CN114323083B

CN114323083B - 霍尔传感器件和电子设备

Info

Publication number: CN114323083B
Application number: CN202111550084.2A
Authority: CN
Inventors: 邹晓磊; 张志红; 皮永祥
Original assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2024-08-20
Anticipated expiration: 2041-12-17
Also published as: CN114323083A

Abstract

本申请公开一种霍尔传感器件和电子设备，所述霍尔传感器件包括：全极性霍尔传感模块，用于检测外部磁场，并将所述外部磁场分别与南极磁场阈值、北极磁场阈值比较后，输出对应的南极比较信号和北极比较信号；切换模块，连接至所述全极性霍尔传感模块，用于接收所述南极比较信号和北极比较信号，并依次交替输出所述南极比较信号和所述北极比较信号；降噪逻辑模块，连接至所述切换模块的输出端，用于对依次接收的所述南极比较信号和北极比较信号进行降噪处理后，输出控制信号。上述霍尔传感器件的灵敏度提高，能够实现稳定可靠的信号输出。

Description

霍尔传感器件和电子设备

技术领域

本申请涉及霍尔传感技术领域，具体涉及霍尔传感器件和电子设备。

背景技术

霍尔器件是一种基于霍尔效应原理制作的磁性传感器，霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体内垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差被称为霍尔电势差。

霍尔传感器件内部集成了霍尔器件，此类传感器件具有功耗小、灵敏度高、输入输出隔离度高等特点，已经被广泛应用于工业、通信和仪器制造等领域。霍尔传感器开关电路广泛应用于工业、通信和仪器制造等领域。请参考图1，为双极性霍尔开关功能图。磁铁的南极或北极靠近霍尔开关芯片表面，当芯片表面的磁场强度大于南极磁场阈值BOPS或北极磁场BOPN时，霍尔开关的输出都会由高电平变成低电平。

现有技术中，霍尔开关的灵敏度还有待进一步的提高。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种霍尔传感器件和电子设备，以提高霍尔传感器件的灵敏度。

本申请提供的一种霍尔传感器件，包括：全极性霍尔传感模块，用于检测外部磁场，并将所述外部磁场分别与南极磁场阈值、北极磁场阈值比较后，输出对应的南极比较信号和北极比较信号；切换模块，连接至所述全极性霍尔传感模块，用于接收所述南极比较信号和所述北极比较信号，并依次交替输出所述南极比较信号和所述北极比较信号；降噪逻辑模块，连接至所述切换模块的输出端，用于对依次接收的所述南极比较信号和北极比较信号进行降噪处理后，输出控制信号。

可选的，所述降噪逻辑模块包括降噪单元，所述降噪单元用于在连续N1次南极比较信号均相同时，输出所述南极比较信号，在连续N2次北极比较信号均相同时，输出所述北极比较信号。

可选的，所述降噪单元包括(N1+N2)位移位寄存器和连接至所述移位寄存器各个输出端的比较单元；所述(N1+N2)位移位寄存器用于在第一时钟信号控制下，将所述切换模块依次交替输出的N1个南极比较信号和N2个北极比较信号并行输出为(N1+N2)位比较信号；所述比较单元用于在所述移位寄存器输出的N1位南极比较信号均相同，以及N2位北极比较信号均相同时，输出高电平，作为时钟信号。

可选的，所述移位寄存器包括(N1+N2)个输出端和输入端顺次连接的触发器，其中首位的触发器的输入端连接至所述全极性霍尔传感模块的输出端，其中两个触发器的输出端还分别连接至所述逻辑运算单元的两个输入端，用于分别输出南极比较信号和北极比较信号。

可选的，所述比较单元包括两个子比较单元和时钟信号产生子单元；其中一个子比较单元连接至所述移位寄存器的南极比较信号的输出端，用于比较各个南极比较信号是否相同，另一个子比较单元连接至所述移位寄存器的北极比较信号的输出端，用于比较各个北极比较信号是否相同；所述时钟信号产生子单元连接至所述两个子比较单元的输出端，用于对所述两个子比较单元的输出信号进行与运算，并输出运算结果作为第三时钟信号。

可选的，所述子比较单元包括或门、第一与非门、第二与非门，所述或门和第一与非门的输入端均连接至所述移位寄存器的对应的比较信号的输出端，所述或门和第一与非门的输出端均连接至所述第二与非门的输入端。

可选的，所述时钟信号产生子单元包括与门，所述与门连接至所述两个子比较单元的第二与非门的输出端，在第二时钟信号控制下，对所述两个子比较单元输出的信号进行与运算，并输出运算结果作为第三时钟信号。

可选的，所述第二时钟信号的上升沿时刻位于所述第一时钟信号的每(N1+N2)个上升沿之间。

可选的，所述降噪逻辑模块还包括逻辑运算单元，所述逻辑运算单元连接至所述降噪单元输出端，用于对所述降噪单元输出的南极比较信号和北极比较信号进行逻辑运算；其中，N1和N2均为大于等于2的整数。

可选的，所述逻辑运算为同或运算，在接收到的任意一个比较信号的电平发生翻转时，所述控制信号的电平发生翻转。

可选的，所述逻辑运算单元包括：两个触发器以及同或门；所述两个触发器的输入端分别连接至所述降噪单元的两个输出端，所述两个触发器的输出端分别连接至所述同或门的输入端，所述两个触发器用于分别接收所述降噪单元输出的南极比较信号和北极比较信号，由所述同或门进行同或运算后输出所述控制信号。

可选的，所述全极性霍尔传感模块包括南极霍尔传感单元和北极霍尔传感单元；所述南极霍尔传感单元用于输出外部磁场与南极磁场阈值的南极比较信号，所述北极霍尔传感单元用于输出外部磁场与北极磁场阈值的北极比较信号。

可选的，所述切换模块包括两个开关，其中一个开关连接于所述南极霍尔传感单元与所述降噪逻辑模块的输入端之间的连接路径上，另一个开关连接于所述北极霍尔传感单元与所述降噪逻辑模块的输入端之间的连接路径上。

本申请还提供一种电子设备，包括：上述任一项所述的霍尔传感器件。

本申请的霍尔传感器件能够对霍尔传感模块输出的南极比较信号、北极比较信号进行降噪逻辑处理，提高灵敏度，改善外部磁场抖动导致磁场阈值不稳定的问题，输出稳定可靠的控制信号。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的全极性霍尔传感器开关的功能示意图；

图2是外部磁场抖动导致的霍尔电压的噪声的示意图；

图3是本申请一实施例的霍尔传感器件的结构示意图；

图4是本申请一实施例的霍尔传感器件的结构示意图；

图5是外部磁场抖动导致的霍尔电压的噪声的分布示意图；

图6是本申请一实施例的霍尔传感器件的全极性霍尔传感模块的结构示意图；

图7是本申请一实施例的霍尔传感器件的局部电路结构示意图；

图8是本申请一实施例的霍尔传感器件的局部电路结构示意图；

图9是本申请一实施例的霍尔传感器件的各个开关控制信号和时钟信号的时序示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，现有的霍尔传感器件的灵敏度有待进一步提高。

霍尔元件输出霍尔电压V_H与参考电压Vref通过比较器比较后输出控制信号，参考电压Vref为磁场阈值对应的霍尔电压V_H值。当霍尔传感器开关的外加磁场为磁场阈值时，A·V_H-Vref＝0，A为对霍尔电压的放大倍数。

实际情况下，需要考虑磁场抖动带来的影响，A·V_H-Vref+V_noise＝0，V_noise为磁场抖动量产生的霍尔电压的噪声信号。由于磁场抖动是一个随机过程，产生的霍尔电压的噪声V_noise的幅值有正也有负(请参考图2)，当霍尔传感器处于阈值磁场时，由于噪声的存在，比较器的翻转点就不确定，影响开关的准确性。在低压高温条件下，霍尔的灵敏度降低，电路噪声增大，有效霍尔电压V_H减小，噪声V_noise变大，会使得比较器翻转点不确定的问题更严重。

本发明提出一种新的霍尔传感器件，能够滤除部分磁场抖动带来的噪声，保证稳定可靠的切换，提高灵敏度。

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参考图3，为本发明一实施例的霍尔传感器件的结构示意图。

所述霍尔传感器件包括全极性霍尔传感模块110、切换模块130和降噪逻辑模块120。

所述全极性霍尔传感模块110用于检测外部磁场，并将所述外部磁场分别与南极磁场阈值、北极磁场阈值比较后，输出对应的南极比较信号Vo1和北极比较信号Vo2。在外部磁场达到对应的磁场阈值时，输出的比较信号发生翻转，所述比较信号为0(低)或1(高电平)，比较信号发生翻转包括从0翻转为1，或者从1翻转为0。

所述南极磁场和北极磁场仅指代两个方向相反的磁场，南极和北极并不一定与地理的南北极严格对应。

所述全极性霍尔传感模块110包括霍尔元件，能够根据外加磁场变化产生对应的霍尔电压。该实施例中，所述霍尔元件为霍尔盘，所述霍尔元件为正方形的霍尔盘，所述两对信号端分别为于两组相对的顶角。具有两对信号端，其中一对信号端作为两个控制端，连接至控制电压端，用于输入控制电压，另一对信号端作为两个输出端，所述两个输出端用于输出与外部磁场相关的传感信号。在本发明的实施例中，所述全极性霍尔传感模块110包括两个霍尔元件，分别用于感应南极磁场和北极磁场，从而分别产生南极磁场对应的霍尔电压、北极磁场产生的霍尔电压，并与对应的阈值电压比较，从而输出相应的比较信号。该实施例中，两个控制端和两个输出端分别位于正方形霍尔盘的两个相对的顶角，控制端之间的控制电流方向与输出端之间的感应电流相位相差90°。

所述切换模块130，连接至所述全极性霍尔传感模块110的输出端，用于接收所述南极比较信号和北极比较信号，并依次交替输出所述南极比较信号和所述北极比较信号。

所述降噪逻辑模块120，连接至所述切换模块130的输出端，用于对依次接收的南极比较信号Vo1和北极比较信号Vo2进行降噪处理后，输出控制信号。所述降噪处理可以包括去噪，以及进一步的逻辑处理。

通过降噪，可以滤除部分由于磁场抖动带来的噪声，从而提高所述霍尔传感器件的灵敏度，以及输出信号的稳定性。

请参考图4，为本发明一实施例的霍尔传感器件的结构示意图。

该实施例中，所述全极性霍尔传感模块110包括南极霍尔传感单元111以及北极霍尔传感单元112，所述南极霍尔传感单元111用于感应南极磁场，并与南极磁场阈值比较，输出南极比较信号Vo1；所述北极霍尔传感单元112用于感应北极磁场，并与北极磁场阈值比较，输出北极比较信号Vo2。

所述切换模块130包括开关S1和开关S2，开关S1连接于所述南极霍尔传感单元111的输出端与所述降噪逻辑模块120的输入端之间的连接路径上,开关S2连接于北极霍尔传感单元112与所述降噪逻辑模块120的输入端之间的路径上。通过依次切换开关S1和开关S2的通断状态，依次交替输出南极比较信号Vo1和北极比较信号Vo2。

所述降噪逻辑模块120包括降噪单元121，所述降噪单元121用于对在连续N1次南极比较信号均相同时，输出所述南极比较信号，在连续N2次北极比较信号均相同时，输出所述北极比较信号。

所述降噪逻辑模块120还包括逻辑运算单元122，所述逻辑运算单元122连接至所述降噪单元121输出端，用于对所述降噪单元121输出的降噪后的南、北极比较信号进行逻辑运算，并输出控制信号VO；其中，N1和N2均为大于等于2的整数。

由于电路中的噪声分布符合正态分布，如图5所示。正态分布中的标准差σ为：

噪声的有效值U_{N_rms}为：

其中，y(i)为噪声采样获得的n个样点值，Y为n个样点的平均值。可以发现，当采样点n较大时：

σ≈U_{N_rms}。

由上述公式以及根据正态分布的置信区间分布，以采样点数量为3时，当噪声Vnoise的幅值为Vn≤2σ时，其发生概率最大为P1＝68.2％，要连续三次噪声有效值Vn≤2σ，发生的概率最大为P13＝31.7％。当噪声的幅值为Vn≤4σ时，其发生概率最大为P2＝95.4％，要连续三次噪声有效值Vn≤4σ，发生的概率最大为P23＝86.8％。当噪声的幅值为Vn≤6σ时，其发生概率最大为P3＝99.6％，要连续三次噪声有效值Vn≤6σ，发生的概率最大为P33＝98.9％，由上述分析可见，噪声较大时，连续产生噪声的概率很高，那么会导致比较信号在连续多次内不稳定；而噪声较小时，连续产生噪声的概率较小，比较信号在连续多次较为稳定。因此，在比较信号连续多次均相同的情况下，从概率上来看，噪声是比较小的，此时输出的比较信号中的噪声通常较小，可以实现对噪声的滤除作用。

信号连续相同的次数越高，噪声越小，在一些实施例中N1≥3，N2≥3，以取得较高的降噪效果。进一步的，为了能够对南极和北极磁场起到相同的降噪效果，N1＝N2。该实施例中，N1＝N3＝3。

所述逻辑运算单元122用于进行同或运算，即：当外部磁场同时小于南极磁场阈值和北极磁场阈值时，VO＝1(高电平)，否则外部磁场大于任意一个磁场阈值，VO＝0(低电平)，从而实现如图1所示的开关信号功能。

所述逻辑运算可以为同或运算、锁存逻辑运算等各种逻辑运算形式，本领域技术人员可以根据实际需要进行合理设计。

由于所示逻辑运算单元122进行运算的信号中噪声较小，有效信号占比更大，从而使得所述霍尔传感器件对于外部有效磁场信号的传感灵敏度更高，输出的控制信号的切换点更为准确，信号更为稳定。

请参考图6，为本发明一实施例的霍尔传感器件中的全极性霍尔传感模块的结构示意图。

所述霍尔传感模块110包括南极霍尔传感单元111和北极霍尔传感单元112。

具体的，所述南极霍尔传感单元111包括：霍尔盘1，放大器AMP1，比较器CMP1。霍尔盘1的两个相对的信号端H1、H3作为信号控制端，信号端H1连接至电源VDD，信号端H2接地；另外两个信号端H2、H4作为信号输出端，其中信号端H4连接至所述放大器AMP1的正输入端，信号端H2连接至所述放大器AMP1的负输入端，所述放大器AMP1用于对所述霍尔盘1输出的霍尔电压VH进行放大后输出。所述放大器AMP1的输出端连接至所述比较器CMP1的正输入端，所述比较器CMP1的负输入端连接至参考电压Vref，用于将所述霍尔电压与所述参考电压比较，并输出比较信号Vo1。所述参考电压Vref对应于所述霍尔盘1在南极磁场阈值BOPS下，所能产生的霍尔电压。

相应的，所述北极霍尔传感单元112包括霍尔盘2，放大器AMP2，比较器CMP2。霍尔盘1的两个相对的信号端H2、H4作为信号控制端，信号端H2连接至电源VDD，信号端H4接地；另外两个信号端H1、H3作为信号输出端，其中信号端H3连接至所述放大器AMP2的正输入端，信号端H1连接至所述放大器AMP1的负输入端，所述放大器AMP2用于对所述霍尔盘2输出的霍尔电压-VH(与霍尔盘1产生的霍尔电压方向相反)进行放大后输出。所述放大器AMP2的输出端连接至所述比较器CMP2的正输入端，所述比较器CMP2的负输入端连接至参考电压Vref，用于将所述霍尔电压与所述参考电压比较，并输出比较信号Vo2。所述参考电压Vref对应于所述霍尔盘2在北极磁场阈值BOPN下，所能产生的霍尔电压。所述霍尔盘1和所述霍尔盘2的两个控制端之间的控制电流方向之间成90°，用于感应相互垂直的两个磁场。

该实施例中，所述北极磁场阈值BOPN和所述南极磁场阈值BOPS的绝对值相同，方向相反，因此，对应相同大小的参考电压Vref。在其他实施例中，所述北极磁场阈值BOPN和所述南极磁场阈值BOPS的绝对值也可以不同，所述比较器CMP1和所述比较器CMP2分别连接至不同大小的参考电压。

请参考图7，为本发明一实施例的霍尔传感器件的降噪逻辑模块的结构示意图。

该实施例中，所述降噪逻辑模块120包括降噪单元121和逻辑运算单元122。

所述降噪单元121包括(N1+N2)位移位寄存器和连接至所述移位寄存器各个输出端的比较单元；所述(N1+N2)位移位寄存器用于在第一时钟信号控制下，将所述全极性霍尔传感模块110依次串行输出的N1个南极比较信号和N2个北极比较信号并行输出为(N1+N2)位比较信号；所述比较单元用于在所述移位寄存器输出的N1位南极比较信号均相同，以及N2位北极比较信号均相同时，输出高电平，作为时钟信号。

该实施例中，以N1＝N2＝3为例。所述降噪单元121包括6位移位寄存器，所述移位寄存器包括6个输出端和输入端顺次连接的触发器，分别为触发器T1～T6,其中位于首位的触发器T1的输入端D1连接至所述全极性霍尔传感模块110的输出端，触发器T1的输出端连接至后一位触发器T2的输入端D2，依次连接。各个触发器T1～T6的时钟端C1～C6均连接至第一时钟信号CK1，在所述第一时钟信号CK1上升沿时，各触发器将输入端信号输出。

请参考图9，为所述霍尔传感器件的各开关控制信号和时钟信号的时序图。

各个开关控制信号的高电平对应于开关导通，低电平对应于开关断开。具体的，开关S1和开关S2依次切换开关状态，以向所述降噪逻辑模块120依次输出南极比较信号和北极比较信号。

所述切换模块130的开关S1和开关S2的每次导通时间内，第一时钟信号CK1均产生一个上升沿，开关S1和开关S2各依次导通3次，共向所述降噪单元121输出三次南极比较信号Vo1和三次北极比较信号Vo2，在第一时钟信号CK1的第六个上升沿时，六位移位寄存器内的6个触发器同时并行输出上述6个比较信号。以图9中的时序图为例，在第一时钟信号CK1的第六个上升沿时，触发器T6、T4、T2输出南极比较信号Vo1，触发器T5、T3、T1输出北极比较信号Vo2。

所述降噪单元121还包括比较单元，所述比较单元包括两个子比较单元和时钟信号产生子单元，所述两个子比较单元分别用于连接至所述移位寄存器的南极比较信号和北极比较信号输出端。

所述两个子比较单元分别为第一子比较单元和第二子比较单元，所述第一子比较单元用于比较各位北极比较信号是否相同，第二子比较单元用于比较各位南极比较信号是否相同。

具体的，该实施例中，所述第一子比较单元包括或门OR1、与非门NAND1、与非门NAND2，所述或门OR1和与非门NAND1的输入端均连接至所述移位寄存器的对应的比较信号的输出端。该实施例中，所述或门OR1和与非门NAND1的输入端均连接至触发器T1、T3、T5的输出端，用于接收北极比较信号Vo2；所述或门OR1和与非门NAND1的输出端均连接至所述与非门NAND2的输入端。触发器T1、T3、T5的输出端信号分别为Q1、Q3、Q5，则与非门NAND2输出端信号为Y1,

Y1的真值表如下：

Q₁	Q₃	Q₅	Y₁
				0	0	0	1
0	0	1	0
				0	1	0	0
0	1	1	0
				1	0	0	0
1	0	1	0
				1	1	0	0
1	1	1	1

只有当Q1、Q3、Q5同时为0或1时，Y1＝1。Q1、Q3、Q5为连续三次的北极比较信号，如果在北极磁场阈值BOPN比较时有噪声的影响，则Q1、Q3和Q5的值不连续相等。所以，Q1、Q3、Q5的值相同时，此时噪声较小。

同理，所述第二子比较单元包括或门OR2、与非门NAND3、与非门NAND4，所述或门OR2和与非门NAND3的输入端均连接至所述移位寄存器的对应的比较信号的输出端。该实施例中，所述或门OR2和与非门NAND3的输入端均连接至触发器T2、T4、T6的输出端，用于接收南极比较信号Vo1；所述或门OR2和与非门NAND3的输出端均连接至所述与非门NAND4的输入端。触发器T2、T4、T6的输出端信号分别为Q2、Q4、Q6，则与非门NAND4输出端信号为Y2,

Y2的真值表如下：

Q₂	Q₄	Q₆	Y₂
				0	0	0	1
0	0	1	0
				0	1	0	0
0	1	1	0
				1	0	0	0
1	0	1	0
				1	1	0	0
1	1	1	1

只有当Q2、Q4、Q6同时为0或1时，Y2＝1。只有当Q2、Q4、Q5同时为0或1时，Y2＝1。Q2、Q4、Q5为连续三次的南极比较信号，如果在与南极磁场阈值BOPS比较时有噪声的影响，则Q2、Q4和Q6的值不连续相等。所以，Q2、Q4、Q6的值相同时，此时噪声较小。

所述时钟信号产生子单元连接至所述两个子比较单元的输出端，用于对所述两个子比较单元的输出信号进行与运算，并输出运算结果作为第三时钟信号。该实施例中，所述时钟信号产生子单元包括与门AND1，所述与门AND1连接至所述两个子比较单元的与非门NAND2、和与非门NAND4的输出端，在第二时钟信号CK2控制下，对所述两个子比较单元输出的信号Y1和信号Y2进行与(AND)运算，并输出第三时钟信号Y，Y＝CK2·Y₁·Y₂。

Y的真值表如下：

CK2	Y₁	Y₂	Y
				0	0	0	0
0	0	1	0
				0	1	0	0
0	1	1	0
				1	0	0	0
1	0	1	0
				1	1	0	0
1	1	1	1

在Y1、Y2均为1时，当CK2上升沿时，Y＝1。所述第二时钟信号CK2上升沿时刻位于所述第一时钟信号CK1的每(N1+N2)个上升沿之间，该实施例中，所述第二时钟信号CK2上升沿时刻位于所述第一时钟信号CK1的每6个上升沿之间(请参考8)，以获取最终的比较结果。

所述移位寄存器中的两个触发器的输出端还分别连接至所述逻辑运算单元122的两个输入端，用于分别输出南极比较信号和北极比较信号。该实施例中，以所述触发器T5和触发器T6作为输出，分别输出比较信号Q5和Q6至所述逻辑运算单元122。

所述逻辑运算单元122用于进行同或运算，在接收到的任意一个比较信号的电平发生翻转时，所述控制信号的电平发生翻转。该实施例中，只有当两个比较信号相同时，才输出高电平。在其他实施例中，所述逻辑运算单元122还可以用于进行其他形式的逻辑运算，以满足实际应用的需求。具体的，所述逻辑运算单元122包括：触发器T7、触发器T8以及同或门1221；所述触发器T7和T8的输入端分别连接至所述降噪单元121的两个输出端，所述两个触发器的输出端分别连接至所述同或门1221的输入端，所述两个触发器用于分别接收所述降噪单元121输出的南极比较信号和北极比较信号，由所述同或门1221进行同或运算后输出所述控制信号。

所述触发器T7的输入端D7连接至比较单元121内的触发器T5的输出端，所述触发器T8的输入端D8连接至比较单元121内的触发器T6的输出端，且两者的时钟端C7和C8均连接至所述与门AND1的输出端，受第三时钟信号Y控制。同或门1221输出控制信号VO，

请参考图8，为本申请的另一实施例的霍尔传感器的局部结构示意图。

该实施例中，所述降噪逻辑模块120还连接至所述输出模块130，用于将所述降噪逻辑模块120输出的控制信号VO反相放大后输出为控制信号VOUT。所述输出模块130包括晶体管M以及电阻R，该实施例中，所述晶体管M为NMOS晶体管。所述电阻R一端连接至电源电压VDD，另一端连接至所述晶体管M的源极，所述晶体管M的栅极连接至所述降噪逻辑模块120的输出端，漏极接地，以所述晶体管M的源极作为输出端，用于输出控制信号VOUT。当VO为高电平，晶体管M导通，VOUT为低电平；当VO为低电平，晶体管M断开，VOUT为高电平。

当Y信号上升沿来临时，且

当B<BOPN<BOPS时，Q7＝0，Q8＝0，则VO＝1，VOUT＝0；

当BOPN<B<BOPS时，Q7＝1，Q8＝0，则VO＝0，VOUT＝1；

当BOPN<BOPS<B时，Q7＝1，Q8＝1，则VO＝1，VOUT＝0；

由此控制信号VO再驱动输出模块130即可得到图1所示的全极霍尔开关的功能图。

由于数字逻辑运算实现的多样性，在其他实施例中，所述降噪逻辑模块120还可以采用其他功能模块结构或者其他运算逻辑，只要最终能够实现降噪以及需要的逻辑运算功能即可。

在其他实施例中，所述输出模块130也可以采用其他结构。

上述实施例所述的霍尔传感器件，能够南极和北极比较信号进行降噪，提高霍尔传感器件的灵敏度和输出信号的稳定性。

本发明的实施例中，还提供一种电子设备，包括：如上述实施例中任一项所述的霍尔传感器件，所述霍尔传感器件能够输出稳定可靠的控制信号。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种霍尔传感器件，其特征在于，包括：

全极性霍尔传感模块，用于检测外部磁场，并将所述外部磁场分别与南极磁场阈值、北极磁场阈值比较后，输出对应的南极比较信号和北极比较信号；

切换模块，连接至所述全极性霍尔传感模块，用于接收所述南极比较信号和北极比较信号，并依次交替输出所述南极比较信号和所述北极比较信号；

降噪逻辑模块，连接至所述切换模块的输出端，用于对依次接收的所述南极比较信号和所述北极比较信号进行降噪处理后，输出控制信号；

所述降噪逻辑模块包括降噪单元，所述降噪单元用于在连续N1次南极比较信号均相同时，输出所述南极比较信号，在连续N2次北极比较信号均相同时，输出所述北极比较信号；所述降噪单元包括(N1+N2)位移位寄存器和连接至所述移位寄存器各个输出端的比较单元；所述(N1+N2)位移位寄存器用于在第一时钟信号控制下，将所述切换模块依次交替输出的N1个南极比较信号和N2个北极比较信号并行输出为(N1+N2)位比较信号；所述比较单元用于在所述移位寄存器输出的N1位南极比较信号均相同，以及N2位北极比较信号均相同时，输出高电平，作为时钟信号；

所述全极性霍尔传感模块包括南极霍尔传感单元和北极霍尔传感单元；所述南极霍尔传感单元用于输出外部磁场与南极磁场阈值的南极比较信号，所述北极霍尔传感单元用于输出外部磁场与北极磁场阈值的北极比较信号。

2.根据权利要求1所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述移位寄存器包括(N1+N2)个输出端和输入端顺次连接的触发器，其中首位的触发器的输入端连接至所述全极性霍尔传感模块的输出端，其中两个触发器的输出端还分别连接至所述逻辑运算单元的两个输入端，用于分别输出南极比较信号和北极比较信号。

3.根据权利要求1所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述比较单元包括两个子比较单元和时钟信号产生子单元；其中一个子比较单元连接至所述移位寄存器的南极比较信号的输出端，用于比较各个南极比较信号是否相同，另一个子比较单元连接至所述移位寄存器的北极比较信号的输出端，用于比较各个北极比较信号是否相同；所述时钟信号产生子单元连接至所述两个子比较单元的输出端，用于对所述两个子比较单元的输出信号进行与运算，并输出运算结果作为第三时钟信号。

4.根据权利要求3所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述子比较单元包括或门、第一与非门、第二与非门，所述或门和第一与非门的输入端均连接至所述移位寄存器的对应的比较信号的输出端，所述或门和第一与非门的输出端均连接至所述第二与非门的输入端。

5.根据权利要求3所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述时钟信号产生子单元包括与门，所述与门连接至所述两个子比较单元的第二与非门的输出端，在第二时钟信号控制下，对所述两个子比较单元输出的信号进行与运算，并输出运算结果作为第三时钟信号。

6.根据权利要求5所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述第二时钟信号的上升沿时刻位于所述第一时钟信号的每(N1+N2)个上升沿之间。

7.根据权利要求1所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述降噪逻辑模块还包括逻辑运算单元，所述逻辑运算单元连接至所述降噪单元输出端，用于对所述降噪单元输出的南极比较信号和北极比较信号进行逻辑运算；其中，N1和N2均为大于等于2的整数。

8.根据权利要求7所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述逻辑运算为同或运算，在接收到的任意一个比较信号的电平发生翻转时，所述控制信号的电平发生翻转。

9.根据权利要求7所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述逻辑运算单元包括：两个触发器以及同或门；所述两个触发器的输入端分别连接至所述降噪单元的两个输出端，所述两个触发器的输出端分别连接至所述同或门的输入端，所述两个触发器用于分别接收所述降噪单元输出的南极比较信号和北极比较信号，由所述同或门进行同或运算后输出所述控制信号。

10.根据权利要求9所述的霍尔传感器件，其特征在于，所述切换模块包括两个开关，其中一个开关连接于所述南极霍尔传感单元与所述降噪逻辑模块的输入端之间的连接路径上，另一个开关连接于所述北极霍尔传感单元与所述降噪逻辑模块的输入端之间的连接路径上。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至10中任一项所述的霍尔传感器件。