[发明专利]桥式传感器偏置和读出系统

说明书

本申请公开了桥式传感器偏置和读出系统。一种用于测量物理量的传感器系统(100)。传感器系统(100)包括：桥式传感器(110)，该桥式传感器(110)包括至少两个端子对；电流源(150)，该电流源(150)用于在偏置端子对之间施加偏置电流，在读出端子对(113、114)上产生差分传感器信号，其中差分传感器信号指示物理量；和放大器(120)，该放大器(120)包括用于接收差分信号的第一输入节点(121)和第二输入节点(122)、以及至少一个输出节点(123、124)，其中放大器(120)被配置用于放大差分传感器信号并将所得的信号置于至少一个输出节点(123、124)上，其中，传感器系统(100)被配置使得在操作中，放大器(120)由偏置电流的至少一部分供电。

技术领域

本发明涉及传感器系统。更具体地，本发明涉及使用用于测量物理量的桥式传感器的传感器系统，并且其被配置用于偏置和读出桥式传感器。

背景技术

桥式传感器通常包括至少两对端子。通过在一对端子之间施加电流和在另一对端子之间测量所得的信号来测量物理量。所得的信号是物理量的度量。

图1示意性地示出了包括桥式传感器的传感器系统的示例。此类桥式传感器是通过向传感器110的两个激励节点(一对端子)施加电压或电流被偏置的。在此示例中，电流是使用电流源150来施加。桥式传感器可以是霍尔板110。霍尔板输出电压(或者有时输出电流)是从霍尔板的两个读出节点(V_H+和V_H-)来收集。在存在磁场的情况下，该差分电压与磁场成正比。读出节点被连接至放大器130，优选地连接至低噪声放大器。通常，存在尽可能靠近霍尔板的第一级放大(例如，使用低噪声放大器)。第一级是对于传感器整体噪声系数的最重要级。

用于激励和读出的节点通常被切换。图2中示出了其示例，其中桥式传感器的节点与开关电路210连接。在左侧，开关210与接触节点连接且与电流源150连接。使用这些开关，选择哪些节点用于施加偏置电流或电压是可能的。在右侧，开关220与接触节点连接。使用这些开关，选择哪些节点为用于收集霍尔板输出电压(V_H+和V_H-)的读出节点是可能的。

在一些现有技术解决方案中，测量的准确度通过施加电流旋转来提高。在当前的电流旋转技术中，霍尔板节点(用于偏置和读出)的功能以系统的和高度重复的方式来改变，以将偏移与有用磁信号分离开。通过这些重复的方案，电流旋转提供了一种适用于霍尔传感器的“斩波”形式。

这些技术也可应用于其他类型的桥式传感器，诸如压力传感器或其他类型的磁传感器。

一般的传感器的重要共同要求(以及具体的桥式传感器的重要共同要求)是它们的功耗。这对于包括多个桥式传感器的传感器系统的情况尤其如此。当多个桥式传感器需要被进行偏置并同时读出时，这会产生显著的电流消耗，该显著的电流消耗是由于同时对多个桥式传感器进行偏置、放大和读出而引起的。例如，通常每个桥式传感器可消耗0.3mA。在100个桥式传感器被同时读出的情况下，这产生30mA的总电流。对于小集成电路，这是一个显著的电流消耗。

因此存在提供良好的传感器系统的需要，该传感器系统允许对具有降低的功耗的桥式传感器进行偏置和读出。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供良好的传感器系统，该传感器系统包括桥式传感器，并配置用于偏置和读取桥式传感器。

以上目的由根据本发明的方法和设备来实现。

本发明的实施例涉及用于测量物理量的传感器系统。传感器系统包括：

桥式传感器，包括至少两个端子对，