Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

Для уменьшения влияния нестабильности холловского остаточного напряжения U, предусмотрена модуляция сигнала ЭХ с последуюш;ей его демодуляцией. Схема имеет встроенный стабилизатор напряжения и элементы запщты от короткого замьпсания по выходу и от ошибочного включения источника питания обратной полярности, схем имеет два парафазных выхода, что обеспечивает возможность ее работы в дифференциальном режиме.

Микросхемы серии HAL400 выпускаются в малогабаритных пластмассовых корпусах и отличаются компактностью и малой толш;иной корпуса, что позволяет размеш;атъ прибор непосредственно в магнитном зазоре контролируемых источников магнитного поля. Подробнее см. [29].

Таблица 3.6. Основные параметры магниточувствительных ИС серии HAL400

№ п/п

Наимеповапие параме! ра, единица измерения

Диапазон значений

Напряжение питания, В

4,8...12

Ток потребления, мА

11...18

Выходной ток, мА, не более

Чувствительность по напряжению, мВ/мТл

37...50

Динамический диапазон, мТл

+ 50 (HAL 400) + 60 (HAL 401)

Нелинейность характеристики преобразования,

+ 0,5... 1,0 (HAL400) + 0,5...2,0 (HAL401)

Выходное напряжение при В=0, В

2,1...2,3

Максимальное выходное напряжение при В=В^,л^

0,6...0,8 (HAL400) 0,6... 1,3 (HAL401)

Рабочая полоса частот преобразования, Гц

0... 10000

Напряжение шума на выходе (при и^/ищ =1) и

>10

У

полосе пропускания AF=10... 10000 Гц, мкТл

Температурный коэффициент чувствительности.

+15 (HAL 400)

мкТл/ с

+25 (HAL 401)

Диапазон рабочих температур, С

-40...+170

Габаритные размеры, мм

4,55 x 2,6 x 1,53

Программируемые МЧМС типа HAL800

Наиболее совершенными и сложными по схемотехнике являются программируемые магниточувствительные микросхемы.

В качестве примера приведем краткую характеристику МЧМС типа HAL800, выпускаемых фирмой Micronas intermetall. Эти микросхемы выполнены целиком по КМОН технологии. Они предназначены для прецизионных измерений индукции магнитного поля и обладают высокими магнитоэлектрическими параметрами.

-----------------------------1

HAL 800

Схема зашдгыот пер енапряжения и обратной полярности

Схема температурной компенсации

Генератор импульсов

н Он о сЗ

Схема управления

уровнем обнаружения!-►

о

Схема запщты от коротких замыканий

Аналоговы! выходной 1саскад

Lock Control

Цифровой выходной каскад

100 Ом

Выход

Общий

Рис. 3.9. Функциональная схема магниточувствительной ИС HAL800



На рис. 3.9 приведена упрощенная функщюнальная схема, а на рис. 3.10 дана выходная характеристика МУМС HAL800. В табл. 3.7 приведены основные параметры ИС.

Для уменьшения влияния нестабильности холловского остаточного напряжения U, предусмотрена модулящм сигнала ЭХ с последующей его демодуляцией. Схема имеет встроенный стабилизатор напряжения и элементы запщты от короткого замьпсания по выходу и от ошибочного включения источника питания обратной полярности.

Схемотехника HAL800 позволяет оптимизировать основные параметры при решении конкретных технических задач. Оптимизация параметров производится путем программирования МЧМС.

Нрограммирование схемы осуществляется путем подачи кодированного сигнала по цепи питания прибора. Нри этом могут программироваться динамический диапазон, магнитная чувствительность, полоса пропускания и коэффициенты, определяющие термостабильность МЧМС. Протокол программирования модулируется на выходе ИС. После подачи сигнала Locb> происходит запоминание в СНЗУ всех параметров и схема переходит в рабочее состояние (см. рис. 3.11).

2,5 2

О

UebTXjB

iAL 80

о1 у

-----

<

В,мТл

-30 -20 -10

О

в

HAL800

Выход

Un r,B

8п

7-6-

Рис. 3.10. Выходная характеристика магниточувствительной ИС типа HAL800

Программирование

Рис. 3.11. Иллюстрация к принципу программирования HAL800

Цифра - аналог

Микросхемы HAL800 выпускаются в малогабаритных пластмассовых корпусах и отличаются компактностью, что позволяет размещать прибор непосредственно в магнитном зазоре контролируемых источников магнитного поля.

Другие характеристики микросхем серии HAL800 приводятся в [28].

Таблица 3.7. Основные параметры магниточувствительных ИС серии HAL800

№ п/п

Наимеповапие параметра, единица измерения

Диапазон значений

Напряжение питания, В

от 4,8 до 12

Ток потребления, мА

от И ог 18

Выходной ток, мА, не более

Чувствительность по напряжению, мВ/мТл

от 37 до 50

Динамический диапазон, мТл

± 50 (HAL 400) и ± 60 (HAL 401)

Нелинейность характеристики преобразования, %

±0,5... 1,0 (HAL400) h±0,5...2,0(HAL401)

Выходное напряжение при В=0, В

от 2,1 до 2,3

Максимальное выходное напряжение при B=B ( В

0,6...0,8 (HAL400) и 0,6... 1,3 (HAL401)

Рабочая полоса частот преобразования, Гц

0... 10000

Напряжение шума на выходе (при и^/ГГщ =1) и полосе пропускания AF=10...10000 Гц, мкТл

>10

Темпфатурный коэффициент чувствительности.

±15 (HAL400) и ±25(HAL401)

Диапазон рабочих температур, С

-40...+170

Габаритные размеры, мм

4,55 X 2,6 X 1,53

Основные параметры магниточувствительных микросхем, выпускаемых ведупщми зарубежными фирмами, приведены в главе 12 тома 2.



3.1.2. Применение магниточувствительных ИС

Магниточувствительные интегральные схемы применяются в аналоговых магнитных датчиках перемещения, в портативных магнитометрах, системах охранной сигнализащш, в промьппленном оборудовании, бытовой технике и др. Магниточувствительные ИС легко сопрягаются с другими активными элементами. Наиболее оптимальным является сопряжение МЧМС с интегральными операщюнными и инструментальными усилителями [31, 35, 37,41].

Схемы сопряжения МЧМС с операционными усилителями

На рис. 3.12-3.23 приведено несколько типовых схем сопряжения магниточувствительных ИС с операционными усилителями. Схемы не требуют пояснений. В качестве ОУ, как правило, используются ИС малошумящих операционных усилителей.

В


Рж. 3.12. Схема включения МЧМС с ОУ, работающим в режиме повторителя

В


Общий

Рис. 3.13. Схема включения МЧМС с ОУ, работающим в режиме неинвертирующего компаратора

(гистерезис ЛВ = 0)

В


Общий

о

Рис. 3.14. Схема включения МЧМС с ОУ, работающим в режиме инвертирующего компаратора

(гистерезис ЛВ = 0).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122