霍爾傳感器的工作原理及實際應用論(編輯修改稿)
2025-02-03 06:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電壓為 VCC= 15V 時 , 觸發(fā)器正觸發(fā)的閾值電壓為 8. 3V, 負觸發(fā)的閾值電壓為 5. 2V( 實測 ) . 初步選定霍爾開關(guān)的“工作點”為 Bop=70mT ,此 時 磁鋼 與 霍 爾 片 的 距 離 為 r =4. 2m m. 根據(jù)霍爾效應原理 , 當 Bop= 70mT 時 ,霍爾電勢差為 VH= 6. 1mV. 若要使 D 觸發(fā)器輸出轉(zhuǎn)換 為高電平 , 它的輸入要大于 8. 3V,要將 V H 放大 1 360 倍以上 . 由此增益推出 , 若要使 D 觸發(fā)器輸出轉(zhuǎn)換為低電平 , 它的輸入要小于 5. 2V, 對應的 VH 小于 3. 8mV, “釋放點”為 B rp= 44mT ,此時磁鋼與霍爾片的距離為 r =5. 4m V H 放大后要用單端方式輸出 , 雖然它的差模信號只有幾 m V, 但是共模噪聲可高達幾 V, 且差模信號的放大倍數(shù)要求上千倍之高 , 因此放大器減小輸入漂移、噪聲的能力和抑制共模信號的能力等因素對總的精度至關(guān)重 要 . 考慮到上述這些特點 , 若采用單級放大 , 一個微小的擾動都會使輸出達到飽和 , 而且單級放大倍數(shù)過大容易引起線路自激振蕩 , 同時降低頻帶寬度 . 通過對多種方案的試驗、比較 , 我們認為應該采用多級放大 , 本實驗中采用的 2 級放大的高輸入阻抗差分放大器效果最好 .所設(shè)計的開關(guān)型霍爾 傳感器的電路如圖 3 所示 , 其 中 : A1～ A4 運 算放大器 全部采 用177。 15V電源 .3. 2 差分放大器的設(shè)計 3. 2. 1 輸入電阻僅使用 2 個放大器的高輸入阻抗放大電路如圖 3 中的虛線框 ( 1) 部分 , 它是 2 個同相放大器的簡單串聯(lián)組合 , 差動輸入信號從 2 個放大器的同相端送入 , 從而獲得很高的輸入電阻 . 根據(jù)運算放大器的理論知識 , 由圖 3 不難看出 , 差動輸入電阻幾乎就是 2 個運算放大器的共模輸入電阻之和 . 當 A1, A2 的共模輸入電阻 rC 相等時 , 本電路的差動輸入電阻可表示為 r id≈ 2rC ( 1)共模輸入電阻為 r iC ≈ 12rC ( 2) 差分放大電路的增益 圖 3 開關(guān)型霍爾傳感器電路圖 設(shè) V P = 0,圖 3 中的 A2 是同相比例運算放大器 , 它的輸出電壓為 (3) A1 是雙端輸入比例運算
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