專利名稱：用于補償磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化的電路裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別按照權(quán)利要求1以及權(quán)利要求12的前序部分的、用于補償磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化的電路裝置和方法。
眾所周知，通過由電流產(chǎn)生的磁場而沒有任何電勢地(potentialfrei)測量電流。例如霍爾傳感器、磁敏晶體管和其他半導體元件的磁場感測器用于測定磁場強度，該磁場感測器產(chǎn)生與磁場或多或少成比例的輸出信號。為了避免磁場感測器傳輸系數(shù)的非線性和變化的影響，采用特殊的電路裝置和可利用該電路裝置執(zhí)行的方法。
EP 0172402 A1例如公開了一種電路裝置，利用該電路裝置可補償磁場感測器傳輸系數(shù)的波動。為此規(guī)定，在待測量的磁場上疊加一個已知的輔助磁場，其中通過磁場感測器檢測這兩個場。在磁場感測器的輸出端，將信號這樣輸入到求和元件，使得可以濾出輔助磁場分量。這個可歸因為輔助磁場的信號分量被傳遞給相關(guān)器，該相關(guān)器的第二輸入是提供產(chǎn)生輔助磁場的電流的電流產(chǎn)生器電壓。
在該相關(guān)器的輸出端布置了一個調(diào)節(jié)器，其為具有波動的磁場感測器提供控制信號，該波動用這種方式被補償。
在此可以看作缺點的是，這種傳統(tǒng)的補償電路的精度和調(diào)節(jié)速度是有限的。此外，該補償電路至少部分地由離散的、模擬的部件構(gòu)成，這造成在空間和制造方面的相應(yīng)的安裝費用。
本發(fā)明的描述因此本發(fā)明的任務(wù)是，如下改進已知的電路裝置，即力求更精確并且更迅速地對磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化進行補償，以及此外電路的簡化還產(chǎn)生更經(jīng)濟的效應(yīng)。此外力求使用于補償?shù)恼{(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)范圍最優(yōu)化，這可以等同于調(diào)節(jié)范圍的最小化；眾所周知地，較小的調(diào)節(jié)范圍意味著有效地改善信噪比，從而相對于所引證的現(xiàn)有技術(shù)明顯地改善整個電路裝置的補償性能。
此外，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種方法，利用該方法可以對磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化進行精確和快速的補償。還力求利用該方法優(yōu)化用于補償?shù)恼{(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)范圍，這等同于使調(diào)節(jié)范圍最小化。
本發(fā)明所基于的任務(wù)的解決方案在針對電路裝置的權(quán)利要求1中給出。有利地改進本發(fā)明思想的特征是從屬權(quán)利要求2至11的主題。
在用于補償磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化的本發(fā)明電路裝置中特別需強調(diào)的是，在數(shù)字技術(shù)中用于這種補償?shù)目刂苹芈返臉?gòu)成(被構(gòu)造為集成電路)，其中借助于調(diào)節(jié)信號偏移來補償傳輸系數(shù)的變化。該電路裝置的優(yōu)點是，具有由一個A/D轉(zhuǎn)換器、一個數(shù)字調(diào)節(jié)器和一個D/A轉(zhuǎn)換器組成的串聯(lián)電路的控制回路精度較高并且調(diào)節(jié)速度較高；在此通過以下方式實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯較精確的并且更快的調(diào)節(jié)，即通過數(shù)字調(diào)節(jié)器只輸入一個可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)，之后才將一個恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb，Is)添加到真正的(用于補償?shù)?調(diào)節(jié)值上。為此，在A/D轉(zhuǎn)換之前從輸入到數(shù)字調(diào)節(jié)器的實際值信號中減去可單獨調(diào)節(jié)的模擬額定值或者在A/D轉(zhuǎn)換之后減去可單獨調(diào)節(jié)的數(shù)字額定值，使得相應(yīng)較小的實際值信號偏移到達數(shù)字調(diào)節(jié)器。
有利地，可單獨調(diào)節(jié)的、衰減的輔助發(fā)生器信號可供在A/D轉(zhuǎn)換之前進行減法時使用，該信號已經(jīng)被用于在磁場感測器裝置上產(chǎn)生附加的輔助磁場。
有利地，可單獨調(diào)節(jié)的、數(shù)字額定值用于在A/D轉(zhuǎn)換之后的減法。
借助于本發(fā)明的這兩個安排方向，數(shù)字調(diào)節(jié)器可以在與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯較小的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作，由此顯著改善其信/噪比；由此數(shù)字調(diào)節(jié)器不僅更精確而且此外顯示出明顯更高的調(diào)節(jié)速度。
通過以下方式實現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)器的信/噪比和調(diào)節(jié)速度的進一步改善，即在新狀態(tài)中這樣調(diào)節(jié)可單獨調(diào)節(jié)的、衰減的輔助發(fā)生器信號或可單獨調(diào)節(jié)的額定值，使得數(shù)字調(diào)節(jié)器被調(diào)節(jié)到其調(diào)節(jié)范圍的中心。用這種簡單的方式可以為補償同型元件的參數(shù)差異而實現(xiàn)整個電路裝置的匹配。本發(fā)明的電路變型方案允許數(shù)字調(diào)節(jié)范圍的進一步降低，從而允許在精確度和調(diào)節(jié)速度方面的進一步改善。
按照本發(fā)明使用數(shù)字調(diào)節(jié)器還能夠在每次重新啟動電路裝置時實現(xiàn)有點不太精確的但為此特別快速的調(diào)節(jié)。在第一工作時間內(nèi)，可以將提高的傳輸系數(shù)用簡單的數(shù)字方式輸入到數(shù)字調(diào)節(jié)器，從而其在第一個5s內(nèi)非常快速地并且足夠精確地進行調(diào)節(jié)；緊接著針對在持續(xù)工作狀態(tài)下所要求的快速和精確的調(diào)節(jié)而降低傳輸系數(shù)。
如上所述，在數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出端將一個恒定的調(diào)節(jié)值分量添加到可變的調(diào)節(jié)值分量上。兩種有利的安排在此可選擇地獲得轉(zhuǎn)換。
第一(直接補償?shù)?變型方案規(guī)定，在控制元件中將可變的調(diào)節(jié)值分量的電壓信號轉(zhuǎn)換為可變的調(diào)節(jié)值電流分量，在該調(diào)節(jié)值電流分量上添加一個恒定的調(diào)節(jié)值電流分量，緊接著為了補償磁場感測器傳輸系數(shù)的變化而直接輸入到磁場感測器。在直接補償?shù)淖冃头桨钢?，磁場感測器的輸出端的有用信號是經(jīng)補償?shù)哪M信號，該信號可被用作這種信號或可被輸入給A/D轉(zhuǎn)換。
第二(間接補償?shù)?變型方案規(guī)定，在可變的調(diào)節(jié)值分量的電壓信號上添加一個恒定的調(diào)節(jié)值分量，緊接著作為參考信號輸入到置于磁場感測器之后的一個或多個A/D轉(zhuǎn)換器，以便間接地對磁場感測器傳輸系數(shù)的變化進行補償。在間接補償?shù)淖冃头桨钢休敵龆说挠杏眯盘柺窃谟糜谘a償?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器之后的經(jīng)補償?shù)臄?shù)字信號。
在電路裝置方面改進本發(fā)明的其它有利的特征在以下實施例的說明中強調(diào)。
此外在權(quán)利要求12中給出了本發(fā)明所基于的、針對用于補償?shù)姆椒ǖ娜蝿?wù)的解決方案。有利地改進本發(fā)明思想的特征是從屬權(quán)利要求13至20的主題。
因為在方法方面的優(yōu)點直接與電路裝置的優(yōu)點相聯(lián)系，這些優(yōu)點在上文中已經(jīng)得到其評價，所以這里放棄對其進行重復。
下面根據(jù)實施例來詳細講述本發(fā)明在電路裝置和方法方面的所有優(yōu)點和細節(jié)。其中

圖1示出了用于補償磁場感測器裝置傳輸系數(shù)的變化的本發(fā)明電路裝置的框圖；圖2示出了該電路裝置的電壓電流轉(zhuǎn)換器的詳細視圖；圖3示出了該電路裝置的控制元件的詳細視圖；圖4示出了該電路裝置的另一個控制元件的詳細視圖。
本發(fā)明的電路裝置圖1示出了具有一個磁場感測器裝置的本發(fā)明電路裝置，該磁場感測器裝置由兩個磁場感測器1a、1b(Msa，MSb)組成。這兩個磁場感測器1a、1b都加載有流經(jīng)電流線2的待檢測的測量電流Ix的磁場Bx。此外，這些磁場感測器1a、1b加載有相同大小的反平行的輔助磁場Bt、-Bt。輔助電流It通過相應(yīng)的輔助線圈裝置5a、5b產(chǎn)生輔助磁場Bt、-Bt。輔助線圈5a將由輔助電流It產(chǎn)生的輔助磁場Bt耦合到第一磁場感測器1a上，并且輔助線圈5b用同樣由相同的輔助電流It產(chǎn)生的輔助磁場-Bt來加載第二磁場感測器1b，該輔助磁場-Bt與輔助磁場Bt大小相同但是與其反平行。
產(chǎn)生輔助磁場Bt、-Bt的輔助電流It借助于電壓電流轉(zhuǎn)換器4(M)來產(chǎn)生。電壓電流轉(zhuǎn)換器4根據(jù)由輔助信號發(fā)生器3(G)提供給它的電壓Vg產(chǎn)生輔助電流It。
磁場感測器1a、1b在輸出端與第一求和元件12a連接，該第一求和元件本身在輸出端通過連接21a與相關(guān)器6連接。該相關(guān)器6在其第二輸入端具有與輔助信號發(fā)生器3的連接，其中這里存在已經(jīng)在產(chǎn)生輔助電流It時使用過的相同的電壓信號Vg。
在串聯(lián)電路中，在相關(guān)器6的輸出端后接著是第一A/D轉(zhuǎn)換器14、數(shù)字調(diào)節(jié)器28和D/A轉(zhuǎn)換器17。為了設(shè)定額定值，在第一變型方案中借助連接21b和另一個求和元件7在第一A/D轉(zhuǎn)換器14和數(shù)字調(diào)節(jié)器28之間布置一個額定值調(diào)整器8(S)，其中另一個求和元件7在下文中被稱為第四求和元件7。
根據(jù)本發(fā)明，D/A轉(zhuǎn)換器17的輸出信號Vd用作為磁場感測器1a、1b傳輸系數(shù)的變化補償?shù)目勺冋{(diào)節(jié)值分量。在不偏離本發(fā)明思想的情況下，根據(jù)電路技術(shù)在D/A轉(zhuǎn)換器之后可以執(zhí)行兩種變型方案。第一變型方案在特性上被稱為“直接補償”；另一個變型方案在下文中在敘述上被稱為“間接補償”。
在直接補償時，D/A轉(zhuǎn)換器17通過第一控制元件19(ΔS)與磁場感測器1a、1b連接，更確切地說與這些感測器的控制信號輸入端連接。在圖3中詳細地示出了該控制元件19。此處可以看出，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號Vd被輸入到壓控電流源19a。恒定電流分量Is借助于第六求和元件19c被添加到電流源19a的輸出端的電流信號Id上。在此，該恒定電流分量Is可以由輔助電流源19b提供，或者如圖2所示，第六求和元件19c與電壓電流轉(zhuǎn)換器4的電流輸出信號Ig連接。電壓電流轉(zhuǎn)換器4包含一個壓控電流源4b和一個后置的功能電路4a，可從該功能電流中提取出輔助電流Ig作為恒定的電流分量。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個變型方案中，規(guī)定了間接補償，即D/A轉(zhuǎn)換器17與第二控制元件18連接。如圖4所示，該第二控制元件18包含第三求和元件18a，輔助電壓源18b利用該第三求和元件18a把恒定的輔助電壓Vb導向該D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號Vd。第三求和元件18a的總信號Vrx與第一A/D轉(zhuǎn)換器以及與另一個、即第二A/D轉(zhuǎn)換器20連接，該第二A/D轉(zhuǎn)換器20在磁場感測器1a、1b的輸出端與第二求和元件12b連接。該第二求和元件12b用于確定只由測量電流Ix產(chǎn)生的磁場感測器1a、1b的輸出信號分量Vx，緊接著該輸出信號分量Vx在第二A/D轉(zhuǎn)換器20中被數(shù)字化。與Vx的A/D轉(zhuǎn)換并行的是，還可以繼續(xù)以模擬的方式使用該信號。
可選地，在很前面就已講述的、借助于額定值8和第四求和元件7的控制回路的數(shù)字額定值設(shè)定還可由模擬額定值設(shè)定、更確切地說借助于具有前置的衰減元件11的另一個、即第五求和元件10來代替，該衰減元件于輔助電壓發(fā)生器3連接。第五求和元件10被布置在第一求和元件12a和相關(guān)器6之間。在使用該額定值設(shè)定時，連接21a被中斷，但21c連接第一求和元件12a和第五求和元件10。此外，在第四求和元件7和數(shù)字調(diào)節(jié)器28之間的連接21b被中斷，但導線21d連接第一A/D轉(zhuǎn)換器14和數(shù)字調(diào)節(jié)器28。
優(yōu)選地，第一A/D轉(zhuǎn)換器14被構(gòu)造為∑/Δ轉(zhuǎn)換器；其應(yīng)盡可能無偏移(低偏移A/D轉(zhuǎn)換器)，其中在其處理速度方面對其無高要求。第二A/D轉(zhuǎn)換器20的情況正相反，其由于后面的計算而受偏移干擾不大，但比較而言其必須特別快。
本發(fā)明的要點是，上述電路裝置完全被構(gòu)造為集成電路裝置。首先，集成電路中所述額定值設(shè)定(在兩種安排中為Ns或Vz)和具有數(shù)字調(diào)節(jié)器28的調(diào)節(jié)值元件18或19的組合導致在補償磁場感測器1a、1b的傳輸系數(shù)的變化時、尤其在檢測電流時的目前為止還未公開的調(diào)節(jié)速度和調(diào)節(jié)精度的明顯改善，在電度表技術(shù)中檢測電流對計算來說是重要的。此外，本發(fā)明的集成電路在經(jīng)濟上特別有利并且在同型元件的參數(shù)差異方面也特別容易處理，這在下文中就整個集成電路裝置的工作方式更深入地進行解釋。
首先還應(yīng)注意的是，磁場感測器例如被構(gòu)造為霍爾發(fā)生器或磁敏晶體管。
本發(fā)明電路裝置的功能描述本發(fā)明的電路裝置用于補償磁場感測器傳輸系數(shù)的變化。該變化基于可能由溫度波動和老化引起的非線性。另外有意義的是，可以用最簡單的方式對付本發(fā)明類型的不同電路裝置的同型元件的參數(shù)差異。
磁場感測器1a、1b檢測由待測電流Ix產(chǎn)生的磁場Bx。在該磁場上疊加一個平行的輔助磁場Bt或一個反平行的輔助磁場-Bt，更具體的說這樣進行疊加，使得Bt由磁場感測器1a檢測并且-Bt由磁場感測器1b檢測。因此該輔助磁場對于一個磁場感測器來說使磁場減小數(shù)量Bt，而對于另一個磁場感測器來說使磁場增強數(shù)量Bt。
這樣布置磁場感測器1a和1b，使得如下得出其輸出信號Vma和Vmb對于磁場感測器1a，Vma＝0.5×(Vx+Vt)以及對于磁場感測器1b，Vmb＝0.5×(Vx-Vt)。
借助于第一求和元件12a對磁場感測器的輸出信號Vma、Vmb進行如下處理Vma-Vmb＝0.5×(Vx+Vt)-0.5×(Vx-Vt)＝Vt，并且在第一求和元件12a的輸出端得出只由輔助信號電流It產(chǎn)生的分量Vt。
在磁場感測器1a、1b之后的另一個、即第二求和元件12b導致輸出信號Vx，其中Vma+Vmb＝0.5×(Vx+Vt)+0.5×(Vx-Vt)＝Vx。
該輸出信號Vx表示Vma或Vmb的測量信號分量，并且只基于由測量電流Ix產(chǎn)生的磁場Bx。
在用于補償?shù)目刂苹芈分?，Vt通過連接21a被輸入到相關(guān)器6，該相關(guān)器具有作為另一輸入信號的輔助信號發(fā)生器3的輔助電壓Vg。相關(guān)器輸出信號Vk被輸入到A/D轉(zhuǎn)換14并且緊接著作為數(shù)字化信號Nk通過連接21b輸入到第四求和元件7上的額定值設(shè)定Ns。利用該額定值設(shè)定Ns，信號Nd＝Nk-Ns被輸入到數(shù)字調(diào)節(jié)器，并且該數(shù)字調(diào)節(jié)器這樣工作，使得作為后置的D/A轉(zhuǎn)換器17的輸出信號只產(chǎn)生可變的調(diào)節(jié)值分量Vd，該可變的調(diào)節(jié)值分量決定性地小于用于補償?shù)恼麄€調(diào)節(jié)值，該調(diào)節(jié)值由可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd或Id)和待添加的恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb或Is)組成。
用這種方式可使數(shù)字調(diào)節(jié)器28工作在與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯較小的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，由此顯著改善其信/噪比；由此數(shù)字調(diào)節(jié)器不僅更精確而且此外顯示出明顯更高的調(diào)節(jié)速度。
根據(jù)該數(shù)字額定值設(shè)定Ns，在相關(guān)器6之前同樣可以替代地選擇模擬額定值設(shè)定。為此成立連接21a和21b中斷，而連接21c和21d閉合，其中數(shù)字調(diào)節(jié)器以與其在數(shù)字額定值設(shè)定Ns的情況下相同的作用方式工作。
兩個額定值設(shè)定的共同點是它們是可單獨調(diào)節(jié)的。這導致另一個優(yōu)點，即在新狀態(tài)下可單獨調(diào)節(jié)的、衰減的輔助發(fā)生器信號、簡而言之即衰減電壓Vz或可單獨調(diào)節(jié)的額定值Ns這樣被調(diào)節(jié)，使得數(shù)字調(diào)節(jié)器28被調(diào)節(jié)到其調(diào)節(jié)范圍的中點。用這種簡單的方法可以為了補償相同類型的不同電路裝置的同型元件的參數(shù)差異而匹配整個電路裝置。因此，根據(jù)本發(fā)明的可單獨調(diào)節(jié)的額定值設(shè)定Vz或Ns允許進一步減小數(shù)字調(diào)節(jié)范圍并且表示在精確度和調(diào)節(jié)速度方面的進一步改善。
在D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端，在考慮可變的調(diào)節(jié)值分量Vd的情況下，對磁場感測器1a、1b的傳輸系數(shù)的變化進行“直接補償”或“間接補償”。
直接補償在直接補償?shù)那闆r下，可變的調(diào)節(jié)值分量Vd在第一控制元件19中借助于壓控電流源19a被轉(zhuǎn)換成可變的調(diào)節(jié)值電流分量Id。緊接著，將一個恒定的調(diào)節(jié)值分量Is添加到該可變的調(diào)節(jié)值電流分量Id上。結(jié)果是針對磁場感測器1a、1b的、用于直接影響其傳輸函數(shù)的控制電流信號Ir。該恒定的調(diào)節(jié)值分量Is可選擇性地從輔助電流源19或電壓電流轉(zhuǎn)換器4提取。該電壓電流轉(zhuǎn)換器包含一個壓控電流源4b和一個功能電路4a，可從該功能電路提取恒定的調(diào)節(jié)值電流分量Ig。
間接補償在間接補償?shù)那闆r下，在第二控制元件18中，可借助第三求和元件18a直接在該可變的調(diào)節(jié)值分量Vd上添加恒定的調(diào)節(jié)值分量Vb。然后，調(diào)節(jié)值Vd+Vb作為控制信號Vrx被輸入到兩個A/D轉(zhuǎn)換器14和20，由此對磁場感測器1a、1b的傳輸函數(shù)的變化進行間接補償，即通過控制置于其后的A/D轉(zhuǎn)換器。
在任何情況下在穩(wěn)定狀態(tài)下，適用于整個控制回路的是衰減電壓Vz與輔助信號分量Vt一樣大，或者數(shù)字化相關(guān)信號Nk與數(shù)字額定值Ns一樣大。
除了根據(jù)本發(fā)明已獲得的那些優(yōu)點，電路裝置在接通瞬間還具有另一個優(yōu)點。利用有利于調(diào)節(jié)速度和不利于調(diào)節(jié)精度的妥協(xié)，數(shù)字調(diào)節(jié)器28的傳輸系數(shù)在5s的接通階段中被明顯提高，以便引起調(diào)節(jié)的快速接近；然后緊接著為持續(xù)工作而重置數(shù)字調(diào)節(jié)器28的傳輸系數(shù)。由于對數(shù)字調(diào)節(jié)器的數(shù)字影響，所以可以特別簡單地執(zhí)行該措施。
數(shù)字調(diào)節(jié)器本身包含一個數(shù)字積分器29和一個鎖存器15(Latch，L)。通過時鐘16(CL)在時間上對整個電路裝置進行控制，該時鐘產(chǎn)生和輸出(針對A/D轉(zhuǎn)換器14和20的)時鐘信號Fs和(針對鎖存器15的)時鐘信號Fl。
權(quán)利要求
1.用于補償磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化的電路裝置，-具有一個連接在輔助信號發(fā)生器(3)上的線圈裝置(5a，5b)，用于產(chǎn)生與待測磁場(Bx)疊加的輔助磁場(Bt，-Bt)，所述輔助信號發(fā)生器(3)具有后置的電壓電流轉(zhuǎn)換器(4)，其中存在第一求和元件(12a)，用于確定所述磁場感測器裝置(1a，1b)的輸出電壓(Vma，Vmb)中單獨由所述輔助磁場(Bt)產(chǎn)生的分量(Vt)，-具有一個相關(guān)器(6)，其輸入端一方面與所述第一求和元件(12a)的輸出端連接，并且其另一方面與所述輔助信號發(fā)生器(3)的電壓信號輸出端(Vg)連接，其特征在于，所述電路裝置被構(gòu)造為集成電路，所述相關(guān)器(6)的輸出端被布置在第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)、一個數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)和一個D/A轉(zhuǎn)換器(17)組成的串聯(lián)電路中，以及利用在所述串聯(lián)電路(14，28，17)的輸出端產(chǎn)生的可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)和與其相加的恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb，Is)，可以補償所述磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)可通過第一控制元件(19)輸入到所述磁場感測器裝置(1a，1b)。
3.如權(quán)利要求2所述的電路裝置，其特征在于，串聯(lián)電路中的所述第一控制元件(19)包含一個用于根據(jù)所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)產(chǎn)生可變的調(diào)節(jié)值電流分量(Id)的壓控電流源(19a)和第六求和元件(19c)，其中借助于所述第六求和元件(19c)可將一個恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)添加到所述可變的調(diào)節(jié)值電流分量(Id)上。
4.如權(quán)利要求3所述的電路裝置，其特征在于，所述第六求和元件(19c)與用于提供所述恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)的輔助電流源(19b)連接。
5.如權(quán)利要求3所述的電路裝置，其特征在于，所述第六求和元件(19c)與用于提供所述恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)的電壓電流發(fā)生器(4)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，存在第二求和元件(12b)，用于確定所述磁場感測器裝置(1a，1b)的輸出電壓(Vma，Vmb)中單獨由所述待測磁場(Bx)產(chǎn)生的分量(Vx)，以及在所述第二求和元件(12b)的輸出端布置另一個A/D轉(zhuǎn)換器(20)，其中其傳輸函數(shù)和所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)的傳輸函數(shù)可借助于由所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)和所述恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb)得到的和(Vrx)來影響。
7.如權(quán)利要求6所述的電路裝置，其特征在于，在所述D/A轉(zhuǎn)換器(17)和所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)或所述另一個A/D轉(zhuǎn)換器(20)之間設(shè)有第二控制元件(18)，其為所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)或所述另一個A/D轉(zhuǎn)換器(20)提供參考電壓(Vrx)。
8.如權(quán)利要求7所述的電路裝置，其特征在于，所述第二控制元件(18)包含具有恒定的輔助電壓(Vb)的輔助電壓源(18b)和用于將所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)和所述輔助電壓(Vb)相加的第三求和元件(18a)。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的電路裝置，其特征在于，在所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)和所述數(shù)字調(diào)節(jié)器(29)之間布置第四求和元件(7)，其在輸入端與額定值調(diào)整器(8)和所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)連接并且其在輸出端與所述數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)連接。
10.如述權(quán)利要求1至8之一所述的電路裝置，其特征在于，在所述第一求和元件(12a)和所述相關(guān)器(6)之間布置第五求和元件(10)，其中所述第一求和元件(12a)的輸出端與所述第五求和元件(10)的輸入端連接，并且其中所述第五求和元件(10)的另一個輸入端通過衰減元件(11)與所述輔助信號發(fā)生器(3)的電壓信號輸出端(Vg)連接。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述第一A/D轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為∑/Δ調(diào)制器。
12.用于補償磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化的方法，-其中利用一個連接在輔助信號發(fā)生器(3)上的線圈裝置(5a，5b)產(chǎn)生與待測磁場(Bx)疊加的輔助磁場(Bt)，所述輔助信號發(fā)生器(3)具有后置的電壓電流轉(zhuǎn)換器(4)，-其中借助于第一求和元件(12a)確定所述磁場感測器裝置(1a，1b)的輸出電壓(Vma，Vmb)中單獨由所述輔助磁場(Bt)產(chǎn)生的分量(Vt)，-其中所述輸出電壓(Vma，Vmb)中單獨由所述輔助磁場(Bt)產(chǎn)生的分量(Vt)被輸入到相關(guān)器(6)的第一輸入端上，以及其中所述輔助信號發(fā)生器(3)的電壓信號(Vg)被輸入到所述相關(guān)器(6)的第二輸入端上，其特征在于，所述相關(guān)器(6)的輸出信號(Vk)被輸入到一個A/D轉(zhuǎn)換器(14)、一個數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)和一個D/A轉(zhuǎn)換器(17)組成的串聯(lián)電路中，以及利用在所述串聯(lián)電路(14，28，17)的輸出端產(chǎn)生的可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd，Id)和與其相加的恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb，Is)來補償所述磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)通過第一控制元件(19)被輸入到所述磁場感測器裝置(1a，1b)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，串聯(lián)電路中的所述第一控制元件(19)包含一個用于根據(jù)所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)產(chǎn)生可變的調(diào)節(jié)值電流分量(Id)的壓控電流源(19a)和第六求和元件(19c)，其中借助于所述第六求和元件(19c)將一個恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)添加到所述可變的調(diào)節(jié)值電流分量(Id)上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，借助于輔助電流源(19b)將所述恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)輸入到所述第六求和元件(19c)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，借助于電壓電流轉(zhuǎn)換器(4)將所述恒定的調(diào)節(jié)值電流分量(Is)輸入到所述第六求和元件(19c)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，借助于第二求和元件(12b)確定所述磁場感測器裝置(1a，1b)的輸出電壓(Vma，Vmb)中單獨由所述待測磁場(Bx)產(chǎn)生的分量(Vx)，在所述第二求和元件(12b)的輸出端布置另一個A/D轉(zhuǎn)換器(20)，以及為了補償所述磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化，利用在所述串聯(lián)電路(14，28，17)的輸出端產(chǎn)生的可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)和與其相加的所述恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb)來調(diào)節(jié)所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)和所述第二A/D轉(zhuǎn)換器(20)各自的傳輸函數(shù)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在所述串聯(lián)電路(14，28，17)的輸出端布置第二控制元件(18)，在所述第二控制元件中借助于第三求和元件(18a)將輔助電壓源(18b)的所述恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb)添加到所述可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)上。
19.如權(quán)利要求12至18之一所述的方法，其特征在于，借助于第四求和元件(7)將一個可調(diào)節(jié)的額定值(Ns)添加到所述第一A/D轉(zhuǎn)換器(14)的輸出信號上，以及為了考慮到所述電路裝置的同型元件的參數(shù)差異，在新狀態(tài)下借助于可單獨調(diào)節(jié)的額定值(Ns)將所述數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)的調(diào)節(jié)范圍調(diào)到其中間值。
20.如述權(quán)利要求12至18之一所述的方法，其特征在于，借助于第五求和元件(10)將一個可單獨調(diào)節(jié)的衰減電壓(Vz)添加到所述第一求和元件(12a)的輸出信號(Vt)上，所述衰減電壓由通過衰減元件(11)輸入的所述輔助信號發(fā)生器(3)的電壓信號(Vg)構(gòu)成，以及為了考慮到所述電路裝置的同型元件的參數(shù)差異，在新狀態(tài)下借助于可單獨調(diào)節(jié)的衰減電壓(Vz)將所述數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)的調(diào)節(jié)范圍調(diào)到其中間值。
全文摘要
在一種用于補償磁場感測器裝置(1a，1b)的傳輸系數(shù)的變化的電路裝置中，用于這種補償?shù)目刂苹芈繁粯?gòu)造為集成電路，其中借助于調(diào)節(jié)信號偏移來補償傳輸系數(shù)的變化。該電路裝置的優(yōu)點是，具有由一個A/D轉(zhuǎn)換器(14)、一個數(shù)字調(diào)節(jié)器(28)和一個D/A轉(zhuǎn)換器(17)組成的串聯(lián)電路的控制回路精度較高并且調(diào)節(jié)速度較高；在此通過以下方式實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯更精確的并且更快的調(diào)節(jié)，即通過數(shù)字調(diào)節(jié)器只輸入一個可變的調(diào)節(jié)值分量(Vd)，之后才將一個恒定的調(diào)節(jié)值分量(Vb，Is)添加到真正的用于補償?shù)恼{(diào)節(jié)值(Vrx，Ir)上。
文檔編號G01R15/20GK1666107SQ03815360
公開日2005年9月7日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者J·彼得 申請人:蘭迪斯+蓋爾股份有限公司