HAL 15xy系列开关抖动的产生原因
最有趣的是霍尔开关开关抖动Δtswitch的产生原因。开关延迟的随机分布——开关抖动,可根据图8予以考虑。
图8:由阈值噪声和采样抖动引发的开关抖动。
Hall plate: 霍尔板 Low-pass filter: 低通滤波器 Sampled comparator: 采样比较器 Possible crossing range: 可能的通过范围
Effective noise band around threshold: 阀值周围的有效噪声带
Syst. Delay from filtering:过滤导致的系统延迟
Sample events: 采样事件
Sampling jitter△tswitch: time window where next sample after crossing can
happen: 采样抖动△tswitch:通过后,下一个采样可发生的时间窗口
Crossing can be sampled earliest:可进行最早采样的通过
Crossing must be sampled latest: 必须最后采样的通过
在此,阈值噪声和采样抖动都存在,导致了组合开关抖动。B(t)缓慢穿过有效阈值,因此阈值噪声不能再忽略。在有效阈值周围绘制了噪声带。图8表示瞬时阈值可以被定位在哪里。噪声频带内,B(t)在时间轴上的投影只是给出了来自阈值噪声的时序抖动
Δtthres.noise。这种时序抖动出现在滤波器输出电压Vfilter时是有延迟的。现在,当输出翻转时,最终的开关抖动包含来自阈值噪声的抖动以及始终存在的采样抖动。
注意,图8忽略了来自阈值噪声和采样抖动这两种抖动的不同概率密度,另外,这两者都会影响开关抖动。对高斜率来说,采样抖动占主导且可被用来估计开关抖动。对低斜率来说,采样抖动虽也存在,但有效阀值噪声是主导。
通过设置使采样抖动Δtsampling,rms=Bth,rms抖动(阀值噪声引入),可容易地发现高、低斜率之间的边界。
因此,当磁变化速率远低于124mT/ms时,所产生的开关抖动可仅根据来从阈值噪声的抖动进行评估,采样抖动可忽略不计。 结论
霍尔开关的抖动有两个来源。第一,霍尔板的热噪声和信号处理导致的阈值噪声;第二,采样引致因系统而异的采样抖动。通过Micronas专有技术的优化配置,HAL 15xy传感器系列工作于非常高的采样频率,因此,产生的采样抖动非常小。这种新的和优化的电路设计,可以在保证极低热噪声的同时保持低功耗,具有同类产品最佳的噪音表现。此外,可通过金属掩膜编程减少或增加模拟滤波器的带宽,使最小化噪声或延迟时间成为可能。(end)