202680. lajstromszámú szabadalom • Berendezés integrált áramkörbe integrálható Hall-elemmel
1 HU 202680 B 2 Ha a 22 Hali-elem páros párosságú típushoz tartozik, az e(B) nemlinearitás a B indukció függvényében vagy mindig pozitív, mint a 19. ábra görbéjének esetében (folyamatos vonal), vagy mindig negatív, mint a 19. ábra másik görbéjének esetében (szaggatott vonal). Ha a 22 Hali-elem páratlan párosságú típushoz tartozik, az e(B) nemlinearitás a B indukció függvényében vagy pozitív B indukció mellett pozitív és negatív B indukció mellett negatív (mint a 20. ábra folyamatos vonalú görbéje mutatja), vagy a B indukció pozitív értékeihez negatív értékek, míg a B indukció negatív értékeihez pozitív értékek tartoznak (mint a 20. ábra szaggatott vonalú görbéje mutatja). Ha a 22 Hali-elem ideális módon mutatja a páros párosságú típust, akkor a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére nincs szükség, vagyis a 17. ábrán szaggatott vonallal jelölt kapcsolat a 31 feszültségkövető kimenete és a 26 differenciaerősítő között szükségtelenné válik, a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségének abszolút értéke a 24 jelvevő átalakító elemből a 26 differenciaerősítőbe az utóbbi Ej első bemenetén át kerül. Ha ebben az esetben a 22 Hali-elem karakterisztikája hasonlít a 19. ábrán folyamatos vonallal jelölt görbéhez és biztosított, hogy a 31 feszültségkövető pozitív, +1 értékű erősítési tényezővel jellemezhető, a 27 invertáló erősítő beépítésével kell biztosítani azt, hogy a szabályozókapcsolás végeredményben a feszültség inverzióját ne okozza. Ha a felhasznált 22 Hali-elem ideális módon páratlan párosságú, akkor a 28 vezérlő egység, a 29 átkapcsoló és a 30 invertáló erősítő szükségtelenné válik, azaz a 22 Hali-elem Vh kimeneti feszültségének abszolút értékét nem kell képezni, és a VH kimeneti feszültség a 31 feszültségkövetőn keresztül a 17. ábrán szaggatott vonallal jelölt, tehát nem feltétlenül szükséges kapcsolaton át a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére jut. Ez utóbbiban az E4 negydik bemenet harmadik Ré bemeneti ellenálláson keresztül a 33 műveleti erősítő invertáló bemenetére van csatlakoztatva. Ha ebben az esetben a 22 Hali-elem karakterisztikája hasonlít a 20. ábrán folyamatos vonallal bemutatott karakterisztikára és biztosított, hogy a 31 feszültségkövető +1 értékű pozitív erősítési tényezővel jellemezhető, a 27 invertáló erősítőre oly módon van szükség, hogy figyelembe vehessük, a 31 feszültségkövető, a 26 differenciaerősítő semmiféle feszültséginverziót nem biztosít. Ha viszont a 22 Hali-elem a 20. ábra szaggatott vonala szerinti karakterisztikával jellemezhető, azonos feltételek esetén a 27 invertáló erősítő helyett neminvertáló erősítőre van szükség, mivel a feszültség inverzióját az előző elemek biztosították. A 19. és 20. ábra szerinti karakterisztikák ideális lefutásúaknak tekinthetők. A gyakorlatban általában nem találkozunk tengelyre vagy adott pontra ilyen mértékben szimmetrikus karakterisztikákkal, tehát szinte mindig a páratlan és a páros párosságú karakterisztikák valamiféle keverékével van dolgunk. Ebben az esetben a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültségét a 24 jelvevő átalakító elemen át az Ei első bemeneten, valamint a 31 feszültségkövetőn át az E4 negyedik bemeneten keresztül kell a 26 differenciaerősítőbe juttatni. Mivel a páros és páratlan párosságú nemlinearitások aszimmetriája nem feltétlenül azonos nagyságú, az R3 első és az R$ harmadik bemeneti ellenállás segítségével biztosítható, hogy korrekciók eltérő nagyságúak legyenek. A 26 differenciaerősítő Ei első és E4 negyedik bemenete ezért két aktuális jelszintet továbbító bemenetként működik. Az E4 negyedik bemeneten mindig a 22 Hali-elem VH kimeneti feszültsége tényleges előjelével együtt jelentkezik, míg a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetén ugyanennek a bemeneti feszültségnek az abszolút értéke jelenik meg. Az Ei első és E4 negyedik bemeneten továbbított feszültség különbsége jelenti a szabályozó kapcsolás számára a szabályozó jel képzéséhez szükséges alapjelet. Röviden összefoglalva, a 17. ábrán bemutatott kapcsolás működési módja a következők szerint írható le: A Vref.i, Vrcf_2, V«„ és Vref,4 referenciafeszültségeket úgy határozzuk meg, hogy a 27 invertáló erősítő bemenetén pozitív érték jelenjen meg, ha ez az erősítő invertáló típusú, és fordítva, negatív érték keletkezzen, ha nem invertáló vagyis a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetére mindkét esetben negatív feszültség jusson. Ha a 22 Hali-elem segítségével mért mágneses tér szinuszos váltzást mutató váltakozó mágneses tér, akkor a VH kimeneti feszültség szinuszos lefutású váltakozó feszültség. Ha a 22 Hali-elem ideálisan páratlan párosságú típushoz tartozik, a VH kimeneti feszültség szinuszos formájában változatlanul a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére jut, majd ezt követően a 27 invertáló erősítő pozitív vagy negatív erősítési tényezőjétől függően inverzióval vagy anélkül azt oly módon fedi, hogy a 22 Hali-elem M vezérlő bemenetén a negatív feszültség a helyes irányban többé vagy kevésbé negatív, míg az M vezérlő bemeneten az összesített feszültségnek mindvégig negatív értékűnek kell lennie. Ideálisan páros párosságú nemlinearitással jellemzett 22 Hali-elem esetén a működés a fentiekkel egyezik, de ilyenkor a 22 Hali-elem VH, kimeneti feszültségének negatív félhullámait a 29 átkapcsoló és a 30 invertáló erősítő egyenirányítja, majd a már egyenirányító« VH kimeneti feszültség jut a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére. Ha a 30 invertáló erősítő erősítési tényezőjének értéke -1, akkor az egyenirányító« negatív félhullámok nagysága megegyezik a pozitív félhullámokéval, míg más erősítési tényezők esetében nincs egyenlőség. Ha a 22 Halielemet aszimmetrikus nemlinearitások jellemzik, vagyis a páros és páratlan párosságú nemlinearitások kombináltan vannak jelen, a szabályozáshoz is a két említett szint keverékét kell használni. Ez annyit jelent, hogy a Vh kimeneti feszültséget változatlan formában a E4 negyedik bemenetre, míg az egyenirányító« Vh kimeneti feszültséget a Ei bemenetre kell egyidejűleg juttatni. Ebben az esetben a súlyozott VH kimeneti feszültség és az egyenirányító« súlyozott VH kimeneti feszültség összege hat, ahol az R6 harmadik, illetve az R3 második bemeneti ellenállás értéke a súlytényező. Adott mágneses tér esetében a 22 Hali-elem érzékenysége és ezzel együtt VH kimeneti feszültsége közelítőleg fordítva arányos a záróréteg vastagságával, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8
