202679. lajstromszámú szabadalom • Berendezés integrált áramkörbe integrálható Hall-elemmel
1 HU 202679 B 2 jelenti. A B - B, értéknél érvényes e(Bi) nemlinearitást a két, vagyis az X és az Y munkaponthoz tartozó ordináták különbségeként lehet meghatározni. Ez annyit jelent, hogy a nemlinearitás: A nemlinearitás páros párosságú típust képvisel, ha, mint a 20. ábrán bemutatjuk: e(B,) - e(-Bi), míg páratlan párosságú típust mutat, ha, mint a 21. ábrán látható: e(B,) - -e(-Bi). A 19. ábrán ennek megfelelően páratlan párosságú típust jelentő nemlinearitás van bemutatva. Hogy egy adott Hali-elem nemlinearitásának típusa páros vagy páratlan párosságú, az 1 Hali-elemnek a 18. ábra szerinti kapcsolásba való beépítése előtt méréssel megállapítható, és ezt meg is kell tenni. A következőkben adott működési leírás annak feltételezése mellett érvényes, hogy a B indukció pozitív értékeihez az 1 Hali-elem VH kimeneti feszültségének pozitív értékei tartoznak, és fordítva, a B indukció negatív értékeinek a VH kimeneti feszültség negatív értékei a követelményei (mint az a 19. ábrán látható). Ha az 1 Hali-elem páros párosságú típushoz tartozik, az e(B) nemlinearitás a B indukció függvényében vagy mindig pozitív, mint a 20. ábra görbéjének esetében (folyamatos vonal), vagy mindig negatív, mint a 20. ábra másik görbéjének esetében (szaggatott vonal). Ha az 1 Hali-elem páratlan pároságú típushoz tartozik, az e(B) verniinearitás a B indukció függvényében vagy pozitív B indukció mellett pozitív és negatív B indukció mellett negatív (mint a 21. ábra folyamatos vonalú görbéje mutatja), vagy a B indukció pozitív értékeihez negatív értékek, míg a B indukció negatív értékeihez pozitív értékek tartoznak (mint a 21. ábra szaggatott vonalú görbéje mutatja). Ha az 1 Hali-elem ideális módon mutatja a páros párosságú típus jellemzőit, akkor a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére nincs szükség, vagyis a 18. ábrán szaggatott vonallal jelölt kapcsolat a 31 feszültségkövető kimenete és a 26 differenciaerősítő között feleslegessé válik, ezért az 1 Hali-elem VH kimeneti feszültségének abszolút értéke a 26 differenciaerősítő Ei első bemenetére a 24 jelvevő átalalakító elemből kerül. Ha ebben az esetben az 1 Hali-elem karakterisztikája hasonlít a 20. ábrán folyamatos vonallal jelölt görbéhez és egyidejűleg biztosított, hogy a 31 feszültségkövető pozitív, +1 értékű erősítési tényezővel jellemezhető, a 27 invertáló erősítő beépítésével kell biztosítani azt, hogy a szabályozó kapcsolás végeredményben a feszültség inverzióját ne okozza. Ha viszont az 1 Hali-elem karakterisztikája a 20. ábrán szaggatott vonallal jelölt görbéhez hasonlít, akkor azonos feltételek mellett a 27 invertáló erősítőnek neminvertáló típusúnak kell lennie, mivel a feszültség inverzióját az előző elemek már biztosították. Ha a felhasznált 1 Hali-elem ideális módon páratlan párosság jellemzőit mutatja, akkor a 28 vezérlő egység, a 29 átkapcsoló és a 30 invertáló erősítő szükségtelenné válik, azaz az 1 Hali-elem VH kimeneti feszültségének abszolút értékét nem kell képezni és ez a kimeneti feszültség a 31 feszültségkövetőn keresztül a 18. ábrán szaggatott vonallal jelölt, tehát nem feltétlenül szükséges kapcsolaton keresztül a 26 differenciaerősítő E4 negyedik bemenetére jut. Ez utóbbiban az E4 negyedik bemenet harmadik R« bemeneti ellenálláson keresztül a 33 műveleti erősítő invertáló bemenetére van csatlakoztatva. Ha ebben az esetben az 1 Hali-elem karakterisztikája hasolít a 21. 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, hogy a 31 feszültségkövető a 26 differenciaerősítővel együtt nem hajtott végre semmiféle feszültséginverziót. Ez tehát invertáló erősítő. Ha viszont az 1 Hali-elem a 21. 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 20. és 21. ábra szerinti karakterisztikák ideális lefutásúaknak tekinthetők. A gyakorlatban általában nem találkozunk az e(B) tengelyre, vagy adott pontra teljes mértékben szimmetrikus karakterisztikával, tehát szinte mindig a páratlan és páros párosságú karakterisztikák valamiféle keverékével van dolgunk. Ebben az esetben az 1 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 Ré harmadik bemeneti ellenállás segítségével biztosítható, hogy korrekciók eltérő nagyságúak legyenek. A két ellenállás értéke nem feltétlenül azonos. A 26 differenciaerősítő Ei első és E4 negyedik bemenete ezért két aktuális jelszintet továbbító bemenetként működik. Az E4 negyedik bementen mindig az 1 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 két feszültség összege jelenti a szabályozó kapcsolás számára a szabályozó jel képzéséhez szükséges alapjelet. Röviden összefoglalva, a 18. ábrán bemutatott kapcsolás működési módja a következők szerint írható lei A V„f.i, Vref.2, Vre„ és Vrefl4 referenciaszükségleteket úgy határozzuk meg, hogy a 26 differenciaerősltő kimenete után elrendezett erősítő bemenetén pozitív érték jelenjen meg, ha itt 27 invertáló erősítő van, és fordítva, negatív érték keletkezzen, ha ez az erősítő nem invertáló. Ennek megfelelően az 1 Hali-elem R gyűrűcsatlakozójára negatív feszültség jusson. Ha az 1 Hali-elem segítségével mért mágneses tér szinuszos változást mutató váltakozó mágneses tér, akkor a VH kimeneti feszültség szinuszos lefutású váltakozó feszültség. Ha az 1 Hali-elem ideálisan páratlan párosságú típushoz tartozik, a VH kimeneti feszültség szinuszos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 9
