(57)【要約】      （修正有）【課題】正確な磁界検出信号を得ることができる磁気センサ集積回路、モータ組立体及び応用装置を提供する。【解決手段】磁気センサ集積回路は、磁気センサ２００、信号処理ユニット３００、出力制御回路４００及び出力ポート２を含む。磁気センサは、外部磁界の磁気極性を検知する定電流を受け、差分信号を出力する。信号処理ユニットは、差分信号を増幅し、差分信号のオフセットを除去して、磁界検出信号を得る。出力制御回路は、少なくとも磁界検出信号に基づいて、磁気センサ集積回路を、電流が出力ポートから外部へ流れる第１の状態及び電流が外部から出力ポートへ流入する第２の状態のうちの少なくとも１つの状態で動作させるように制御する。【選択図】図１
0003209053.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサ集積回路であって、
定電流を受けて差分信号を出力する磁気センサと、
前記差分信号を磁界検出信号に変換する信号処理ユニットと、
少なくとも前記磁界検出信号に基づいて、前記磁気センサ集積回路を、電流が前記磁気センサ集積回路の出力ポートから外部へ流れる第１の状態及び電流が外部から前記出力ポートへ流れる第２の状態のうちの少なくとも１つの状態で動作させるように制御する出力制御回路と、
を備えることを特徴とする、磁気センサ集積回路。
【請求項２】
外部電力を直流電力に変換するための整流器回路をさらに備え、前記整流器回路が、全波整流器ブリッジ及び電圧安定化ユニットを含み、前記全波整流器ブリッジが、外部交流電力を直流電圧に変換して前記出力制御回路に電力供給し、前記電圧安定化ユニットが、前記全波整流器ブリッジにより出力された前記直流電圧を低電圧直流に変換して前記信号処理ユニットに電力供給することを特徴とする、請求項１に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項３】
前記差分信号が、磁界信号及びオフセット信号を含み、前記信号処理ユニットが、前記磁界信号及び前記オフセット信号をそれぞれ高周波数領域とベースバンド周波数に変調するための第１のチョッピングスイッチと、前記第１のチョッピングスイッチにより出力された差分信号を増幅し、前記第１のチョッピングスイッチにより出力された前記差分信号の前記磁界信号を前記ベースバンド周波数に復調して、前記復調された差分信号を出力するための第１の増幅器ユニットとを備えることを特徴とする、請求項１に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項４】
前記信号処理ユニットが、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールをさらに備え、前記スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールが、第１のスイッチ・キャパシタフィルタ、第２のスイッチ・キャパシタフィルタ、第３のスイッチ・キャパシタフィルタ及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタを備え、
前記第１のスイッチ・キャパシタフィルタ及び前記第２のスイッチ・キャパシタフィルタが、第１の半周期において前記第１の増幅器ユニットにより出力された前記差分信号を第１のサンプル信号としてサンプリングし、前記第３のスイッチ・キャパシタフィルタ及び前記第４のスイッチ・キャパシタフィルタが、第２の半周期において前記第１の増幅器ユニットにより出力された前記差分信号を第２のサンプル信号としてサンプリングすること
を特徴とする、請求項３に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項５】
前記信号処理ユニットが、前記スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールにより出力された前記差分信号を前記磁界検出信号に変換し、前記磁界検出信号を前記出力制御回路に出力するための変換器をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項６】
第１のクロック信号を前記第１のチョッピングスイッチ及び前記第１の増幅器ユニットに出力し、第２のクロック信号を前記スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールに出力し、第３のクロック信号を前記変換器に出力するためのタイミング制御器をさらに備え、ここで前記第２のクロック信号は、前記第１のクロック信号に対して第１の所定時間遅延し、前記第２のクロック信号は、前記第３のクロック信号に対して第２の所定時間遅延することを特徴とする、請求項５に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項７】
前記スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールが、前記第１のサンプル信号を前記第２のサンプル信号に加算することによりオフセット除去及び増幅を行うための加算器をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項８】
前記信号処理ユニットが、前記加算器により出力された差分信号を増幅するための第２の増幅器をさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の磁気センサ集積回路。
【請求項９】
交流電力により電力供給されるモータと、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の磁気センサ集積回路とを備えることを特徴とする、モータ組立体。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータ組立体を備えることを特徴とする、応用装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁界検出に関し、より具体的には、磁気センサ集積回路、モータ組立体及び応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサは、現代の工業及び電子製品において、電流、位置及び方向などの物理パラメータを測定するための磁界強度を誘導するために、広範に応用されている。モータは、磁気センサの重要な応用分野である。磁気センサは、モータ内の回転子磁極位置センサとして機能することができる。
【０００３】
一般に、磁気センサは、磁界検出信号のみを出力することができる。しかしながら、磁界検出信号は、弱く、磁気センサのオフセットと混じり合い、正確な磁界検出信号を得ることは難しい。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記観点から、磁気センサ集積回路、モータ組立体及び応用装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための、本開示の技術的解決策は、以下の通りである。
【０００６】
磁気センサ集積回路は、
外部電力を直流電力に変換する整流器回路と、
外部磁界の極性を検知するために定電流を受け、差分信号を出力する磁気センサと、
磁気センサにより出力された差分信号を、差分信号を増幅し、差分信号のオフセットを除去することにより、磁界検出信号に変換する信号処理ユニットと、
少なくとも磁界検出信号に基づいて、磁気センサ集積回路を、電流が磁気センサ集積回路の出力ポートから外部へ流れる第１の状態及び電流が外部から出力ポートへ流れる第２の状態のうちの少なくとも１つの状態で動作させるように制御する出力制御回路と、
を含む。
【０００７】
随意に、整流器は、全波整流器ブリッジ及び電圧安定化ユニットを含み、全波整流器ブリッジは、外部交流電力を直流電圧に変換して出力制御回路に電力供給し、電圧安定化ユニットは、記全波整流器ブリッジにより出力された直流電圧を低電圧直流に変換して信号処理ユニットに電力供給する。
【０００８】
随意に、差分信号は、磁界信号及びオフセット信号を含み、信号処理ユニットは、磁界信号及びオフセット信号をそれぞれ高周波数領域とベースバンド周波数に変調するための第１のチョッピングスイッチと、第１のチョッピングスイッチにより出力された差分信号を増幅し、第１のチョッピングスイッチにより出力された差分信号の磁界信号をベースバンド周波数に復調して、復調された差分信号を出力する。
随意に、前記信号処理ユニットは、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールをさらに含み、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールは、第１のスイッチ・キャパシタフィルタ、第２のスイッチ・キャパシタフィルタ、第３のスイッチ・キャパシタフィルタ及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタを含み、第１のスイッチ・キャパシタフィルタ及び第２のスイッチ・キャパシタフィルタは、第１の半周期において第１の増幅器ユニットにより出力された差分信号を第１のサンプル信号（ｓａｍｐｌｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）としてサンプリングし、第３のスイッチ・キャパシタフィルタ及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタは、第２の半周期において第１の増幅器ユニットにより出力された差分信号を第２のサンプル信号としてサンプリングする。
【０００９】
随意に、信号処理ユニットは、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールにより出力された差分信号を磁界検出信号に変換し、磁界検出信号を出力制御回路に出力するための変換器をさらに含む。
【００１０】
随意に、集積回路は、第１のクロック信号を第１のチョッピングスイッチ及び第１の増幅器ユニットに出力し、第２のクロック信号をスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールに出力し、第３のクロック信号を変換器に出力するように構成されたタイミング制御器をさらに含み、ここで第２のクロック信号は、第１のクロック信号に対して第１の所定時間遅延し、第２のクロック信号は、第３のクロック信号に対して第２の所定時間遅延する。
【００１１】
随意に、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールは、第１のサンプル信号を第２のサンプル信号に加算することによりオフセット除去及び増幅を行うための加算器をさらに含む。
【００１２】
随意に、信号処理ユニットは、加算器により出力される差分信号を増幅するための第２の増幅器をさらに含む。
【００１３】
これに応じて、本開示により、モータ組立体がさらに提供され、これは交流電力により電力供給される電気モータと、磁気センサ集積回路とを含む。
【００１４】
これに応じて、本開示により、モータ組立体を含む応用装置がさらに提供される。
【００１５】
本開示の実施形態による又は従来技術による技術的解決策がより明らかになるように、以下、本開示の実施形態による図面を簡単に説明する。明らかに、図面は、本開示の単に幾つかの実施形態であり、当業者であれば、これらの図面から創造的作業を伴わずに他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施形態による磁気センサ集積回路のブロック図である。
【図２】本開示の実施形態による整流器回路の回路図である。
【図３】本開示の別の実施形態による磁気センサ集積回路の構造図である。
【図４】本開示の実施形態によるタイミング制御器の信号の略図である。
【図５ａ】本開示の実施形態による磁気センサ及び第１のチョッピングスイッチの構造図である。
【図５ｂ】図５ａに示す磁気センサ及び第１のチョッピングスイッチの４つのサブクロック信号の時間系列図である。
【図５ｃ】図５ａの放電スイッチ及び第１のチョッピングスイッチの制御信号の略図である。
【図５ｄ】図５ａに示す回路の略信号図である。
【図６】本開示の実施形態による第１の増幅器の略図である。
【図７ａ】本開示の実施形態によるスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールの略図である。
【図７ｂ】本開示の実施形態による加算器の略図である。
【図８】本開示の実施形態による変換器の略図である。
【図９】本開示の実施形態による磁界の極性を判定するための原理の略図である。
【図１０】本開示の実施形態による周期的クロック信号の出力の略図である。
【図１１】本開示の実施形態による出力制御回路の略回路図である。
【図１２】本開示の別の実施形態による出力制御回路の略回路図である。
【図１３ａ】本開示のさらに別の実施形態による出力制御回路の略回路図である。
【図１３ｂ】本開示のさらに別の実施形態による出力制御回路の略図である。
【図１４】本開示の実施形態によるモータ組立体の回路の略構造図である。
【図１５】本開示の実施形態による同期モータの略構造図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本開示の実施形態の技術的解決策を、本開示の実施形態の図面と関連して明確かつ完全に例証する。明らかに、説明される実施形態は、本開示の実施形態の全てではなく、ごく僅かにすぎない。本開示の実施形態に基づいて創造的作業を伴わずに当業者によって得られる他のいずれの実施形態も、本開示の範囲内に入る。
【００１８】
背景のセクションで説明したように、従来の技術において、一般に、磁気センサ集積回路は、磁界検出結果のみを出力することができ、磁気検出結果を処理するために付加的な周辺回路が必要とされる。従って、全回路は、高いコストを有し、かつ信頼性に乏しい。
【００１９】
これに鑑みて、本開示の実施形態により磁気センサ集積回路、電気モータ組立体及び応用装置が提供され、従来の磁気センサ集積回路の機能を拡張することにより、全回路のコストを削減し、かつ回路全体の信頼性を改善する。上記目的を達成するために、本開示の実施形態による技術的解決策を図１乃至図１５との関連で詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本開示の実施形態による磁気センサ集積回路の略構造図を示し、磁気センサ集積回路は、入力ポート、整流器回路１００、磁気センサ２００、信号処理ユニット３００、出力制御回路４００及び出力ポート２を含む。
【００２１】
整流器回路１００は、外部電力を直流電力に変換することができる。
【００２２】
磁気センサ２００は、温度変化の影響を受けない定電流を受けて外部磁界の極性を検知し、差分信号を出力することができる。
【００２３】
信号処理ユニット３００は、磁気センサ２００により出力された差分信号を、差分信号を増幅し、差分信号のオフセットを除去することにより磁界検出信号に変換し、磁界検出信号を出力することができる。
【００２４】
出力制御回路４００は、磁気センサ集積回路を制御して、少なくとも第１の状態又は第２の状態で動作させることができる。実施形態において、第１の状態は、出力ポート２から外部へ流れる電流の流れとすることができ、第２の状態は、外部から出力ポート２へ流入する電流の流れとすることができる。実施形態において、差分信号は、磁界信号及びオフセット信号を含む。
【００２５】
本開示の実施形態において、外部電力は、入力ポートを介して整流器回路に供給され、入力ポートは、第１の入力ポート１１及び第２の入力ポート１２を含むことができ、これらは外部電力に接続される。本開示の実施形態において、入力ポートと外部電力との間の接続は、直接接続又は間接接続とすることができ、これは本明細書において限定されず、実際の用途に基づいて設計される必要がある。本開示の実施形態において、整流器回路が受ける外部電力は、交流電力である。さらに、磁気センサが受ける、温度による影響を受けない定電流は、整流器回路により供給することができ、これは本明細書において限定されない。
【００２６】
本開示の実施形態において、整流器回路１００は、全波整流器ブリッジと、全波整流器ブリッジの出力端に結合された電圧安定化ユニットとを含むことができる。全波整流器ブリッジは、交流電力により出力される交流信号を直流信号に変換することができ、電圧安定化ユニットは、全波整流器ブリッジにより出力される直流信号を所定範囲内に安定化することができる。図２は、本開示の実施形態による整流器回路の回路図を示し、全波整流器ブリッジ１１０は、直列結合された第１のダイオード１１１及び第２のダイオード１１２、並びに直列結合された第３のダイオード１１３及び第４のダイオード１１４を含むことができる。第１の入力端１１は、第１のダイオード１１１と第２のダイオード１１２との間の共通端であり、交流電力ＶＡＣ＋に電気的に接続され、第２の入力端１２は、第３のダイオード１１３と第４のダイオード１１４との間の共通端であり、交流電力ＶＡＣ−に電気的に接続される。
【００２７】
第１のダイオード１１１の入力端は、第３のダイオード１１３の入力端に電気的に接続して全波整流器ブリッジ１１０の第１の出力端Ｖ１を形成し、第２のダイオード１１２の出力端は、第４のダイオード１１４の出力端に電気的に接続して全波整流器ブリッジ１１０の第２の出力端Ｖ２を形成する。第２の出力端Ｖ２は、約１６Ｖの直流電圧を出力する。好ましくは、出力制御回路４００は、全波整流器ブリッジ１１０の第２の出力端Ｖ２により出力される直流電圧により電力供給される。
【００２８】
さらに、電圧安定化ユニット１２０は、全波整流器ブリッジ１１０の第１の出力端Ｖ１と第２の出力端Ｖ２との間に接続された、ツェナーダイオード１２１、第１の抵抗器１２２、第２の抵抗器１２３、ツェナーダイオード１２４及びトランジスタ１２５を含む。ツェナーダイオード１２１のアノード及びツェナーダイオード１２４のアノードは、両方とも全波整流器ブリッジ１１０の第１の出力端Ｖ１に結合する。ツェナーダイオード１２１のカソード及び第１の抵抗器１２２の第１の端は、両方とも全波整流器ブリッジ１１０の第２の出力端Ｖ２に結合する。第１の抵抗器１２２の第２の端は、第２の抵抗器１２３の第１の端及びトランジスタ１２５の第１の端に結合する。第２の抵抗器１２３の第２の端は、トランジスタ１２５のゲート及びツェナーダイオード１２４のカソードに接続される。トランジスタ１２５の第２の端及びツェナーダイオード１２４のアノードは、それぞれ電圧調整ユニット１２０の２つの出力端、すなわち整流器回路の２つの出力端として機能する。整流器回路の第１の出力端ＡＶＤＤの出力電圧は、直流電圧約５Ｖであり、第２の出力端ＡＶＳＳは接地される。
【００２９】
図１に示すように、本開示の実施形態による信号処理ユニット３００は、順次接続された、第１のチョッピングスイッチ３０１、第１の増幅ユニット３０２、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール（ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ  ｍｏｄｕｌｅ）３０３及び変換器３０４を含む。第１のチョッピングスイッチ３０１は、磁気センサ２００に電気的に結合される。
【００３０】
第１のチョッピングスイッチ３０１は、磁気センサ２００により出力される差分信号の磁界信号及びオフセット信号を、それぞれ高周波数領域及びベースバンド周波数に変調することができる。
【００３１】
第１の増幅器ユニット３０２は、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力される差分信号を増幅し、第１のチョッピングスイッチにより出力される差分信号の磁界信号及びオフセット信号を、それぞれ高周波数領域及びベースバンド周波数に復調し、復調された磁界信号及び復調されたオフセット信号を出力するように構成される。
【００３２】
スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３は、第１の増幅器ユニット３０２により出力された差分信号をサンプリングし、サンプル信号のオフセットを除去して差分信号を得、差分信号を増幅し、増幅された差分信号を出力することができる。
【００３３】
変換器３０４は、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３により出力された差分信号を磁界検出信号に変換し、磁界検出信号を出力制御回路４００に出力することができる。実施形態において、変換器は、アナログ−デジタル変換モジュールである。
【００３４】
さらに、磁気センサ集積回路のより良好な運転性能を保証するために、図３は、本開示の別の実施形態による磁気センサ集積回路の略構造図を示し、図３に示すように、磁気センサ集積回路は、タイミング制御器５００をさらに含む。タイミング制御器５００は、第１のクロック信号を第１のチョッピングスイッチ３０１及び第１の増幅器ユニット３０２に出力し、第２のクロック信号をスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３に出力し、第３のクロック信号を変換器３０４に出力するように構成される。第２のクロック信号は、第１のクロック信号に対して第１の所定時間遅延し、第３のクロック信号に対して第２の所定時間遅延する。第１の遅延時間は、第２の遅延時間より長い。第１のクロック信号の周波数は、第１のチョッピングスイッチ３０１のチョッピング周波数であり、第２のクロック信号の周波数は、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３のサンプリング周波数である。
【００３５】
出力信号の精度を保証するために、第１のクロック信号、第２のクロック信号及び第３のクロック信号の間に所定の遅延が存在する。随意に、本開示の実施形態において、第１の所定時間は、第１のクロック信号の周期の四半分とすることができ、第２の所定時間は、５ナノ秒である。さらに、第１のクロック信号、第２のクロック信号及び第３のクロック信号は、本開示の実施形態において、同じ周波数を有する。随意に、本出願の実施形態によるタイミング制御器の信号の略図である図４を参照することができる。図４に示すような第１乃至第３のクロック信号は、単に、これら３つの信号間の時間系列関係（すなわち、随意に、第１の所定時間は、第１のクロック信号の四半分とすることができ、第２のクロック信号は、第３のクロック信号に対して５ナノ秒遅延することができる）及び周波数関係（すなわち、第１のクロック信号、第２のクロック信号及び第３のクロック信号は同じ周波数を有する）を例証するものであり、本出願の実施形態による磁気センサの動作における実際の信号を表すものではないことに留意されたい。
【００３６】
本開示の実施形態において、磁気センサにより出力される差分信号は、磁界信号及びオフセット信号を含む。磁界信号は、外部磁界と適合する理想磁界電圧信号であり、磁気センサにより検出され、オフセット信号は、磁気センサの固有のオフセットである。磁気センサにより出力される理想磁界電圧信号は弱く、一般にわずか数１０ミリボルトであり、一方、オフセット信号は、１０ミリボルトに近い。従って、この後のプロセスにおいて、オフセット信号を除去すること、及び、理想磁界電圧信号を増幅することが必要とされる。
【００３７】
磁気センサにより出力される差分信号を処理するために、まず、差分信号の磁界信号が、第１のチョッピングスイッチ３０１により高周波数領域に変調される。図３に示すように、第１のチョッピングスイッチ３０１は、タイミング制御器５００の制御に基づいて、磁気センサ２００により出力された差分信号の磁界信号を高周波数領域に変調し、差分信号のオフセット信号をベースバンド周波数に変調する。好ましくは、高周波数領域の周波数は、１００Ｋヘルツを上回り、ベースバンド周波数は、２００ヘルツを下回る。
【００３８】
図５ａ乃至図５ｄを参照する。図５ａは、本開示の実施形態による磁気センサ及び第１のチョッピングスイッチの構造図である。図５ｂは、図５ａに示す磁気センサ及び第１のチョッピングスイッチの４つのサブクロック信号のタイミング図である。図５ｃは、図５ａに示す放電スイッチ及び第１のチョッピングスイッチの信号制御の略図である。
【００３９】
磁気センサ２００は、４つの接点端子を含む。磁気センサ２００は、対向して配置された第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃ、並びに対向して配置された第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄを含む。本開示の実施形態において、磁気センサ２００は、ホール（Ｈａｌｌ）プレートである。磁気センサ２００は、整流器回路１００により供給されることができる第１の電力１３により駆動される。実施形態において、電力１３は、温度の影響を受けない定電流源である。
【００４０】
第１のチョッピングスイッチ３０１は、図５ａに示すように、８つのスイッチＫ１乃至Ｋ８を含み、これらは４つの端子に接続される。詳細には、第１のチョッピングスイッチ３０１は、第１のスイッチＫ１、第２のスイッチＫ２、第３のスイッチＫ３、第４のスイッチＫ４、第５のスイッチＫ５、第６のスイッチＫ６、第７のスイッチＫ７、及び第８のスイッチＫ８を含む。第１のスイッチＫ１は、第１の電力１３と第１の端子Ａとの間に接続される。第２のスイッチＫ２は、第１の電力１３と第２の端子Ｂとの間に接続される。第３のスイッチＫ３は、接地端ＧＮＤと第３の端子Ｃとの間に接続される。第４のスイッチＫ４は、接地端ＧＮＤと第４の端子Ｄとの間に接続される。第５のスイッチＫ５は、第１の出力端Ｐと第４の端子Ｄとの間に接続される。第６のスイッチＫ６は、第１の出力端Ｐと第３の端子Ｃとの間に接続される。第７のスイッチＫ７は、第２の出力端Ｎと第２の端子Ｂとの間に接続される。第８のスイッチＫ８は、第２の出力端Ｎと第１の端子Ａとの間に接続される。第１のクロック信号は、第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂ、第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂ、第３のクロック信号ＣＫ２及び第４のサブクロック信号ＣＫ１を含む。第１のスイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２は、それぞれ第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂ及び第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂにより制御される。第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４は、それぞれ第３のサブクロック信号ＣＫ２及び第４のサブクロック信号ＣＫ１により制御される。第５のスイッチＫ５及び第６のスイッチＫ６は、それぞれ第３のサブクロック信号ＣＫ２及び第４のサブクロック信号ＣＫ１により制御される。第７のスイッチＫ７及び第８のスイッチＫ８は、それぞれ第３のサブクロック信号ＣＫ２及び第４のサブクロック信号ＣＫ１により制御される。
【００４１】
出力信号の精度を保証するために、第１のクロック信号は、少なくとも２つの非重複サブクロック信号を含む。第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂの位相は、第３のサブクロック信号ＣＫ２の位相と反対であり、第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂの位相は、第４のサブクロック信号ＣＫ１の位相と反対である。第３のサブクロック信号ＣＫ２及び第４のサブクロック信号ＣＫ１は、非重複サブクロック信号である。
【００４２】
第１の端子Ａが第１の電力１３に電気的に接続され、第３の端子Ｃが接地端ＧＮＤに電気的に接続されている場合、第２の端子Ｂは、第２の出力端Ｎに電気的に接続され、第４の端子Ｄは、第１の出力端Ｐに電気的に接続される。第２の端子Ｂが第１の電力１３に電気的に接続され、第４の端子Ｄが接地端ＧＮＤに電気的に接続される場合、第１の端子Ａは、第２の出力端Ｎに電気的に接続され、第３の端子Ｃは、第１の出力端Ｐに電気的に接続される。第１の出力端Ｐは、差分信号Ｐ１を出力し、第２の出力端Ｎは、差分信号Ｎ１を出力する。
【００４３】
説明した磁気センサ２００及び第１のチョッピングスイッチ３０１の他に、磁気センサ２００は、第１の端子Ａと第３の端子Ｃとの間に接続された第１の放電分岐１４、すなわち第１の端子Ａと第３の端子Ｃとの間の分岐、及び第２の端子Ｂと第４の端子Ｄとの間に接続された第２の放電分岐１５、すなわち第２の端子Ｂと第４の端子Ｄとの間の分岐をさらに含む。第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃが電力入力端として機能し、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄが磁気検知信号出力端として機能する前、第２の放電分岐１５は、導電性である。第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃが磁気検知信号出力端として機能し、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄが電力入力端として機能する前、第１の放電分岐１４は、導電性である。
【００４４】
可能な実装において、第１の放電分岐１４は、直列接続された第１の放電スイッチＳ１及び第２の放電スイッチＳ２を含むことができる。第１の放電スイッチＳ１及び第２の放電スイッチＳ２は、第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂ及び第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂによりそれぞれ制御される。第２の放電分岐１５は、直列接続された第３の放電スイッチＳ３及び第４の放電スイッチＳ４を含む。第３の放電スイッチＳ３及び第４の放電スイッチＳ４は、それぞれ第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂ及び第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂにより制御される。
【００４５】
第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃが電力入力端として機能し、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄが磁界信号の出力端として機能する場合、第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂが第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂと重なる期間の間、第１の放電スイッチＳ１及び第２の放電スイッチＳ２が同時にオンにされる。第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃが磁界信号の出力端として機能し、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄが電力入力端として機能する場合、第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂが第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂと重なる期間の間、第３の放電スイッチＳ３及び第４の放電スイッチＳ４が同時にオンにされる。
【００４６】
図５ｂに示すように、４つのサブクロック信号は、２つの非重複制御信号、すなわち第３のサブクロック信号ＣＫ１及び第４のサブクロック信号ＣＫ２、並びに２つの重複信号、すなわち第２のサブクロック信号ＣＫ１Ｂ及び第１のサブクロック信号ＣＫ２Ｂを含む。ＣＫ１は、ＣＫ１Ｂと反対であり、ＣＫ２は、ＣＫ２Ｂと反対である。重複サブクロック信号ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂは、両方とも、ＣＫ１ＢとＣＫ２Ｂが重なる期間中、すなわち、図５ｂに示される２つの点線の間の期間中、高レベルにある。２つの非重複サブクロック信号ＣＫ１及びＣＫ２並びに２つの重複サブクロック信号ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂは、両端を含めて１００ＫＨｚから６００Ｈｚまでの範囲の周波数を有することができ、好ましくは４００ＫＨｚの周波数を有することができる。
【００４７】
本開示の実施形態において、第１のチョッピングスイッチ３０１に含まれる８つのスイッチ及び放電分岐に含まれる４つの放電スイッチは、各々、トランジスタとすることができる。さらに、ＣＫ１が高レベルのとき、ＣＫ２Ｂは高レベルであり、ＣＫ２及びＣＫ１Ｂは低レベルである。図５ｃとの関連で、このような場合、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄは、それぞれ第１の電力１３及び接地端ＧＮＤに電気的に接続されて電力入力端として機能し、第３の端子Ｃと第１の出力端Ｐとの間のスイッチがオンにされ、第１の端子Ａと第２の出力端Ｎとの間のスイッチがオンにされ、第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃが磁界信号の出力端として機能する。ＣＫ１が高レベルから低レベルに移行した直後の短い時間、すなわち、図５ｂに示す最初の２つの点線間の時間が、２つの重複サブクロック信号ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂの重複期間である。重複期間中、ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂは、両方とも高レベルであり、第２の端子Ｂと第４の端子Ｄとの間の第３の放電スイッチＳ３及び第４の放電スイッチＳ４が同時にオンにされて第２の端子Ｂが第４の端子Ｄと短絡し、それにより第２の端子Ｂと第４の端子Ｄとの間の寄生キャパシタ内に貯えられた電荷が除去される。重複期間後、ＣＫ１が低レベルのとき、ＣＫ２Ｂは低レベルであり、ＣＫ２及びＣＫ１Ｂは高レベルである。この場合、第１の端子Ａ及び第３の端子Ｃは、それぞれ第１の電力及び接地端ＧＮＤに電気的に接続されて電力入力端として機能し、第２の端子Ｂと第１の出力端Ｐとの間のスイッチがオンにされ、第４の端子Ｄと第２の出力端Ｎとの間のスイッチがオンにされ、第２の端子Ｂ及び第４の端子Ｄが磁界信号の出力端として機能する。ＣＫ１が低レベルから高レベルに移行する直前の短い時間、すなわち、図５ｂに示す２番目の２つの点線間の時間が、２つのサブクロック信号ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂの重複期間である。この期間中、ＣＫ１Ｂ及びＣＫ２Ｂは、両方とも高レベルであり、第１の端子Ａと第３の端子Ｃとの間の第１の放電スイッチＳ１及び第２の放電スイッチＳ２がオンにされて第１の端子Ａが第３の端子Ｃと短絡し、これにより第１の端子Ａと第３の端子Ｃとの間の寄生キャパシタ内に貯えられた電荷が除去される。
【００４８】
図５ｄは、図５ａに示す回路内の信号の略図である。図５ｄにおいて、ＣＫは、クロック信号であり、Ｖｏｓは、磁気センサ２００のオフセット電圧信号であり、これはクロック信号周期中のいずれの時点でも一定であるとみなすことができ、ホールプレート２００の物理的性質に依存する。Ｖｉｎ及び−Ｖｉｎは、それぞれクロック信号ＣＫの第１の半周期及び第２の半周期において第１のチョッピングスイッチにより出力される理想磁界信号、すなわち、オフセット信号により妨害されないホールプレート２００の理想出力である。上述のように、クロック信号ＣＫの第１の半周期中、端子Ａ及びＣがそれぞれ第１の電力及び接地に電気的に接続され、端子Ｂ及びＤが出力端に電気的に接続される。クロック信号ＣＫの第２の半周期中、端子Ｂ及びＤがそれぞれ第１の電力及び接地に電気的に接続され、端子Ａ及びＣが出力端に電気的に接続される。クロック信号ＣＫの第１及び第２の半周期中、第１のチョッピングスイッチにより出力される理想磁界信号は、同じ大きさ及び反対の方向を有する。Ｖｏｕｔは、第１のチョッピングスイッチの出力信号であり、これはオフセット信号Ｖｏｓと理想磁界信号Ｖｉｎとを重ね合わせた信号である。このようにして、磁界信号は、第１のチョッピングスイッチで高周波数領域に変調される。
【００４９】
本開示の実施形態において、磁気センサ２００により出力される理想磁界電圧信号は、非常に弱い。一般に、理想磁界信号は、わずか数１０ミリボルトであり、オフセット信号は１０ミリボルトに近い。従って、オフセット信号を除去し、その後で理想磁界信号を増幅することが必要とされる。
【００５０】
図３に示すように、実施形態による第１の増幅器ユニット３０２は、タイミング制御器５００の制御に基づいて、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力された差分信号を増幅し、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力された差分信号の磁界信号を低周波数領域に復調し、復調された差分信号を出力する。本開示の上記実施形態のいずれの１つにおいても、磁気センサ２００の感度を高くすることが要求され、磁気センサ２００により出力される磁界信号は非常に弱い場合があり、例えば、わずか数１０ミリボルトの場合がある。それゆえ、磁界信号は増幅されることが必要であり、このことは、第１の増幅器ユニット３０２が、磁気センサ２００の磁界信号を可能な限り大きく増幅することにより磁界信号のその後のプロセスを容易にするために、高い利得を有することを要する。随意に、第１の増幅器ユニットの利得は、１００である。
【００５１】
本開示の実施形態において、第１の増幅器ユニット３０２は、図６に示すようなチョッピング−増幅器ユニットとすることができる。すなわち、第１の増幅器ユニットは、順次接続された、第１の増幅器Ａ１、第２のチョッピングスイッチＺ２及び第２の増幅器Ａ２を含む。第１の増幅器Ａ１及び第２の増幅器Ａ２は、入力信号を増幅することができる。第２のチョッピングスイッチＺ２は、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力された差分信号の磁界信号を低周波数領域に復調することができる。第１の増幅器Ａ１は、折り返しカスコード増幅器とすることができ、第２の増幅器Ａ２は、一段増幅器とすることができる。
【００５２】
図３に示す集積回路を参照すると、第１のクロック信号の制御下で、第１の増幅器Ａ１及び第２の増幅器Ａ２は、入力信号を増幅するように構成され、第２のチョッピングスイッチＺ２は、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力された差分信号の磁界信号を低周波数領域に復調するように構成される。
【００５３】
本開示の実施形態において、第１の増幅器Ａ１は、第１のチョッピングスイッチ３０１により出力される一対の差分信号Ｐ１及びＮ１を受け、一対の差分信号を出力する。第２のチョッピングスイッチＺ２は、各クロック周期の第１の半周期において、第１の増幅器Ａ１により出力された一対の差分信号を直接出力し、各クロック周期の第２の半周期において、第１の増幅器Ａ１により出力された２つの差分信号を交換し、交換された差分信号を出力する。第２のチョッピングスイッチＺ２の出力信号は、Ｐ２及びＮ２として定義される。
【００５４】
図３に示すように、先の信号処理の後、本開示の実施形態によるスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３は、タイミング制御器５００の制御下で、第１の増幅器ユニット３０２により出力された差分信号をサンプリングし、サンプル信号のオフセットを除去して差分信号を得、差分信号を増幅し、増幅された差分信号を出力する。随意に、本開示の実施形態において、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３のサンプリング周波数は、第１のチョッピングスイッチのチョッピング周波数と同じにすることができ、すなわち、タイミング制御器により出力される第１のクロック信号及び第２のクロック信号の周波数は同じである。第１の増幅器ユニット３０２により出力される差分信号は、第１のサブ差分信号及び第２のサブ差分信号を含む。
【００５５】
本開示の実施形態において、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールは、図７に示すようなスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールとすることができる。スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３は、第１のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ１、第２のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ２、第３のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ３、及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ４を含む。第１のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ１及び第２のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ２は、第１の増幅器ユニットによりその第１の半周期中に出力される差分信号を、第１のサンプル信号としてサンプリングする。第３のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ３及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ４は、第１の増幅器ユニットによりその第２の半周期中に出力される差分信号を、第２のサンプル信号としてサンプリングするように構成される。
【００５６】
第１のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ１及び第２のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ２は、第１の増幅器ユニット３０２により先の半周期中に出力される第１のサブ差分信号及び第２のサブ差分信号を、それぞれ第１のサブサンプル信号及び第２のサブ差分信号としてサンプリングするように構成される。第３のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ３及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ４は、第１の増幅器ユニット３０２により後の半周期中に出力される第１のサブ差分信号及び第２のサブ差分信号を、それぞれ第３のサブサンプル信号及び第４のサブサンプル信号としてサンプリングするように構成される。
【００５７】
第１のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ１及び第２のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ２は、それぞれ差分信号Ｐ２及びＮ２を、その第１の半周期中に、第１のサブサンプル信号Ｐ２Ａ及び第２のサブサンプル信号Ｎ２Ａとしてサンプリングする。第３のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ３及び第４のスイッチ・キャパシタフィルタＳＣＦ４は、それぞれ差分信号Ｐ２及びＮ２を、その第２の半周期中に、第３のサブサンプル信号Ｐ２Ｂ及び第４のサブサンプル信号Ｎ２Ｂとしてサンプリングする。
【００５８】
オフセットは、第１のサブサンプル信号を第３のサブサンプル信号に加えることにより除去され、オフセットは、第２のサブサンプル信号を第４のサブサンプル信号に加えることにより除去される。図７ａに示すように、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールは、第１のサンプル信号を第２のサンプル信号に加算することによりオフセットを除去して差分信号を得、差分信号を増幅するように構成された、加算器３０３ｂをさらに含む。詳細には、加算器３０３ｂは、第１のサブサンプル信号Ｐ２Ａを第３のサブサンプル信号Ｐ２Ｂに加算してオフセットを除去し、かつ第２のサブサンプル信号Ｎ２Ａを第４のサブサンプル信号Ｎ２Ｂに加算してオフセットを除去して、差分信号を得、この差分信号を増幅するように構成される。加算器により出力される差分信号をＰ３及びＮ３として定義する。随意に、本開示の実施形態による加算器は、利得が２の相互コンダクタンス増幅器である。
【００５９】
本開示による加算器の構造図である図７ｂに示すように、加算器は、演算増幅器Ａ’、第１の電圧−電流変換器Ｍ１、第２の電圧−電流変換器Ｍ２及び第３の電圧−電流変換器Ｍ３を含む。電圧−電流変換器の各々は、電流源に接続され、２つの金属酸化物半導体（ＭＯＳ）トランジスタを含む。第１の電圧−電流変換器Ｍ１の場合、一方のＭＯＳトランジスタのゲートはサンプル信号Ｐ２Ａを受け、このＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の非反転端に電気的に結合され、他方のＭＯＳトランジスタのゲートは、サンプル信号Ｎ２Ａを受けるように構成され、この他方のＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の反転端に電気的に結合される。第２の電圧−電流変換器Ｍ２の場合、一方のＭＯＳトランジスタのゲートはサンプル信号Ｐ２Ｂを受けるように構成され、このＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の非反転端に接続され、他方のＭＯＳトランジスタのゲートは、サンプル信号Ｎ２Ｂを受けることができ、この他方のＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の反転端に接続される。第３の電圧−電流変換器Ｍ３の場合、一方のＭＯＳトランジスタのゲートは、演算増幅器Ａ’により出力された差分信号Ｎ３を受けることができ、このＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の非反転端に電気的に結合され、他方のＭＯＳトランジスタのゲートは、演算増幅器Ａ’により出力された差分信号Ｐ３を受けることができ、このＭＯＳトランジスタの出力端は、演算増幅器Ａ’の反転端に接続される。加算器の電圧−電流変換器は、入力されたサンプル信号を電流に変換し、電流を加算することによりオフセットを除去する。電流は、加算器の演算増幅器により増幅された後、出力される。好ましくは、ソース負帰還抵抗器（ｓｏｕｒｃｅ  ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔｏｒ）が加算器の入力端に配置され、電圧−電流変換器のＭＯＳトランジスタが飽和領域で動作することを保証する。すなわち、図７ｂに示すように、直列抵抗器Ｒ’が、電圧−電流変換器の２つのＭＯＳトランジスタのソース電極間に電気的に接続され、電圧−電流変換器の中のＭＯＳトランジスタが飽和領域で動作することを保証する。
【００６０】
さらに、信号処理ユニットは、第２の増幅器ユニット３０５をさらに含み、これはスイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３と変換器３０４との間に接続され、加算器により出力された差分信号を増幅するように構成される。第２の増幅器ユニットは、増幅された差分信号Ｐ３及びＮ３を出力する。実施形態において、第２の増幅器ユニットは、利得が５のプログラム可能利得増幅器である。
【００６１】
実施形態において、第１の増幅器ユニット、加算器及び第２の増幅器の、磁界信号の増幅に関する総増幅利得は、両端を含めて８００から２０００までの範囲であり、好ましくは１０００である。他の実施形態において、第１の増幅器ユニット、加算器及び第２の増幅器ユニットに対して異なる利得を設定することにより、磁界信号を、要求される利得で増幅することができる
【００６２】
図３に示すように、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール及び第２の増幅器ユニットにより処理された後、差分信号は、出力生後回路を制御するために、信号処理ユニット３００により磁界信号に変換される必要がある。図８は、本開示の実施形態による変換器の構造図を示す。変換器は、第１の比較器Ｃ１、第２の比較器Ｃ２及びラッチ論理回路Ｓを含む。
【００６３】
第１の比較器Ｃ１及び第２の比較器Ｃ２は、各々、一対の差動基準電圧Ｖｈ及びＶｌ並びに第２の増幅器ユニットにより出力される一対の差分信号Ｐ３及びＮ３に接続される。第１の比較器Ｃ１の一対の差動基準電圧及び第２の比較器Ｃ２の一対の差動基準電圧は、逆に接続されている。第１の比較器Ｃ１は、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号を高閾値Ｒｈと比較するように構成され、第２の比較器Ｃ２は、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号を低閾値Ｒｌと比較するように構成される。第１の比較器Ｃ１及び第２の比較器Ｃ２の出力端は、ラッチ論理回路Ｓの入力端に接続される。
【００６４】
図９に示すように、第１の比較器Ｃ１は、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号と高閾値Ｒｈとの間の比較の結果、又は外部磁界の強度と所定の動作点Ｂｏｐとの間の比較の結果を出力するように構成される。第２の比較器Ｃ２は、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号と低閾値Ｒｌとの間の比較の結果、又は外部磁界の強度と所定の解放点Ｂｒｐとの間の比較の結果を出力するように構成される。
【００６５】
ラッチ論理回路Ｓは、第１の比較器Ｃ１により出力された比較結果が、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号が高閾値Ｒｈより高いこと、又は外部磁界の強度が所定の動作点Ｂｏｐに達したことを示したときに、信号処理ユニット３００に、外部磁界の磁気極性を表す第１のレベル（例えば高レベル）で信号を出力させるように構成される。
【００６６】
ラッチ論理回路Ｓは、第２の比較器Ｃ２により出力された比較結果が、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号が低閾値Ｒｌより低いこと、又は外部磁界の強度が所定の解放点Ｂｒｐに達していないことを示したときに、信号処理ユニット３００に、別の種類の外部磁界の磁気極性を表す、第１のレベルの反対の第２のレベル（低レベル）で信号を出力させるように構成される。
【００６７】
ラッチ論理回路Ｓは、第１の比較器Ｃ１及び第２の比較器Ｃ２により出力された比較結果が、第２の増幅器ユニットにより出力された電圧信号が高閾値Ｒｈより低くかつ低閾値Ｒｌより高いことを示す場合、又は外部磁界の強度が所定の動作点Ｂｏｐに達しておらずかつ所定の解放点Ｂｒｐに達していることを示した場合に、元の出力状態で信号処理ユニット３００に出力させる。
【００６８】
タイミング制御器からラッチ論理回路Ｓに出力される第２のクロック信号は、第３のクロック信号に対して第２の所定時間、例えば５ナノ秒遅延し、スイッチ・キャパシタフィルタの切換え点を避ける。本開示の実施形態による信号処理ユニットの信号プロセスを、図１０を参照して詳細に説明する。図１０の左側部分は、クロック信号の制御下でそれぞれのモジュールにより出力される差分信号を示し、図１０の右側部分は、差分信号に対応する信号の略図を周波数ドメインで示す。
【００６９】
上記説明から、第１のチョッピングスイッチの出力信号Ｖｏｕｔは、オフセット信号Ｖｏｓ及び理想磁界信号Ｖｉｎの重ね合わせであり、差分信号Ｐ１とＮ１との間の差に等しいことが分かる。差分信号Ｐ１及びＮ１は、同じ大きさ及び異なる方向を有する。上記説明から、クロック信号ＣＫ１の第１及び第２の半周期にわたって、第１のチョッピングスイッチにより出力される理想磁界電圧信号は、同じ大きさ及び異なる方向を有することが分かる。図１０の左側部分に示すように、信号Ｐ１は、クロック信号の第１及び第２の半周期において、それぞれＰ１Ａ及びＰ１Ｂとして表され、信号Ｎ１は、クロック信号の第１及び第２の半周期において、それぞれＮ１Ａ及びＮ１Ｂとして表される。Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｎ１Ａ及びＮ１Ｂは、それぞれ、
Ｐ１Ａ＝（Ｖｏｓ＋Ｖｉｎ）／２；Ｐ１Ｂ＝（Ｖｏｓ−Ｖｉｎ）／２
Ｎ１Ａ＝−Ｐ１Ａ＝−（Ｖｏｓ＋Ｖｉｎ）／２；Ｎ１Ｂ＝−Ｐ１Ｂ＝−（Ｖｏｓ−Ｖｉｎ）／２
として表される。
【００７０】
理解を容易にするために、以後の説明において、差分信号の係数１／２は省略する。一対の差分信号Ｐ１’及びＮ１’が、第１の増幅器を介して第２のチョッピングスイッチに入力される。信号Ｐ１’は、クロック信号の第１及び第２の半周期においてそれぞれＰ１Ａ’及びＰ１Ｂ’として表され、信号Ｎ１’は、クロック信号の第１及び第２の半周期においてそれぞれＮ１Ａ’及びＮ１Ｂ’として表される。第１の増幅器Ａ１の帯域幅制限に起因して、第１の増幅器Ａ１を介して出力される差分信号は、三角波差分信号である。以下の式は、単なる信号形態である。信号は、それぞれ
Ｐ１Ａ’＝Ａ（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）／２；Ｐ１Ｂ’＝Ａ（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ）／２
Ｎ１Ａ’＝−Ｐ１Ａ’＝−Ａ（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）／２；Ｎ１Ｂ’＝−Ｐ１Ｂ’＝−Ａ（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ）／２
として表される。
【００７１】
Ａは、第１の増幅器の利得であり、Ｖｏｆｆは、第１の増幅器の出力信号のオフセットであり、これは磁気センサ２００の固有オフセットＶｏｓと第１の増幅器のオフセットとの合計に等しい。オフセットＶｏｆｆは、第１の増幅器Ａ１の帯域幅制限に起因して、可変である。理解を容易にするために、以後の説明において、差分信号の係数及び増幅器の増幅係数は省略する。
【００７２】
第２のチョッピングスイッチＺ２は、各クロック周期の第１の半周期において、一対の差分信号を直接出力し、各クロック周期の第２の半周期において、差分信号を交換し、交換された差分信号を出力するように構成される。第２のチョッピングスイッチにより出力される差分信号は、Ｐ２及びＮ２として表される。信号Ｐ２は、クロック信号の第１及び第２の半周期においてＰ２Ａ及びＰ２Ｂとして表され、信号Ｎ２は、クロック信号の第１及び第２の半周期においてＮ２Ａ及びＮ２Ｂとして表される。信号Ｐ２及びＮ２の出力は、それぞれ、
Ｐ２Ａ＝Ｐ１Ａ’＝（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）；Ｐ２Ｂ＝Ｎ１Ｂ’＝−（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ）
Ｎ２Ａ＝Ｎ１Ａ’＝−（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）；Ｎ２Ｂ＝Ｐ１Ｂ’＝（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ）
【００７３】
スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュール３０３の４つのスイッチ・キャパシタフィルタは、各クロック周期の第１及び第２の半周期において、それぞれ、差分信号Ｐ２及びＮ２に含まれる各信号をサンプリングし、二対のサンプル信号を出力する。すなわち、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールにより取得された一対のサンプル信号は、Ｐ２Ａ及びＰ２Ｂを含み、スイッチ・キャパシタフィルタ・モジュールにより取得された他方の対のサンプル信号は、Ｎ２Ａ及びＮ２Ｂを含む。
【００７４】
４つのサンプル信号は、加算器へ入力され、加算器はＰ３及びＮ３を出力する。加算器は、二対のそれぞれのサンプル信号二対を加算し、Ｐ３及びＮ３を出力し、ここで
Ｐ３＝Ｐ２Ａ＋Ｐ２Ｂ＝（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）＋（−（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ））＝２Ｖｉｎ；及び
Ｎ３＝Ｎ２Ａ＋Ｎ２Ｂ＝−（Ｖｏｆｆ＋Ｖｉｎ）＋（Ｖｏｆｆ−Ｖｉｎ）＝−２Ｖｉｎ
である。
【００７５】
加算器により出力される信号Ｐ３及びＮ３は、増幅された理想磁界電圧信号のみを含み、オフセット信号は除去されていることが分かる。
【００７６】
さらに、本開示の実施形態による磁気センサ集積回路は、変換器３０４に接続されたカウンタ３０６をさらに含む。カウンタは、変換器３０４により出力された時間検出信号（すなわち差分信号）を、所定時間カウントした後に出力することができる。磁界検出信号の出力は、カウンタ３０６のカウントにより所定時間（例えば５０マイクロ秒）遅延され、それにより全回路の十分な応答時間を保証する。
【００７７】
上記実施形態に基づいて、本開示の実施形態において、出力制御回路４００は、第１のスイッチ及び第２のスイッチを含む。第１のスイッチ及び出力ポートは、第１の電流路内で接続され、第２のスイッチ及び出力ポートは、第１の電流路の方向と反対の方向の第２の電流路内で接続される。第１のスイッチ及び第２のスイッチは、磁界検出信号の制御下で選択的に切り換えられる。随意に、第１のスイッチはダイオードであり、第２のスイッチはダイオード又はトランジスタであり、これは本明細書において限定されず、状況に依存する。
【００７８】
出力制御回路４００は、磁気センサ集積回路を制御して、少なくとも第１の状態又は第２の状態で動作させることができる。実施形態において、第１の状態は、出力ポート２から外部への電流の流れとすることができ、第２の状態は、外部から出力ポート２への電流の流れとすることができる。出力制御回路４００は、全波整流器ブリッジ１１０の第２の出力端Ｖ２の直流電圧により電力供給される。詳細には、磁気センサ集積回路は、負荷電流が出力ポート２から流出する第１の状態で動作することができ、又は負荷電流が出力ポートに流入する第２の状態で動作することができ、又は第１の状態及び第２の状態で交互に動作することができる。従って、本開示の別の実施形態において、出力制御回路４００は、所定条件下で制御信号に応答するようにさらに構成されることができる。集積回路は、負荷電流が出力ポート２から外部へ流出する第１の状態及び負荷電流が外部から出力ポート２へ流入する第２の状態のうち少なくとも１つの状態で動作する。そして所定条件が満たされない場合、集積回路は、第１の状態又は第２の状態での動作が妨げられる、第３の状態で動作する。好ましい実施形態において、第３の状態の出現頻度は、交流電力の周波数に正比例する。
【００７９】
本開示の実施形態による磁気センサ集積回路において、出力制御回路４００の第３の状態のタイプは、出力制御回路４００が第１の状態又は第２の状態に入ることが妨げられる限りは、ユーザの要求に基づいて構成することができる。例えば、出力制御回路４００が第３の状態で動作している場合、出力制御回路４００は、磁界検知信号に応答しない（これは磁界検知信号を取得することができないものとして理解することができる）、又は出力ポート２における電流は、負荷電流よりもかなり小さい（例えば、負荷電流の４分の１未満であり、この場合、電流は、負荷電流に対して実質的に省略することができる）。
【００８０】
カウンタ３０６は、所定のトリガ信号の取得に応答して、カウントを開始することができる。カウント時間が所定時間に達したとき、これは磁気センサ集積回路が所定の条件を満たしたことを示し、磁気センサ集積回路は、動作を開始する。詳細には、所定のトリガ信号は、磁気センサ集積回路内の指定電圧が上昇して所定の閾値に達したときに生成されるものとすることができる。実施形態において、指定電圧は、信号処理ユニットの供給電圧とすることができる。第３の状態において、出力制御回路４００は、カウンタ３０６が、所定トリガ信号を取得した後、所定時間、例えば５０マイクロ秒間カウントした後、第１の状態又は第２の状態に入る。
【００８１】
本開示の実施形態において、図１１に示すように、第１のスイッチ４０１及び第２のスイッチ４０２は、一対の相補的な半導体スイッチである。第１のスイッチ４０１は、低レベルが印加されたときにオンになり、第２のスイッチ４０２は高レベルが印加されたときにオンになる。第１のスイッチ４０１及び出力ポート２は、第１の電流路内で接続され、第２のスイッチ４０２及び出力ポート２は、第２の電流路内で接続される。第１のスイッチ４０１及び第２のスイッチ４０２の制御端は、両方とも信号処理ユニット３００に接続される。第１のスイッチ４０１の電流入力端は、高電圧（例えば直流電力）に接続され、第１のスイッチ４０１の電流出力端は、第２のスイッチ４０２の電流入力端に接続され、第２のスイッチ４０２の電流出力端は、低電圧（例えば接地端）に接続される。信号処理ユニット３００により出力された磁界検出信号が低レベルである場合、第１のスイッチ４０１がオンになる一方で第２のスイッチ４０２がオフになり、負荷電流は、高電圧側から第１のスイッチ４０１及び出力ポート２を介して流出する。信号処理ユニット３００により出力された磁界検出信号が高レベルである場合、第２のスイッチ４０２がオンになる一方で第１のスイッチ４０１がオフになり、負荷電流は、外部から出力ポート２に流入して第２のスイッチ４０２を通って流れる。図１１に示す例において、第１のスイッチ４０１は正チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）であり、第２のスイッチ４０２は、負チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）である。他の実施形態において、第１及び第２のスイッチは、他の型式の半導体スイッチとすることができ、例えば、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）及び金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）などの、その他の電界効果トランジスタとすることができることを理解することができる。
【００８２】
本開示の別の実施形態において、図１２に示すように、第１のスイッチ４０１は高レベルが印加されたときにオンになり、第２のスイッチ４０２は、単方向導電ダイオードである。そして、第１のスイッチ４０１の制御端及び第２のスイッチ４０２のカソードは、信号処理ユニット３００の変換器の出力端に接続される。第１のスイッチ４０１の電流入力端は、整流器回路の出力端に電気的に接続され、第１のスイッチ４０１の電流出力端は、第２のスイッチ４０１のアノード及び出力ポート２に電気的に接続される。第１のスイッチ４０１及び出力ポート２は、第１の電流路内で電気的に接続され、出力ポート２、第２のスイッチ４０２及び信号処理ユニット３００は、第２の電流路内で電気的に接続される。信号処理ユニット３００により出力される磁界検出信号が高レベルである場合、第１のスイッチ４０１がオンになる一方で第２のスイッチ４０２がオフになり、負荷電流は、整流器回路から第１のスイッチ４０１及び出力ポート２を介して外部へ流れる。信号処理ユニット３００により出力される磁界検出信号が低レベルである場合、第２のスイッチ４０２がオンになる一方で第１のスイッチ４０１がオフになり、負荷電流は、外部から出力ポート２へ流入し、第２のスイッチ４０２を通って流れる。本開示の他の実施形態において、第１のスイッチ４０１及び第２のスイッチ４０２は他の構造を有することができ、これは本明細書において限定されず、状況に依存することを理解することができる。
【００８３】
本開示の別の実施形態において、出力制御回路は、電流が出力ポートから外部へ流れる第１の電流路と、電流が出力ポートから内部へ流れる第２の電流路と、第１の電流路及び第２の電流路の一方に接続されるスイッチとを含む。スイッチは、信号処理ユニットにより出力される磁界検出信号により制御され、第１の電流路及び第２の電流路を選択的にオンする。随意に、第１の電流路及び第２の電流路の他方の電流路内にはスイッチが配置されない。
【００８４】
実装として、図１３ａに示すように、出力制御回路４００は、第１の電流路内で出力ポート２に電気的に接続された単方向導電スイッチ４０３を含む。単方向導電スイッチ４０３の電流入力端は、信号処理ユニット３００の出力端に接続することができる。信号処理ユニット３００の出力端は、第１の電流路の方向とは反対の第２の電流路内で、抵抗器Ｒ１を介して出力ポート２に接続することができる。単方向導電スイッチ４０３は、磁界検知信号が高レベルである場合にオンになり、負荷電流は、単方向導電スイッチ４０３及び出力ポート２を介して外部へ流れる。単方向導電スイッチ４０３は、磁界検知信号が低レベルである場合にオフになり、負荷電流は、外部から出力ポート２へ流入し、抵抗器Ｒ１及び信号処理ユニット３００を通って流れる。代替的に、第２の電流路内の抵抗器Ｒ１を単方向導電スイッチ４０３に対して逆並列に接続された単方向導電スイッチで置き換えて、出力ポートから流出する負荷電流が出力ポートへ流入する負荷電流と釣り合うようにすることができる。
【００８５】
別の実装において、図１３ｂに示すように、出力制御回路４００は、ダイオードＤ１及びＤ２、並びに抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を含む。ダイオードＤ１及びＤ２は、信号処理ユニット３００の出力端と出力ポート２との間に逆方向に直列に接続される。抵抗器Ｒ１は、ダイオードＤ１及びＤ２に対して並列に接続される。抵抗器Ｒ２は、電力Ｖｃｃと、ダイオードＤ１及びＤ２の共通端との間に接続される。ダイオードＤ１のカソードは、信号処理ユニット３００の出力端に接続される。ダイオードＤ１は、磁界検出情報により制御される。磁気検出信号が高レベルである場合、ダイオードＤ１はオフになり、負荷電流は、出力ポートＰｏｕｔから抵抗器Ｒ２及びダイオードＤ２を介して外部へ流れる。磁界検出信号が低レベルである場合、負荷電流は、外部から出力ポートＰｏｕｔに流入し、抵抗器Ｒ１及び信号処理ユニット３００を通って流れる。
【００８６】
本開示の実施形態による磁界集積回路を、以下のような特定の用途との関連で説明する。
【００８７】
図１４に示すように、本開示の実施形態により電気モータ組立体がさらに提供される。電気モータ組立体は、交流電力１０００により電力供給される電気モータ２０００と、電気モータ２０００に直列接続された双方向導電スイッチ３０００と、本開示の上記実施形態のいずれか１つによる磁気センサ集積回路４０００とを含む。磁気センサ集積回路４０００の出力ポートは、双方向導電スイッチ３０００の制御端に電気的に接続される。好ましくは、双方向導電スイッチ３０００は、トライオード交流スイッチ（ＴＲＩＡＣ）とすることができる。双方向導電スイッチは、他の適切な型式のスイッチで実装することができることを理解することができる。例えば、双方向導電スイッチは、逆並列に接続された２つのシリコン制御整流器と、対応する制御回路とを含むことができる。２つのシリコン制御整流器は、磁気センサ集積回路の出力ポートにより出力される出力信号に基づいて、所定方式で制御回路により制御される。好ましくは、電気モータは、交流電力１０００の電圧を下げて磁気センサ集積回路４０００に降下した電圧を提供するための電圧降下回路５０００さらに含む。磁気センサ集積回路４０００は、回転子の磁界の変化を検知するために電気モータ２０００の回転子の近くに配置される。
【００８８】
上記実施形態に基づいて、本開示の実施形態において、電気モータは、同期電気モータである。本開示による磁気センサ集積回路は、同期電気モータに適用されるのみならず、直流ブラシレスモータなどの他の型式の永久磁石電気モータにも適用されることを理解することができる。図１５に示すように、同期モータは、固定子と、固定子に対して回転する回転子１００１とを含む。固定子は、固定子鉄心１００２と、固定子鉄心１００２に巻き回された固定子巻線１００６とを含む。固定子鉄心１００２は、純鉄、鋳鉄、鋳鋼、電気鋼、ケイ素鋼などの軟磁性材料で作ることができる。回転子１００１は、永久磁石を含む。固定子巻線１００６が交流電力に直列に接続されている場合、回転子１００１は、一定の回転数（６０ｆ／ｐ）回転／分で定速回転し、ここでｆは交流電力の周波数であり、ｐは回転子の極対の数である。実施形態において、固定子鉄心１００２は、対向して配置された２つの極部分１００４を有する。極部分の各々は、磁極弧（ｐｏｌａｒ  ａｒｃ）面１００５を有する。回転子１００１の外面は、磁極弧面に面し、それらの間に実質的に均一なエアギャップが形成される。本開示における基本的に均一なエアギャップは、固定子と回転子との間のエアギャップの大部分が均一であり、固定子と回転子との間のエアギャップの小部分が不均一であることを示す。好ましくは、凹形の始動溝１００７が、回転子の極部分の磁極弧面１００５上に配置される。磁極弧面１００５上の始動溝１００７以外の部分は、回転子と同心である。上記構成により、不均一な磁界を形成することができ、これが、回転子が回転していないときに回転子の極軸Ｓ１が固定子の極部分の中心軸線Ｓ２に対して角度を成して傾斜することを保証するので、回転子は、電気モータが集積回路の影響下で電力供給されるたびに始動トルクを有することができる。回転子の極軸Ｓ１は、異なる極性を有する回転子の２つの磁極間の境界である。固定子の極部分１００４の中心軸線Ｓ２は、固定子の２つの極部分１００４の中心を通る接続線である。実施形態において、固定子及び回転子は、各々２つの磁極を有する。他の実施形態において、固定子の磁極の数が回転子の磁極の数と異なる場合があり、固定子及び回転子は、より多くの磁極、例えば４磁極及び５磁極を有することができることを理解することができる。
【００８９】
好ましくは、磁気センサ集積回路４０００は、交流電力１０００が正の半周期で動作しており、かつ磁気センサが、永久磁石回転子の磁界が第１の極性を有することを検出した場合、又は交流電力１０００が負の半周期で動作しており、かつ磁気センサが、永久磁石回転子の磁界が第１の極性の逆の第２の極性を有することを検出した場合、双方向導電スイッチ３０００をオンにするように構成される。磁気センサ集積回路４０００は、交流電力１０００が負の半周期で動作しており、かつ永久磁石回転子が第１の極性を有する場合、又は交流電力１０００が正の半周期で動作しており、かつ永久磁石回転子が第２の極性を有する場合、双方向導電スイッチ３０００をオフにする。
【００９０】
上記実施形態に基づいて、本開示の実施形態において、磁気センサ集積回路４００は、交流電力１０００が正の半周期で動作しており、かつ磁気センサ２００が、永久磁石回転子の磁界が第１の極性であることを検出した場合、又は交流電力１０００が負の半周期で動作しており、かつ磁気センサ（これは磁気センサ及びそれに接続された信号処理ユニットを含む）が、永久磁石回転子の磁界が第１の極性の逆の第２の極性であることを検出した場合、駆動電流が出力ポートと双方向導電スイッチ３０００との間を流れるように制御し、それにより双方向導電スイッチ３０００をオンにするように構成され、交流電力１０００が負の半周期で動作しており、かつ永久磁石回転子が第１の極性を有する場合、又は交流電力１０００が正の半周期で動作し、かつ永久磁石回転子が第２の極性を有する場合、駆動電流が出力ポートと双方向導電スイッチ３０００との間を流れることを妨げるように構成される。
【００９１】
好ましくは、出力制御回路４００は、交流電力１０００により出力される信号が正の半周期にあり、かつ磁気センサが、永久磁石回転子の磁界が第１の極性であることを検出した場合、電流が集積回路から双方向導電スイッチ３０００に流れるよう制御するように構成され、交流電力１０００により出力される信号が負の半周期にあり、磁気センサが、永久磁石回転子の磁界が第１の極性の逆の第２の極性であることを検出した場合、電流が双方向導電スイッチ３０００から集積回路に流れるよう制御するように構成される。永久磁石回転子が第１の磁極性を有し、交流電力が正の半周期にある場合、電流は、正の半周期の全部又は一部にわたって集積回路から流出することができ、永久磁石回転子が第２の磁極性を有し、交流電力が負の半周期にある場合、電流は、負の半周期の全部又は一部にわたって集積回路に流入することができることを理解することができる。
【００９２】
本開示の好ましい実施形態において、整流器回路１００は、図２に示すような回路を有し、出力制御回路４００は、図１１に示すような回路を有する。出力制御回路４００の第１のスイッチ４０１の電流入力端は、全波整流器ブリッジ１１０の第２の出力端Ｖ２に接続され、第２のスイッチ４０２の電流出力端は、全波整流器ブリッジ１１０の接地端に接続される。交流電力１０００により出力される信号が正の半周期にあり、かつ磁気センサが低レベル信号を出力する場合、出力制御回路４００内で第１のスイッチ４０１はオンになり、第２のスイッチ４０２はオフになり、電流は、交流電力１０００、電気モータ２０００、磁気センサ集積回路４０００の第１の入力端、電圧降下回路（図示せず）、全波整流器ブリッジ１１０の第２のダイオード１１２及び出力制御回路４００の第１のスイッチ４０１を順次流れ、出力ポートから双方向導電スイッチ３０００へ流れる。双方向導電スイッチ３０００がオンになると、電圧降下回路５０００及び磁気センサ集積回路４０００により形成される直列分岐が短絡し、磁気センサ集積回路４０００は、供給電圧が存在しないので出力を停止し、双方向導電スイッチ３０００の２つのアノードを通って流れる電流が十分に大きい（双方向導電スイッチ３０００の保持電流より大きい）ので、双方向導電スイッチ３０００の制御極と第１のアノードとの間に駆動電流が流れていない状態で双方向導電スイッチ３０００はオンのままである。交流電力１０００により出力される信号が負の半周期で動作し、かつ磁気センサにより出力される磁界検出信号が高レベルである場合、出力制御回路４００内で第１のスイッチ４０１がオフになる一方で第２のスイッチ４０２はオンになり、電流は、交流電力１０００から流出して、双方向導電スイッチ３０００を介して出力ポートに流入し、出力制御回路４００の第２のスイッチ４０２、全波整流器ブリッジ１１０の第１のダイオード１１１、磁気センサ集積回路４０００の第１の入力端、及び電気モータ２０００を介して交流電力１０００に戻る。同様に、双方向導電スイッチ３０００がオンの場合、磁気センサ集積回路４０００は、短絡され、従って出力を停止し、双方向導電スイッチ３０００は、オンのままであり得る。交流電力１０００により出力される信号が正の半周期で動作し、かつ磁気センサにより出力される磁界検出信号が高レベルである場合、又は交流電力１０００により出力される信号が負の半周期で動作し、かつ磁気センサにより出力される磁気検出信号が低レベルである場合、出力制御回路４００の第１のスイッチ４０１及び第２のスイッチ４０２はオフになり、双方向導電スイッチ３０００はオフになる。従って、出力制御回路４００は、交流電力１０００の極性変化及び差分信号に基づいて、集積回路を制御して、双方向導電スイッチ３０００のオン及びオフを所定の方式で切り換えることができる。このようにして、固定子巻線１００６に電力供給する方式が制御され、固定子により発生される変化する磁界は、回転子の磁界位置と適合し、それにより回転子を引きずって単一方向で回転させ、これが、電気モータが電源投入されるたびに回転子が一定方向に回転することを保証する。
【００９３】
本開示の実施形態において、磁界検出信号は、スイッチ型検出信号である。電気モータの定常状態において、スイッチ型検出信号の切換え周波数は、交流電力の周波数の２倍である。
【００９４】
上記実施形態において、本開示による磁気センサ集積回路は、可能な用途との関連のみで説明されており、本開示の磁気センサは、それらに限定されないことを理解することができる。例えば、磁気センサは、電気モータ駆動に適用されるのみならず、磁界検出を伴う他の用途にも適用することができる。
【００９５】
本開示の別の実施形態によるモータにおいて、モータは、外部交流電力の２端間に双方向導電スイッチと直列に接続することができる。電気モータ及び双方向導電スイッチにより形成される第１の直列分岐は、電圧降下回路及び磁気センサ集積回路により形成される第２の直列分岐と並列接続される。磁気センサ集積回路の出力ポートは、双方向導電スイッチに接続され、双方向導電スイッチが所定の方式でオン及びオフになるように制御し、それにより固定子巻線への電力供給方式を制御する。
【００９６】
従って、本開示の実施形態により応用装置がさらに提供される。応用装置は、交流電力により電力供給されるモータ、電気モータに直列接続される双方向導電スイッチ、及び上記実施形態のいずれかによる磁気センサ集積回路を含む。磁気センサ集積回路の出力端は、双方向導電スイッチの制御端に電気的に接続される。随意に、応用装置は、ポンプ、ファン、家庭用電化製品、車両など、とすることができ、ここで家庭用電化製品は、例えば、洗濯機、レンジフード、換気扇など、とすることができる。
【００９７】
開示された実施形態の上記説明により、当業者は、本開示を達成し又は使用することができる。実施形態に対する種々の変更が当業者には明らかである。本明細書で定められた一般原理は、本開示の思想又は範囲から逸脱することなく他の実施形態において実装することができる。したがって、本開示は、本明細書で開示された実施形態に限定されず、本明細書で開示された原理及び新規特徴と矛盾しない最も広い範囲を確証する。
【符号の説明】
【００９８】
２：出力ポート
１１、１２：入力ポート
１３：電力
１４、１５：放電分岐
１１０：全波整流器ブリッジ
１１１、１１２、１１３、１１４：ダイオード
１２０：電圧安定化ユニット
１２１、１２４：ツェナーダイオード
１２２、１２３：抵抗器
１２５：トランジスタ
２００：磁気センサ
３０１：第１のチョッピングスイッチ
３０３ｂ：加算器
４００：出力制御回路
４０１：第１のスイッチ
４０２：第２のスイッチ
４０３：単方向導電スイッチ
１０００：交流電力
２０００：電気モータ
４０００：磁気センサ集積回路
Ａ１：第１の増幅器
Ａ２：第２の増幅器
Ａ’：演算増幅器
Ｂｏｐ：動作点
Ｂｒｐ：解放点
Ｃ１、Ｃ２：比較器
ＣＫ１：第４のサブクロック信号
ＣＫ２：第３のサブクロック信号
ＣＫ１Ｂ：第２のサブクロック信号
ＣＫ２Ｂ：第１のサブクロック信号
Ｍ１、Ｍ３、Ｍ３：電圧−電流変換器
Ｒｈ：高閾値
Ｒｌ：定閾値
Ｓ：ラッチ論理回路
ＳＣＦ１：第１のスイッチ・キャパシタフィルタ
ＳＣＦ２：第２のスイッチ・キャパシタフィルタ
ＳＣＦ３：第３のスイッチ・キャパシタフィルタ
ＳＣＦ４：第４のスイッチ・キャパシタフィルタ
Ｖｉｎ：理想磁界信号
Ｖｏｆｆ：第１の増幅器のオフセット
Ｖｏｓ：磁気センサの固有オフセット
Ｖｏｕｔ：第１のチョッピングスイッチの出力信号
Ｚ２：第２のチョッピングスイッチ
【図１】
0003209053.tif 000003
【図２】
0003209053.tif 000004
【図３】
0003209053.tif 000005
【図４】
0003209053.tif 000006
【図５ａ】
0003209053.tif 000007
【図５ｂ】
0003209053.tif 000008
【図５ｃ】
0003209053.tif 000009
【図５ｄ】
0003209053.tif 000010
【図６】
0003209053.tif 000011
【図７ａ】
0003209053.tif 000012
【図７ｂ】
0003209053.tif 000013
【図８】
0003209053.tif 000014
【図９】
0003209053.tif 000015
【図１０】
0003209053.tif 000016
【図１１】
0003209053.tif 000017
【図１２】
0003209053.tif 000018
【図１３ａ】
0003209053.tif 000019
【図１３ｂ】
0003209053.tif 000020
【図１４】
0003209053.tif 000021
【図１５】
0003209053.tif 000022