一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法
专利汇可以提供一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 电流 输出模式的四相旋转电流 电路 和方法，该方法采用四相旋转电流调制‑电流积分放大‑双相关 采样 解调‑低通滤波的工作原理，将四相旋转电流动态失调消除的过程分为两次二次二相旋转电流的操作，通过控制四相旋转电流输出霍尔电流 信号 和失调电流信号的极性，采用电流积分和相关双采样解调操作，进行两次霍尔失调消除，可获得极低的残余失调。本发明利用四相旋转电流 调制器 输出不同极性的霍尔信号与失调信号，使用电流积分 放大器 和相关双采样解调器进行两次失调的消除，获得极低的残余失调。本发明采用电流模式的信号调理电路通过电流积分放大器将微小的霍尔电流转换成放大的 电压 输出，具有很强的抗干扰能 力 和低的功耗。，下面是一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法专利的具体信息内容。
1.一种基于电流输出模式的四相旋转电流失调消除方法，其特征在于四端口霍尔器件采用电流偏置/电流输出的工作模式，四相旋转电流失调消除操作分为以下两个二相旋转电流操作：
(1)第一次二相旋转电流，即四相旋转电流的第一和第二相，输出的霍尔电流Ih极性相同，假定同为正向，而失调电流信号Iop的极性相反变化，这一对霍尔和失调电流信号同时送到积分放大器进行电流-电压的转换，在输入电流信号转换电压信号的过程中，极性相反的失调信号彼此抵消，得到正向输出的霍尔电压和第一次二相旋转电流后的残余失调，接着被相关双采样电路进行第一次采样/保持；
(2)第二次二相旋转电流，即四相旋转电流的第三和第四相，输出的霍尔电流Ih同为反向的极性，而失调电流信号Iop的极性仍然相反变化，同样在进行电流积分转换为电压的过程中极性相反的失调信号彼此抵消，而得到反向输出的霍尔电压和第二次二相旋转电流后的残余失调，同样，在时钟的控制下，该反向输出的霍尔电压和第二次二相旋转电流后的残余失调 被相关双采样电路进行第二次采样，于是相关双采样电路用第二次采样结果减去第一次采样结果，从而获得四倍的霍尔电压输出，最后通过低通滤波器消除高次谐波分量，输出低频霍尔信号，同时获得极低的残余失调；
所述四相旋转电流的具体操作方法如下：
(1)第一相旋转电流：当四相顺序时钟信号clk1高电平有效时，NMOS开关管M1、M8、M11、M14导通，其余NMOS开关管关断，偏置电流Ibias从霍尔器件的a端口流入，然后从c端口流出，霍尔器件端口b和d之间输出差分霍尔电流的极性Ih为正，输出差分失调电流Iop1的极性为正，所以第一相旋转电流输出差分电流信号为(Ih+Iop1)；
(2)第二相旋转电流：当四相顺序时钟信号clk2高电平有效时，NMOS开关管M2、M7、M10、M15导通，其余NMOS开关管关断，偏置电流Ibias从霍尔器件的b端口流入，然后从d端口流出，霍尔器件端口c和a之间输出差分霍尔电流的Ih极性为正，输出差分失调电流Iop2的极性为负，所以第二相旋转电流输出差分电流信号为(Ih-Iop2)；
(3)第三相旋转电流：当四相顺序时钟信号clk3高电平有效时，NMOS开关管M4、M5、M12、M13导通，其余NMOS开关管关断，偏置电流Ibias从霍尔器件的c端口流入，然后从a端口流出，霍尔器件端口b和d之间输出差分霍尔电流的极性Ih为负，输出差分失调电流Iop3的极性为负，所以第三相旋转电流输出差分电流信号为(-Ih-Iop3)；
(4)第四相旋转电流：当四相顺序时钟信号clk4高电平有效时，NMOS开关管M3、M6、M9、M16导通，其余NMOS开关管关断，偏置电流Ibias从霍尔器件的d端口流入，然后从b端口流出，霍尔器件端口c和a之间输出差分霍尔电流的Ih极性为负，输出差分失调电流Iop4的极性为正，所以第四相旋转电流输出差分电流信号为(-Ih+Iop4)；
所述电流输出模式的四相旋转电流失调消除的具体步骤如下：
(1)第一次二相旋转电流和电流积分操作阶段：
当四相顺序时钟信号clk1高电平有效时，进行第一相旋转电流操作，输出差分电流信号为(Ih+Iop1)；当四相顺序时钟信号clk2高电平有效时，进行第二相旋转电流操作，输出差分电流信号为(Ih-Iop2)，在进行第一相和第二相旋转电流时，即在第一次二相旋转电流期间，输入积分定时信号clkS高电平有效时，电流积分放大器的两个MOS管开关K1和K2导通，第一相和第二相旋转电流输出的差分霍尔电流和失调电流送入电流积分放大器进行电流到电压信号的转换，由于第一相和二相旋转电流输出的霍尔电流极性同为正，而失调电压极性相反变化，送入电流积分器后失调电压互相抵消，而霍尔电压相互叠加，得到的输出霍尔电压为V1,2＝2Vh+△Vop1,2，其中Vh为霍尔电流Ih积分放大后输出的霍尔电压，△Vop1,2为第一相和第二相旋转电流后的失调电流经过积分后的残余失调电压，此时相关双采样电路(CDS)的时钟控制信号clkc1高电平有效时，相关双采样器对电流积分放大器得得输出电压进行第一次采样并保持，随后积分电容清零信号clkR高电平有效时，电流积分放大器的两个MOS管开关K3和K4导通，积分电容C上的电压清零，等待第二次二相旋转电流和电流积分操作；
(2)第二次二相旋转电流和电流积分操作阶段：
当四相顺序时钟信号clk3高电平有效时，进行第三相旋转电流操作，输出差分电流信号为(-Ih-Iop3)；当四相顺序时钟信号clk4高电平有效时，进行第四相旋转电流操作，输出差分电流信号为(-Ih-Iop4)，在进行第三相和第四相旋转电流时，即在第二次二相旋转电流期间，输入积分定时信号clkS高电平有效时，电流积分放大器的两个MOS管开关K1和K2导通，第三相和第四相旋转电流输出的霍尔电流和失调电流送入电流积分放大器进行电流到电压信号的转换，由于第三相和四相旋转电流输出的霍尔电流极性同为负，而失调电压极性相反变化，送入电流积分器后失调电压互相抵消，而霍尔电压相互叠加，得到的输出霍尔电压为V3,4＝-2Vh+△Vop3,4，其中Vh为霍尔电流Ih积分放大后输出的霍尔电压，△Vop3,4为第三相和第四相旋转电流后的失调电流经过积分后的残余失调电压，此时相关双采样电路的时钟控制信号clkc2高电平有效时，相关双采样电路进行第二次采样；
(3)相关双采样解调和保持阶段：
相关双采样电路用第二次采样后的电压值V3,4再减去第一次采样/保持的电压值V1,2，得到电压信号为Vout＝V3,4-V1,2＝-4Vh+(△Vop1,2-△Vop3,4)，采样/保持器在时钟信号clkc2控制对该电压信号Vout＝V3,4-V1,2＝-4Vh+(△Vop1,2-△Vop3,4)进行采样并保持，输出解调后的霍尔电压信号，随后积分电容清零信号clkR高电平有效时，电流积分放大器的两个MOS管开关K3和K4导通，积分电容C上的电压清零，等待下一次动态失调消除操作；
(4)低通滤波阶段：
将上述相关双采样解调和保持后的霍尔电压信号送入低通滤波器将高次谐波滤波，最后输出放大后的霍尔电压信号。
2.一种可以实现权利要求1所述的基于电流输出模式的四相旋转电流失调消除方法的电路，其特征在于该电路包括四相旋转电流调制器、电流积分放大器、相关双采样解调器、采样/保持器、低通滤波器和时钟信号产生电路。
一种基于电流输出模式的四相旋转电流电路和方法
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