(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホール効果感知回路へ接続される少なくとも１つのホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法であって、
第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、
前記第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ１電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ１電圧を増幅器へ供給するステップと、
前記第１フェーズの間に、感知された前記フェーズ１電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ１電圧の負電圧出力とを、前記増幅器からホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
第２フェーズを開始するように、前記少なくとも１つのホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも１つのホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、
前記第２フェーズの間に、前記第１フェーズの間とは異なる前記少なくとも１つのホール効果センサーにおける前記別の端子で、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ２電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ２電圧を前記増幅器へ供給するステップと、
前記第２フェーズの間に、感知された前記フェーズ２電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ２電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
前記第１フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第２フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に従った方法であって、前記少なくとも１つのホール効果センサーは、少なくとも１つの対のホール効果センサーのうちの第１のものを含み、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第１のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第２のもののホール電圧とを加算したものに対応する、方法。
【請求項３】
請求項１に従った方法であって、前記加算された磁界強度値を得た後に、
前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、次の第１フェーズのためにホールドするステップと、
前記第１フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第１フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも１つのホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップと、
を含み、
前記第１フェーズを繰り返すことは、
前記第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ１電圧をサンプリングするステップと、
感知された前記フェーズ１電圧を増幅器へ供給するステップと、
感知された前記フェーズ１電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ１電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、
を繰り返すことを含む、方法。
【請求項４】
請求項１に従った方法であって、前記第２フェーズの間に、感知された前記フェーズ２電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ２電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力する前記ステップは、
前記正電圧出力と前記負電圧出力とを切り替えて、前記第２フェーズの間の前記負電圧出力が、前記第１フェーズの間に前記正電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第１入力へ供給されるようにし、前記第２フェーズの間の前記正電圧出力が、前記第１フェーズの間に前記負電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第２入力へ供給されるようにするステップを含み、
前記第１フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第２フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得る前記ステップは、
前記電圧を前記ホールド回路の前記第１入力から演算増幅器の負入力へ供給するステップと、
前記電圧を前記ホールド回路の前記第２入力から前記演算増幅器の正入力へ供給するステップと、
前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、前記演算増幅器の出力として供給するステップと、
を含む、方法。
【請求項５】
ホール効果感知回路に接続された少なくも一対のホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法であって、
第１フェーズの間に、少なくとも一対のホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、
前記第１フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第１フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第１組み合わせ感知電圧を得るステップと、
前記第１組み合わせ感知電圧をホールド回路へ供給するステップと、
第２フェーズを開始するように、前記ホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、
前記第２フェーズの間に、前記第１フェーズの間とは異なる前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子で、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第２フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第２組み合わせ感知電圧を得るステップと、
前記第２組み合わせ感知電圧を前記ホールド回路へ供給するステップと、
前記第１フェーズからの前記第１組み合わせ感知電圧と前記第２フェーズの間の前記第２組み合わせ感知電圧とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップと、
を含む方法。
【請求項６】
請求項５に従った方法であって、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第１のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第２のもののホール電圧とを加算したものに対応する、方法。
【請求項７】
請求項５に従った方法であって、前記加算された磁界強度値を得た後に、
前記組み合わせ感知電圧を、次の第１フェーズのためにホールドするステップと、
前記第１フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第１フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも一対のホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップと、
を含み、
前記第１フェーズを繰り返すことは、
前記第１フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、
前記第１フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第１組み合わせ感知電圧を得るステップと、
を繰り返すことを含む、方法。
【請求項８】
請求項１または５に従った方法であって、前記ホール効果センサーの前記端子を切り替えることは、前記端子を約２０００００Ｈｚのスイッチング周波数で切り替えることを含む、方法。
【請求項９】
ホール効果感知回路装置であって、
端子を有する第１ホール効果センサーおよび第２ホール効果センサーと、
第１増幅器および第２増幅器と、
前記第１ホール効果センサーの前記端子を、前記第１増幅器の入力へ選択的に接続するように構成され、且つ前記第２ホール効果センサーの前記端子を、前記第２増幅器の入力へ選択的に接続するように構成される第１スイッチング・ユニットと、
前記第１増幅器および前記第２増幅器からの出力を受け取る第１加算器および第２加算器と、
前記第１加算器の出力を、コンデンサーおよびスイッチを含むホールド回路へ接続するように、および交番的に前記第２加算器の出力を前記ホールド回路へ接続するように構成される第２スイッチング・ユニットと、
前記ホールド回路および前記第１および第２加算器からの電圧入力を受け取って、組み合わされた感知電圧を得るための出力増幅器と、
前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとを制御するように構成されるコントローラーと、
を含む感知回路装置。
【請求項１０】
請求項９の感知回路装置であって、前記コントローラーは、前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとの状態を周期的に変えることにより、前記感知回路装置を第１フェーズおよび第２フェーズで動作させる、感知回路装置。
【請求項１１】
請求項１０の感知回路装置であって、前記コントローラーは、前記第１フェーズと前記第２フェーズとの間での切り替えを行うときに、前記ホールド回路のスイッチの状態を変更するように構成され、前記ホールド回路のスイッチの状態の変更は、前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとの前記状態の変更と本質的に同時に行われる、感知回路装置。
【請求項１２】
請求項１１の感知回路装置であって、
前記第１フェーズおよび前記第２フェーズからの前記組み合わされた感知電圧を決定し、ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去するものであり、前記組み合わされた感知電圧は、前記第１および第２ホール効果センサーに関しての加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を含み、
前記加算された磁界強度値は、前記第１ホール効果センサーのホール電圧に前記第２ホール効果センサーのホール電圧を加算したものに対応する、
感知回路装置。
【請求項１３】
請求項９の感知回路装置であって、基準電圧を受け取るための第１入力と、前記出力増幅器の出力を受け取るための第２入力端子とを有するコンパレータを更に含む感知回路装置。
【請求項１４】
請求項１０の感知回路装置であって、前記第１加算器は、前記第１フェーズの間に出力される第１加算器電圧
Ｖp（フェーズ１）＝（Ｖhall1−Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
を提供し、Ｖp（フェーズ１）は、前記第１加算器の加算された前記電圧出力を表し、Ｖhall1は、前記第１ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset1は、前記第１フェーズの間における前記第１ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Ｖhall2は、前記第２ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset2は、前記第１フェーズの間における前記第２ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値である、感知回路装置。
【請求項１５】
請求項１４の感知回路装置であって、
前記第２加算器は、前記第１フェーズの間に出力される第２加算器電圧
Ｖn（フェーズ１）＝−（Ｖhall1−Ｖhall2）−（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
を提供し、Ｖnは、前記第２加算器の加算された前記電圧出力を表し、Ｖhall1は、前記第１ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset1は、前記第１フェーズの間における前記第１ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Ｖhall2は、前記第２ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset2は、前記第１フェーズの間における前記第２ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第１加算器は、前記第２フェーズの間に出力される第１加算器電圧
Ｖp（フェーズ２）＝−（Ｖhall1−Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
を提供し、Ｖp（フェーズ２）は、前記第２フェーズの間の前記第１加算器の加算された前記電圧出力を表し、Ｖhall1は、前記第１ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset1は、前記第２フェーズの間における前記第１ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Ｖhall2は、前記第２ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset2は、前記第２フェーズの間における前記第２ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第２加算器は、前記第２フェーズの間に出力される第２加算器電圧
Ｖn（フェーズ２）＝（Ｖhall1−Ｖhall2）−（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
を提供し、Ｖn（フェーズ２）は、前記第２フェーズの間の前記第２加算器の加算された前記電圧出力を表し、Ｖhall1は、前記第１ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset1は、前記第２フェーズの間における前記第１ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、Ｖhall2は、前記第２ホール効果センサーのホール電圧値であり、Ｖoffset2は、前記第２フェーズの間における前記第２ホール効果センサーの感知された前記電圧の電圧オフセット値であり、
前記第２フェーズの間に前記ホールド回路は、
Ｖoutput＝−（Ｖp（フェーズ１）−Ｖn（フェーズ１））−（Ｖn（フェーズ２）−Ｖp（フェーズ２））
の値に対応するように充電される、
感知回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、オフセット補償を提供するホール効果センサーを含むホール効果センサー回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  磁場の検出のためにホール効果センサーを使用することは知られている。回路は、ホール効果センサーの端子を、０度と９０度との方向において交互にサンプリングする。そのような技術は、カレント・スピニング（current spinning）として知られている。機械的ストレスや温度変化や製造でのミスアライメントなどの要因により生じ得るオフセット電圧エラーの低減を試みるために、十字型（cross-shaped）ホール効果センサーが用いられる。しかし、ホール効果センサーの出力からオフセット・エラーを表す電圧リップルを除去するためには、ロー・パス・フィルターが必要とされる。従って、ロー・パス・フィルターにより応答速度が制限される。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]  １つの実施形態では、本発明は、ホール効果感知回路へ接続される少なくとも１つのホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法を提供し、この方法は、第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、前記第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ１電圧をサンプリングするステップと、感知された前記フェーズ１電圧を増幅器へ供給するステップと、前記第１フェーズの間に、感知された前記フェーズ１電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ１電圧の負電圧出力とを、前記増幅器からホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、第２フェーズを開始するように、前記少なくとも１つのホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも１つのホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、前記第２フェーズの間に、前記第１フェーズの間とは異なる前記少なくとも１つのホール効果センサーにおける前記別の端子で、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ２電圧をサンプリングするステップと、感知された前記フェーズ２電圧を前記増幅器へ供給するステップと、前記第２フェーズの間に、感知された前記フェーズ２電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ２電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップと、前記第１フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第２フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップとを含む。
【０００４】
[0004]  １つの実施形態では、前記ホール効果センサーは、少なくとも１つの対のホール効果センサーのうちの第１のものを含み、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第１のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第２のもののホール電圧とを加算したものに対応する。
【０００５】
[0005]  １つの実施形態は、前記加算された磁界強度値を得た後に、前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、次の第１フェーズのためにホールドするステップと、前記第１フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第１フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも１つのホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップとを含み、前記第１フェーズを繰り返すことは、前記第１フェーズの間に、前記少なくとも１つのホール効果センサーについての感知されたフェーズ１電圧をサンプリングするステップと、感知された前記フェーズ１電圧を増幅器へ供給するステップと、感知された前記フェーズ１電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ１電圧の負電圧出力とを、前記増幅器からホールド回路へ出力するステップであって、前記正電圧出力と前記負電圧出力とは、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する、ステップとを繰り返すことを含む。
【０００６】
[0006]  別の実施形態では、前記第２フェーズの間に、感知された前記フェーズ２電圧の正電圧出力と、感知された前記フェーズ２電圧の負電圧出力とを、前記増幅器から前記ホールド回路へ出力する前記ステップは、前記正電圧出力と前記負電圧出力とを切り替えて、前記第２フェーズの間の前記負電圧出力が、前記第１フェーズの間に前記正電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第１入力へ供給されるようにし、前記第２フェーズの間の前記正電圧出力が、前記第１フェーズの間に前記負電圧出力を受け取る前記ホールド回路の第２入力へ供給されるようにするステップを含み、前記第１フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力と前記第２フェーズからの前記正電圧出力および前記負電圧出力とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得る前記ステップは、前記電圧を前記ホールド回路の前記第１入力から演算増幅器の負入力へ供給するステップと、前記電圧を前記ホールド回路の前記第２入力から前記演算増幅器の正入力へ供給するステップと、前記加算された磁界強度値に対応する前記加算された電圧を、前記演算増幅器の出力として供給するステップとを含む。
【０００７】
[0007]  １つの実施形態では、本開示は、ホール効果感知回路に接続された少なくも一対のホール効果センサーを用いて磁界を感知する方法を提供し、この方法は、第１フェーズの間に、少なくとも一対のホール効果センサーへ駆動電流を印加するステップと、前記第１フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、前記第１フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第１組み合わせ感知電圧を得るステップと、第２フェーズを開始するように、前記ホール効果センサーの端子を切り替えて、前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子へ前記駆動電流を印加するステップと、前記第２フェーズの間に、前記第１フェーズの間とは異なる前記少なくとも一対のホール効果センサーにおける別の端子で、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、前記第２フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第２組み合わせ感知電圧を得るステップと、前記第１フェーズからの前記第１組み合わせ感知電圧と前記第２フェーズの間の前記第２組み合わせ感知電圧とを加算して、前記ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を除去し、加算された磁界強度値に対応する加算された電圧を得るステップとを含む。別の実施形態は、前記加算された磁界強度値を得た後に、更に、前記組み合わせ感知電圧を、次の第１フェーズのためにホールドするステップと、前記第１フェーズを繰り返すために、前記ホール効果センサーの前記端子を、前記第１フェーズの前記端子に対応するように切り替え、前記少なくとも一対のホール効果センサーへ前記駆動電流を印加するステップとを含む。前記第１フェーズを繰り返すことは、前記第１フェーズの間に、前記ホール効果センサーのそれぞれについての感知された電圧をサンプリングするステップと、前記第１フェーズの間の前記ホール効果センサーからの前記感知された電圧を組み合わせて、磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する第１組み合わせ感知電圧を得るステップとを繰り返すことを含む。
【０００８】
[0008]  少なくとも一対のホール効果センサーを用いる１つの実施形態では、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第１のもののホール電圧と、前記対のホール効果センサーのうちの第２のもののホール電圧とを加算したものに対応する。別の実施形態では、前記加算された磁界強度値は、前記対のホール効果センサーのうちの前記第１のもののホール電圧から、前記対のホール効果センサーのうちの第２のもののホール電圧を減算したものに対応する。
【０００９】
[0009]  別の実施形態は２対以上のホール効果センサーの対を含み、複数対の前記ホール効果センサーの感知された電圧が組み合わされる。
【００１０】
[0010]  別の実施形態では、本発明はホール効果感知回路装置を提供し、これは、端子を有する第１ホール効果センサーおよび第２ホール効果センサーと、第１増幅器および第２増幅器と、前記第１ホール効果センサーの前記端子を、前記第１増幅器の入力へ選択的に接続するように構成され、且つ前記第２ホール効果センサーの前記端子を、前記第２増幅器の入力へ選択的に接続するように構成される第１スイッチング・ユニットと、前記第１増幅器および前記第２増幅器からの出力を受け取る第１加算器および第２加算器と、前記第１加算器を、コンデンサーを含むホールド回路へ接続するように、および交番的に前記第２加算器を前記ホールド回路へ接続するように構成される第２スイッチング・ユニットと、前記ホールド回路および前記加算器からの電圧入力を受け取って、組み合わされた感知電圧を得るための出力増幅器と、前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとを制御するように構成されるコントローラーとを含む。１つの実施形態では、前記コントローラーは、前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとの状態を周期的に変えること、および前記第１スイッチング・ユニットと前記第２スイッチング・ユニットとの前記状態の変更と本質的に同時に、前記ホールド回路のスイッチの状態を変えることにより、前記感知回路装置を第１フェーズおよび第２フェーズで動作させるように構成される。
【００１１】
[0011]  １つの実施形態では、前記第１加算器は、前記第１増幅器から正の出力を受け取り、前記第２増幅器から負の出力を受け取り、前記第２加算器は、前記第２増幅器から正の出力を受け取り、前記第１増幅器から負の出力を受け取る。第２の実施形態では、前記第１加算器は、前記第１増幅器から正の出力を受け取り、前記第２増幅器から正の出力を受け取り、前記第２加算器は、前記第２増幅器から負の出力を受け取り、前記第１増幅器から負の出力を受け取る。別の実施形態では、感知回路装置は、ロー・パス・フィルターを用いないか、またはカットオフ周波数の高いロー・パス・フィルターを用いる。
【００１２】
[0012]  本発明の他の特徴は、詳細な説明および添付の図面を考慮することにより、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】[0013]  図１は、第１フェーズの間のホール・センサー回路装置の実施形態を示す。
【図２】[0014]  図２は、第２フェーズの間の図１のホール・センサー回路装置を示す。
【図３】[0015]  図３は、ホール・センサー回路装置の動作中の電圧対時間を示すグラフである。
【図４】[0016]  図４は、第１フェーズの間のホール・センサー回路装置の別の実施形態を示す。
【図５】[0017]  図５は、第２フェーズの間の図４のホール・センサー回路装置を示す。
【図６】[0018]  図６は、第１フェーズの間のホール・センサー回路装置の更に別の実施形態を示す。
【図７】[0019]  図７は、第２フェーズの間の図６のホール・センサー回路装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0020]  本発明の全ての実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、その応用が、下記の記載で述べられている又は添付の図面に示されているコンポーネントの構成および配置の詳細に限定されないことを、理解されたい。本発明は、他の実施形態として実施することができ、また、様々な方法で実行することができる。
【００１５】
[0021]  図１は、オフセット補償を提供するホール効果センサー回路装置１０を示す。図１では、一対の十字型ホール効果センサー１２、１４が、磁界の強度の存在／不在を感知する。ホール効果センサー１２、１４は、その４個のアームに接続される端子Ａ−Ｄを含む。スイッチ・ユニット１６は、第一対のスイッチ１６−１、１６−２を含み、それらは、ホール効果センサー１２の端子Ａ−Ｄを演算増幅器２０と接続させる。バイアス回路（示さず）が端子Ｃ−Ａに接続し、端子Ｃから端子Ａに流れるバイアス電流を提供する。更に、図１に示すように、スイッチ・ユニット１６は、第２対のスイッチ１６−３、１６−４を含み、それらは、ホール効果センサー１４の端子Ａ−Ｄを演算増幅器２２と接続させる。演算増幅器２０、２２のそれぞれは、正および負の入力端子を、正および負の出力端子と共に含む。
【００１６】
[0022]  ホール効果センサー回路装置１０は一対の加算器２４、２６を含み、加算器のそれぞれは一対の入力と出力とを含む。加算器２４は、増幅器２０の正の出力と演算増幅器２２の負の出力とを加算する。加算器２６は、増幅器２０の負の出力と演算増幅器２２の正の出力とを加算する。
【００１７】
[0023]  図１に示す加算器２４の出力には２個の信号経路が与えられ、それらは、２個の加算器出力電気コネクターまたはワイヤー２８、３０として示されている。同様に、加算器２６の出力は２個の加算器出力電気コネクターまたはワイヤー３２、３４を提供するように分岐する。図１のホール効果センサー回路に示すように、スイッチ・ユニット４０は第１スイッチ４０−１を含み、これは、加算器出力コネクター２８と加算器２６の加算器出力コネクター３４との何れかへ選択的に接続可能である。スイッチ・ユニット４０は第２スイッチ４０−２を含み、これは、加算器２６加算器出力コネクター３２と加算器２４の加算器出力コネクター３０との何れかへ選択的に接続可能である。
【００１８】
[0024]  図１では、スイッチ４０−１の出力はホールド回路４４に接続する。ホールド回路４４は、コンデンサー４６、４８、５０とスイッチ５２、５４とを含む。図１に示すように、ホールド回路４４の出力コネクター５６は、演算出力増幅器６０の負の入力端子に接続し、演算出力増幅器６０は、出力コネクターまたは信号線６２を含む。更に、ホールド回路４４の電気コネクター６４、６５は、信号線６２に接続する。
【００１９】
[0025]  図１に示すホールド回路４４はまた、一対のコンデンサー６８、７０とスイッチ７２とを含む。ホールド回路４４内に示されるスイッチ７４は、センサー回路装置１０の動作中は閉位置にとどまり、従って、センサー回路装置１０のコンポーネントとして考慮されない。ホールド回路４４の出力コネクター７６は、演算出力増幅器６０の正の入力に接続する。図１では、「Ｇ」は接地端子の省略形である。
【００２０】
[0026]  演算増幅器６０の出力は、コンパレータ８０の入力に接続する。電圧基準発生器８２は、コンパレータ８０の他方の入力に接続する。コンパレータ８０は出力信号８４を提供する。
【００２１】
[0027]  ホール効果センサー回路装置１０はコントローラー９０を含み、コントローラー９０は、スイッチ・ユニット１６、スイッチ・ユニット４０、スイッチ５２、スイッチ５４、およびスイッチ７２に接続する。コントローラー９０は、スイッチ・ユニット１６、４０およびスイッチ５２、５４、７２の状態を制御するように構成される。
【００２２】
[0028]  図１は、感知フェーズ１のホール効果センサー回路装置１０を示しており、スイッチ・ユニット１６、４０およびスイッチ５２、５４、７２がここに示されている状態で、感知が行われる。図２は、感知フェーズ２のホール効果センサー回路装置１０を示しており、コントローラー９０により、スイッチ・ユニットおよびスイッチの状態は、図１に示す状態から見て逆の状態に変更又は切り替えられている。図１および図２に示すセンサー回路装置１０は、ホール効果センサー１２とホール効果センサー１４との磁界強度における差である差信号値を得る。
【００２３】
[0029]  動作
【００２４】
[0030]  図１に示すホール効果センサー回路装置１０は、下記のように動作する。演算増幅器２０は、ホール効果センサー１２の端子Ａおよび端子Ｃから、それぞれのスイッチ１６−１および１６−２を介して、電圧信号を受け取る。演算増幅器２０は、増幅器２０の正の端子で正の出力を提供し、これは、
Ｖ１（フェーズ１）＝Ｖhall1＋Ｖoffset1
という式により定義され、この式において、Ｖ１は、フェーズ１の間の増幅器２０の感知された電圧であり、Ｖhall1は、ホール電圧値であり、Ｖoffset1は、ホール効果センサー１２および増幅器２０の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ１の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ１（フェーズ１）は、フェーズ１の間のホール効果センサー１２に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
【００２５】
[0031]  同時に、演算増幅器２２は、ホール効果センサー１４の端子Ａおよび端子Ｃから、それぞれのスイッチ１６−３および１６−４を介して、電圧信号を受け取る。演算増幅器２２は、増幅器２２の正の端子で正の出力を提供し、これは、
Ｖ２（フェーズ１）＝Ｖhall2＋Ｖoffset2
という式により定義され、この式において、Ｖ２は、フェーズ１の間の増幅器２２の感知された電圧であり、Ｖhall2は、ホール電圧値であり、Ｖoffset2は、ホール効果センサー１４の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ１の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ２（フェーズ１）は、フェーズ１の間のホール効果センサー１４に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
【００２６】
[0032]  その後、加算器２４は、増幅器２０からの正の電圧出力Ｖ１（フェーズ１）と、Ｖ２（フェーズ１）に関しての増幅器２２からの負の電圧出力とを加算するが、これは、加算器が増幅器２２の負の出力端子と接続されているからである。従って、加算器２４は、
Ｖp（フェーズ１）＝（Ｖhall1−Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
という式により定義される出力信号を提供し、この式において、Ｖpは、加算器２４の加算電圧出力を表す。従って、フェーズ１に関しての組み合わされた感知電圧Ｖpは、磁界強度値とホール・センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
【００２７】
[0033]  同時に、加算器２６は、増幅器２２からの正の電圧出力Ｖ２（フェーズ１）と、Ｖ１（フェーズ１）に関しての負の電圧出力とを加算するが、これは、加算器が増幅器２０の負の出力端子と接続されているからである。従って、加算器２６は、
Ｖn（フェーズ１）＝−（Ｖhall1−Ｖhall2）−（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
という式により定義される出力信号を提供し、この式において、Ｖnは、加算器２６からの加算電圧出力を表す。組み合わされた感知電圧Ｖn（フェーズ１）は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
【００２８】
[0034]  図１に示すように、フェーズ１の間に、加算器２４からの電圧出力Ｖp（フェーズ１）は、スイッチ・ユニット４０のスイッチ４０−１を通ってホールド回路４４へ通される。フェーズ１の間、スイッチ５４が電気的接地（ＧＮＤ）に接続されていると、電圧Ｖpは、直列にされているコンデンサー４６、４８へ供給される。ホールド回路４４は、コンデンサー４６とコンデンサー４８との間に、演算出力増幅器６０の負の入力端子への出力接続５６を有する。コンデンサー４６は、電圧出力Ｖpを受け取ってホールドし、この電圧出力Ｖpは、一般的に一定の電圧値として増幅器６０へ供給される。コンデンサー４８は、スイッチ５４を介してＧＮＤへ接続され、フェーズ１の間に放電を行う。同時に、ホールド回路４４のスイッチ７２は、接地ＧＮＤを出力コネクター７６に接続する位置にされ、出力コネクター７６は演算出力増幅器の正の入力に接続する。従って、コンデンサー７０は、コンデンサー４８と共に、フェーズ１の間に放電される。
【００２９】
[0035]  更に、図１に示すように、第１フェーズの間、増幅器６０の出力は電圧ホールド状態にあり、コンデンサー５０の両端の電圧は、以前のフェーズ２の完了からの出力電圧を受け取って維持する。説明のため、式においては増幅器の利得を無視している。
【００３０】
[0036]  フェーズ２
【００３１】
[0037]  図２に示すように、コントローラー９０は、スイッチ・ユニット１６、４０の全スイッチとホールド回路４４のスイッチ５２、５４、７２とのスイッチ状態を変更することにより、第２フェーズへと切り替える。より特定的には、図２の入力端子における９０度シフトは、サンプルおよびホールドの動作のフェーズ２を示すものであり、スイッチ・ユニットのスイッチ１６−１、１６−２は、第１ホール効果センサー１２の端子Ｂ、Ｄに接続し、スイッチ１６−３、１６−４は、第２ホール効果センサー１４の端子Ｂ、Ｄに接続する。
【００３２】
[0038]  フェーズ２において、演算増幅器２０は、増幅器２０の正の端子で正の出力を提供し、これは、
Ｖ１（フェーズ２）＝−Ｖhall1＋Ｖoffset1
という式により定義され、この式において、Ｖ１は、フェーズ２の間の増幅器２０の感知された電圧であり、Ｖhall1は、ホール電圧値であり、Ｖoffset1は、ホール効果センサー１２の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ２の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ１（フェーズ２）は、フェーズ２の間のホール効果センサー１２に関しての磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
【００３３】
[0039]  同時に、演算増幅器２２は、ホール効果センサー１４の端子Ｂおよび端子Ｄから、それぞれのスイッチ１６−３および１６−４を介して、電圧信号を受け取る。演算増幅器２２は、増幅器２２の正の端子で正の出力を提供し、これは、
Ｖ２（フェーズ２）＝−Ｖhall2＋Ｖoffset2
という式により定義され、この式において、Ｖ２は、フェーズ２の間の増幅器２２の感知された電圧であり、Ｖhall2は、ホール電圧値であり、Ｖoffset2は、ホール効果センサー１４の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ２の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ２（フェーズ２）は、フェーズ２の間のホール効果センサー１４に関しての磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
【００３４】
[0040]  その後、加算器２４は、増幅器２０からの電圧出力Ｖ１（フェーズ２）と、Ｖ２（フェーズ２）に関しての増幅器２２からの負の電圧出力とを加算するが、これは、加算器が増幅器２２の負の出力端子と接続されているからである。従って、加算器２４は、
Ｖp（フェーズ２）＝−（Ｖhall1−Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
という式により定義される出力信号を提供する。組み合わされた感知電圧Ｖp（フェーズ２）は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
【００３５】
[0041]  同時に、加算器２６は、増幅器２２からの正の電圧出力Ｖ２（フェーズ２）と、Ｖ１（フェーズ２）に関しての負の電圧出力とを加算するが、これは、加算器が増幅器２０の負の出力端子と接続されているからである。従って、加算器２６は、
Ｖn（フェーズ２）＝（Ｖhall1−Ｖhall2）−（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
という式により定義される出力信号を提供する。組み合わされた感知電圧Ｖn（フェーズ２）は、磁界強度値とオフセット・エラー値とに対応する。
【００３６】
[0042]  第２フェーズの間、コンデンサー５０は、
Ｖoutput＝−（Ｖp（フェーズ１）−Ｖn（フェーズ１））−（Ｖn（フェーズ２）−Ｖp（フェーズ２））
の値に対応するように充電される。従って、
Ｖoutput＝−４（Ｖhall1−Ｖhall2）
である。この電圧は、２個のホール効果センサー１２、１４の位置間での磁界強度の差に対応する。より特定的には、第１フェーズおよび第２フェーズからの加算された電圧は、磁界オフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー１２の磁界強度値からホール効果センサー１４の磁界強度値を減算したものに対応する加算された電圧を得るようにする。
【００３７】
[0043]  Ｖoutputの値は、ホール効果センサー回路装置１０の後続のフェーズ１サイクルのために本質的に維持またはホールドされる。従って、図３に示すように、フェーズ２からサンプリング・フェーズ１への切り替えのときの最小の電圧の遷移を除いて、センサー回路装置１０のサンプルおよびホールドのイベントの時間にわたっての調節がなめらかなものとされる。
【００３８】
[0044]  図３に示すように、フェーズ１に対応するサンプリングの時間間隔と、フェーズ２に対応するサンプリングの時間間隔とは、それぞれ、例えば、約１マイクロ秒である。従って、コントローラー９０は、ホール効果センサー回路装置１０の動作の間にコンデンサーにより放電される電圧の量を最小にするレートで、ホール効果センサー回路装置１０の切り替えを行う。
【００３９】
[0045]  ホール効果センサー回路装置１０は、増幅器６０の出力と電圧基準発生器８２からの所定の電圧値とを比較するコンパレータ８０を含み、所定の電圧値は、ホール効果センサー１２とホール効果センサー１４とのホール電圧間の差に関しての望ましい磁界値に対応する。図３に示すように、出力増幅器６０により出力される電圧差が、例えば、２．５ボルトという値を超えるとき、コンパレータ８０は、１ボルトという値を有する出力８４を提供して、感知した磁界が所定の電圧値を超えることを示す。この１ボルトという値は、増幅器６０の出力６２が２．５ボルトより下の値になるまで維持され、この２．５ボルトより下の値は、コンパレータ出力８４を０ボルトにセットする。
【００４０】
[0046]  １つの実施形態では、ホール効果センサー１２とホール効果センサー１４との磁界強度間の差の変化は、ホール効果センサーに隣接する又はホール効果センサーの近くの経路をたどっている回転する磁石の動きを判定するために、コンパレータ出力８４に接続される回路により数えられる。従って、磁石を取り付けられた回転シャフトまたは他のデバイスの回転速度値や位置が判定される。
【００４１】
[0047]  第２の実施形態
【００４２】
[0048]  図４および図５は、本発明の別の実施形態に向けたホール効果センサー回路装置１０を示し、これは図１および図２における実施形態と非常に似ている。従って、回路のエレメントは、同じ参照数字を用いて列挙した。図４および図５の実施形態の回路において、図１および図２のものとの唯一の違いは演算増幅器２２である。演算増幅器２２は、加算器２４へ接続される正の出力を、図１および図２に示す負の出力の代わりに、有する。同様に、演算増幅器２２は、加算器２６へ接続される負の出力を、図１および図２に示す正の出力の代わりに、有する。
【００４３】
[0049]  図４および図５における増幅器２２の出力の変更に起因して、ホール効果センサー回路装置１０は、ホール電圧を逆の様式で加算および減算する。ホール効果センサー１２、１４のホール電圧の合計を得るための計算は、図１および図２に例示した実施形態に関して詳細に説明した様式と本質的に同じ様式で得られる。例えば、
Ｖp（フェーズ１）＝（Ｖhall1＋Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
となり、Ｖpは、加算器２４により出力される組み合わされた電圧を表す。Ｖn（フェーズ１）は加算器２６により出力され、
Ｖn（フェーズ１）＝−（Ｖhall1−Ｖhall2）＋（Ｖoffset1−Ｖoffset2）
である。Ｖp（フェーズ２）およびＶn（フェーズ２）に関する式は、同様のパターンに従う。従って、最終結果として、ホール効果センサーのホール電圧Ｖhall1とＶhall2とが加算される。従って、第２フェーズの終わりでの最終的な電圧は、
Ｖoutput＝−４（Ｖhall1＋Ｖhall2）
となる。従って、Ｖoutputの値は、２個のホール効果センサー１２、１４の磁界強度を加算したものに対応する。より特定的には、第１フェーズおよび第２フェーズからの加算された電圧は、磁界オフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー１２の磁界強度値にホール効果センサー１４の磁界強度値を加算したものに対応する加算された電圧を得るようにする。
【００４４】
[0050]  幾つかの実施形態では、ホール効果センサーの電圧の加算された値は、電圧基準発生器８２によりコンパレータ８０へ供給される基準電圧と比較される。基準電圧は、適切な遷移を判定するための電圧値を有する。第１の実施形態の場合のように、所定の電圧に対しての遷移は、ホール効果センサー１２、１４と相対しての、シャフトに取り付けられた磁石の回転の速度または他の状態を提供することができる。
【００４５】
[0051]  第３の実施形態
【００４６】
[0052]  図６および図７は、本発明の別の実施形態に向けたホール効果センサー回路装置１０を示し、これは、オフセット補償で１個のホール効果センサーが用いられることを除き、上記の実施形態の一部と似たものである。１個のホール効果センサーが提供されるので、加算器２４、２６および他のエレメントは不要とされる。装置が類似なので、回路エレメントは、同じ参照数字を用いて列挙されている。図６では、十字型ホール効果センサー１２は、磁界の強度の存在／不在を感知する。ホール効果センサー１２は、その４個のアームと接続される端子Ａ−Ｄを含む。スイッチ・ユニット１６は、一対のスイッチ１６−１、１６−２を含み、それらは、ホール効果センサー１２の端子Ａ−Ｄを演算増幅器２０に接続する。バイアス回路（示さず）が端子Ｃ−Ａに接続し、端子Ｃから端子Ａに流れるバイアス電流を提供する。演算増幅器２０は、正および負の電圧入力を、正および負の電圧出力と共に含む。
【００４７】
[0053]  出力コネクター２８、３０、３２、３４は、増幅器２０のそれぞれの出力をスイッチ・ユニット４０に接続する。図６のホール効果センサー回路装置において示すように、スイッチ・ユニット４０は第１スイッチ４０−１を含み、これは、演算増幅器２０の正の出力の出力コネクター２８と、演算増幅器２０の負の出力の出力コネクター３４との何れかへ選択的に接続可能である。スイッチ・ユニット４０は第２スイッチ４０−２を含み、これは、演算増幅器２０の負の出力の出力コネクター３２と、演算増幅器の正の出力の出力コネクター３０との何れかへ選択的に接続可能である。
【００４８】
[0054]  図６において、スイッチ４０−１の出力はホールド回路４４に接続する。ホールド回路４４は、コンデンサー４６、４８、５０とスイッチ５２、５４とを含む。図６に示すように、ホールド回路４４の出力コネクター５６は、演算出力増幅器６０の負の入力端子に接続し、演算出力増幅器６０は、出力コネクターまたは信号線６２を含む。更に、ホールド回路４４の電気コネクター６４、６５は、信号線６２に接続する。
【００４９】
[0055]  図６に示すホールド回路４４はまた、一対のコンデンサー６８、７０とスイッチ７２とを含む。ホールド回路４４内に示されるスイッチ７４は、センサー回路装置１０の動作中は閉位置にとどまり、従って、センサー回路装置１０のコンポーネントとして考慮されない。ホールド回路４４の出力コネクター７６は、演算出力増幅器６０の正の入力に接続する。図６では、「Ｇ」は接地端子の省略形である。
【００５０】
[0056]  ホール効果センサー回路装置１０はコントローラー（示さず）を含み、コントローラーは、スイッチ・ユニット１６、スイッチ・ユニット４０、スイッチ５２、スイッチ５４、およびスイッチ７２に接続する。コントローラーは、スイッチ・ユニット１６、４０およびスイッチ５２、５４、７２の状態を制御するように構成される。
【００５１】
[0057]  図６は、感知フェーズ１のホール効果センサー回路装置１０を示しており、スイッチ・ユニット１６、４０およびスイッチ５２、５４、７２がここに示されている状態で、感知が行われる。図７は、感知フェーズ２のホール効果センサー回路装置１０を示しており、コントローラーにより、スイッチ・ユニットおよびスイッチの状態は、図６に示す状態から見て逆の状態に変更又は切り替えられている。図６および図７に示すセンサー回路装置１０は、ホール効果センサー１２の磁界強度における差である差信号値を得る。
【００５２】
[0058]  動作
【００５３】
[0059]  図６に示すホール効果センサー回路装置１０は、下記のように動作する。演算増幅器２０は、ホール効果センサー１２の端子Ａおよび端子Ｃから、それぞれのスイッチ１６−１および１６−２を介して、電圧信号を受け取る。演算増幅器２０は、増幅器２０の正の端子で正の電圧出力を提供し、これは、
Ｖ１（フェーズ１）＝Ｖhall1＋Ｖoffset1
という式により定義され、この式において、Ｖ１は、フェーズ１の間の増幅器２０の感知された電圧であり、Ｖhall1は、ホール電圧値であり、Ｖoffset1は、ホール効果センサー１２および増幅器２０の感知された電圧の電圧オフセット値であり、サンプリング・フェーズ１の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ１（フェーズ１）は、フェーズ１の間のホール効果センサー１２に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
【００５４】
[0060]  同時に、演算増幅器２０は、負の端子で、
−Ｖ１（フェーズ１）＝−（Ｖhall1＋Ｖoffset1）
という値を有する負の電圧出力を提供する。
【００５５】
[0061]  図６に示すように、フェーズ１の間に、電圧出力Ｖ１（フェーズ１）は、スイッチ・ユニット４０のスイッチ４０−１を通ってホールド回路４４へ通される。フェーズ１の間、スイッチ５４が電気的接地（ＧＮＤ）に接続されていると、電圧Ｖ１は、直列にされているコンデンサー４６、４８へ供給される。ホールド回路４４は、コンデンサー４６とコンデンサー４８との間に、演算出力増幅器６０の負の入力端子への出力接続５６を有する。コンデンサー４６は、電圧出力Ｖ１を受け取ってホールドし、この電圧出力Ｖ１は、一般的に一定の電圧値として増幅器６０へ供給される。コンデンサー４８は、スイッチ５４を介してＧＮＤへ接続され、フェーズ１の間に放電を行う。同時に、ホールド回路４４のスイッチ７２は、接地ＧＮＤを出力コネクター７６に接続する位置にされ、出力コネクター７６は演算出力増幅器の正の入力に接続する。従って、コンデンサー７０は、コンデンサー４８と共に、フェーズ１の間に放電される。
【００５６】
[0062]  更に、図６に示すように、第１フェーズの間、増幅器６０の出力は電圧ホールド状態にあり、コンデンサー５０の両端の電圧は、以前のフェーズ２の完了からの出力電圧を受け取って維持する。説明のため、式においては増幅器の利得を無視している。
【００５７】
[0063]  フェーズ２
【００５８】
[0064]  図７に示すように、コントローラー（示さず）は、スイッチ・ユニット１６、４０のスイッチとホールド回路４４のスイッチ５２、５４、７２とのスイッチ状態を変更することにより、第２フェーズへと切り替える。より特定的には、図７の入力端子における９０度シフトは、サンプルおよびホールドの動作のフェーズ２を示すものであり、スイッチ・ユニット１６のスイッチ１６−１、１６−２は、第１ホール効果センサー１２の端子Ｂ、Ｄに接続する。対応するスイッチ状態を変更することにより、バイアス回路（示さず）が、端子Ｄから端子Ｂに流れるバイアス電流を提供する。
【００５９】
[0065]  フェーズ２において、演算増幅器２０は、増幅器２０の正の出力端子で正の出力を提供し、これは、
Ｖ１（フェーズ２）＝−Ｖhall1＋Ｖoffset1
という式により定義され、この式において、Ｖ１は、フェーズ２の間の増幅器２０の感知された電圧であり、Ｖhall1は、ホール電圧値であり、Ｖoffset1は、ホール効果センサー１２および増幅器２０の感知された電圧の電圧オフセット値であり、フェーズ２の間のものである。従って、測定された電圧Ｖ１（フェーズ２）は、フェーズ２の間のホール効果センサー１２に関しての磁界強度値とホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値とに対応する。
【００６０】
[0066]  第２フェーズの間、コンデンサー５０は、
Ｖoutput＝−（Ｖp（フェーズ１）−Ｖn（フェーズ１））−（Ｖn（フェーズ２）−Ｖp（フェーズ２））
の値に対応するように充電される。従って、
Ｖoutput＝−４（Ｖhall1）
である。この電圧は、ホール効果センサー１２のスイッチ位置間での磁界強度の差に対応する。より特定的には、第１フェーズおよび第２フェーズからの加算された電圧は、ホール効果センサーおよび増幅器のオフセット・エラー値を取り除き、ホール効果センサー１２の磁界強度値に対応する加算された電圧を得るようにする。
【００６１】
[0067]  Ｖoutputの値は、ホール効果センサー回路装置１０の後続のフェーズ１サイクルのために本質的に維持またはホールドされる。従って、フェーズ２からサンプリング・フェーズ１への切り替えのときの最小の電圧の遷移を除いて、センサー回路装置１０のサンプルおよびホールドのイベントの時間にわたっての調節がなめらかなものとされる。フェーズ１に対応するサンプリングの時間間隔と、フェーズ２に対応するサンプリングの時間間隔とは、それぞれ、例えば、約１マイクロ秒である。従って、コントローラーは、ホール効果センサー回路装置１０の動作の間にコンデンサーにより放電される電圧の量を最小にするレートで、ホール効果センサー回路装置１０の切り替えを行う。単一ホール効果センサーの回路装置は、上記の様々な目的で用いることができる。
【００６２】
[0068]  上記の３つの実施形態を説明したが、実施形態の変形が考えられる。ホール効果センサー回路装置１０のサンプルおよびホールドの期間に関して１マイクロ秒という時間間隔を示したが、異なる周波数を用いることもできる。幾つかの実施形態では、サンプルおよびホールドの動作の周波数は、約２００ＫＨｚより大きく、また、１つの実施形態では、周波数は約２５０ＫＨｚである。
【００６３】
[0069]  第１および第２の実施形態では２個のホール効果センサー１２、１４が示されているが、追加のホール効果センサー対を持つホール効果センサー回路装置も考慮される。ホール効果センサー１２、１４のそれぞれに対する駆動電流は、駆動電流を提供するために端子Ａ−Ｄへのスイッチ接続に沿って切り替えを行い、それにより、駆動電流は、ホール電圧を感知していない各ホール効果センサーの端子にわたって提供される。
【００６４】
[0070]  特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）型のホール効果センサー回路装置１０が開示されたが、幾つかり実施形態では、デジタル・プロセッサーを、センサー回路装置の機能を行うように、プログラムすることができる。幾つかの実施形態では、プロセッサーにより、ホールド回路４４全体を、他のコンポーネントと共に、置き換えることができる。１つのアナログ回路装置の実施形態では、本質的に第１フェーズの全体でサンプリングが行われるが、デジタル・プロセッサーまたは他のプロセッサーを用いる実施形態では、サンプリングは、短い時間間隔で及びより頻繁に、行うことができる。更に、別のアナログ回路装置の実施形態では、サンプリングは、第１フェーズの一部のみで行うことができる。
【００６５】
[0071]  幾つかの実施形態では、コンパレータ８０の出力８４は、アナログまたはデジタルのプロセッサー（示さず）へ供給される。プロセッサーは、時間にわたっての、コンパレータ８０が１ボルト信号を出力する／１ボルト信号へ遷移する回数を計算または計数する。従って、ホール効果センサー１２、１４により感知されるシャフトの回転の速度が決定される。プロセッサーは、感知した回転速度に応答して、速度を表示し、かつ／またはシャフトの速度を制御する。バスが、プロセッサーと他のデバイスとの間での通信を提供する。別の実施形態では、コンパレータ８０自体が、更なる増幅のためにアナログ増幅器に、またはアナログ・デジタル変換器またはデジタル・プロセッサーに、置き換えられる。
【００６６】
[0072]  幾つかの実施形態では、増幅器６０は、その負出力とスイッチ７２との間にコンデンサーを付加することにより、差動出力を有することができる。
【００６７】
[0073]  幾つかの実施形態では、増幅器６０の出力６４は、更に信号を増幅するためにアナログ増幅器へ供給される。幾つかの実施形態では、増幅器６０の出力６４は、デジタル出力を提供するためにアナログ・デジタル変換器へ供給される。デジタル出力は、更なる処理のためにプロセッサーへ供給される。
【００６８】
[0074]  第３の開示された実施形態では、１個のホール効果センサーが示されている。別の実施形態では、３個または別の奇数の個数のホール効果センサーが提供される。
【００６９】
[0075]  従って、本発明は、とりわけ、少なくとも一対のホール効果センサーのホール電圧を感知するための方法および装置であって、測定された電圧からオフセット電圧を取り除くための方法および装置を提供する。従って、より正確なホール電圧値が得られる。更に、ホール効果センサーのオフセット電圧を算定するためにロー・パス・フィルターを必要としない。本発明の様々な特徴および利点は特許請求の範囲に記載されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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