基于霍尔电流传感器的读出电路设计

基于旋转电流技术和斩波技术,研究并设计一种应用于霍尔电流传感器的低噪声、高精度读出电路。在传统单通道带斩波仪表放大器的基础上增加了一条高频通路,并在传统低通滤波结构上进行改进,引入一种纹波消除环路,实现对失调电压及1/f噪声的消除。采用0. 18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,对所设计的电路进行仿真验证。通过Spectre仿真,整体电路-3 dB带宽高达675 k Hz,纹波抑制比为65. 6 dB,输入等效参考噪声功率谱密度(PSD)为21n V/Hz^(1/2),共模抑制比(CMRR)为120 dB,满足高精度霍尔电流传感器读出电路的要求。

三维霍尔开关型传感器

霍尔传感器由于自身的高失调电压和低磁场灵敏度限制了应用,基于SMIC 180 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种阈值可调三维霍尔开关型传感器。在霍尔传感器的信号处理电路中,使用四相旋转电流法和相关双采样保持技术对霍尔器件的失调电压进行消除;设计了一种阈值可调电路,实现多种情况的应用;通过失调消除电路的处理,降低了失调。传感器的工作电压为3.3 V,工作电流为7 mA,信号处理电路对微弱的霍尔信号实现了放大,最终输出表示开关状态的数字信号。

低噪声线性霍尔传感器读出电路设计

基于斩波技术和旋转电流技术,设计了一款低噪声、高精度的线性霍尔传感器读出电路。在传统斩波仪表放大器的基础上,引入开关电容陷波滤波器和PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流补偿技术,实现了低纹波、低噪声和低温漂。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,在电源电压为3.6V,斩波频率为250kHz下,对所设计的电路进行仿真验证。通过Spectre仿真,电路-3dB带宽为11.5kHz,纹波抑制比为39.6dB,输入等效参考噪声功率谱密度PSD为15.4nV/√Hz,非线性均在0.5%以内,整体电路能在-40℃至150℃温度范围内精确而稳定的工作。