[实用新型]一种基于金属霍尔传感器的放大器电路

说明书

本实用新型提供了一种基于金属霍尔传感器的放大器电路，属于测控技术中的传感器信号处理技术领域。本放大器电路包括传感器、放大器、耦合器、同步检波器和低通滤波器；传感器的输出端与放大器的输入端相接，放大器的的输出端与耦合器的输入端相接，耦合器的输出端与同步检波器的输入端相接，同步检波器的输出端与低通滤波器的输入端相接。本实用新型具有能够放大微弱信号以及提高系统信噪比的优点。

技术领域

本实用新型属于测控技术中的传感器信号处理技术领域，尤其涉及一种基于金属霍尔传感器的放大器电路。

背景技术

霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应。原理图如图1所示。产生的霍尔电压 U_H＝R_H*I*B/d。R_H是霍尔系数，由材料本身决定，I为电流，B为磁场，d为材料厚度。

金属材料的霍尔系数普遍较半导体的小，普遍在10-7左右，输出信号非常小，因此为了得到大的霍尔电压，不仅对敏感层工艺要求很高，而且对输出信号的电子学系统部分，尤其是放大器研制也有着很高的要求。

霍尔传感器测量磁场具有原理简单、尺寸小、空间分辨率高、频率响应宽、动态范围大以及不需要积分器等优点，为未来在稳态状态下运行的聚变反应堆提供了一种有吸引力的非感应磁场测量方法。基于金属的霍尔传感器，虽然其灵敏度低，但在聚变发电系统中，它们具有更高的辐射硬度、耐高温性能等优点将成为一种新的选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于金属霍尔传感器的放大器电路，能够放大微弱信号以及提高系统信噪比。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种基于金属霍尔传感器的放大器电路，包括霍尔传感器、转换器、放大器、耦合器、同步检波器和低通滤波器；霍尔传感器的输出端与放大器的输入端相接，放大器的输出端与耦合器的输入端相接，耦合器的输出端与同步检波器的输入端相接，同步检波器的输出端与低通滤波器的输入端相接。

进一步的，转换器包括第一运算放大器和第一电阻，第一运算放大器的负相输入端作为转换器的输入端，输出端作为转换器的输出端，第一运算放大器的负相输入端与霍尔传感器的输出端相接，第一运算放大器的正相输入端接地，第一电阻的一端与第一运算放大器的负相输入端相接，另一端与第一运算放大器的输出端相接。

进一步的，放大器包括第二运算放大器、第二电阻和第三电阻，第二运算放大器的正相输入端作为放大器的输入端，输出端作为放大器的输出端，第二运算放大器的正相输入端与第一运算放大器的输出端相接，第二电阻的一端接地，另一端与第二运算放大器的负相输入端相接，第三电阻的一端与第二电阻和第二运算放大器的公共端相接，第三电阻的另一端与第二运算放大器的输出端相接。

进一步的，同步检波器包括第三运算放大器、高速模拟开关、第四电阻和第五电阻，第四电阻的一端与所述耦合器的一端相接，另一端与第三运算放大器的负相输入端相接，高速模拟开关的一输入端与第四电阻的一端相接，另一输入端接地，输出端与第三运算放大器的正相输入端相接，第五电阻的一端与第四电阻和第三运算放大器的公共端相接，另一端与第三运算放大器的输出端相接。

进一步的，低通滤波器包括第六电阻和电容，第六电阻的一端与第三运算放大器的输出端相接，另一端与电容的一端相接，电容的另一端接地。

进一步的，耦合器为交流耦合器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：