本發(fā)明涉及多載波校正領(lǐng)域，具體為一種多點(diǎn)多載波校正系統(tǒng)及校正方法。

背景技術(shù)：

霍爾效應(yīng)定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，當(dāng)電流通過一個(gè)位于磁場中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場會(huì)對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的兩個(gè)方向上產(chǎn)生電勢差?；魻杺鞲衅魍ㄟ^檢測磁場變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觯捎糜跈z測附近導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度。

由于基于磁場檢測電流傳感器無法分辨外界環(huán)境磁場與特定導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場，一般會(huì)采用多個(gè)霍爾傳感器同時(shí)檢測，然后通過特定算法來抑制環(huán)境磁場，從而獲得較為準(zhǔn)確的電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。同時(shí)，由于霍爾傳感器的精度容易受到外界環(huán)境，如：溫度、封裝應(yīng)力等影響，對霍爾器件進(jìn)行連續(xù)時(shí)間校正成為提高電流傳感器傳感精度的最佳方案。

傳統(tǒng)的霍爾傳感器連續(xù)時(shí)間校正結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中100是芯片內(nèi)置線圈，可以用來發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)幅度的磁場；101為外部電流所引發(fā)的待測磁場；102、103為兩個(gè)幾何尺寸完全一樣的霍爾傳感器；104與105是兩個(gè)放大倍數(shù)完全一樣的模擬信號放大器；106為信號處理器，既可以以模擬方式也可以以數(shù)字方式工作，其功能為測量100產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)幅度磁場為102所感應(yīng)的模擬信號，并與事先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行比對與處理。從而獲得校正信號；然后對103進(jìn)行校正，從而獲得較高精度的電流傳感器。同時(shí)，由于使用了并行的通路，以上校正方法可以與對待測磁場的檢測同時(shí)進(jìn)行，即：可以保證連續(xù)時(shí)間校正。

可以證明，以上校正方式可以有效實(shí)施的前提是：

102、103為兩個(gè)完全一樣的霍爾傳感器，對同一個(gè)磁場激勵(lì)會(huì)有完全相同的感應(yīng)信號輸出；

外界環(huán)境因素，如：溫度、濕度及封裝應(yīng)力對于102、103的影響完全一致；

104、105的放大倍數(shù)不存在差異；

但實(shí)際上，在電流傳感器中，通常需要兩個(gè)或兩個(gè)以上霍爾傳感器對帶電導(dǎo)體所引發(fā)的磁場進(jìn)行測量，從而能用算法對環(huán)境磁場進(jìn)行抑制。在這種情況下，由于霍爾傳感器的間距較大，以上傳統(tǒng)校正方式的前提將不再成立。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間校正、傳感精度低的問題，本發(fā)明提供了一種多點(diǎn)多載波校正系統(tǒng)及校正方法，其能夠方便實(shí)現(xiàn)對霍爾傳感器的連續(xù)時(shí)間校正，提高傳感精度。

其技術(shù)方案是這樣的：一種多點(diǎn)多載波校正系統(tǒng)，其包括激勵(lì)線圈、霍爾傳感器和信號處理器，所述霍爾傳感器感應(yīng)所述激勵(lì)線圈的激勵(lì)信號，其特征在于，所述激勵(lì)線圈與所述霍爾傳感器數(shù)量均為n個(gè)，n為大于或等于2的整數(shù)，所述激勵(lì)線圈與所述霍爾傳感器一一對應(yīng)，所有的所述霍爾傳感器的輸出端各自連接模擬放大器的一個(gè)輸入端，所述模擬放大器的輸出端連接信號處理器，所述信號處理器輸出檢測信號和校正信號，所述校正信號送至對應(yīng)的所述霍爾傳感器進(jìn)行校正，所述檢測信號為最終輸出信號，每個(gè)所述激勵(lì)線圈產(chǎn)生的激勵(lì)信號為標(biāo)準(zhǔn)幅度的直流信號經(jīng)過方波調(diào)制后的信號，且頻率各不相同，每個(gè)所述霍爾傳感器的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)和待測磁場響應(yīng)都分布在不同的頻段上。

其進(jìn)一步特征在于，所述模擬放大器包括加/減法器和放大器；

所述信號處理器包括n個(gè)解調(diào)器、n+1個(gè)濾波器和信號校正模塊，每個(gè)所述霍爾傳感器分別對應(yīng)一個(gè)所述解調(diào)器和所述濾波器。

一種多點(diǎn)多載波校正方法，其特征在于，其包括以下步驟：

（1）將n個(gè)霍爾傳感器一一對應(yīng)n個(gè)激勵(lì)線圈，并分別感應(yīng)激勵(lì)信號，n為大于等于2的整數(shù)，每個(gè)激勵(lì)線圈產(chǎn)生的激勵(lì)信號為標(biāo)準(zhǔn)幅度的直流信號經(jīng)過方波調(diào)制后的信號，且頻率各不相同，每個(gè)霍爾傳感器的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)和待測磁場響應(yīng)都分布在不同的頻段上；

（2）將步驟（1）中感應(yīng)到的所有激勵(lì)信號送至模擬放大器中運(yùn)算處理得到放大信號；

（3）將步驟（2）中放大信號送至信號處理器進(jìn)行處理得到檢測信號和校正信號，校正信號送至對應(yīng)的霍爾傳感器進(jìn)行校正，檢測信號為最終輸出信號。

其進(jìn)一步特征在于，步驟（2）中模擬放大器中的運(yùn)算處理包括將所有激勵(lì)信號經(jīng)過加法器處理后放大或者將所有激勵(lì)信號經(jīng)過減法器處理后放大；

步驟（3）中信號處理器對步驟（2）中的放大信號中的激勵(lì)信號進(jìn)行解調(diào)后通過濾波器和信號校正模塊得到校正信號，對放大信號中的待測磁場響應(yīng)直接經(jīng)過濾波器和信號處理模塊得到檢測信號。

采用本發(fā)明的的校正系統(tǒng)和校正方法后，將每個(gè)霍爾傳感器的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)和待測磁場響應(yīng)都分布在不同的頻段上，使連續(xù)監(jiān)測霍爾傳感器狀態(tài)成為可能，采用一個(gè)模擬放大器放大所有的標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)信號響應(yīng)及外部待測信號響應(yīng)，排除了不同放大器放大倍數(shù)差異引起的誤差，提高傳感精度，同時(shí)也極大地減小了電路復(fù)雜性和面積。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)原理框圖；

圖2為本發(fā)明原理框圖；

圖3為頻率分布示意圖；

圖4為信號處理器內(nèi)部原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下具體舉例說明：

見圖2至圖4所示，一種多點(diǎn)多載波校正系統(tǒng)，其包括三個(gè)激勵(lì)線圈201、202、203、三個(gè)霍爾傳感器204、205、206和一個(gè)信號處理器210，霍爾傳感器204、205、206分別感應(yīng)激勵(lì)線圈201、202、203的激勵(lì)信號，激勵(lì)線圈204、205、206與霍爾傳感器201、202、203一一對應(yīng)，霍爾傳感器204、205、206的輸出端各自連接模擬放大器207的一個(gè)輸入端，模擬放大器207的輸出端連接信號處理器210，信號處理器210輸出檢測信號211和校正信號，校正信號分別送至對應(yīng)的霍爾傳感器進(jìn)行校正，檢測信號211為最終輸出信號，每個(gè)激勵(lì)線圈產(chǎn)生的激勵(lì)信號為標(biāo)準(zhǔn)幅度的直流信號經(jīng)過方波調(diào)制后的信號，且頻率各不相同，每個(gè)霍爾傳感器的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)和待測磁場響應(yīng)都分布在不同的頻段上。模擬放大器包括加法器和放大器的組合或者是減法器和放大器的組合，根據(jù)實(shí)際需求可以選擇。信號處理器210包括三個(gè)解調(diào)器、四個(gè)濾波器和信號校正模塊，每個(gè)霍爾傳感器分別對應(yīng)一個(gè)解調(diào)器和濾波器。激勵(lì)線圈201對應(yīng)的頻率為f1，激勵(lì)線圈202對應(yīng)的頻率為f2，激勵(lì)線圈203對應(yīng)頻率為fn，這些頻率各不相同，可以選擇如下方案：f2=2*f1，fn=n*f1，以此類推，參考圖3，這樣每一個(gè)霍爾器件的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)都分布在不同的頻段上。同樣地，每一個(gè)霍爾器件對于待測磁場的響應(yīng)則分布在低頻（也可以用調(diào)制的方法調(diào)制到其它頻率）。以上信號在頻域是互相隔離的，所以可以通過同一個(gè)模擬放大器207進(jìn)行處理

一種多點(diǎn)多載波校正方法，其包括以下步驟：

（1）將n個(gè)霍爾傳感器一一對應(yīng)n個(gè)激勵(lì)線圈，并分別感應(yīng)激勵(lì)信號，n為大于等于2的整數(shù)，每個(gè)激勵(lì)線圈產(chǎn)生的激勵(lì)信號為標(biāo)準(zhǔn)幅度的直流信號經(jīng)過方波調(diào)制后的信號，且頻率各不相同，每個(gè)霍爾傳感器的內(nèi)部激勵(lì)信號響應(yīng)和待測磁場響應(yīng)都分布在不同的頻段上；

（2）將步驟（1）中感應(yīng)到的所有激勵(lì)信號送至模擬放大器中運(yùn)算處理得到放大信號；

（3）將步驟（2）中放大信號送至信號處理器進(jìn)行處理得到檢測信號和校正信號，校正信號送至對應(yīng)的霍爾傳感器進(jìn)行校正，檢測信號為最終輸出信號。

步驟（2）中模擬放大器中的運(yùn)算處理包括將所有激勵(lì)信號經(jīng)過加法器處理后放大或者將所有激勵(lì)信號經(jīng)過減法器處理后放大；

步驟（3）中信號處理器對步驟（2）中的放大信號中的激勵(lì)信號進(jìn)行解調(diào)后通過濾波器和信號校正模塊得到校正信號，對放大信號中的直流信號直接經(jīng)過濾波器和信號校正模塊得到檢測信號。

信號處理器210的內(nèi)部功能框圖如圖4所示，內(nèi)部可以是模擬方式，也可以是數(shù)字方式，本實(shí)施例為模擬方式。由模擬放大器207處理過的信號經(jīng)過一系列解調(diào)器，分別被f1~fn解調(diào)為響應(yīng)的激勵(lì)信號響應(yīng)（對應(yīng)于激勵(lì)線圈201、202、203），通過對激勵(lì)響應(yīng)信號與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)信號響應(yīng)進(jìn)行比對，從而給出當(dāng)前時(shí)刻各個(gè)霍爾傳感器通路上的誤差，通過校正算法產(chǎn)生校正信號，分別對激勵(lì)線圈201、202、203進(jìn)行校正。而待測磁場響應(yīng)則經(jīng)過簡單的低通濾波被分離出來直接輸出檢測信號211。