[发明专利]具有时序控制的霍尔传感器芯片

说明书

一种传感器装置包括：传感器元件，其用于测量刺激并产生对应信号；ADC，其用于将所述信号转换为多位数字信号；存储器单元，其用于存储所述数字信号；及定时单元，其用于在所述ADC正转换所述信号时切断所述传感器元件且用于在将所述数字信号存储于所述存储器中之后切断所述ADC。

背景技术

现代传感器系统在经受外部刺激时产生可直接在传感器系统的输出处读取或经进一步处理且接着被引导到下游系统的信号。多种刺激调制解调器传感器系统经设计以感测声音、温度、重量、位置、电流及电压、光、色彩、运动速度、磁场、压力、以及二维及三维几何形状、溶液(例如，血液、尿液等)中的异物。在现代传感器当中，霍尔效应传感器(霍尔传感器)经设计以感测磁场的存在并测量磁场的强度或可转换为磁场的其它可测量量。

一种类型的已知霍尔传感器系统持续地测量磁场且持续地输出所测量数据。在此类型的霍尔传感器的情况下，传感器系统的感测部分(例如，霍尔板)及数据处理部分被持续地通电以维持持续测量及输出。大多数线性霍尔传感器属于此类型。

第二类型的已知霍尔传感器系统偶发性地或周期性地测量磁场。与线性霍尔传感器相比，此第二类型的霍尔传感器适于其中仅需要磁场的偶然读数的应用。除在需要进行测量的短周期期间之外，此类型的霍尔传感器通常保持为断电的。在这些短周期期间，传感器的感测部分及数据处理部分两者均被通电，从而进行测量并处理且显示测量数据。在周期窗口外，不进行测量且不可从系统收集所测量信息。

发明内容

申请人研究了所述现有霍尔传感器且注意到所述现有霍尔传感器全部具有严重缺陷。第一类型的霍尔传感器(即，线性霍尔传感器)是极低功率效率的。虽然可易于从此类型的传感器获得数据输出(此对于某些应用是合意的)，但高电力消耗使得此类型的霍尔传感器对于许多蓄电池供电的应用为较差的选择。

第二类型的霍尔传感器具有有限的数据可用性。尽管此类型的霍尔传感器因系统并非持续地通电而较具功率效率，但在断电时间期间，外部无法获得数据且此使得传感器不适于许多应用。

发明人注意到，这些缺陷不仅影响磁性传感器系统，而且还影响许多其它传感器系统。为改进功率效率及数据可用性两者，发明人发明了一种新传感器系统，其中电力消耗保持为极低的且所测量数据在进行下一测量之前保持为可存取的。这些益处通过对进入传感器系统的不同功能块的电力进行智能管理而实现。

可借助示范性霍尔传感器系统来理解本发明，但本发明适用于背景部分中所提及的许多其它传感器系统。所述新传感器系统包括若干功能块，所述功能块包含电力供应器块以及测量及数据处理块，所述测量及数据处理块从电力供应器块汲取处于不同电平的电力。

所述新霍尔传感器系统具有霍尔板，所述霍尔板是测量磁场且将磁场转换为电压信号的半导体装置。来自所述霍尔板的信号在放大之后通常是模拟的。为经由现代电子器件来处理所述信号，所述传感器系统包含获取模拟信号且将所述模拟信号转换为数字格式的模/数转换器(ADC)块。另外，所述系统具有存储器单元。所述存储器块跟在所述ADC后面且包括保持来自转换器输出的数字数据的寄存器。

可需要对所述数字数据进行进一步处理。举例来说，对于一些应用，所述数字信号可需要回复到模拟形式。此可利用跟在ADC及存储器单元后面的数/模转换器(DAC)块而完成。

在此示范性传感器系统中，在测量所述磁场之后且在将所述电压信号放大及锁定于ADC中之后，关断所述霍尔板。因此，所述霍尔板在于所述ADC块中处理所述电压信号时将不再消耗电力。

接着，在完成所述信号转换且将所述数字数据存储于所述存储器块中以供直接输出或在所述DAC块中进行进一步处理之后，可关断所述ADC。与常规线性霍尔相比，所述新系统消耗小于一小部分的电力。且与常规霍尔开关相比，所述新系统连续而不中断地提供测量磁场的信息。

附图说明

图1是体现本发明的传感器系统的框图。