[发明专利]一种霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿方法及电路

说明书

本发明公开了一种霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿方法及电路。该电路包括状态调节电路、控制模块、模拟开关、多个并行霍尔条、可调电阻、放大电路和减法电路。状态调节电路用于调节霍尔条的霍尔电阻值；放大电路用于放大霍尔电压；减法电路用于将放大后的霍尔条输出电压与可调电阻两端的电压做差。控制模块用于控制模拟开关，实现测试电流不同路径的选择，并对减法电路的输出电压进行采样，然后进行峰值检测，与期望的霍尔条反常霍尔电压进行均方根误差计算，根据均方根误差计算结果来自适应调整可调电阻值大小。本方法有效的补偿了霍尔条输出端位置偏移导致的输出偏置，有助于解决器件一致性导致的应用困难等问题。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿方法及电路。

背景技术

霍尔条的生长制作过程包括光刻和套刻两种不同的工艺，这两种工艺在加工过程中都需要使用到掩模版，而掩模版的性能直接决定了光刻和套刻的加工质量，进而影响霍尔条结构的规整。如果采用硬质掩模版结构，会导致霍尔条加工过程的精度难以把握，出现器件结构不完整或光刻、套刻的图案不对应等问题，最终导致成品的霍尔条出现输出端位置偏移。

霍尔条的输出端位置偏移，会造成对应的霍尔电阻值偏离原定的设计目标。使得在应用了霍尔条的电路中，输出结果存在一个系统误差，不利于霍尔条的应用。并且，提高制作过程的精度比较困难，因此在制作完成后针对输出端位置偏移的问题，设计一种自适应调整方法是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿方法及电路，通过可调电阻补偿霍尔电阻值的偏移量，解决由于输出端位置偏移带来的系统误差。

一种霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在霍尔条阵列的输入端施加调节信号，调节霍尔条阵列的霍尔电阻值至最大值与最小值。撤去调节信号后，再施加测试信号，根据输出端的电压计算得到霍尔电阻值的最大值R_max与最小值R_min。

作为优选，所述调节信号为幅值大于霍尔条阵列临界电流的正向及负向脉冲电流信号，通过保持一定的施加时间，调节霍尔电阻值至最大值与最小值。所述测试信号为幅值小于霍尔条阵列临界电流的电流信号。

步骤2、根据步骤1得到的霍尔电阻值的最大值R_max与最小值R_min，计算该霍尔条阵列的反常霍尔电阻值R_AHE和输出偏置电阻值ΔR：

R_AHE＝(R_max-R_min)/2

ΔR＝(R_max+R_min)/2-R₀

其中，R₀表示一般霍尔电阻值。

步骤3、在霍尔条阵列的输入端串联一个可调电阻，然后根据步骤2的计算结果，将可调电阻的电阻值设置为ΔR+R₀。

步骤4、同时向霍尔条阵列的输入端和可调电阻施加一个测试信号，然后采集霍尔条阵列的输出端电压与可调电阻两端的电压相互比较，得到差值电压信号。

作为优选，将霍尔条阵列的输出端电压经过放大电路放大后，再与可调电阻两端的电压进行比较。

步骤5、对步骤4得到的差值电压信号进行峰值检测，然后与期望理想信号进行均方根误差计算。所述期望理想信号为霍尔条阵列的反常霍尔电阻值与步骤4中测试电流的乘积。

步骤6、当步骤5计算得到的均方根误差大于设定阈值时，调整可调电阻的电阻值，并重复步骤4、5，直至均方根误差小于设定阈值，完成对霍尔条阵列输出偏置的自适应补偿。