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全極磁場檢測開關(guān)電路的制作方法

文檔序號:7523049閱讀:291來源:國知局
專利名稱:全極磁場檢測開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路,特別涉及一種全極磁場檢測開關(guān)電路。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的一種全極磁場檢測開關(guān)電路如圖1所示,包括霍爾器件、放大器、第一比較器、第二比較器、輸出邏輯、上電復(fù)位信號產(chǎn)生器、一振蕩器、一控制模塊、一電壓產(chǎn)生器、一電壓選擇器、第一開關(guān)、第二開關(guān);所述霍爾器件,用于對穿過的磁場進行感應(yīng)輸出感應(yīng)電壓Vh,所述霍爾器件通過第一開關(guān)AlO接地GND,通過第二開關(guān)Al I接電源VDD,第一開關(guān)、第二開關(guān)受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時第一開關(guān)及第二開關(guān)閉合使所述霍爾器件接通電源開始工作;所述放大器,用于放大感應(yīng)電壓Vh,輸出放大信號Vin ;所述放大器受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時所述放大器A2工作;所述電壓產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生4個電壓Vsh、Vsl、Vnh、VnI,所述電壓產(chǎn)生器受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時所述電壓產(chǎn)生器工作輸出4個電壓Vsh、Vsl、Vnh、Vnl,當電路控制信號SLP無效時,所述電壓產(chǎn)生器的輸出為高阻狀態(tài);所述電壓選擇器,用于選擇所述電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生的4個電壓Vsh、Vsl、Vnh、Vnl中的兩個分別作為第一比較器閾值電壓Vths、第二比較器的閾值電壓Vthn,第一比較器的負輸入端接閾值電壓Vths,第二比較器的正輸入端接閾值電壓Vthn,所述電壓選擇器受電路控制信號SLP、以及輸出邏輯輸出的檢測信號OUT的控制;所述第一電壓比較器,用于根據(jù)正輸入端接入的所述放大信號Vin及負輸入端接入的所述閾值電壓Vths輸出第一邏輯信號CMPOl至所述輸出邏輯;所述第二電壓比較器,用于根據(jù)負輸入端接入的所述放大信號Vin及正輸入端接入的所述閾值電壓Vthn輸出第二邏輯信號CMP02至所述輸出邏輯;第一電壓比較器及第二電壓比較器受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時工作,分別輸出第一邏輯信號CMP01、第二邏輯信號CMP02 ;所述輸出邏輯,用于根據(jù)第一邏輯信號CMPOl及第二邏輯信號CMP02輸出檢測信號OUT ;所述輸出邏輯受電路控制信號SLP及上電復(fù)位信號POR控制,所述輸出邏輯,當電路控制信號SLP有效時工作,當接收到上電復(fù)位信號POR時輸出恢復(fù)為默認狀態(tài);所述上電復(fù)位信號產(chǎn)生器,用于在上電的時候產(chǎn)生上電復(fù)位信號POR輸出到所述輸出邏輯;所述振蕩器,用于提供時鐘CLK ;所述控制模塊,用于輸出電路控制信號SLP,所述控制模塊受上電復(fù)位信號POR及時鐘CLK控制,當接收到上電復(fù)位信號POR時所述控制模塊的輸出恢復(fù)為默認狀態(tài)。圖1所示的現(xiàn)有全極磁場檢測開關(guān)電路,需要兩個比較器,較多的比較器使得該全極磁場檢測開關(guān)電路平均工作電流較高(通常在5uA SuA之間),工作時電流消耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種全極磁場檢測開關(guān)電路,功耗低。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的全極磁場檢測開關(guān)電路,包括一個霍爾器件、一個放大器、一電壓產(chǎn)生器、一電壓選擇器、一個電壓比較器、一輸出邏輯;所述霍爾器件,用于對穿過的磁場進行感應(yīng)輸出感應(yīng)電壓;所述放大器,用于放大感應(yīng)電壓,輸出放大信號;所述電壓產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓,電源電壓彡第一電壓彡第二電壓彡第三電壓彡第四電壓彡地電位;所述電壓選擇器,用于選擇所述電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生的第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓中的一個作為閾值電壓輸出;所述電壓比較器,用于根據(jù)正輸入端接入的所述放大信號及負輸入端接入的所述閾值電壓,輸出邏輯信號;所述輸出邏輯,用于根據(jù)所述邏輯信號輸出檢測信號。全極磁場檢測開關(guān)電路還可以包括一控制模塊,所述控制模塊,用于輸出電路控制信號、比較器控制信號、南磁場極性控制信號及北磁場極性控制信號,所述霍爾器件及所述放大器,當所述電路控制信號有效時工作;所述電壓產(chǎn)生器 ,受所述比較器控制信號控制,當所述比較器控制信號有效時所述電壓產(chǎn)生器工作輸出第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓四個電壓,當所述比較器控制信號無效時,所述電壓產(chǎn)生器輸出為高阻狀態(tài);所述電壓比較器,受所述比較器控制信號控制,當所述比較器控制信號有效時所述電壓產(chǎn)生器工作輸出邏輯信號。所述電路控制信號的有效時間包含所述比較器控制信號的有效時間,所述比較器控制信號的有效時間由所述南磁場極性控制信號和所述北磁場極性控制信號的有效時間組成,所述南磁場極性控制信號的有效時間和所述北磁場極性控制信號的有效時間相鄰接
并相等。所述電路控制信號的有效時間和無效時間的比例范圍為1/16 1/4096,所述電路控制信號的有效時間和所述比較器控制信號的有效時間比例范圍為2 16。全極磁場檢測開關(guān)電路還可以包括一振蕩器,所述振蕩器用于為所述控制模塊提供時鐘,所述振蕩器受所述電路控制信號控制,當電路控制信號有效時產(chǎn)生第一頻率的時鐘,當電路控制信號無效時產(chǎn)生第二頻率的時鐘,第二頻率小于第一頻率。全極磁場檢測開關(guān)電路還可以包括一上電復(fù)位信號產(chǎn)生器,所述上電復(fù)位信號產(chǎn)生器用于在上電的時候產(chǎn)生上電復(fù)位信號;所述控制模塊及所述輸出邏輯受上電復(fù)位信號控制,當接收到上電復(fù)位信號時,所述控制模塊及所述輸出邏輯的輸出恢復(fù)為默認狀態(tài)。作為選擇方案之一,所述電壓選擇器,受所述南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號以及所述輸出邏輯輸出的檢測信號的控制;所述輸出邏輯,受所述上電復(fù)位信號、南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號控制;所述電壓選擇器,在南磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為I,則以第二電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為O,則以第一電壓作為閾值電壓輸出;在北磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為1,則以第三電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為0,則以第四電壓作為閾值電壓輸出。較佳的,所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、或門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述或門的兩個輸入端,所述或門輸出檢測信號。較佳的,所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、與門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述與門的兩個輸入端,所述與門輸出檢測信號。作為選擇方案之一,所述電壓選擇器,受所述南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號以及所述輸出邏輯輸出的檢測信號的控制;所述輸出邏輯,受所述上電復(fù)位信號、南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號控制;所述電壓選擇器,在南磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為O,則以第二電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為1,則以第一電壓作為閾值電壓輸出;在北磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為0,則以第三電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為1,則以第四電壓作為閾值電壓輸出。較佳的,所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、或門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述或門的兩個輸入端,所述或門輸出檢測信號。較佳的,所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、與門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述與門的兩個輸入端,所述與門輸出檢測信號。本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路,由于只采用了一個比較器,降低了工作時電流消耗,大大的降低了平均工作電流;而且通過控制模塊輸出電路控制信號,控制電路中的霍爾器件、放大器只在需要時工作,進一步降低了平均工作電流,并通過電路控制信號控制振蕩器的工作模式,當霍爾器件、放大器不工作時降低振蕩器輸出的時鐘頻率,從而進一步降低當霍爾器件、放大器不工作時整個電路的工作電流。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是現(xiàn)有的一種全極磁場檢測開關(guān)電路示意圖;圖2是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路實施例一示意圖;圖3是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路實施例一的各控制信號時序關(guān)系示意圖;圖4是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出邏輯之一示意圖;圖5是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出邏輯之二示意圖;圖6是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出邏輯之三示意圖;圖7是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出邏輯之四示意圖;圖8是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出的檢測信號同磁場關(guān)系之一示意圖;圖9是本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路的輸出的檢測信號同磁場關(guān)系之二示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖,對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一如圖2所示,全極磁場檢測開關(guān)電路包括一個霍爾器件Al ;—個放大器A2 ;—個電壓比較器A3、一輸出邏輯A4、一上電復(fù)位信號產(chǎn)生器A5、一振蕩器A6、一控制模塊A7、一電壓產(chǎn)生器AS、一電壓選擇器A9、第一開關(guān)A10、第二開關(guān)All ;所述霍爾器件Al,用于對穿過的磁場進行感應(yīng)輸出感應(yīng)電壓Vh,所述霍爾器件Al通過第一開關(guān)AlO接地電位GND,通過第二開關(guān)All接電源VDD,第一開關(guān)A10、第二開關(guān)All受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時第一開關(guān)A10、第二開關(guān)All閉合使所述霍爾器件Al接通電源開始工作;所述放大器A2,用于放大感應(yīng)電壓Vh,輸出放大信號Vin ;所述放大器A2受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時所述放大器A2工作;所述電壓產(chǎn)生器AS,用于產(chǎn)生第一電壓Vsh、第二電壓Vsl、第三電壓Vnl、第四電壓Vnh四個電壓,電源電壓VDD彡第一電壓Vsh彡第二電壓Vsl彡第三電壓Vnl彡第四電壓Vnh >地電位GND,所述電壓產(chǎn)生器AS受比較器控制信號Ph_D控制,當比較器控制信號卩11_0有效時所述電壓產(chǎn)生器AS工作輸出所述四個電壓,當比較器控制信號Ph_D無效時,所述電壓產(chǎn)生器AS輸出高阻狀態(tài);所述電壓選擇器A9,用于選擇所述電壓產(chǎn)生器AS產(chǎn)生的第一電壓Vsh、第二電壓Vsl、第三電壓Vnl、第四電壓Vnh中的一個作為閾值電壓Vth輸出,所述電壓選擇器A9,受南磁場極性控制信號Ph_S、北磁場極性控制信號Ph N以及輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT的控制;所述電壓比較器A3,用于根據(jù)正輸入端接入的所述放大信號Vin及負輸入端接入的所述閾值電壓Vth,輸出邏輯信號CMPO ;所述電壓比較器A3,受比較器控制信號?1!_0控制,當比較器控制信號Ph_D有效時所述電壓產(chǎn)生器A8工作輸出邏輯信號CMPO ;所述輸出邏輯A4,用于根據(jù)邏輯信號CMPO輸出檢測信號OUT ;所述輸出邏輯A4,受上電復(fù)位信號P0R、南磁場極性控制信號Ph_S、北磁場極性控制信號Ph_N控制,當接收到上電復(fù)位信號POR時所述輸出邏輯A4的輸出恢復(fù)為默認狀態(tài);

所述上電復(fù)位信號產(chǎn)生器A5,用于在上電的時候產(chǎn)生上電復(fù)位信號P0R;所述振蕩器A6,用于為所述控制模塊提供時鐘CLK,所述振蕩器A6受電路控制信號SLP控制,當電路控制信號SLP有效時,產(chǎn)生第一頻率的時鐘CLK,當電路控制信號SLP無效時,產(chǎn)生第二頻率的時鐘CLK,第二頻率小于第一頻率;所述控制模塊A7,用于輸出電路控制信號SLP、比較器控制信號Ph_D、南磁場極性控制信號Ph_S及北磁場極性控制信號Ph_N,所述控制模塊A7受上電復(fù)位信號POR及時鐘CLK控制,當接收到上電復(fù)位信號POR時所述控制模塊A7的輸出恢復(fù)為默認狀態(tài)。實施例二基于實施例一,各控制信號時序關(guān)系如圖3所示,電路控制信號SLP、比較器控制信號Ph_D、南磁場極性控制信號Ph_S及北磁場極性控制信號Ph_N的有效時間和無效時間具有約束關(guān)系,如下:電路控制信號SLP的有效時間包含比較器控制信號Ph_D的有效時間,比較器控制信號Ph_D的有效時間由南磁場極性控制信號Ph_S和北磁場極性控制信號Ph_N的有效時間組成,南磁場極性控制信號Ph_S的有效時間Tal和北磁場極性控制信號Ph_N的有效時間Ta2相鄰接并相等,即為Tal = Ta2,電路控制信號SLP的有效時間Tsl和無效時間Ts2的比例(Tsl: Ts2)范圍為1/16 1/4096,電路控制信號SLP的有效時間Tsl和比較器控制信號Ph_D的有效時間Tdl的比例(Tsl: Tdl)范圍為2 16。實施例三基于實施例二,所述電壓選擇器A9,在南磁場極性控制信號Ph_S有效時,如果輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT為I (VDD),則以第二電壓Vsl作為閾值電壓Vth輸出;如果檢測信號OUT為O(GND),則以第一電壓Vsh作為閾值電壓Vth輸出;在北磁場極性控制信號Ph_N有效時,如果輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT為I (VDD),則以第三電壓Vnl作為閾值電壓Vth輸出;如果檢測信號OUT為O (GND),則以第四電壓Vnh作為閾值電壓Vth輸出。
所述輸出邏輯A4,可以如圖4所示,包括第一鎖存器B1、第二鎖存器B2、或門B3、倒相器B4 ;第一鎖存器BI的一個輸入端接邏輯信號CMP0,另一個輸入端接南磁場極性控制信號Ph_S ;所述倒相器B4的輸入端接邏輯信號CMP0,輸出端接第二鎖存器B2的一個輸入端,第二鎖存器B2的另一個輸入端接北磁場極性控制信號Ph_N,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的復(fù)位端用于接上電復(fù)位信號P0R,當接收到上電復(fù)位信號時P0R,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O (GND);第一鎖存器BI的輸出、第二鎖存器B2的輸出分別接所述或門B3的兩個輸入端,所述或門B3輸出檢測信號OUT。所述輸出邏輯A4,也可以如圖5所示,包括第一鎖存器B1、第二鎖存器B2、與門B3、倒相器B4 ;第一鎖存器BI的一個輸入端接邏輯信號CMP0,另一個輸入端接北磁場極性控制信號Ph_N ;所述倒相器B4的輸入端接邏輯信號CMP0,輸出端接第二鎖存器B2的一個輸入端,第二鎖存器B2的另一個輸入端接南磁場極性控制信號Ph_S,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的復(fù)位端用于接收上電復(fù)位信號P0R,當接收到上電復(fù)位信號POR時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I ;第一鎖存器BI的輸出、第二鎖存器B2的輸出分別接所述與門B3的兩個輸入端,所述與門B3輸出檢測信號OUT。實施例三中,輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT和附加磁場的特性關(guān)系如圖8所示,檢測到有南極或者北極磁場的時候,檢測信號OUT的電位為電源電壓VDD ;如果沒有檢測到磁場則檢測信號OUT的電位等于地電位GND ;表征有磁場的閾值BOS、BON和沒有磁場的閾值BRS、BRN之間有遲滯磁場BH ;其中遲滯磁場BH的范圍是2G 20G。實施例四基于實施例二,所述電壓選擇器A9,在南磁場極性控制信號Ph_S有效時,如果輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT為O (GND),則以第二電壓Vsl作為閾值電壓Vth輸出,如果檢測信號OUT為I (VDD),則以第一電壓Vsh作為閾值電壓Vth輸出;在北磁場極性控制信號Ph_N有效時,如果輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT為O (GND),則以第三電壓Vnl作為閾值電壓Vth輸出,如果檢測信號OUT為I (VDD),則以第四電壓Vnh作為閾值電壓Vth輸出。所述輸出邏輯A4,可以如圖6所示,包括第一鎖存器B1、第二鎖存器B2、或門B3、倒相器B4 ;第一鎖存器BI的一個輸入端接邏輯信號CMP0,另一個輸入端接北磁場極性控制信號Ph_N ;所述倒相器B4的輸入端接邏輯信號CMP0,輸出端接第二鎖存器B2的一個輸入端,第二鎖存器B2的另一個輸入端接南磁場極性控制信號Ph_S,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號P0R,當接收到上電復(fù)位信號POR時,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O (GND);第一鎖存器BI的輸出、第二鎖存器B2的輸出分別接所述或門B3的兩個輸入端,所述或門B3輸出檢測信號OUT。所述輸出邏輯A4,也可以如圖7所示,包括第一鎖存器B1、第二鎖存器B2、與門B3、倒相器B4 ;第一鎖存器BI的一個輸入端接邏輯信號CMP0,另一個輸入端接南磁場極性控制信號Ph_S ;所述倒相器B4的輸入端接邏輯信號CMP0,輸出端接第二鎖存器B2的一個輸入端,第二鎖存器B2的另一個輸入端接北磁場極性控制信號Ph_N,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號P0R,當接收到上電復(fù)位信號POR時,第一鎖存器BI及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I (VDD);第一鎖存器BI的輸出、第二鎖存器B2的輸出分別接所述與門B3的兩個輸入端,所述與門B3輸出檢測信號OUT。
實施例四中,輸出邏輯A4輸出的檢測信號OUT和附加磁場的特性關(guān)系如圖9所示,檢測到有南極或者北極磁場的時候,檢測信號OUT的電位為電源電壓VDD ;如果沒有檢測到磁場則檢測信號OUT的電位等于地電位GND ;表征有磁場的閾值BOS、BON和沒有磁場的閾值BRS、BRN之間有遲滯磁場BH ;其中遲滯磁場BH的范圍是2G 20G。本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路,電復(fù)位信號產(chǎn)生器在上電的時候產(chǎn)生的上電復(fù)位信號POR能夠把控制模塊A7和輸出邏輯A4輸出設(shè)置成默認狀態(tài),在上電復(fù)位完成之后,由振蕩器A6產(chǎn)生的時鐘信號CLK輸入控制模塊A7,生成電路控制信號SLP、比較器控制信號Ph_D、以及南磁場極性控制信號Ph_S、北磁場極性控制信號Ph_N,當電路控制信號SLP無效時,霍爾器件Al、放大器A2均不工作,同時振蕩器A6工作于第二模式產(chǎn)生較低頻率(第二頻率)的時鐘CLK ;當電路控制信號SLP有效時,霍爾器件Al、放大器A2工作,同時振蕩器A6工作于第一模式產(chǎn)生正常頻率(第一頻率)的時鐘CLK,同時比較器控制信號?11_0有效時,電壓比較器A3、電壓產(chǎn)生器A8工作,同時南磁場極性控制信號Ph_S有效時,輸出邏輯M和電壓選擇器A9配合檢測是否存在南極磁場,北磁場極性控制信號Ph_N有效時,輸出邏輯A4和電壓選擇器A9配合檢測是否存在北極磁場。當電路控制信號SLP信號有效的時候,霍爾器件Al和放大器A2,把感應(yīng)到的磁場線性轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電壓Vh并進行放大,產(chǎn)生放大信號Vin ;放大信號Vin與由電壓產(chǎn)生器A8和電壓選擇器A9產(chǎn)生的閾值電壓Vth進行比較,產(chǎn)生邏輯信號CMPO ;邏輯信號CMPO經(jīng)過輸出邏輯A4的處理產(chǎn)生表征磁場和輸出關(guān)系的檢測信號OUT。本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路,由于只采用了一個比較器,降低了工作時電流消耗,大大的降低了平均工作電流;而且通過控制模塊輸出電路控制信號,控制電路中的霍爾器件、放大器只在需要時工作,進一步降低了平均工作電流,并通過電路控制信號控制振蕩器的工作模式,當霍爾器件、放大器不工作時降低振蕩器輸出的時鐘頻率,從而進一步降低當霍爾器件、放大器不工作時整個電路的工作電流。本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路,可以實現(xiàn)平均工作功耗小于3uA。
權(quán)利要求
1.一種全極磁場檢測開關(guān)電路,包括一個霍爾器件、一個放大器、一電壓產(chǎn)生器、一電壓選擇器、一個電壓比較器、一輸出邏輯,其特征在于, 所述霍爾器件,用于對穿過的磁場進行感應(yīng)輸出感應(yīng)電壓; 所述放大器,用于放大感應(yīng)電壓,輸出放大信號; 所述電壓產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓,電源電壓 > 第一電壓彡第二電壓彡第三電壓彡第四電壓彡地電位; 所述電壓選擇器,用于選擇所述電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生的第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓中的一個作為閾值電壓輸出; 所述電壓比較器,用于根據(jù)正輸入端接入的所述放大信號及負輸入端接入的所述閾值電壓,輸出邏輯信號; 所述輸出邏輯,用于根據(jù)所述邏輯信號輸出檢測信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 全極磁場檢測開關(guān)電路還包括一控制模塊,所述控制模塊,用于輸出電路控制信號、t匕較器控制信號、南磁場極性控制信號及北磁場極性控制信號, 所述霍爾器件及所述放大器,當所述電路控制信號有效時工作; 所述電壓產(chǎn)生器,受所述比較器控制信號控制,當所述比較器控制信號有效時所述電壓產(chǎn)生器工作輸出第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓四個電壓,當所述比較器控制信號無效時,所述電壓產(chǎn)生器輸出為高阻狀態(tài); 所述電壓比較器,受所述比較器控制信號控制,當所述比較器控制信號有效時所述電壓產(chǎn)生器工作輸出邏輯信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述電路控制信號的有效時間包含所述比較器控制信號的有效時間,所述比較器控制信號的有效時間由所述南磁場極性控制信號和所述北磁場極性控制信號的有效時間組成,所述南磁場極性控制信號的有效時間和所述北磁場極性控制信號的有效時間相鄰接并相坐寸ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述電路控制信號的有效時間和無效時間的比例范圍為1/16 1/4096,所述電路控制信號的有效時間和所述比較器控制信號的有效時間比例范圍為2 16。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 全極磁場檢測開關(guān)電路還包括一振蕩器,所述振蕩器用于為所述控制模塊提供時鐘,所述振蕩器受所述電路控制信號控制,當電路控制信號有效時產(chǎn)生第一頻率的時鐘,當電路控制信號無效時產(chǎn)生第二頻率的時鐘,第二頻率小于第一頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 全極磁場檢測開關(guān)電路還包括一上電復(fù)位信號產(chǎn)生器,所述上電復(fù)位信號產(chǎn)生器用于在上電的時候產(chǎn)生上電復(fù)位信號; 所述控制模塊及所述輸出邏輯受上電復(fù)位信號控制,當接收到上電復(fù)位信號時,所述控制模塊及所述輸出邏輯的輸出恢復(fù)為默認狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述電壓選擇器,受所述南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號以及所述輸出邏輯輸出的檢測信號的控制; 所述輸出邏輯,受所述上電復(fù)位信號、南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號控制; 所述電壓選擇器,在南磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為1,則以第二電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為O,則以第一電壓作為閾值電壓輸出;在北磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為1,則以第三電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為O,則以第四電壓作為閾值電壓輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、或門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述或門的兩個輸入端,所述或門輸出檢測信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、與門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出分別接所述與門的兩個輸入端,所述與門輸出檢測信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述電壓選擇器,受所述南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號以及所述輸出邏輯輸出的檢測信號的控制; 所述輸出邏輯,受所述上電復(fù)位信號、南磁場極性控制信號、北磁場極性控制信號控制; 所述電壓選擇器,在南磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為0,則以第二電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為I,則以第一電壓作為閾值電壓輸出;在北磁場極性控制信號有效時,如果輸出邏輯輸出的檢測信號為0,則以第三電壓作為閾值電壓輸出,如果檢測信號為I,則以第四電壓作為閾值電壓輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、或門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)O ;第一鎖存器的輸出、第二鎖存器的輸出 分別接所述或門的兩個輸入端,所述或門輸出檢測信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全極磁場檢測開關(guān)電路,其特征在于, 所述輸出邏輯,包括第一鎖存器、第二鎖存器、與門、倒相器;所述第一鎖存器的一個輸入端接所述邏輯信號,另一個輸入端接所述南磁場極性控制信號;所述倒相器的輸入端接所述邏輯信號,輸出端接所述第二鎖存器的一個輸入端,所述第二鎖存器的另一個輸入端接所述北磁場極性控制信號;所述第一鎖存器及第二鎖存器的復(fù)位端用于接收所述上電復(fù)位信號,當接收到上電復(fù)位信號時,第一鎖存器及第二鎖存器B2的輸出為初始狀態(tài)I ;第一鎖存器的輸出、第 二鎖存器的輸出分別接所述與門的兩個輸入端,所述與門輸出檢測信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全極磁場檢測開關(guān)電路,包括一個霍爾器件、一個放大器、一電壓產(chǎn)生器、一電壓選擇器、一個電壓比較器、一輸出邏輯,霍爾器件對穿過的磁場進行感應(yīng)輸出感應(yīng)電壓,放大器放大感應(yīng)電壓輸出放大信號,電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生第一電壓、第二電壓、第三電壓、第四電壓,電壓選擇器選擇四個電壓中的一個作為閾值電壓輸出,電壓比較器根據(jù)放大信號及閾值電壓輸出邏輯信號,輸出邏輯根據(jù)邏輯信號輸出檢測信號。本發(fā)明的全極磁場檢測開關(guān)電路,由于只采用了一個比較器,降低了工作時電流消耗,功耗低。
文檔編號H03K17/95GK103166620SQ20111040781
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者周平 申請人:上海華虹Nec電子有限公司
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