)、（52)、（31)所示，在表示比較結(jié)果的式子中不包含這些項(xiàng)，能 夠?qū)崿F(xiàn)除去了霍爾元件的同相電壓的非理想成分的高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)。進(jìn)而，本發(fā)明 的磁傳感器裝置能夠在階段q>F和階段cpC這2個(gè)階段中進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)高速且 高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)。
[0200] 并且如式（31)所示，與霍爾元件的信號(hào)成分進(jìn)行比較的基準(zhǔn)電壓成分Λ Vref可 以根據(jù)基準(zhǔn)電壓電路refl和基準(zhǔn)電壓電路ref2在階段cpF中的值和在階段cpC中的值而任 意設(shè)定。即，在本發(fā)明的磁傳感器裝置中，可以通過任意設(shè)定基準(zhǔn)電壓，來任意設(shè)定所要檢 測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0201] 此外，一般來說，由于霍爾元件的靈敏度具有溫度依賴性，因此，與霍爾元件1輸 出的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓也具有溫度依賴性。為了對(duì)此進(jìn)行校正，例如，可以使基準(zhǔn)電 壓電路ref 1和基準(zhǔn)電壓電路ref2具有溫度依賴性，來抑制所檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的溫度依賴 性。
[0202] 這里，示出了作為構(gòu)成圖1的磁傳感器裝置的要素的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的電路 結(jié)構(gòu)的一例。
[0203] 圖5是檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。
[0204] 圖5的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5具有電阻R51、R52、R53、以及開關(guān)S51、S51x、S52、 S52x，構(gòu)成為以如下的方式進(jìn)行連接。電阻R53、R52、R51被串聯(lián)連接在正的電源電壓端子 (下面，稱為電源電壓端子）VDD和負(fù)的電源電壓端子（下面，稱為接地端子）VSS之間。將 R51和R52的連接點(diǎn)設(shè)為Vn，將R52和R53的連接點(diǎn)設(shè)為Vnx。開關(guān)S51、S51x、S52、S52x 具有2個(gè)端子，并根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（未圖示），被控制為接通或者斷開。開關(guān)S51的一個(gè) 端子與連接點(diǎn)Vn連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路refl的正極連接。開關(guān)S51x的一個(gè)端 子與連接點(diǎn)Vnx連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路refl的正極連接。開關(guān)S52的一個(gè)端子 與連接點(diǎn)Vn連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極連接。開關(guān)S52x的一個(gè)端子與 連接點(diǎn)Vnx連接,另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極連接。在下面的說明中,將電源 電壓端子VDD和接地端子VSS的電壓分別設(shè)為VDD、VSS，將連接點(diǎn)Vn、Vnx的電壓分別設(shè)為 Vn、Vnx，將基準(zhǔn)電壓電路refl的正極、基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極的電壓分別設(shè)為基準(zhǔn)電壓 Vrefl、Vref2，來進(jìn)行說明。
[0205] 檢測(cè)電壓設(shè)定電路5以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0206] 連接點(diǎn)Vn和Vnx的電壓是利用電阻R53、R52、R51對(duì)VDD和VSS進(jìn)行分壓而得到 的電壓，因此為
[0207] Vn = R51/(R51+R52+R53) X (VDD-VSS) · · · (53)
[0208] Vnx = (R51+R52V(R51+R52+R53) X (VDD-VSS) ··· (54)。
[0209] 電壓Vn和Vnx可以通過電阻R51、R52、R53來任意設(shè)定。
[0210] 開關(guān)S51和S51x被控制為任意一方接通，另一方斷開。因此，向Vrefl輸出Vn或 Vnx中的任意一個(gè)電壓。并且，開關(guān)S52和S52x也同樣地被控制為任意一方接通，另一方斷 開。因此，向Vref2輸出Vn或Vnx中的任意一個(gè)電壓。
[0211] 這里設(shè)為，利用圖6所示的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)來控制圖5所示的檢測(cè)電壓設(shè) 定電路5的各開關(guān)。
[0212] 圖6示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖。
[0213] 如上所述，開關(guān)S1由開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行控制，在階段cpF中接通，在階段q)C中斷 開。并且，開關(guān)S51和S51x由開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行控制，開關(guān)S51在階段(pF和階段q>C中都接 通，開關(guān)S51x在階段q>F和階段q)C中都斷開。并且，開關(guān)S52和S52x由開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行 控制，開關(guān)S52在階段q)F中接通，在階段(pC中斷開。開關(guān)S52x在階段cpF中斷開，在階段cpC 中接通。
[0214] 這里，在開關(guān)S1斷開時(shí)，為了使得在階段中向電容C1充入的電壓中不產(chǎn)生誤 差，需要使開關(guān)S52和S52x切換的時(shí)機(jī)比開關(guān)S1斷開的時(shí)機(jī)延遲。為了明示該情況，在圖 6的時(shí)序圖中夸大地進(jìn)行圖示。另外，在圖6的時(shí)序圖中也可以為，在開關(guān)S1接通時(shí)，也設(shè) 為使開關(guān)S52和S52x切換的時(shí)機(jī)延遲的時(shí)機(jī)，或者在開關(guān)S1接通時(shí)，使開關(guān)S1接通的時(shí) 機(jī)與開關(guān)S52和S52x切換的時(shí)機(jī)相同，或者相反地使得S52和S52x切換的時(shí)機(jī)提前。
[0215] 由于以如上的方式對(duì)各開關(guān)進(jìn)行控制，因此，各階段中的基準(zhǔn)電壓Vrefl、Vref2 如下。
[0216] Vrefl cpF=Vn
[0217] Vrefl (toC=Vn
[0218] Vrcf2(pF=Vn
[0219] VrcP2cpC=Viix
[0220] 根據(jù)上式和式（31)，得到
[0221] Λ Vref = (Vnx-Vn) · · · (55)。
[0222] 因此，在放大器4中與來自霍爾元件1的信號(hào)成分進(jìn)行比較的Λ Vref為能夠任意 設(shè)定的電壓Vn、Vnx的差分。如上所述，在本發(fā)明的磁傳感器裝置中，能夠任意設(shè)定基準(zhǔn)電 壓，即，能夠任意設(shè)定所檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0223] 接著，設(shè)為利用圖7所示的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)來控制圖5所示的檢測(cè)電壓設(shè) 定電路5的各開關(guān)。
[0224] 圖7示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。與圖6所示的時(shí)序圖的差異為：開關(guān)S51 在q>F中斷開，在cpC中接通，開關(guān)S51x在q>F中接通，在(pC中斷開。如果這樣對(duì)各開關(guān)進(jìn)行控 制，則各階段中的基準(zhǔn)電壓Vrefl、Vref2如下。
[0225] VrcricpF=Vnx
[0226] VrcfhpOVn
[0227] VrcQ(pF=Vn
[0228] VrcQ(pC=Vnx
[0229] 根據(jù)上式和式（31)，得到
[0230] Λ Vref = 2 X (Vnx-Vn) · · · (56)。
[0231] 因此，得到的電壓是利用圖6的時(shí)序圖所得到的Λ Vref的電壓的2倍。SP，在唯 一地確定了電阻R51、R52、R53的值，從而唯一地確定了連接點(diǎn)Vn和Vnx的電壓的狀態(tài)下， 通過對(duì)開關(guān)S51、S51x、S52、S52x的接通和斷開進(jìn)行切換控制，能夠切換所要檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng) 度。
[0232] 接著，設(shè)為利用圖8所示的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)來控制圖5所示的檢測(cè)電壓設(shè) 定電路5的各開關(guān)。
[0233] 圖8示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。與圖6所示的時(shí)序圖的不同點(diǎn)如下：開 關(guān)S51在cpC中斷開，開關(guān)S51x在(pC中接通，開關(guān)S52在(pF和q>C中都接通，開關(guān)S52x在(pF 和q>C中都斷開。
[0234] 如果這樣對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，則各階段中的基準(zhǔn)電壓Vrefl、Vref2如下。
[0235] Vrefi(pF=Vn
[0236] VrcfhpC=Vnx
[0237] VrcO(pF=Vn
[0238] VrcQ(pC-Vn
[0239] 根據(jù)上式和式（31)，得到
[0240] Λ Vref = - (Vnx-Vn) ··· (57)。
[0241] 因此，得到的電壓與利用圖6的時(shí)序圖所得到的Λ Vref的電壓正負(fù)相反。這里， 根據(jù)一般的霍爾元件的特性，霍爾元件1的輸出端子對(duì)所輸出的元件信號(hào)電壓Vh的符號(hào)按 照S極和N極反轉(zhuǎn)。即，在檢測(cè)S極和N極的情況下，被輸入到放大器4的信號(hào)成分的符號(hào) 反轉(zhuǎn)。因此，關(guān)于在檢測(cè)電壓設(shè)定電路5中設(shè)定的檢測(cè)電壓，也需要符號(hào)相反的檢測(cè)電壓。 在圖8的時(shí)序圖的情況中得到了符號(hào)與圖6的時(shí)序圖的情況相反的Λ Vref，滿足了上述條 件。即，在階段φΡ和階段cpC中切換接通和斷開的開關(guān)，使Λ Vref的符號(hào)反轉(zhuǎn)，由此能夠辨 別地檢測(cè)S極和N極。
[0242] 此外，圖9示出檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。
[0243] 圖9是檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。與圖5的不同點(diǎn)是追加了電阻R54、開關(guān)S51 z、 S52z，構(gòu)成為追加的要素以如下的方式進(jìn)行連接。電阻R54被串聯(lián)連接在圖5的電源電壓 端子VDD和電阻R53之間。將R53和R54的連接點(diǎn)設(shè)為Vnz。開關(guān)S51z、S52z具有2個(gè)端 子，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（未圖示），被控制為接通或者斷開。開關(guān)S51z的一個(gè)端子與連接 點(diǎn)Vnz連接,另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref 1的正極連接。開關(guān)S52z的一個(gè)端子與連接 點(diǎn)Vnz連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極連接。追加的要素以外的連接與圖5 相同。
[0244] 檢測(cè)電壓設(shè)定電路5以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0245] 連接點(diǎn)Vn、Vnx和Vnz的電壓是利用電阻R54、R53、R52、R51對(duì)VDD和VSS進(jìn)行分 壓而得到的電壓，因此為
[0246] Vn = R51/(R51+R52+R53+R54) X (VDD-VSS) · · · (58)
[0247] Vnx = (R51+R52) / (R51+R52+R53+R54) X (VDD-VSS) · · · (59)
[0248] Vnz = (R51+R52+R53V(R51+R52+R53+R54) X (VDD-VSS) ··· (60)。
[0249] 電壓Vn、Vnx、Vnz可以通過電阻R51、R52、R53、R54來任意設(shè)定。
[0250] 開關(guān)S51、S51x、S51z被控制為：在開關(guān)S51接通時(shí)，S51x和S51z雙方都斷開，在 開關(guān)S51斷開時(shí)，S51x和S51z中的任意一方接通，另一方斷開。開關(guān)S52、S52x、S52z也 被同樣控制為：在開關(guān)S52接通時(shí)，S52x和S52z雙方都斷開，在開關(guān)S52斷開時(shí)，S52x和 S52z中的任意一方接通，另一方斷開。開關(guān)S51z、S52z是為了給檢測(cè)電壓設(shè)置遲滯而配備 的，在根據(jù)由開關(guān)S51z或S52z設(shè)定的檢測(cè)電壓來檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的情況下，在下一個(gè)檢測(cè)周 期T中，接通的開關(guān)從S51z變?yōu)镾51x，或者從S52z變?yōu)镾52x。同樣地，在解除磁場(chǎng)強(qiáng)度檢 測(cè)的情況下，在下一個(gè)檢測(cè)周期T中，接通的開關(guān)從S51x變?yōu)镾51z，或者從S52x變?yōu)镾52z。 由此，能夠抑制磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)和解除時(shí)的波動(dòng)。
[0251] 綜上所述，如所述的圖5?圖9的說明所示，在本發(fā)明的磁傳感器裝置中，能夠?qū)?現(xiàn)：能夠利用從檢測(cè)電壓設(shè)定電路5提供給放大器4的電壓成分AVref的大小和符號(hào)任 意地設(shè)定所檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，能夠容易地辨別S極和N極，能夠容易地設(shè)定檢測(cè)和解除的遲 滯。這樣的本電路結(jié)構(gòu)的多功能性不是僅基于圖5和圖9所示的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的電 路結(jié)構(gòu)，而且基于如下電路結(jié)構(gòu)：如式（31)所示，能夠利用基準(zhǔn)電壓電路ref 1和基準(zhǔn)電壓 電路ref2在階段(pF和階段q>C中的電壓來設(shè)定基準(zhǔn)電壓成分Λ Vref。
[0252] 這里，示出了作為構(gòu)成圖1的磁傳感器裝置的要素的放大器4的電路結(jié)構(gòu)的一例。 進(jìn)一步具體而言，可以利用例如圖10所示的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)圖3的概念圖所示的放大器4 的功能。
[0253] 圖10是放大器4的電路結(jié)構(gòu)的一例。
[0254] 放大器 4 具有恒流電路 II、NM0S 晶體管 M43、M44A、M44B、M45A、M46A、M45B、M46B 以及PMOS晶體管M41、M42,并構(gòu)成為以如下的方式進(jìn)行連接。恒流電路II的一端與電源電 壓端子VDD連接，另一端與NM0S晶體管M43的漏極和柵極連接。將該連接點(diǎn)設(shè)為VBN。VBN 與NM0S晶體管M44A的柵極和NM0S晶體管M44B的柵極連接。NM0S晶體管M43、M44A、M44B 的源極與接地端子VSS連接。NM0S晶體管M45A和M46A的源極與M44A的漏極連接，NM0S 晶體管M45B和M46B的源極與M44B的漏極連接。NM0S晶體管M45A和M45B的漏極與PM0S 晶體管M41的漏極連接。將該連接點(diǎn)設(shè)為VA。NM0S晶體管M46A和M46B的漏極與PM0S晶 體管M42的漏極連接。該連接點(diǎn)與放大器4的輸出端子V0連接。PM0S晶體管M41和M42 的柵極與連接點(diǎn)VA連接，源極與電源電壓端子VDD連接。NM0S晶體管M45A、M46A的柵極 分別與第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6、第一輸入端子V5連接，NM0S晶體管M45B、M46B 的柵極分別與第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8、第一輸入端子V7連接。
[0255] 放大器4以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0256] 恒流電路II產(chǎn)生恒定電流并將其提供給NM0S晶體管M43。NM0S晶體管M43、 M44A、M44B構(gòu)成電流鏡電路，在NM0S晶體管M44A、M44B的漏極-源極之間，流過與在M43 的漏極-源極之間流過的電流相應(yīng)的電流。由NM0S晶體管M44A、M45A、M46A、PM0S晶體管 M41、M42組成的這5個(gè)晶體管構(gòu)成差動(dòng)放大器，并以如下方式進(jìn)行工作：對(duì)構(gòu)成第一差動(dòng)輸 入對(duì)的NM0S晶體管M45A、M46A的柵極電壓之差、即第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6與 第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5的電壓差進(jìn)行放大，并輸出到輸出端子V0。設(shè)該放大率 為A1。此處，關(guān)于電流鏡電路結(jié)構(gòu)以及差動(dòng)放大器結(jié)構(gòu)的動(dòng)作，在CMOS模擬電路的文獻(xiàn)等 中已有詳細(xì)記載，此處省略詳細(xì)說明。此外，由NM0S晶體管M44B、M45B、M46B、PM0S晶體管 M41、M42組成的5個(gè)晶體管也構(gòu)成差動(dòng)放大器，并以如下方式進(jìn)行工作：對(duì)構(gòu)成第二差動(dòng)輸 入對(duì)的NM0S晶體管M45B、M46B的柵極電壓之差、即第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8與 第二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V7的電壓差進(jìn)行放大，并輸出到輸出端子V0。設(shè)該放大 率為A2。此外，構(gòu)成第一差動(dòng)輸入對(duì)的NM0S晶體管M45A的漏極和構(gòu)成第二差動(dòng)輸入對(duì)的 NM0S晶體管M45B的漏極在連接點(diǎn)VA處與PM0S晶體管M41的漏極連接，構(gòu)成第一差動(dòng)輸入 對(duì)的NM0S晶體管M46A的漏極和構(gòu)成第二差動(dòng)輸入對(duì)的NM0S晶體管M46B的漏極在輸出端 子V0處與PM0S晶體管M42的漏極連接，由此，在該連接點(diǎn)VA以及輸出端子V0處，將利用 第一差動(dòng)輸入對(duì)和第二差動(dòng)輸入對(duì)這各個(gè)差動(dòng)輸入對(duì)進(jìn)行放大后的電壓相加而進(jìn)行工作。 如果用式子表示這些動(dòng)作，則成為
[0257] VO = A1X (V6_V5)+A2X (V8-V7) · · · (61)。
[0258] 即，進(jìn)行與式（14)同等的動(dòng)作。
[0259] 如上所述，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行了說明，表明能 夠?qū)崿F(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)。在本說明中，示出了差動(dòng)放大器3、放大器4和檢測(cè)電壓設(shè) 定電路5的具體的電路結(jié)構(gòu)以及時(shí)序圖，但是只要是能夠進(jìn)行本說明中所記載的動(dòng)作的結(jié) 構(gòu)即可，不是必須限定于該結(jié)構(gòu)。例如，圖2示出差動(dòng)放大器3的具體的結(jié)構(gòu)，但是不限于 該結(jié)構(gòu)，如圖11所示，也可以是去除電阻R13,并將其兩端連接的結(jié)構(gòu)。在由式（13)表示的 放大率的式子中使電阻R13的值為無窮小的值，則該情況下的差動(dòng)放大器3的放大率G表 示為
[0260] G = (Rll+R12)/R12 · · · (62)
[0261] 但是，這也沒有脫離本發(fā)明主旨、即實(shí)現(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)這一點(diǎn)。
[0262] 此外，在上述說明中，示出了能夠分別檢測(cè)S極和N極，不過，還可以將本發(fā)明中的 磁傳感器裝置應(yīng)用于交變檢測(cè)（例如電機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)）用途。交變檢測(cè)為如下的磁傳感器 裝置：從僅進(jìn)行一方（例如，S極）的極性檢測(cè)的狀態(tài)起，在檢測(cè)到該一個(gè)極性后，切換到僅 進(jìn)行另一方（N極）的極性檢測(cè)的狀態(tài)。
[0263] 此外，在圖4或圖6或圖7或圖8的時(shí)序圖中，也可以為：在某一個(gè)檢測(cè)周期T中， 將各開關(guān)控制為進(jìn)行S極的檢測(cè)，而在其他的檢測(cè)周期T中將各開關(guān)控制為進(jìn)行N極的檢 測(cè)。
[0264] 此外，在圖4或圖6或圖7或圖8的時(shí)序圖中，即使在采用了在檢測(cè)周期T和檢測(cè) 周期T之間設(shè)置規(guī)定期間的待機(jī)期間，來抑制磁傳感器裝置的平均消費(fèi)電流的驅(qū)動(dòng)方法的 情況下，也能夠得到高精度的磁檢測(cè)的效果。
[0265] 此外，在所述的說明中，在階段(pF時(shí)設(shè)為第一檢測(cè)狀態(tài)T1，在階段(pC時(shí)設(shè)為第二 檢測(cè)狀態(tài)T2,但是，也可以與此相反，在階段q>C時(shí)設(shè)為第一檢測(cè)狀態(tài)T1，在階段q>F時(shí)設(shè)為 第二檢測(cè)狀態(tài)T2。
[0266] <第2實(shí)施方式>
[0267] 圖12是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。與圖1所示的第1實(shí) 施方式的不同點(diǎn)如下：追加了放大器4B、電容C1B和開關(guān)S1B，為了明確與追加的要素的區(qū) 另IJ，向放大器4、電容C1以及開關(guān)S1附加了符號(hào)A ;并且，在檢測(cè)電壓設(shè)定電路5中，追加了 基準(zhǔn)電壓電路reflB和基準(zhǔn)電壓電路ref2B，為了明確與追加的要素的區(qū)別，向基準(zhǔn)電壓電 路ref 1和基準(zhǔn)電壓電路ref2附加了符號(hào)A。并且，為了進(jìn)行區(qū)分，也對(duì)各端子附加了標(biāo)號(hào) A和B。追加的要素以如下的方式構(gòu)成和連接。
[0268] 電容C1B與電容C1A的結(jié)構(gòu)相同，具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與差動(dòng)放大器3的第一 輸出端子V3連接，另一個(gè)端子與放大器4B的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5B連接。
[0269] 放大器4B與放大器4A的結(jié)構(gòu)相同，具有4個(gè)輸入端子和1個(gè)輸出端子，詳細(xì)而言， 具有第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5B、第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6B、第二差動(dòng) 輸入對(duì)的第一輸入端子V7B、第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8B以及輸出端子V0B。放大 器4B的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6B與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4連接，第 二差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V7B與基準(zhǔn)電壓電路ref 1B的正極連接，第二差動(dòng)輸入對(duì)的 第二輸入端子V8B與基準(zhǔn)電壓電路ref2B的正極連接。
[0270] 開關(guān)S1B與開關(guān)S1A的結(jié)構(gòu)相同，具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與放大器4B的第一差 動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5B連接，另一個(gè)端子與放大器4B的輸出端子V0B連接，根據(jù)開 關(guān)控制信號(hào)（在電路圖中未圖示）被控制為接通或斷開。關(guān)于其他的連接和結(jié)構(gòu)，與第1 實(shí)施方式相同。
[0271] 接著，對(duì)第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。放大器4B與放大器4A 相同，以與所述放大器4相同的方式工作。由電容C1B、放大器4B、開關(guān)S1B組成的結(jié)構(gòu)是 與由所述的電容C1A、放大器4A、開關(guān)S1A組成的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行與第1實(shí)施方式中 的說明相同的動(dòng)作。
[0272] 圖13示出了第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置中的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖。與如圖 4所示的第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的不同點(diǎn)如下：添加了針對(duì)所追加的開關(guān) S1B的控制信號(hào)，為了明確與追加的要素的區(qū)別，向開關(guān)S1的控制信號(hào)附加了標(biāo)號(hào)A。開關(guān) S1B與開關(guān)S1A同樣地被控制為，在階段cpF中接通，在階段q>C中斷開，并且被控制為，當(dāng)開 關(guān)S1A處于階段時(shí)，開關(guān)S1B處于階段q>C當(dāng)開關(guān)S1A處于階段cpC時(shí)，開關(guān)S1B處于階 段φΡ。
[0273] 這里，由霍爾元件1、開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、放大器4Α、電容C1A、開關(guān)S1A、檢 測(cè)電壓設(shè)定電路5的基準(zhǔn)電壓電路ref 1Α以及基準(zhǔn)電壓電路ref 2Α組成的電路結(jié)構(gòu)Α與第 1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相同，且開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖也相同，因此動(dòng)作也與第1實(shí)施 方式的磁傳感器裝置相同。即，根據(jù)式（49)，階段qC中的放大器4A的輸出以如下的方式表 /_J、1 〇
[0274] VOA(pC=AlAx{AVsigA+ (A2A/A1A) xAVrcl'AI+AlΑχ (Voa3A(pC-Voa3A(pF) +Α2Αχ (Voa4A(pC-Voa4A(pF) ··· (63)
[0275] 根據(jù)式（50)、（31)，上式中的AVsigA、A VrefA以如下的方式表示。
[0276] AVsigA=Gx{ ( Vhl+Vh2 ) + ( Vohl-Voh2 ) - ( VoalcpC-VoalcpF )- (Voa2(pF-Voa2(pC ) }…164)
[0277] Δ\?οΓΑ= ( Vrcf2A(pC-Vrcn AcpC) - (VrcQAcpF-Vrcfl AcpF) ··· (65)
[0278] 這里，與上述相同，針對(duì)各項(xiàng)附加了用于明確與追加的要素之間的區(qū)別的符號(hào)A。
[0279] 另一方面，由霍爾兀件1、開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、放大器4B、電容C1B、開關(guān) S1B、檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的基準(zhǔn)電壓電路reflB以及基準(zhǔn)電壓電路ref2B組成的電路結(jié)構(gòu) B與電路結(jié)構(gòu)A同樣是與所述第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相同的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相同的動(dòng) 作，但是開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一部分不同。具體而言不同點(diǎn)為：在階段φΡ時(shí)為第二檢 測(cè)狀態(tài)Τ2,在階段q>C時(shí)為第一檢測(cè)狀態(tài)Τ1。因此，相對(duì)于電路結(jié)構(gòu)Α的情況下的式（34)? (37)，階段q)F、階段(pC這各個(gè)階段中的端子VI和端子V2的電壓如下。
[0280] V1 (pC=Vcm 1 +Vh 1 /2+Voh 1 /2··· (66 )
[0281] V2cpC=Vcm 1 -Vh l./2-Voh 1/2.·* (67)
[0282] V1 (pF=Vcm2-Vh2/2+Voh2/2··· (68 )
[0283] V2q)F=Vcm2+Vh2/2-Voh2/2·" (69)
[0284] 電路結(jié)構(gòu)B的動(dòng)作與電路結(jié)構(gòu)A相同，根據(jù)上式（66)?（69)，如果進(jìn)行與從所述 的式（38)到式（50)的推導(dǎo)相同的推導(dǎo)，則階段q)C中的放大器4B的輸出以如下的方式表 /_J、1 〇
[0285] VOBq)C=A 1 Bx ! Λ VsigBl (A2B/A1 B) χΛ VrclB 丨 +A1 Bx (Voa3EkpC-Voa3Bq)F) +A2Bx (Voa4EkpC-Voa4B(pF)…（70)
[0286] 上式中的Λ VsigB、A VrefB利用下式表示。
[0287] AVsigB=G><f(Vhl+Vh2)-(Vohl-Voii2)-(Voalq)C-Voal(pF)-(Voa2cpF-Voa2(pC ) } **· ( 71)
[0288] AVrciB= (Vrci2B(pC-VrcriB(pC) - (Vrci2B(pF-VrcriBcpF) ··· (72)
[0289] 這里，A1B和A2B是構(gòu)成放大器4B的差動(dòng)放大器41和42的放大率，Voa3B和Voa4B 是放大器4B的第一差動(dòng)對(duì)的第二輸入端子V6B和第二差動(dòng)對(duì)的第二輸入端子V8B中的輸 入偏移電壓。
[0290] 如上式所示，在電路結(jié)構(gòu)B中，也與第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相同，當(dāng)放大器 4B在階段q>C中進(jìn)行比較動(dòng)作時(shí)，能夠去除差動(dòng)放大器3和放大器4B的輸入偏移電壓Voal、 Voa2、Voa3B、Voa4B以及霍爾元件1的元件偏移電壓Voh，實(shí)現(xiàn)高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)。
[0291] 并且，與電路結(jié)構(gòu)A相同，能夠在階段cpF和階段tpC這2個(gè)階段中進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的 檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)高速且高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)。進(jìn)而，由于電路結(jié)構(gòu)A在第二檢測(cè)狀態(tài)T2中處 于階段tpC，電路結(jié)構(gòu)B在第一檢測(cè)狀態(tài)T1中處于階段q>C，因此，放大器4A在第二檢測(cè)狀態(tài) T2中得到高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)結(jié)果，放大器4B在第一檢測(cè)狀態(tài)T1中得到高精度的磁 場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)結(jié)果，由此，與第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)2倍的高速化。
[0292] 因此，在本電路結(jié)構(gòu)中，不用追加要耗費(fèi)較大面積和功耗的傳感器元件以及差動(dòng) 放大器3,也不會(huì)增加由差動(dòng)放大器3和放大器4等模擬電路的高速化而引起的耗電，即可 實(shí)現(xiàn)高速化，并且，如圖13的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)所示，由于開關(guān)S1B的控制信號(hào)是與 開關(guān)S1A的控制信號(hào)反相的信號(hào)，因此，無需追加復(fù)雜的電路，即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制信號(hào)的電 路，這點(diǎn)也是本電路結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)。
[0293] 這里，示出了作為構(gòu)成圖12的磁傳感器裝置的要素的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的電路 結(jié)構(gòu)的一例。
[0294] 圖14是檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。與圖5所示的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的不同 點(diǎn)如下：追加了開關(guān)S51B、S51Bx、S52B、S52Bx，并且為了明確與追加的要素的區(qū)別，向開關(guān) S51、S51x、S52、S52x附加了標(biāo)號(hào)A。并且，為了與追加的要素相區(qū)分，針對(duì)基準(zhǔn)電壓電路 refl、基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極也附加了符號(hào)A。附加的要素以如下的方式構(gòu)成和連接。
[0295] 開關(guān)S51B、S51Bx、S52B、S52Bx具有2個(gè)端子，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（未圖示），被控 制為接通或者斷開。開關(guān)S51B的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vn連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路 reflB的正極連接。開關(guān)S51Bx的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnx連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電 路reflB的正極連接。開關(guān)S52B的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vn連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電 路ref2B的正極連接。開關(guān)S52Bx的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnx連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓 電路ref2B的正極連接。在以下的說明中，將電源電壓端子VDD和接地端子VSS的電壓分 別設(shè)為VDD、VSS，將連接點(diǎn)Vn、Vnx的電壓分別設(shè)為Vn、Vnx，將基準(zhǔn)電壓電路reflA、基準(zhǔn)電 壓電路ref2A、基準(zhǔn)電壓電路ref 1B、基準(zhǔn)電壓電路ref2B的各正極的電壓分別設(shè)為基準(zhǔn)電 壓 Vref 1A、Vref2A、Vref IB、Vref2B，來進(jìn)行說明。
[0296] 圖14的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。連接點(diǎn) Vn和Vnx的電壓與圖5所示的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5同樣地是由式（53)、式（54)給出的，并 能夠任意調(diào)整。
[0297] 開關(guān)S51A和S51Ax被控制為任意一方接通，另一方斷開。因此，向VreflA輸出 Vn和Vnx中的任意一個(gè)電壓。并且，開關(guān)S52A和S52Ax、開關(guān)S51B和S51Bx、開關(guān)S52B和 S52Bx也同樣地被控制為任意一方接通，另一方斷開。因此，向Vref2A、Vref IB、Vref2B輸 出Vn和Vnx中的任意一個(gè)電壓。
[0298] 這里，利用圖15所示的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)來控制圖14所示的檢測(cè)電壓設(shè)定 電路5的各開關(guān)。
[0299] 圖15示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。與圖6所示的時(shí)序圖的不同點(diǎn)如下：添 加了開關(guān)SIB、S51B、S52B的控制信號(hào)，并向開關(guān)SI、S51、S52的控制信號(hào)附加了符號(hào)A。
[0300] 對(duì)于開關(guān)5認(rèn)、55認(rèn)、55認(rèn)1、5524、552八1，以與圖6所示的時(shí)序圖相同的方式對(duì)各 開關(guān)進(jìn)行控制，各階段中的基準(zhǔn)電壓VreflA、Vref2A如下。
[0301] Vrcfl A(pF=Vn
[0302] Vrcfl AcpC=Vn
[0303] VrcQA(pF=Vn
[0304] Vrcl\2A(pC=Vnx
[0305] 根據(jù)上式和式￠5)，得到
[0306] Δ VrefA = (Vnx-Vn) · · · (73)
[0307] 另一方面，控制為：SIB在階段(pF中接通，在階段cpC中斷開；開關(guān)S52B在階段q>F 和階段q>C中都接通；開關(guān)S52Bx在階段(pF和階段cpC中都斷開；開關(guān)S51B在階段(pF中接 通，在階段cpC中斷開；開關(guān)S51Bx在階段cpF中斷開，在階段cpC中接通。另外，基于與圖6的 時(shí)序圖的說明相同的原因，使開關(guān)S51B、S51Bx切換的時(shí)機(jī)比開關(guān)S1B切換的時(shí)機(jī)延遲，并 夸張地進(jìn)行圖示。此外，也可以為，在開關(guān)S1B接通時(shí)，使開關(guān)S1B接通的時(shí)機(jī)與開關(guān)S51B 和S51Bx切換的時(shí)機(jī)相同，或者相反，使S51B和S51Bx切換的時(shí)機(jī)比開關(guān)S1B接通的時(shí)機(jī) 提前，這些也與圖6的時(shí)序圖中的說明相同。
[0308] 由于以如上的方式對(duì)各開關(guān)進(jìn)行控制，因此，各階段中的基準(zhǔn)電壓VreflB、V ref2B 如下。
[0309] VrcH BcpF=Vn
[0310] Vrcfl B(pC=Vnx
[0311] VreQB(pF=Vn
[0312] VrcQBcpC^Vn
[0313] 根據(jù)上式和式（72)，得到
[0314] Δ VrefB = - (Vnx-Vn) · · · (74),
[0315] 得到與式（73)所示的Λ VrefA的電壓正負(fù)相反的電壓。這里，當(dāng)關(guān)注式（64)所示 的Λ VsigA和式（71)所示的Λ VsigB中所包含的霍爾元件1的元件信號(hào)電壓Vh的項(xiàng)時(shí)， 由于正負(fù)的符號(hào)相反，因此結(jié)果為，電路結(jié)構(gòu)A和電路結(jié)構(gòu)B都能夠檢測(cè)相同極性的磁場(chǎng)。 例如，在電路結(jié)構(gòu)A檢測(cè)S極的情況下電路結(jié)構(gòu)B也檢測(cè)S極，在電路結(jié)構(gòu)A檢測(cè)N極的情 況下電路結(jié)構(gòu)B也檢測(cè)N極。即，在階段q>C中的第二檢測(cè)狀態(tài)T2時(shí)，輸出電路結(jié)構(gòu)A的比 較結(jié)果，在階段(PC中的第一檢測(cè)狀態(tài)T1時(shí)，輸出電路結(jié)構(gòu)B的比較結(jié)果，因此，與圖1所示 的第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)2倍的高速化。關(guān)于本發(fā)明的第2實(shí)施 方式的磁傳感器裝置的優(yōu)點(diǎn)，前文敘述了能夠以最小限度的電路追加來實(shí)現(xiàn)高速化，而對(duì) 于檢測(cè)電壓設(shè)定電路5也是同樣，具有能夠通過追加開關(guān)來實(shí)現(xiàn)高速化的優(yōu)點(diǎn)。
[0316] 接著，利用圖16所示的時(shí)序圖的開關(guān)控制信號(hào)來控制圖14所示的檢測(cè)電壓設(shè)定 電路5的各開關(guān)。
[0317] 圖16示出開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的一例。與圖15所示的時(shí)序圖的不同點(diǎn)如下： 控制為，開關(guān)S52B在階段q>F中接通，在階段(pC中斷開；開關(guān)S52BX在階段q)F中斷開，在階 段q>C中接通；開關(guān)S51B在階段聽和階段cpC中都接通；開關(guān) S5iBx在階段qjF和階段(pC中 都斷開。關(guān)于其他的開關(guān)，以與圖15所示的時(shí)序圖相同的方式對(duì)各開關(guān)進(jìn)行控制。
[0318] 如果這樣對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，則各階段中的基準(zhǔn)電壓VreflB、Vref2B如下。
[0319] Vrcfl B(pF=Vn
[0320] Vrcfl B(pC=Vn
[0321] Vrel2B(pF=Vn
[0322] VYcQB(pC=Vnx
[0323] 根據(jù)上式和式（72)，得到
[0324] Δ VrefB = (VnX-Vn) · · · (75)
[0325] 另一方面，關(guān)于AVrefA，得到與式（73)所示的AVrefA相同的電壓，因此， Λ VrefB與Λ VrefA為正負(fù)符號(hào)相同的電壓。當(dāng)與圖15中的說明同樣地關(guān)注式（64)所示 的Λ VsigA和式（71)所示的Λ VsigB中所包含的霍爾元件1的元件信號(hào)電壓Vh的項(xiàng)時(shí)， 由于正負(fù)的符號(hào)相反，因此在圖16所示的時(shí)序圖的情況下，能夠在電路結(jié)構(gòu)A和電路結(jié)構(gòu)B 中檢測(cè)出不同極性的磁場(chǎng)。例如，在電路結(jié)構(gòu)A檢測(cè)S極的情況下，電路結(jié)構(gòu)B檢測(cè)N極， 在電路結(jié)構(gòu)A檢測(cè)N極的情況下，電路結(jié)構(gòu)B檢測(cè)S極。因此，與利用第1實(shí)施方式的磁傳 感器裝置檢測(cè)S極和N極的磁場(chǎng)的情況相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)2倍的高速化。
[0326] 并且，圖17示出檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。
[0327] 圖17是檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。與圖14的不同點(diǎn)為追加了電阻R54、開關(guān) S52Az、S5lAz、S52Bz、S5ΙΒζ，構(gòu)成為使追加的要素以如下的方式進(jìn)行連接。由電阻R54、R53、 R52、R51組成的連接與圖9的連接相同，各連接點(diǎn)Vn、Vnx、Vnz的電壓由式（58)、式（59)、 式（60)給出，能夠任意調(diào)整。開關(guān)S52Az、S51Az、S52Bz、S51Bz具有2個(gè)端子，根據(jù)開關(guān)控 制信號(hào)（未圖示），被控制為接通或者斷開。開關(guān)S52Az的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnz連接，另 一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref2A的正極連接。開關(guān)S51Az的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnz連接，另 一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路reflA的正極連接。開關(guān)S52Bz的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnz連接，另 一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路ref2B的正極連接。開關(guān)S51Bz的一個(gè)端子與連接點(diǎn)Vnz連接， 另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路reflB的正極連接。追加的要素以外的連接與圖14相同。
[0328] 圖17的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5以如上的方式進(jìn)行連接，以如下的方式工作。
[0329] 開關(guān)S51A、S51Ax、S51Az被控制為：在開關(guān)S51A接通時(shí)，S51Ax和S51Az雙方都斷 開，在開關(guān)S51A斷開時(shí)，S51Ax和S51Az中的任意一方接通，另一方斷開。開關(guān)S52A、S52Ax、 S52Az也被同樣控制為：在開關(guān)S52A接通時(shí)，S52Ax和S52Az雙方都斷開，在開關(guān)S52A斷開 時(shí)，S52Ax和S52Az中的任意一方接通，另一方斷開。進(jìn)而，開關(guān)S51B、S51Bx、S51Bz也被同 樣控制為：在開關(guān)S51B接通時(shí)，S51Bx和S51Bz雙方都斷開，在開關(guān)S51B斷開時(shí)，S51Bx和 S51Bz中的任意一方接通，另一方斷開。進(jìn)而，開關(guān)S52B、S52Bx、S52Bz也被同樣控制為：在 開關(guān)S52B接通時(shí)，S52Bx和S52Bz雙方都斷開，在開關(guān)S52B斷開時(shí)，S52Bx和S52Bz中的任 意一方接通，另一方斷開。
[0330] 與圖9的情況相同，開關(guān)S5 lAz、S52Az、S5 ΙΒζ、S52Bz是為了給檢測(cè)電壓設(shè)置遲滯 而配備的，在根據(jù)由開關(guān)S51Az或S52Az、S51Bz或S52Bz設(shè)定的檢測(cè)電壓來檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度 的情況下，在下一個(gè)檢測(cè)周期T中，接通的開關(guān)從S51Az變?yōu)镾51Ax，或從S52Az變?yōu)镾52Ax， 或從S51Bz變?yōu)镾51Bx，或從S52Bz變?yōu)镾52Bx。同樣，在解除磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)的情況下，在 下一個(gè)檢測(cè)周期T中，接通的開關(guān)從S51Ax變?yōu)镾51Az，或從S52Ax變?yōu)镾52Az，或從S51Bx 變?yōu)镾51Bz，或從S52Bx變?yōu)镾52Bz。由此，在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置中，也 能夠通過追加最小限度的電路要素，來抑制磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)和解除時(shí)的波動(dòng)。
[0331] 以上，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行了說明，表明：能夠?qū)?現(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)，與本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的情況相比較，能夠 通過最小限度的電路追加來實(shí)現(xiàn)2倍的高速化。在本說明中，示出了關(guān)于檢測(cè)電壓設(shè)定電 路5的具體的電路結(jié)構(gòu)和時(shí)序圖，但是，只要是能夠進(jìn)行本說明中所記載的動(dòng)作的結(jié)構(gòu)即 可，不是必須限于該結(jié)構(gòu)。
[0332] 該情況與本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的情況相同。例如，也可以使放 大器4B的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5B經(jīng)由電容C1B與差動(dòng)放大器3的第二輸出 端子V4連接，第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6B與差動(dòng)放大器3的第一輸出端子V3連 接。在該情況下，通過適當(dāng)設(shè)定基準(zhǔn)電壓電路reflB和基準(zhǔn)電壓電路ref2B，能夠得到與圖 12的電路相同的效果。
[0333] <第3實(shí)施方式>
[0334] 圖20是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。與圖1所示的第1實(shí) 施方式的不同點(diǎn)如下：追加了電容C2和開關(guān)S2,并且在檢測(cè)電壓設(shè)定電路5中，追加了基 準(zhǔn)電壓電路refO。追加的要素以如下的方式構(gòu)成和連接。
[0335] 電容C2具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4連接，另一個(gè) 端子與放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6連接。
[0336] 開關(guān)S2具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子 V6連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路refO的正極連接，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（電路圖中未圖 示），被控制為接通或斷開。關(guān)于其他的連接和結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式相同。
[0337] 接著，對(duì)第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。開關(guān)S2與開關(guān)S1相同， 被控制為在階段φΡ中接通，在階段(pC中斷開。其他的要素進(jìn)行與第1實(shí)施方式中的說明相 同的動(dòng)作。
[0338] 圖21示出第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置中的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖。與圖4所 示的第1實(shí)施方式的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖的不同點(diǎn)為添加了針對(duì)所追加的開關(guān)S2的控 制信號(hào)。開關(guān)S2與開關(guān)S1相同，被控制為在階段cpF中接通，在階段cpC中斷開。
[0339] 這里，由霍爾元件1、開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、放大器4、電容C1、開關(guān)S1、檢測(cè)電 壓設(shè)定電路5的基準(zhǔn)電壓電路refl以及基準(zhǔn)電壓電路ref2組成的電路結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方 式的磁傳感器裝置相同，開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖也相同，因此其動(dòng)作也與第1實(shí)施方式的 磁傳感器裝置相同。與第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作的差異在于放大器4的第一差 動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6的電壓的給定方式。
[0340] 在階段(pF中，放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6的電壓在第1實(shí)施方 式中是由差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4給定的，但是，在本實(shí)施方式中，是經(jīng)由接通的開 關(guān)S2而由基準(zhǔn)電壓電路refO的正極電壓給定的。當(dāng)將基準(zhǔn)電壓電路refO的正極的電壓設(shè) 為VrefO時(shí)，在從式（20)到式（21)的推導(dǎo)中，在階段(pF中向電容C1充入的電壓AVChpF 不是由V6 = V4給定的，而是由V6 = VrefO給定的，如下所示。
[0341] AVCl(pF= (V3(pF-Vrefl)(pF) - (A2/A1) X (VreCcpF-VreflcpF)…（76)
[0342] 并且，向電容C2充入電壓V4和電壓V6的差分AVC2(pF，由于在階段q>F中V6 = VrefO,因此得到下式
[0343] ΔVC2(pF=V4(pF-V6(pF=V4tpF-VrciT)9F*·· (11),
[0344] 另一方面，在階段(pC中，開關(guān)S2被控制為斷開。由于向電容C2充入了AVC2(pF， 因此電壓V6由下式表不。
[0345] V6cpC=V4(pC-AVC2cpF·.· (78)
[0346] 以與式（25)相同的方式表不放大器4的輸出V0。在從式（25)到式（26)的推導(dǎo) 中，V6不是由V6 = V4給定的，而是由式（78)給定的，得到
[0347] VOcpC=Alx{ (V4cpC-AVC2cpF-V5cpC) + (A2/A1) x (VreCcpC-VreflcpC) }··· (79)。
[0348] 由于以與式（24)相同的方式表示電壓V5,因此，如果將式（24)代入上式并進(jìn)行整 理，則如下所示。
[0349] ν〇φ€=Α1χ{ ( V4cpC-V3cpC ) + ( Α2/Α1 ) χ ( VreGcpC-VreflcpC ) }+Α1χ (AVCl(pF-AVC2q>F) .·· (80)
[0350] 如果對(duì)上式和第1實(shí)施方式的說明中的式（27)進(jìn)行比較，則在上式中追加了 -AlxAVC2(pF項(xiàng)。進(jìn)而，向上式（80)代入式（76)所示的向電容C1充電的電壓AVClcpF和 式（77)所示的向電容C2充電的電壓AVC2cpF并進(jìn)行整理時(shí)，得到下式。
[0351] ν〇φΓ= A1 χ[-S ( V3(pC- V4(pC) - (V3(pF- V4(pF ) + C A2/A1 ) x {(Vrci2(pC-Vrcn (pC ) -(VrcP2q)F-Vrd、l(pF) I.]··· (81)
[0352] 上式（81)中不包含VrefO的項(xiàng)。這是因?yàn)椋涸谙螂娙軨l充入的電壓AVChpF和 向電容C2充入的電壓AVC2(pF雙方中都包含VrefOcpF的項(xiàng)，在計(jì)算AVClcpF和AVC2cpF的 差分時(shí)抵消了 VrefO的項(xiàng)。并且，上式（81)是與第1實(shí)施方式的說明中的式（28)完全相 同的式子。該情況表明：無論VrefO的電壓是怎樣的值，本實(shí)施方式的磁傳感器裝置都具有 與第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置相同的高精度且高速的磁檢測(cè)功能。在實(shí)際的電路中，在 由于霍爾元件1的特性和偏移電壓、或差動(dòng)放大器3的偏移電壓等的影響，導(dǎo)致差動(dòng)放大器 3的第二輸出端子V4的電壓脫離放大器4的同相輸入電壓范圍的情況下，有可能不能正常 地進(jìn)行高精度和高速的磁檢測(cè)。而在本實(shí)施方式的磁傳感器裝置中，通過在放大器4的同 相輸入電壓范圍內(nèi)選擇基準(zhǔn)電壓電路refO的正極的電壓VrefO,從而具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠 在不損害第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置所具有的優(yōu)點(diǎn)的情況下，實(shí)現(xiàn)高精度且高速的磁檢 測(cè)。如果用其他的表述，則稱其具有能夠顯著地緩和放大器4所要求的較寬的同相輸入電 壓范圍的優(yōu)點(diǎn)。
[0353] 圖22是第3實(shí)施方式中的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的一例。與圖5的不同點(diǎn)為追加 了基準(zhǔn)電壓電路refO的正極，其他的結(jié)構(gòu)與圖5相同?；鶞?zhǔn)電壓電路refO的正極與連接 點(diǎn)Vn連接，將該電壓設(shè)為基準(zhǔn)電壓VrefO。其他的連接與圖5相同。檢測(cè)電壓設(shè)定電路5 進(jìn)行與圖5的檢測(cè)電壓設(shè)定電路5同樣的動(dòng)作。
[0354] 在本電路中，雖然使基準(zhǔn)電壓電路refO的正極與連接點(diǎn)Vn連接，但是如上所述優(yōu) 選在放大器4的同相輸入電壓范圍內(nèi)選擇基準(zhǔn)電路VrefO,只要在不脫離該范圍的范圍內(nèi)， 即可與任意的連接點(diǎn)連接。例如也可以使基準(zhǔn)電壓電路refO的正極與連接點(diǎn)Vnx或基準(zhǔn) 電壓電路refl的正極或基準(zhǔn)電壓電路ref2的正極連接。
[0355] 以上，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行了說明，表明：能夠與 第1實(shí)施方式的磁傳感器裝置同樣地實(shí)現(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)。
[0356] 在本說明中，示出了關(guān)于差動(dòng)放大器3、放大器4和檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的具體的 電路結(jié)構(gòu)以及開關(guān)控制的時(shí)序圖，但是，只要是能夠進(jìn)行本說明中所記載的動(dòng)作的結(jié)構(gòu)即 可，不是必須限定于該結(jié)構(gòu)或開關(guān)控制時(shí)機(jī)，該情況與本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁傳感器 裝置的情況相同。例如，在圖21所示的開關(guān)控制的時(shí)序圖中，分別記載了開關(guān)S1和開關(guān)S2 的控制信號(hào)，但是如圖21所示由于它們的時(shí)機(jī)相同，因此，也可以利用同一控制信號(hào)進(jìn)行 控制。并且，如圖23所示，也可以是比開關(guān)S1斷開的時(shí)機(jī)提前地使開關(guān)S2斷開那樣的時(shí) 機(jī)。在放大器4的瞬態(tài)響應(yīng)特性好的情況下，或者在放大器4的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸 入端子V5和第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6之間的寄生電容為不能忽視的大小等的情 況下，有時(shí)斷開開關(guān)S2時(shí)產(chǎn)生的開關(guān)噪聲會(huì)從第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6傳播到 第一差動(dòng)輸入對(duì)的第一輸入端子V5,從而在向電容C1充入的電壓中產(chǎn)生無法忽視的誤差。 在這種情況下，如本時(shí)序圖所示，更優(yōu)選使斷開開關(guān)S1的時(shí)機(jī)比斷開開關(guān)S2的時(shí)機(jī)延遲。
[0357] <第4實(shí)施方式>
[0358] 圖24是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。與圖12所示的第2實(shí) 施方式的不同點(diǎn)為追加了電容C2A和電容C2B、開關(guān)S2A和開關(guān)S2B，并且在檢測(cè)電壓設(shè)定 電路5中，追加了基準(zhǔn)電壓電路refOA和基準(zhǔn)電壓電路refOB。追加的要素以如下的方式構(gòu) 成和連接。
[0359] 電容C2A具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4連接，另一 個(gè)端子與放大器4A的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6A連接。開關(guān)S2A具有2個(gè)端子， 一個(gè)端子與放大器4A的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6A連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓 電路refOA的正極連接，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（電路圖中未圖示），被控制為接通或斷開。電 容C2B具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子V4連接，另一個(gè)端子與放 大器4B的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6B連接。開關(guān)S2B具有2個(gè)端子，一個(gè)端子與 放大器4B的第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6B連接，另一個(gè)端子與基準(zhǔn)電壓電路refOB 的正極連接，根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)（電路圖中未圖示），被控制為接通或斷開。關(guān)于其他的連 接和結(jié)構(gòu)，與第2實(shí)施方式相同。
[0360] 接著，對(duì)第4實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。開關(guān)S2A與開關(guān)S1A同 樣被控制為在階段q>F中接通，在階段(PC中斷開。開關(guān)S2B與開關(guān)S1B同樣被控制為在階段 tpF中接通，在階段中斷開。其他的要素進(jìn)行與第2實(shí)施方式中的說明相同的動(dòng)作。省略 詳細(xì)的說明，本實(shí)施方式的磁傳感器裝置進(jìn)行兼?zhèn)涞?實(shí)施方式的磁傳感器裝置的優(yōu)點(diǎn)和 第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的優(yōu)點(diǎn)的動(dòng)作。
[0361] 省略地進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明，由霍爾元件1、開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、放大器4A、電容 C1A、電容C2A、開關(guān)S1A、開關(guān)S2A、檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的基準(zhǔn)電壓電路refOA和基準(zhǔn)電壓 電路ref 1A以及基準(zhǔn)電壓電路ref 2A組成的電路結(jié)構(gòu)A是與第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置 相同的結(jié)構(gòu)，如果控制為開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖也相同，則動(dòng)作也與第3實(shí)施方式的磁傳 感器裝置相同。
[0362] 另一方面，由霍爾元件1、開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、放大器4B、電容C1B、電容 C2B、開關(guān)S1B、開關(guān)S2B、檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的基準(zhǔn)電壓電路ref0B和基準(zhǔn)電壓電路ref 1B 以及基準(zhǔn)電壓電路ref2B組成的電路結(jié)構(gòu)B與電路結(jié)構(gòu)A同樣是與所述第3實(shí)施方式的磁 傳感器裝置相同的結(jié)構(gòu)，同樣地進(jìn)行工作，但是，如果與所述第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置 所示的開關(guān)控制信號(hào)的時(shí)序圖相同地進(jìn)行控制，則進(jìn)行兼?zhèn)涞?實(shí)施方式的磁傳感器裝置 所示的電路結(jié)構(gòu)B的動(dòng)作和第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作的動(dòng)作。
[0363] 以上，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的磁傳感器裝置的動(dòng)作進(jìn)行了說明，表明：能夠?qū)?現(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)，能夠通過最小限度的電路追加來實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明的第2實(shí)施方式 的磁傳感器裝置的情況同等的高速化。
[0364] 另外，在本發(fā)明的磁傳感器裝置的說明中，示出了具體的例子來進(jìn)行說明，但是， 不是必須限定于該結(jié)構(gòu)和開關(guān)控制時(shí)機(jī)。
[0365] 例如，對(duì)在傳感器元件和放大器之間連接了差動(dòng)放大器的情況進(jìn)行了說明，但是， 例如在傳感器元件的信號(hào)的電壓較高的情況下，也可以不具備差動(dòng)放大器。
[0366] 此外，例如，對(duì)于放大器4而言，雖然第一差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V6與差動(dòng)放 大器3的第二輸出端子V4連接，第二差動(dòng)輸入對(duì)的第二輸入端子V8與基準(zhǔn)電壓電路ref2 的正極連接，但是即使使該連接相反，也能夠得到相同的動(dòng)作和效果。
[0367] 此外，示出了能夠通過檢測(cè)電壓設(shè)定電路5的開關(guān)控制來辨別地檢測(cè)出S極和N 極的情況，但是，即使是通過開關(guān)電路2的控制來切換S極和N極的結(jié)構(gòu)，也不會(huì)損害本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度且高速的磁檢測(cè)。
[0368] 此外，本發(fā)明的磁傳感器裝置即使用于交變檢測(cè)用途，也能夠得到同樣的效果。
[0369] 此外，關(guān)于傳感器元件，使用了磁電轉(zhuǎn)換元件來進(jìn)行說明，但是也可以使用根據(jù)加 速度或壓力而輸出電壓的傳感器元件。
[0370] 標(biāo)號(hào)說明
[0371] 1 :霍爾元件；
[0372] 2 :開關(guān)電路；
[0373] 3、31、32、41、42 :差動(dòng)放大器；
[0374] 4、4A、4B :放大器；
[0375] 43 :加法器；
[0376] 5:檢測(cè)電壓設(shè)定電路；
[0377] II :恒流電路。
【權(quán)利要求】
1. 一種傳感器裝置，其根據(jù)施加給傳感器元件的物理量的強(qiáng)度而進(jìn)行邏輯輸出，該傳 感器裝置的特征在于， 該傳感器裝置具有： 開關(guān)電路，其與所述傳感器元件的第一端子對(duì)和第二端子對(duì)連接，對(duì)被提供電源的端 子對(duì)和輸出與物理量的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓的端子對(duì)進(jìn)行切換控制，并輸出從所述傳感器 兀件的端子對(duì)輸入的第一信號(hào)電壓和第二信號(hào)電壓； 檢測(cè)電壓設(shè)定電路，其輸出第一基準(zhǔn)電壓和第二基準(zhǔn)電壓；以及 第一放大器，其具有第一輸入端子對(duì)、第二輸入端子對(duì)和輸出端子， 所述第一輸入端子對(duì)的第一輸入端子經(jīng)由第一開關(guān)與所述輸出端子連接，并且經(jīng)由第 一電容被輸入基于所述第一信號(hào)電壓的電壓， 所述第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入基于所述第二信號(hào)電壓的電壓或所述第 二基準(zhǔn)電壓， 所述第二輸入端子對(duì)的第一輸入端子被輸入所述第一基準(zhǔn)電壓， 所述第二輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入所述第二基準(zhǔn)電壓或基于所述第二信號(hào) 電壓的電壓， 所述開關(guān)電路具有切換第一檢測(cè)狀態(tài)和第二檢測(cè)狀態(tài)的功能， 在所述第一檢測(cè)狀態(tài)中，向所述傳感器元件的所述第一端子對(duì)提供電源，從所述第二 端子對(duì)輸出所述信號(hào)電壓， 在所述第二檢測(cè)狀態(tài)中，向所述傳感器元件的所述第二端子對(duì)提供電源，從所述第一 端子對(duì)輸出所述信號(hào)電壓， 所述第一放大器根據(jù)1次所述第一檢測(cè)狀態(tài)和1次所述第二檢測(cè)狀態(tài)，進(jìn)行所述邏輯 輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器裝置具有： 所述檢測(cè)電壓設(shè)定電路，其被構(gòu)成為還輸出第三基準(zhǔn)電壓和第四基準(zhǔn)電壓；以及 第二放大器，其具有第一輸入端子對(duì)、第二輸入端子對(duì)和輸出端子， 該第一輸入端子對(duì)的第一輸入端子經(jīng)由第二開關(guān)與該輸出端子連接，并且經(jīng)由第二電 容被輸入基于所述第一信號(hào)電壓的電壓， 該第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入基于所述第二信號(hào)電壓的電壓或所述第四 基準(zhǔn)電壓， 該第二輸入端子對(duì)的第一輸入端子被輸入所述第三基準(zhǔn)電壓， 該第二輸入端子對(duì)的第二輸入端子被輸入所述第四基準(zhǔn)電壓或基于所述第二信號(hào)電 壓的電壓， 所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)彼此相異地接通、斷開。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述第一放大器的第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子經(jīng)由第二電容被輸入基于所述第 二信號(hào)電壓的電壓，并且經(jīng)由第二開關(guān)與任意的電壓供給源連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述第一放大器的第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子經(jīng)由第三電容被輸入基于所述第 二信號(hào)電壓的電壓，并且經(jīng)由第三開關(guān)與任意的電壓供給源連接， 所述第二放大器的第一輸入端子對(duì)的第二輸入端子經(jīng)由第四電容被輸入基于所述第 二信號(hào)電壓的電壓，并且經(jīng)由第四開關(guān)與任意的電壓供給源連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)電壓設(shè)定電路由串聯(lián)連接在電源端子和接地端子之間的多個(gè)電阻構(gòu)成， 從各分壓點(diǎn)輸出所述基準(zhǔn)電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述傳感器裝置還具有差動(dòng)放大器，該差動(dòng)放大器具有分別與所述開關(guān)電路的2個(gè)輸 出端子連接的2個(gè)輸入端子、以及輸出對(duì)所述信號(hào)電壓進(jìn)行放大后的結(jié)果的2個(gè)輸出端子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其中， 所述物理量是磁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其中， 所述物理量是壓力。
【文檔編號(hào)】G01R33/07GK104254784SQ201380022240
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】有山稔, 村岡大介, 挽地友生, 深井健太郎 申請(qǐng)人:精工電子有限公司