一种霍尔传感电路
阅读说明：本技术 一种霍尔传感电路 (Hall sensing circuit ) 是由 秦文辉 盛云 于 2020-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明属于测量领域公开了一种霍尔传感电路包括霍尔传感器；与所述霍尔传感器连接的旋转开关电路,旋转开关电路周期性地激励霍尔传感器中的两个端口,同时接收所述另两个端口的输出信号；所述旋转开关电路同时将霍尔开关的输出电压输出给文波消除斩波放大器；所述文波消除斩波放大器和旋转开关电路使用同步时钟信号发生器作为时钟信号源。上述技术方案实现了高带宽,响应速度快,测量精度高,噪声小,失调电压小。(The invention belongs to the field of measurement and discloses a Hall sensing circuit which comprises a Hall sensor; the rotary switch circuit is connected with the Hall sensor and periodically excites two ports in the Hall sensor and simultaneously receives output signals of the other two ports; the rotary switch circuit simultaneously outputs the output voltage of the Hall switch to the chopper amplifier for eliminating the Weak wave; the text wave elimination chopper amplifier and the rotary switch circuit use a synchronous clock signal generator as a clock signal source. The technical scheme realizes high bandwidth, high response speed, high measurement precision, low noise and low offset voltage.)
技术领域
本发明属于测量领域，特别涉及使用对霍尔传感电路的改进。
背景技术
电流监测广泛应用于大功率电路系统中，例如电机或负载控制、逆变电路、功率因数校正及功率监控系统等等。在这些系统中需要监测几安培到几百甚至千、万安培的电流，传统串联电阻监测电阻上电压的电流监测方法会带来很大的能量损耗。
通常使用霍尔传感器对大电流系统进行监测。根据电流的磁效应，通有电流的导线会在周围形成一个与电流成比例的磁场，通过霍尔效应可检测到磁场大小进而监控导线中电流大小，这类基于电磁效应的电流监测系统广泛应用于大功率电路系统。霍尔传感器是其中磁传感器中的重要组成部分。霍尔传感器相对其他磁传感器具有线性度高，一致性好的特点，但其灵敏度一般，失调电压相对感应信号大，严重限制了霍尔传感器的测量精度。
降低霍尔传感器失调电压对测量的影响的方法主要分为两类，静态方法和动态方法。静态方法采用多个霍尔传感器并联的方式使它们的失调电压相互抵消，但效果一般，该方法还是残留了与感应信号幅度接近的失调电压。动态方法可以将霍尔传感器失调电压调制到高频，变为叠加在信号上的一个高频纹波，仍然需要采用一些方法去消除这个纹波(Ripple)。
动态方法按照对文波信号的处理方法不同分为两种。常用的方法主要有两种方案，第一种采用低通滤波器滤除，第二种采用基于采样的陷波器去除。
参照图1和图2使用低通滤波器LPF方案,动态方法采用旋转开关电路104通过时钟CLK/CLKN或周期性旋转激励霍尔传感器102四个端口中的两个，并相对应地对另外两个端口进行电压检测。激励端口通过CLK时钟信号驱动，输出端口使用CLK时钟反相信号CLKN驱动。
输出波形Vo1中包含两部分。第一部分为霍尔感应出的信号电压Vh，另一部分为Hall被调制后的失调电压Vos转换为高频信号,其表现为一个在旋转频率处的方波，霍尔传感器有效信号频率不变Vh。Vo1被后级的低失调放大器106(Low Offset Amp)放大后输出Vo2,Vo2给后级低通滤波器(LPF)滤波后输出(通过VOP/VON端口)。低通滤波器(LPF)108将调制后的失调电压滤波消除并保留信号Vo3。
为了将Vos带来的纹波抑制干净，需要使LPF的带宽远小于旋转频率，这个限制了信号带宽，同时使得信号通路的响应速度变慢，响应时间长。为了更好地抑制纹波，需要二阶或者高阶低通滤波器，这个更加恶化了响应速度。
参照图3使用低通滤波器采用陷波器(Notch Filter,NF)110的方案。与低通滤波器的不同是采用陷波器而不是低通滤波器来滤除纹波，陷波器滤除纹波效率远高于低通滤波器。
陷波器滤波器110效果与陷波频率点有关，当陷波频率和SPIN Freq完全相同时，可有效地滤除纹波，如果两个频率有差值，滤波效果会大大降低。所以陷波器一般都使用开关电容采样的方法实现，将采样频率与SPIN Freq同步，可使陷波频率和SPIN Freq完全相同。但开关电容采样会使得噪声混叠，恶化带内噪声，并且会限制响应时间，输出要在采样时钟翻转时才会变化，响应时间受限于采样频率，响应速度慢。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的在于实现一种去除纹波的同时不限制响应速度、不混叠噪声、低失调电压、低噪声、并且响应速度快的霍尔传感器电路。
本发明霍尔传感电路，包括：霍尔传感器；
与所述霍尔传感器连接的旋转开关电路，旋转开关电路周期性地激励霍尔传感器中的两个端口，同时接收另两个端口的输出信号；
所述旋转开关电路同时将霍尔开关的输出电压输出给文波消除斩波放大器；所述文波消除斩波放大器和旋转开关电路使用同步时钟信号发生器作为时钟信号源。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述旋转开关电路包括激励开关组和输出开关组，所述霍尔传感器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述激励开关组包括：用于在第一端口和第三端口形成激励信号回路的第一开关组、用于在第二端口和第四端口形成激励回路的第二开关组；所述输出开关组包括：用于在第二端口和第四端口形成输出回路的第一输出开关组、用于在第三端口和第一端口形成输出回路的第二输出开关组。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述激励开关组包括：用于在第三端口和第一端口形成激励信号回路的第三开关组和用于在第四端口和第二端口形成激励信号回路的第四开关组；所述输出开关组包括：用于在第四端口和第二端口形成输出回路的第三输出开关组和用于在第一端口和第三端口形成输出回路的。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述旋转开关电路的输出开关组连接输出电容，所述输出电容的第一极为旋转开关电路的正输出端，输出电容的第二极为旋转开关的负输出端。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除斩波放大器包括串联的第一波放大器、第二放大器和第一负反馈电路；所述第一波放大器包第一跨导放大器和与第一跨导放大器输入端连接的第一斩波器；所述第二放大器包括第二跨导放大器和与第二跨导放大器输入端连接第二斩波器；所述第一斩波器的输入端作为文波消除斩波放大器的输入端，所述第二斩波器输入端与所述第一跨导放大器输出端连接；所述第一负反馈电路的输入端与所述第二跨导放大器的输出端连接，第一负反馈电路的输出端与所述第一跨导放大器输出端连接用于消除所述第一跨导放大器的输出端文波信号。
作为本发明一实施方式的进一步改进，文波消除斩波放大器包括，第二负反馈电路，所述第二负反馈电路的输入端与所述第二跨导放大器的输出端连接，第二负反馈电路的输出端与第二跨导放大器的输入端连接，用于消除第二跨导放大器输入端的文波信号。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二负反馈电路的通过第三斩波器与第二跨导放大器的输入端连接；所述同步时钟信号发生器产生第一时钟以及第二时钟，第二时钟的时钟周期为第一时钟的时钟周期的两倍；所述第一时钟以及第一时钟反相信号驱动所述第一斩波器和第二斩波器；所述第二时钟以及第二时钟反相信号驱动所述第三斩波器。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一负反馈电路或第二负反馈电路包括文波消除回路和与所述文波消除回路连接的跨导放大器，所述跨导放大器的输出端作为第一负反馈电路或第二负反馈电路的输出端。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除斩波放大器包括由第一运算放大器和第二运算放大器构成的差分放大器和文波消除回路；所述第一运算放大器和第二运算放大器的输出端串联三个电阻；所述第一运算放大器的输入端与第二电阻连接，第二运算放大器的输入端与第三电阻连接；第一运算放大器或第二运算放大器包括第一反馈端口，所述第一反馈端口与文波消除回路输出端连接，所述文波消除回路的输入端与所述第一运算放大器和第二运算放大器的输出端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述运算放大器包括第一放大器、第二放大器和第一负反馈跨导放大器；所述第一放大器包第一跨导放大器和与第一跨导放大器输入端连接的第一斩波器；所述第二放大器包括第二跨导放大器和与第二跨导放大器输入端连接第二斩波器；所述第一斩波器的输入端作为运算放大器的输入端，所述第二斩波器输入端与所述第一跨导放大器输出端连接；所述第一负反馈跨导放大器的输入端与运算放大器的第一反馈端口连接，第一负反馈跨导放大器的输出端与第一跨导放大器的输出端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二反馈端口所述第一反馈端口与文波消除回路输出端连接，所述文波消除回路的输入端与所述第一运算放大器和第二运算放大器的输出端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述运算放大器包括输入端与第二反馈端口连接的第二负反馈跨导放大器，第二负反馈跨导放大器通过斩波器第三斩波器与第二跨导放大器的输入端连接；所述同步时钟信号发生器产生第一时钟以及第二时钟，第二时钟的时钟周期为第一时钟的时钟周期的两倍；所述第一时钟以及第一时钟反相信号驱动所述第一斩波器和第二斩波器；所述第二时钟以及第二时钟反相信号驱动所述第三斩波器。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除回路包括斩波器和积分器，所述斩波器与积分器的输入端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除回路包括输出端与所述斩波器输入端连接的前置放大器。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除回路包括与所述前置放大器输入端连接的高通滤波器。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除回路包括斩波器、跨导放大器和跨导积分器,所述斩波器的输出端与跨导放大器的输入端连接，跨导放大器的输出端与跨导积分器的输入端连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述文波消除回路包括斩波器、跨导放大器和跨导积分器,所述斩波器的输入端与跨导放大器的输出端连接，所述斩波器的输出端与跨导积分器的输入端连接。
本发明相对现有技术的进步在基于斩波放大电路和同步时钟实现了去除纹波电路在去除文波信号的同时不限制响应速度，不混叠噪声，实现了一个低失调电压、低噪声、并且响应速度快的霍尔传感器电路。
附图说明
图1是现有技术中霍尔传感器旋转激励结合低通滤波器和低通放大器的方案框架图；
图2是现有技术中霍尔传感器旋转激励结合低通滤波器和低通放大器的信号时序图；
图3是现有技术中霍尔传感器旋转激励结合低通滤波器和陷波器方案框架图；
图4是本申请霍尔传感器旋转激励方案框架图；
图5是本申请旋转开关电路结构示意图；
图6是本申请二相激励时钟信号和开关控制时序图；
图7是本申请四相激励时钟信号和开关控制时序图；
图8是文波消除斩波放大器第一种实施方案示意图；
图9是文波消除回路六种实施方案示意图；
图10是斩波器结构示意图；
图11是文波消除斩波放大器第二种实施方案示意图；
图12是文波消除斩波放大器中的运算放大器施方案示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案优选的实施方式进行详细描述，以帮助本领域技术人员理解本发明技术方案。在本申请中使用“组”代表多个同种类型电子器件，例如采样电容组表示多个采样电容，开关组代表功能相同的多个开关或被同一时钟驱动的开关。在本申请中“输入端”表示正输入端口和负输入端口，“输出端”表示正输出端口和负输出端口。
参照图4所示的霍尔传感电路框架结构图，其中包含一个霍尔传感器(Hall)402和与霍尔传感器402连接的相关电路，以及用于处理霍尔传感器402信号的电路。其中包括霍尔传感电路文波消除斩波放大器406，在图中单个霍尔传感器402，为了进一步减少失调信号，本领域技术人员还可选地并联多个霍尔传感器402。
霍尔传感电路包括霍尔传感器402、旋转开关电路404和文波消除斩波放大器406结合。霍尔传感器402包含四个端口，其中两个端口用于输入激励信号另两个端口，另外两个端口用于输出传感信号。霍尔传感器402的四个端口分别与旋转开关电路404的第一、第二、第三、第四端口(a、b、c、d)连接。旋转开关电路404周期性地激励霍尔传感器402中的两个端口，同时接收所述另两个端口的输出信号；所述旋转开关电路404将另两个端口输出的信号输出给文波消除斩波放大器406；所述文波消除斩波放大器406和旋转开关电路404使用同步时钟信号发生器408作为时钟信号源。
所述文波消除斩波放大器406中的至少一个斩波电路能够消除文波信号，文波消除斩波放大器406和旋转开关电路404使用同步时钟信号作为驱动信号源信号产生、处理同步响应速度好。
参照图5所示为旋转开关电路404一种实施方式示意图，其中标号相同的开关为工作时序相同的开关组，即同时开或同时关闭。其中带有S后缀标号的与不带S后缀的标号工作时序相同，例如P1/P1S、P2/P2S工作时序相同。
所述旋转开关电路404由控制激励信号的激励开关组502和传感信号输出开关组504构成。所述霍尔传感器402包括第一端口a、第二端口b、第三端口c和第四端口d；所述激励开关组502包括：用于在第一端口a和第三端口c形成激励信号回路的第一开关组P1、用于在第二端口b和第四端口d形成激励回路的第二开关组P2；用于在第三端口c和第一端口a形成激励信号回路的第三开关组P3和用于在第四端口d和第二端口b形成激励信号回路的第四开关组P4；所述输出开关组504包括：用于在第二端口b和第四端口d形成输出回路的第一输出开关组P1S、用于在第三端口c和第一端口a形成输出回路的第二输出开关组P2S；用于在第四端口d和第二端口形成输出回路的第三输出开关组P3S和用于在第一端口a和第三端口c形成输出回路的第四开关组P4S。所述第一至第四开关组，分别包括与激励信号端口连接的开关以及对地开关。上述激励开关组502和输出开关组504与开关的具体连接方式为：(为了简要仅标识开关标号)第一端口a与P1、P3、P4S、P2S连接，第二端口b与P2、P4、P1S、P3S连接，第三端口c与P3、P1、P2S、P4S连接，第四端口d与P4、P2、P3S、P1S连接。
所述旋转开关电路404的输出开关组504连接输出电容Cs，所述输出电容Cs的第一极为旋转开关电路404的正输出端VOP，输出电容Cs的第二极为旋转开关的负输出端VON。所述输出电容Cs用于采样所述霍尔传感器402产生的输出电压，该输出电压Vo1为霍尔传感器402有效信号Vh电压和Vos叠加值。
旋转开关电路404在所述激励开关组502和输出开关组504在开关控制时序的作用下，对所述霍尔传感器402进行四相或双相激励并通过激励端口以外的另外两个端口接收信号。按照相位与激励端口和方向、采样端口和方向、信号方向、失调电压方向的映射关系制成下表：
表中“+、-”表示表霍尔电压Vh和失调电压Vos的方向，“→”表示激励端口的或输出端口的电压方向。
图5和图6是同步时钟信号发生器408产生的时钟信号，以及所述上述开关组件的控制时序。所述同步时钟信号发生器408产生第一时钟C1以及第二时钟C2，第二时钟的时钟C1周期为第一时钟的时钟C2周期的两倍。以下结合时钟以及控制时序对所述旋转开关电路404的激励过程做进一步的说明。
图6所示为双相旋转开关控制时序，所述同步时钟信号发生器408产生时钟信号C1以及时钟信号反相驱动信号C1N。在第一时钟周期t1开关P1、P1S闭合，激励端口和方向为a→c，第一端口a和第三端口c形成激励回路，输出端口和方向为b→d，霍尔电压Vh方向和失调电压Vos均为正向输出。在第二时钟周期t2开关P1、P1S断开同时P2、P2S闭合，激励端口和方向为b→d，即第二端口b和第四端口d形成激励回路，输出端口和方向c→a，霍尔电压Vh方向为正向输出和失调电压Vos为负向输出。
由此可知失调电压Vos随着时钟信号C1方向发生改变，其信号被调制为与所述时钟信号频率相同的高频信号，其以文波信号的方式叠加在所述霍尔电压Vh信号上形成旋转开关电路输出信号Vo1，该高频信号便于后续进行滤波等方式处理。
在图6中所述开关P3、P4、P3S和P4S始终保持断开的状态，即通过控制时序的方式屏蔽了c→a、d→b两个相位的激励信号以及其对应的输出信号。在图7中四相旋转开关电路404进一步包含了上述两相激励信号和对应输出信号。
四相旋转开关电路404中包含四个不同的时序。在第一时钟周期t1和第二时钟周期t2激励开关组502和输出开关组504工作时序与图3中所示的双相旋转开关的工作时序不同。在第三时钟周期t3所述P3、P3S闭合，激励端口和方向为c→a输出端口和方向为d→b；在四时钟周期t4所述P4、P4S闭合激励端口和方向为d→b，输出端口和方向为a→c。可以看出在4相旋转开关电路404输出的失调信号Vos的符号随着时钟信号方向发生改变其以文波信号的方式叠加在所述霍尔电压Vh信号上形成四相旋转开关电路输出信号Vo1。
需要指出的是无论是双相旋转开关电路还是四相旋转开关电路，其对激励、输出开关组的控制时序都具有一定时延(如图6、7中标号d1至d4)。输出开关组P1S-P4S的下降沿比对应的激励P1-P4超前一点，上升沿比对应的P1-P4滞后一些。因为P1-P4的下降/上升沿意味着开关是在切换过程，这时候HALL的输出还未建立，所以P1S-P4S在对应P1-P4沿的位置有一段死区时间，避免HALL未建立的输出被后级采样放大造成误差。与此同时，后级纹波消除斩波放大器的时钟需要和P1S-P4S的下降沿对齐，这样被调制的Vh才能很好地被后级放大器的纹波消除回路抑制掉。
参照图4和图8，所述文波消除斩波放大器406的正负输入端口(VIP、VIN)分别与所述旋转开关电路404的正负输出端口(VOP、VON)连接。文波消除斩波放大器406包括多种实现方式，本申请列举两种典型的实现方式进行说明。
图8为文波消除斩波放大器406第一种实现方式。其包括串联的第一放大器802、第二放大器804和第一负反馈电路806；所述第一放大器802包第一跨导放大器GM1和与第一跨导放大器GM1输入端连接的第一斩波器Ch1，所述第一斩波器Ch1的输入端作为文波消除斩波放大器406的输入端，同时该斩波器Ch1用于消除第一跨导放大器GM1的失调电压。
所述第二放大器804包括第二跨导放大器GM2和与第二跨导放大器GM2输入端连接第二斩波器Ch2；所述第二斩波器Ch2输入端与所述第一跨导放大器输GM1出端连接；所述第一负反馈电路806的输入端与所述第二跨导放大器GM2的输出端连接。
第一负反馈电路806用于抑制第二跨导放大器GM2文波输出。包括文波消除回路RRL和与所述文波消除回路RRL连接的跨导放大器GMa输出端作为第一负反馈电路输出端806。跨导放大器GMa的输入端与纹波消除回路RRL的输出端连接，文波消除回路RRL采集输出信号中的纹波信号进行解调放大负反馈到第一跨导放大器GM1的输出端口，来抑制输出的纹波。
在图8中如果所述旋转开关电路404进行四相位采样所述斩波文波消除斩波放大器406还应当包括第二负反馈电路808，所述第二负反馈电路808的输入端与所述第二跨导放大器GM2的输出端连接，第二负反馈电路808的输出端与第二跨导放大器GM2的输入端连接。第二负反馈电路808结构与第一负反馈电路806的主要结构相同，其输出端通过与第三斩波器Ch3的输入端连接，第三斩波器Ch3的输出端与第二级跨导放大器GM2输入端连接。
对于四相旋转开关电路而言,第一时钟C1以及第一时钟反相信号C1N驱动所述第一斩波器Ch1和第二斩波器Ch2，第二时钟信号C2的时钟周期为第一时钟信号C1时钟周期的两倍，用于驱动第三斩波器。使得第二负反馈电路808的文波消除通路可以有效地抑制在旋转频率二分一处的纹波。对于双相旋转开关电路而言，第二负反馈电路808可以去除或者电学关闭掉。
参照图9所示其中列举了几种典型的文波消除回路RRL实现方式，其共同特点是主要由一个斩波器和一个积分器构成，斩波器可将输出信号中的纹波解调回DC，被积分器放大反馈回信号通路，通过负反馈作用，RRL可抑制放大器的输出纹波至相对霍尔信号可忽略不计。
继续参照图9，第一文波消除回路902包括斩波器ch和积分器int，所述斩波器ch与积分器Int的输入端连接。第二文波消除回路904在第一文波消除回路RRL的基础上增加输出端与所述斩波器Ch输入端连接的前置放大器GM2。
对于第一纹波消除回路902，其残留纹波由积分器Int中放大器的失调电压决定，在斩波器Ch之前加入一个预放大器GM2，可进一步降低纹波其对纹波的抑制大小为预放大器GM2在斩波频率处的增益。
第三文波消除回路906在第二文波消除回路904的基础上增加了高通滤波器HPF，高通滤波器HPF与所述前置放大器GM2输入端连接。高通滤波器HPF为图中所示的RC结构。该高通滤波器HPF在预放大器之前可允许高频文波信号通过并阻挡霍尔信号Vh，使得RRL更少的处理霍尔信号Vh，只处理纹波。对于霍尔信号Vh，由于其频率低于斩波频率，会被斩波器ch调制到斩波频率处，在通过积分器时被积分器Int的低通特性抑制掉，所以RRL不会反馈有用的霍尔信号vh，只会反馈纹波并抑制纹波。
第四文波消除回路908文波消除回路包括斩波器ch、跨导放大器GM1和跨导积分器Int',所述斩波器Ch的输出端与跨导放大器的输入端连接，跨导放大器GM1的输出端与跨导积分器Int'的输入端连接。
第五文波消除回路910包括斩波器ch、跨导放大器GM1和跨导积分器Int',所述斩波器Ch的输入端与跨导放大器GM1的输出端连接，所述斩波器Ch的输出端与跨导积分器Int'的输入端连接。第五文波消除回路910的斩波器Ch可从跨到放大器的输入端移动到输出端，有助于降低残余的纹波幅。
参照图10所示斩波器的实现方式，其包括正向连接输入输出端的第一开关组S1和反向连接输出输出端的第二开关组S2，所述第一开关组驱动时钟源为C1或C2，相应地所述第二开关组驱动时钟源为C1N或C2N，所述斩波器开关作用输出信号随着时钟信号不断换向。
图11所示为文波消除斩波放大器406第二种实现方式，其中斩波器和文波消除回路RRL的实现方式与所述上述第一种文波消除斩波放大器406的实现方式相同。
所述文波消除斩波放大器406包括由第一运算放大器OPAMP1和第二运算放大器OPAMP2构成的差分放大器和文波消除回路RRL。所述第一运算放大器OPAMP1和第二运算放大器OPAMP2的输出端串联三个电阻(R1、R2、R3)；所述第一运算放大器OPAMP1的输入端与第二电阻R2连接，第二运算放大器OPAMP2的输入端与第三电阻连接R3；第一运算放大器OPAMP1或第二运算放大器OPAMP2包括第一反馈端口VIP1/VIN1，所述第一反馈端口VIP1/VIN1的正输入端VIP1和负输入端VIN1分别与文波消除回路RRL正输出端VOP和负输出端VON连接，所述文波消除回路RRL的正输入端VIP和负输入端VIN与所述第一运算放大器OPAMP1和第二运算放大器OPAMP2的输出端连接。
参照图12所述运算放大器(OPAMP1/OPAMP1)第一放大器1202、第二放大器1204和第一负反馈跨导放大器GMa；所述第一放大器1202包第一跨导放大器GM1和与第一跨导放大器GM1输入端连接的第一斩波器Ch1，所述第二放大器1204包括第二跨导放大器GM2和与第二跨导放大器GMb输入端连接第二斩波器Ch2；所述第一斩波器Ch1的输入端作为运算放大器的输入端，所述第二斩波器Ch2输入端与所述第一跨导放大器GM1输出端连接；所述第一负反馈跨导放大器Gma的输入端与运算放大器第一反馈端口VIP1/VIN2连接，第一负反馈跨导放大器Gma的输出端与第一跨导放大器GM1的输出端连接。
参照图11和图2如果旋转开关电路为4相激励，所述运算放大器还包括与第二反馈端口VIP2/VIN2连接的文波消除回路RRL'输出端连接，所述文波消除回路RRL'的输入端与所述第一运算放大器OPAMP1和第二运算放大器OPAMP2的输出端连接。相应地，在运算放大器内部输入端与第二反馈端口VIP2/VIN2连接的第二负反馈跨导放大器GMb，第二负反馈跨导放大器GMb通过第三斩波器Ch3与第二跨导放大器Gmb的输入端连接；第一时钟C1以及第一时钟反相信号C1N驱动所述第一斩波器Ch1和第二斩波器Ch2；所述第二时钟C2以及第二时钟反相信号C2N驱动所述第三斩波器Ch3。如果旋转开关电路为2相激励则所述文波消除回路RRL'、第二跨导放大器Gmb和第三斩波器Ch3可电学屏蔽或从电路中删除。
综上所述，本发明协同旋转开关电路与后级纹波消除斩波放大器的开关时钟及时钟沿，利用后级文波消除斩波放大器的中的纹波消除回路消除霍尔元件被调制的失调电压。通过合理的开关顺序可兼容两相旋转开关电路和四相旋转开关电路。通过2个回路分别抑制旋转频率处和旋转频率二分之一处的纹波，可以有效地消除四相旋转带来的纹波。
本发明在信号通路中没有加入截止频率低的低通或高阶低通滤波器，也没有加入开关采样电路，不会影响信号通路的带宽和延迟时间，也没有开关采样带来的噪声混叠效应，实现了高带宽，响应速度快，测量精度高，噪声小，失调电压小。测量精度，延迟时间足够短，当被检测的系统电流发生过流时，系统可以迅速接收到过流信号并启动保护性措施来保护整个系统的安全。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围。
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