[发明专利]对于磁传感器的滞后偏移取消

说明书

技术领域

本发明总体上涉及磁场传感器，并且尤其涉及利用磁阻(MR)感测元件的磁场传感器。

背景技术

所有的磁材料都具有滞后。滞后，具体地说是磁滞，是指施加到材料的磁场的历史依赖本质。由于诸如巨磁阻(GMR)传感器的磁阻(MR)传感器由磁材料制成，其响应表现出滞后的效应。由于电阻在前向方向上的变化(用于增加所施加的磁场)与在反向方向上的变化(用于降低所施加的磁场)不同，电阻相对于所施加的磁场的曲线形成滞后环路。因而滞后环路表示阻抗不仅仅取决于所施加的磁场，还取决于所施加磁场的先前情况。

由滞后产生的误差采取传感器输出中的直流(DC)偏移的形式。尽管诸如GMR传感器的MR传感器通常比例如霍尔效应传感器的其它类型的磁场传感器提供更高的灵敏度，但是由于这些MR传感器的滞后特性，目前并不用于高分辨率传感器应用。

发明内容

通常，在一方面，本发明涉及传感器。所述传感器包括磁阻(MR)感测设备，用以感测磁场并且产生与所感测的磁场成比例的AC信号电压。所述传感器还包括电路，耦合到所述MR感测设备，用以接收所述AC信号电压并且从所接收的AC信号电压中去除DC偏移。

本发明的实施例可以包括下面特征中的一个或者多个。所述DC偏移可以与所述MR感测设备的滞后特性相关。所述MR感测设备可以包括感测元件，用以感测所述磁场并且所述感测元件可以是巨磁阻(GMR)元件、磁隧道结(MTJ)元件、隧道磁阻(TMR)元件或者各向异性磁阻(AMR)元件。所述电路可以包括DC偏移确定器，用以接收所述AC信号电压作为输入并且提供平均DC偏移作为输出。所述电路还可以包括用以从所述AC信号电压中减去所述平均DC偏移以产生传感器输出信号的设备。所述DC偏移确定器可以包括用以产生正峰值的正峰值检测部分、用以产生负峰值的负峰值检测部分、用以产生所述正峰值和所述负峰值之和的求和模块以及用以将所述和除以二以产生所述平均DC偏移的平均电路。所述正峰值检测部分、所述负峰值检测部分、所述求和模块以及所述平均电路可以在数字域中操作。所述正峰值检测部分和所述负峰值检测部分可以包括保持电路，用以将由所述DC偏移确定器进行的偏移确定延迟至少一个时钟周期。

所述DC偏移确定器可以包括周期平均电路，用以基于针对预定数量的时钟周期提供的所述平均DC偏移来产生周期平均DC偏移。可以在所述电路中包括检测器，用以根据所述平均DC偏移和所述周期平均DC偏移产生误差信号。所述DC偏移确定器可以包括用以调节所述平均DC偏移以使得所述AC信号电压在所述DC偏移去除之后包括非零DC分量的电路。

在另一方面中，本发明涉及电流传感器。所述电流传感器包括导体，向所述导体施加待测量的电流；以及MR感测设备，响应于在向所述导体施加电流时在所述导体中生成的磁场，产生与所述电流成比例的AC信号电压。所述电流传感器还包括电路，耦合到所述MR感测设备，用以接收所述AC信号电压并且从所接收的AC信号电压中去除DC偏移。

在另一方面中，本发明涉及一种方法，所述方法包括利用MR感测设备感测磁场，产生与所感测的磁场成比例的AC信号电压以及从所述AC信号电压中去除DC偏移。

附图说明

通过根据对下面附图的详细描述，能够更加充分地理解本发明的前述特征以及本发明本身，在附图中：

图1示出了具有磁场传感器和DC偏移去除电路的示例性传感器，所述DC偏移去除电路包括DC偏移确定器；

图2示出了实现为具有巨磁阻(GMR)感测设备的闭环电流传感器的示例性磁场传感器；

图3示出了示例性的DC偏移确定器；

图4示出了对于具有DC偏移的所感测的AC信号的示例性波形；

图5示出了包括偏移差值检测器以产生输出误差的示例性可选传感器实施例；

图6示出了对于非零DC偏移的DC偏移确定器的示例性可选实施例；以及

图7A-7B示出了正峰值检测(图7A)和负峰值检测(图7B)的示例性可选实施例。

将使用类似的附图标记代表类似的元件。

具体实施方式