霍尔传感器的接口电路框图如图1.11所示。它包含一个电压-电流转换器(ⅤIC),其输出通过一个一阶调制器进行数字化。通过一个双向计数器,调制器的输出信号被一个完整的旋转信号周期所平均,并且该结果通过Rs-232/SPI/uWire串行兼容接口向外部传输。

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    由于存在偏置误差,4个霍尔板的输出信号在同一旋转电流周期内的多个相位可高达50mⅤ。然而,其输出平均值在零场条件下要小得多,甚至小于50nⅤ。因此,这就要求接口电路的相关输人偏置要小于~sOnⅤ,其线性动态范围大约在⒓OdB内,这对接口电路的设计来说是非常大的挑战。为了获得上述级别的线性度,ⅥC包括了两个拥有超过120dB直流增益的运放大器(见图1.12),其利用加载在电阻上的霍尔板输出的电压来产生输出电 流信号。一种所谓的嵌入式斩波方法被用来减小输出信号偏置到期望的50nⅤ水平。如图1.12所示,ⅥC首先通过一对由12.5kHz时钟频率信号“高速”斩波器进行信号偏置斩波。剩余的信号偏置(基于输人端斩波器的运行峰值)将通过产生一个死区来进一步减小[37]c这一步骤将通过EllCM 图1.12 斩波电压一电流转换器示意图 信号(一个lms的脉冲信号)来完成,其具体方法是在打开输出信号开关的同时,通过EllCM信号在每一次时钟转换后将ⅥC输出信号与一个参考电压CMd进行连接。为了进一步减小参考输人信号的偏置,对整个前端信号偏置都进行了10Hz频率左右的斩波处理,该信号处理方法是在周期性反转霍尔板偏置电流极性的同时改变调制器数据流的符号。

    经过以上对霍尔传感器偏置误差的处理,并且在严格的热循环可靠性测试后,传感器的磁场偏置仅有4uT,偏置温度系数只有8nT/Κ并且偏置信号漂移也小于0.笏uT[3:]。在导航应用中,这一偏置信号漂移所对应的角度误差小于0,5°。这代表了迄今为止CMOS霍尔传感器的最佳偏置性能。