CN105891543A - 传感器系统和报警单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器系统和报警单元。根据本发明的传感器系统可以包括：配置成测量指示物体移动速度的第一信号的第一传感元件和配置成测量指示移动方向的第二信号的第二传感元件，进一步包括报警单元，其被配置成在第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背的情况下发布警告。本发明进一步教导了报警单元，其被配置成监控第一信号和第二信号之间的预定义关系，并且被进一步配置成如果所述预定义关系被违背，则发布警告。

Description

传感器系统和报警单元

技术领域

本申请涉及用于检测和验证物体的移动的具有报警单元的传感器系统，并且涉及用于验证信号之间的预定义关系的报警单元。

背景技术

存在各种各样的申请，其中物体的移动需要关于移动的速度和/或方向进行表征。一般在汽车或车辆内的防抱死系统（ABS）中以及在测量致动器的线性移动的设置中对这样的测量特别感兴趣。

往往这样的速度和方向传感器与极轮或齿轮组合使用。所述极轮通常包括许多交变磁极。当轮旋转时，磁场中的改变被传感器感测到并且可以被使用以从中得到上述移动的特性（参见图1B）。

可替代地或附加地，所述速度和方向传感器可以与例如沿致动器的线性路径布置的交变磁极的线性序列结合使用。在这样的设置中，当致动器沿线性路径移动时（参见图1A），磁场中的改变被传感器感测到并且可以被使用以从中得到线性移动的速度和/或方向。

在各种各样的采用移动和方向传感器的系统中，感兴趣的是验证由传感器产生的信号（即移动的方向和/或速度）在所述信号中的一个并不与另一个相矛盾的意义上来说是一致的。在现有技术中，方向和/或速度信号的这样的真实性检查通过冗余系统来实现，其中，两个单独的传感器被使用，其中第一传感器验证来自第二传感器的值，并且反之亦然。在这样的设置中，所述真实性检查将会通过ECU来实现。这样的方法显然相当昂贵，并且仅有有限的方式来检查传感器是否仍然产生可靠的信号。

另外，根据现有技术，检测速度信号和方向信号之间的差错或差异是由单个传感器中的一个的故障引起的还是由执行真实性检查的ECU的故障引起的是不可能的，如根据例如像在ISO 26262中所定义的功能安全标准可能要求的。

本发明通过提供用以感测物体移动的传感器系统而克服了现有技术的这些问题。根据本发明的传感器系统在一些实施例中可以涉及集成传感器系统，甚至更优选地涉及集成单片传感器系统。通过根据本发明的报警单元而进一步克服现有技术的问题。

用于感测物体移动的传感器系统可以包括第一传感器元件、第二传感器元件和报警单元。第一传感器元件可以是磁传感器元件。第一传感器元件可以提供沿半导体芯片上的第一信号路径的第一信号。第一信号可以指示移动的速度。第二传感器提供沿半导体芯片上的第二信号路径的第二信号。第二信号可以指示移动的方向。报警单元可以被置于半导体芯片上。如果第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背，则报警单元可以被配置成发布警告。

根据本发明的传感器系统的另外的方面从从属权利要求变得显而易见。

本发明进一步涉及报警单元。报警单元可以被配置成接收第一信号和第二信号。报警单元可以被配置成监控第一信号和第二信号之间的预定义关系。

在一些实施例中，报警单元进一步被配置成在预定义关系被违背的情况下发布警告。

根据本发明的报警单元的另外的优点和属性将从从属权利要求变得显而易见。

附图说明

图1A图示出与沿移动方向的交变磁极的布置相结合的磁传感器。

图1B图示出以可安装到旋转物体的极轮为例被配置成检测旋转方向和旋转速度的磁场传感器。

图2A图示出由速度传感器和方向传感器提供的速度信号S1和方向信号S2的关系。

图2B图示出由磁传感器（其被配置成测量移动的速度和方向）感测的具有丢失速度脉冲或丢失速度脉冲边沿的速度信号S1和方向信号S2的时间演化。

图2C图示出具有丢失方向脉冲或丢失方向脉冲边沿的速度信号S1和方向信号S2的时间演化。

图3A图示出根据本发明的传感器系统的框图。

图3B图示出根据本发明的传感器系统的示例性实施例。

图3C图示出根据本发明的传感器系统的另一实现方式。

图4A图示出根据本发明的报警单元的示例性实施例。

图4B图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号随时间推移的时间演化。

图4C图示出用于左转物体的与报警单元相关的信号随时间推移的时间演化。

图4D图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第一信号中具有缺失脉冲）随时间推移的时间演化。

图4E图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第一信号中具有附加脉冲）随时间推移的时间演化。

图4F图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第二信号中具有缺失脉冲）随时间推移的时间演化。

图4G图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第二信号中具有附加脉冲）随时间推移的时间演化。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述各种实施例。将要理解的是，这些实施例仅用于说明性的目的，并且决不被解释为限制本发明的范围。

例如，虽然实施例被描述包括多个不同的细节、特征或元件，但在其他实施例中，这些细节、特征或元件中的一些可以被省略、可以被以与所示的不同的方式实现、和/或可以由替代的细节、特征或元件来代替。附加地或可替代地，在另外的实施例中，可以呈现在本文中未明确描述的附加细节、特征或元件。连接或耦合（例如在如本文所述的附图中示出的电气连接或耦合）可以是直接连接或间接连接。间接连接是在维持耦合功能的情况下具有一个或多个中间元件的连接。

涉及传感元件的一些实施例可以包括磁场传感器或传感器元件。可替代地且在没有任何限制的情况下，可以考虑适于测量物体的移动的任何其他传感器。

涉及一个或多个磁场传感器的一些实施例例如可以包括XMR传感器。如本文所用的术语XMR传感器可以指基于一个或多个磁阻（MR）效应的传感器。磁阻效应的示例包括GMR（巨磁电阻）、CMR（庞磁电阻）、AMR（各向异性磁电阻）或TMR（隧道磁电阻）。在另一示例中，磁场传感器可以包括霍尔传感器。在本申请的上下文中的霍尔传感器可以是依赖霍尔效应来检测磁场的传感器。霍尔传感器的示例包括垂直霍尔传感器或横向霍尔传感器。霍尔传感器可以基于任何常规技术、例如旋转电流技术或任何其他偏置技术来操作。

在没有任何限制的情况下，根据本发明的传感器系统可以包括采用不同测量原理的传感器元件的组合，例如垂直霍尔传感器元件作为第一传感器元件而任何XMR传感器元件作为第二传感器元件。对于第一传感器元件主要对外部磁场的第一分量敏感，而第二传感器元件主要对外部磁场的与第一磁场分量垂直的第二分量敏感可能会感兴趣。

在根据本发明的用于感测物体移动的传感器系统的一些实施例中，所述传感器系统是单片集成传感器系统。所述传感器系统可以包括第一传感器、第二传感器和报警单元。第一传感器（在下文中也被称为第一传感器元件）可以是磁传感器元件。第一传感器元件可以提供沿半导体芯片上的第一信号路径的第一信号。第一信号可以指示移动的速度。第二传感器元件可以提供沿相同半导体芯片上的第二信号路径的第二信号。第二信号可以指示移动的方向。如果第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背，则半导体芯片上的报警单元可以被配置成发布警告。

在传感器系统的一些实施例中，所述报警单元可以被进一步配置成监控第一信号和/或第二信号。

在传感器系统的一些实施例中，所述预定义关系可以是可选择的自由预定义关系。

在传感器系统的一些实施例中，所述预定义关系可以是第一信号和第二信号之间的可选择的预定义关系。第一信号和第二信号在一些实施例中可以是准周期信号或周期信号。术语周期可以被解释为在某一周期T之后基本上重复的信号。准周期信号在本公开的上下文中应当被理解为在给定时间帧内基本上重复的信号。这是说，准周期信号可以包括周期，其中，所述信号消失、降到一给定值等。在根据本发明的传感器系统的一些实施例中，第一信号和第二信号可以是基本上同一频率的准周期信号。

在一些实施例中，传感器系统是半导体芯片上的单片集成传感器系统。

在一些实施例中，报警单元可以包括第一比较器，其被配置成指示第一信号高于第一基值。所述第一比较器可以被布置在第一信号路径内的第一传感器的下游。

在一些实施例中，传感器系统可以进一步包括在第一信号路径内的补偿单元。所述补偿单元可以被配置成对第一信号施加可调补偿。在没有限制的情况下，所述施加的补偿可以是施加于第一信号的固定补偿。

在传感器系统的一些实施例中，可以呈现用于至少转换第一信号的第一模数转换器。

在一些实施例中，传感器系统可以进一步包括将第一信号和第二信号转发到第一模数转换器的多路复用器。

在传感器系统的一些实施例中，补偿单元可以包括被配置成从报警单元接收数字补偿的数模转换器。

在传感器系统的一些实施例中，报警单元可以在发布警告的情况下被配置成校正第一信号和/或第二信号或者使其无效。

在一些实施例中，报警单元可以进一步适于在第一比较器指示第一信号高于第一基值（尤其是第一基值为0）的时间周期期间提取第二信号的最小值和/或最大值。

可替代地或附加地，报警单元可以进一步适于在例如第二比较器指示第二信号高于第二基值，在第一比较器中指示第二信号高于第二基值，尤其是第二基值和第一基值相同的时间周期期间，提取第一信号的最小值和/或最大值。

图2A图示出根据本发明的如由传感器系统10（参见示例图3A）所感测到的指示移动物体的速度的第一信号S1和指示移动物体的方向的第二信号S2随时间推移的关系，其中，所述传感器系统10对移动的速度和方向是敏感的。值得注意的是，在图2A中，第一信号S1和第二信号S2基本上具有同一频率。另外，指示物体的速度的第一信号S1与由传感器系统10测量的方向信号S2基本上异相90°。布置传感器系统10以使得第一信号S1和第二信号S2基本上异相90°是有利的。如果移动（如在图1A和图1B中所示的）改变方向，那么速度信号S1和方向信号S2之间的关系将反向，即速度信号S1将在方向信号S2的前头而不同于图2A中所描绘的情况。

选择第一信号S1和第二信号S2异相90°可能对如可取自图2A的以下原因感兴趣：第一，当第二信号S2示出负最大（也被称为最小）时，用于右移系统的第一信号S1随上升沿过零。第二，当第二信号S2随上升沿过零时，第一信号S1示出正最大。第三，当第二信号示出最大时，第一信号S1随下降沿过零。以及最后，当第一信号S1示出最小时，第二信号S2随下降沿过零。

本领域技术人员将会容易地理解：根据第一信号S1和第二信号S2之间的这一相位差，用于右移或左移系统的真实性检查能够被实施监控信号S1和信号S2两者中的最大值、最小值和过零点的上述关系。

作为用于右移或左移系统的真实性检查的替代近似，所述近似能够通过跟踪以下随时间推移的序列来实施：第一信号S1中的最大值将继之以第二信号S2中的最大值，然后继之以第一信号S1中的最小值和第二信号S2中的最小值。

作为用于右移或左移系统的真实性检查的另一替代近似，所述近似能够被实施跟踪超过一个周期的过零点的预期顺序，即对于右移目标：随S1的上升沿的过零点继之以随S2的上升沿的过零点，继之以S1随下降沿的过零点以及S2随下降沿的过零点。

对本领域技术人员将显而易见的是，根据本发明，如上述那些的真实性检查可以在模拟域中或者相似地在数字域中得以实现。所述真实性检查能够被实现为模拟域和/或数字域中的电路。所述真实性检查的一个示例性实现方式可以至少部分地作为一个软件（例如，作为运行在DSP上ASIC）加以实现，所述DSP是数字域的一部分或者是根据本发明的报警单元的至少一部分，如将以下进一步更详细地解释的。

对于本公开的上下文将要进一步注意的是，模拟域应当被解释为不同步于时钟的电路或设备的一部分。

使用例如在第一信号路径110中的（切换）比较器151、152（最好参见图4A）可能是方便的。第一比较器151能够用来指示第一信号S1是否是正的。对于第一信号S1的正半波，第一比较器151（也被称为切换比较器）的输出CS1将是正方波，而在其中速度信号S1低于或等于零的周期期间，所述比较器将提供零信号，如在图2A的下半部分中所描绘的。

本领域技术人员将理解：比较器151、152因此被配置成指示第一信号S1和/或第二信号S2是否分别高于给定阈值（例如，零）。然而，在没有限制的情况下，可以使用与第一比较器151和/或第二比较器152相结合的任何其他阈值。

本领域技术人员将进一步理解的是：对验证在我们的示例中对应于速度信号的第一信号S1和指示移动方向的第二信号S2——如由传感器系统所测量的——是一致的感兴趣。

在ABS和/或电子稳定系统ESP中，对确保在速度信号S1和/或方向信号S2中没有脉冲丢失感兴趣。它同样将是关键的，如果第一信号S1中的附加速度脉冲和/或第二信号S2中的附加方向脉冲出现的话。在第一信号S1和/或第二信号S2中的任一个中的这样的附加或丢失脉冲将指示不正确的速度和/或不正确的方向。这能够对诸如汽车之类的汽车设备的控制系统指示：速度不再是60公里/小时而只是30公里/小时，其中，需要满足不同的安全性要求。同样通过方向路径中的丢失或附加脉冲指示不正确的方向，第二信号路径210将指示汽车不再在前进方向而是向相反方向以80公里驱动。因此，感兴趣的是提供指示如由传感器系统测量的第一信号S1和第二信号S2不再一致的方法，以使得报警单元400（最好参见图3A）可以发布警告。

图2B图示出其中速度信号或第一信号S1内的速度脉冲丢失，而第二信号S2没有示出丢失脉冲的情况。使用速度信号路径内的比较器，S1内的丢失速度脉冲将被转化为比较器151的比较器输出CS1内的丢失脉冲。

图2C图示出第一信号S1和第二信号S2随时间推移的演化，其中，在第二信号S2内方向脉冲丢失。因此针对方向脉冲的长度，第一信号S1和第二信号S2之间的预期相位关系或固定关系被违背。第一信号S1和第二信号S2之间的所要求关系的违背可以被使用以识别第一信号S1和/或第二信号S2中的这样一个毛刺（glitch）。值得注意的是，第一信号路径内的比较器不能检测方向路径内的丢失方向脉冲。

图3A图示出根据本发明的传感器系统10。根据本发明的传感器系统10可以包括第一传感元件100，其被配置成测量指示移动速度的第一信号S1。所述第一传感元件100可以提供沿第一信号路径110的第一信号S1，从而将第一信号S1转发到报警单元400。第二传感元件200可以被配置成测量第二信号S2。第二信号S2指示物体移动的方向。第二信号S2沿第二信号路径210被转发到报警单元400。传感器系统10可以被实现为单片芯片。

如上所述，第一信号S1和第二信号S2被预期在定义的关系中。特别是所述定义的关系可以是第一信号S1和第二信号S2之间的定义相位关系，如在图2A中所指示的。然而，如果通过第一传感元件100和/或第二传感元件200感测到附加和/或丢失脉冲，则这样的附加和/或丢失脉冲应该被传感器系统10可靠地检测到以用于报警单元400发布警告。

至于安全性要求，根据ISO26262（道路车辆——功能安全）或ASIL（汽车安全完整性等级）的要求，由报警单元400发布的警告提供方法以指示在由第一传感元件100和/或第二传感元件200提供的信号似乎合理时，不一致或错误状态可以被转发到外部单元。因此，由报警单元400发布的警告适于向控制单元（诸如，ECU）指示第一信号S1和/或第二信号S2不再是可靠的。更精确地，第一信号S1和第二信号S2之间的预定义关系不再被维持而被违背。

可替代地和/或附加地，在由报警单元400发出警告的情况下，报警单元400可以使第一信号S1和/或第二信号S2无效。这使传感器系统10能够丢弃个别的第一信号S1和/或第二信号S2，或在警告已被发布的情况下，使传感器系统10的输出信号完全无效。

图3B图示出根据本发明的传感器系统10的示例性实施例。第一传感元件100被配置成检测移动物体的速度。出于说明的目的，该第一传感元件100被图示为包括惠斯通电桥的差分传感元件。然而，本领域技术人员可设想出提供第一信号S1作为移动物体的速度的一个指示的第一传感元件100的其他实现方式。

第一信号S1可以被转发到前置放大器120，所述前置放大器120在沿第一信号路径110布置的第一传感元件100的下游。可能进一步感兴趣的是：在第一信号路径110内提供第一低通滤波器140。可能被提供有提供偏置以设置第一传感元件100的工作点的带隙偏置单元105。数字岩心415可以给数模转换器115（也被称为补偿-DAC）提供补偿，以调整用于第一信号S1的补偿。

在图3B中，存在第二传感元件200。所述第二传感元件200被配置成测量指示物体移动的方向的第二信号S2。沿第二信号路径210提供第二信号S2。可能感兴趣的是：在第二传感元件200的下游提供第二前置放大器220。可能进一步感兴趣的是：提供布置在第二信号路径210内的第二低通滤波器240，其通常在第二前置放大器220的下游。在图3B的实施例中，第一信号路径110和第二信号路径210共享一个公共多路复用器300。值得注意的是，在不脱离本发明的情况下，这只是一个单纯的设计选择，以便节省第二信号路径内的附加ADC的成本。

将要理解的是，反馈到多路复用器300中的信号被转发到公共ADC 410，其将以同样的方式模数转换第一信号S1和第二信号S2。为了节省除处理沿第一信号路径110的信号的ADC之外的专用于第二信号路径210的第二ADC的成本和空间，可能对这样的实现方式感兴趣。将要理解的是，在图3B的实施例中，报警单元400由接收优选地由公共ADC 410提供的第一信号S1的数字表示和/或第二信号S2的数字表示的数字岩心415形成。值得注意的是，在图3B的实施例中示出的比较器151只接收表示第一信号S1的模拟信号。第一比较器151的输出被转发到报警单元400的数字岩心415。在没有任何限制的情况下，可以提供有另外的比较器152（未示出），其接收表示第二信号S2的模拟信号。为了实现以同样的方式表示第一信号S1和第二信号S2的比较器信号CS1、CS2（如分别在图2A-2C中针对第一信号图示出的），可能感兴趣的是提供用于第一信号S1和第二信号S2中的每一个的第一比较器151和另外的或第二比较器152。

根据图3B的实施例，数字岩心415可以执行真实性检查、即在第一信号S1和/或第二信号S2内随时间推移的附加和/或丢失脉冲的检查，如关于图2A-2C所讨论的。将要理解的是，为了提供沿第一信号路径110的一些故障检查，可能对比较器151感兴趣。更概括地，为了监控第一信号S1和第二信号S2之间的预定义关系，可能对（第一）比较器151感兴趣。

如果报警单元400在数字岩心内从比较器150接收到比较器信号CS1，而同时第一信号S1的数字表示消失或不见，这将指示公共多路复用器300和/或公共ADC 410中的任一个有问题并且因此不再是可靠的。

根据同样的道理，如果报警单元400接收到具有过零点、最大值和/或最小值的第一信号S1的数字表示，而同时第一比较器信号CS1消失或者是恒定的（即没有切换行为），这可能指示第一比较器151故障。

类似地，可以使用在第二信号路径210内的另一比较器152（最好参见图4A）以指示公共多路复用器300和/或公共ADC 410的错误。如针对第一信号S1所解释的，如果报警单元400接收到包括过零点、最大值和/或最小值的第二信号S2的数字表示，而同时第二比较器信号CS2消失或者是恒定的（即没有切换行为），这可能指示第二比较器152故障。

随着若干汽车传感器系统以当前模式来操作，在数字岩心415内的真实性检查的输出可以被转发到电流调制器480以提供对应于真实性信号的电流信号，以向（远程）ECU指示所述真实性信号。

电流调制器480所产生的信号将指示传感器系统10是否正常工作。图3B的实施例可以进一步包括可选振荡器450，其给报警单元400提供定义的频率。图3B的传感器系统10可以进一步包括电源管理单元490，其给第一传感元件100和/或第二传感元件200和/或根据图3B的传感器系统10的另外部件提供电力。

电流调制器480通常提供电流等级（诸如，3.5、7或14毫安）之间的电流调制，以指示第一信号S1和/或第二信号S2的不同状态。通常，第一信号S1和/或第二信号S2被指示为脉宽调制信号。在真实性检查不成功的情况下，电流调制器480可以进一步被配置成使第一信号S1和/或第二信号S2无效或取消，防止第一信号S1和/或第二信号S2被转发到电流调制器480的输出。将要理解的是，图3B内的报警单元400包括比较器151、数字岩心415，并且可选地包括公共ADC 410。

图3C图示出根据本发明的实施例的传感器系统10的另外实施例。与在图3B内已讨论的那些类似的实体被给出同一附图标记；除非另有说明。不同于根据图3B的传感器系统10的实施例，沿第一信号路径110提供用于第一信号S1的第一ADC 410（也被称为单独的ADC410），同时沿第二信号路径210提供第二ADC 420。如前，数字岩心415可以给数模转换器115提供补偿以调整用于第一信号S1的补偿。同样地，可以在第二信号路径210内提供另一补偿DAC（未示出），如果对在由第二传感元件200测量的第二信号S2上施加补偿感兴趣（例如由于用作第二传感元件200的传感器类型）的话。

另外，不同于图3B，第二信号路径210包括第二比较器152，所述第二比较器152也为指示移动方向的方向信号S2提供如图2A-2C中所讨论的方波信号或比较器信号CS2。通过在第一信号路径110内提供比较器151，检查使第一信号路径110终止的第一ADC 410中的任何错误成为可能。这也就是说，当比较器150仍然提供图2A-2C中所讨论的方波，但第一ADC410不能提供第一信号S1的相应数字表示时，这将指示第一ADC 410有问题、诸如像“固定”错误。然而，如果第一比较器151和第一ADC 410二者提供消失信号（不再表示基本上同一频率的周期或准周期信号），那么这将指示第一传感元件100、前置放大器120、补偿ADC 115和/或低通滤波器140有问题。

另外，如前面所解释的，包括最小值、最大值和/或过零点的第一信号S1的数字表示在第一比较器信号CS1消失或者是恒定的（即没有切换行为）时可以指示第二比较器152有问题。第二信号路径210内的第二比较器152被配置成指示第二ADC 420何时有问题。如果第二比较器151提供方波周期信号（如以图2A-2C所讨论的），但是指示移动方向的第二信号S2的数字表示将不会示出相同的准周期特性，这将向报警单元400指示方向ADC 420有问题，并且似乎不再可靠地工作。如前面所解释的，包括最小值、最大值和/或过零点的第二信号S2的数字表示在第二比较器信号CS2消失或者恒定（即没有切换行为）时可以指示第二比较器152有问题。

然而，如果由第二ADC 420提供的S2的数字表示和由第二比较器152提供的模拟信号二者都将不再提供（准）周期信号，那么这将指示第二传感元件200、放大器220、低通滤波器240和/或第二ADC 420有问题。

值得注意的是，通过提供第一比较器151和/或第二比较器152，报警单元400能够在指示第一信号和/或第二信号S2之间的预定义关系是被维持还是被违背之外，将可靠性信息传送到诸如电子控制单元ECU（未示出）之类的外部系统。

可能进一步值得注意的是，如图3B和3C中所描绘的报警单元400依赖于数字岩心415。虽然用于实现真实性检查的数字岩心415的使用可能是方便的，但是晶体管中的足迹可能是相当大的，从而潜在地妨碍对减少安全关键设备内的晶体管的足迹的兴趣。

将要理解的是，如前面所讨论的报警单元400可以进一步被实现为与提供沿第一信号路径110的第一信号S1和沿第二信号路径210的第二信号的传感器系统相结合的单独的设备，其中所述第一信号S1指示移动的速度，而所述第二信号S2指示移动的方向。因此，报警单元400可以被实现为分别可耦合到第一信号路径110和第二信号路径210的集成半导体设备。如本文所公开的报警单元400可以被进一步被使用以在第一信号S1和第二信号S2之间的预定义关系被违背的情况下，给前面不具有此功能的这类传感器系统提供发布警告的功能。根据本公开的报警单元400因此可以被认为是对提供第一信号S1和第二信号S2的现有传感器系统的升级。

将要理解的是，报警单元400可以被实现为单独的设备而不管所述报警单元400是在数字域中来实现还是部分地在数字域以及模拟域中来实现，如以图3A至3C的报警单元400所讨论的。在这种情况下，图3B的报警单元400可以进一步包括用于从比较器151接收第一比较器信号CS1的端子。如前所述，模拟在报警单元400的上下文中应被解释为不与时钟同步。

图4A示出了在模拟域中被实现的报警单元400的实施例。描绘了产生第一信号S1的第一传感元件100和产生第二信号S2的第二传感元件200，并且要强调的是，以下图4A的报警单元400可以与如图3A中所示意性描绘的任何第一传感元件100和第二传感元件200组合使用。

对于报警单元400而言可能方便的是，包括第一端子（未示出）用以从第一传感元件接收第一信号S1，以及进一步地包括第二端子（未示出）用以从第二传感元件200接收第二信号S2。接收第一信号S1和第二信号S2可以通过分别将第一信号路径110耦合到第一端子和将第二信号路径210耦合到第二端子的专用连接器加以实现。

第一信号S1被转发到第一比较器151，其从所述第一信号S1产生第一比较器信号CS1。第二信号S2被转发到第二比较器152，其从所述第二信号S2产生第二比较器信号CS2。

在第一比较器151下游的第一反相器INV1提供第一比较器信号CS1的反向版本。第二比较器信号CS2向第二比较器152下游被转发到产生反向的第二比较器信号的第二反向元件INV2。

在图4A中呈现了4个存储器元件F1、F2、F3、F4。所述4个存储器元件可以被实现为如本领域技术人员所知的JK触发器。本领域技术人员将容易地认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以实现存储器元件F1、F2、F3、F4的其他实施例。实现存储器元件F1、F2、F3、F4的JK触发器中的每一个分别包括J输入、K输入以及控制或切换输入。在图4A所描绘的实现方式中，所述存储器元件F1、F2、F3、F4中的每一个具有一个反向控制输入，如分别由在每个控制输入处的反相器INVF1、INVF2、INVF3、INVF4所指示的。实现存储器元件F1、F2、F3、F4的JK触发器进一步包括Q输出和输出，输出为Q输出的反向版本。

因此，用于本文档的剩余部分的术语控制输入也应该包括具有反相器INVF1、INVF2、INVF3、INVF4的存储器元件F1、F2、F3、F4的实现方式，如图4A中所描绘的。

对应于第一信号S1的第一比较器信号CS1被转发到第一存储器元件F1的控制输入、第二存储器元件F2的J输入和第四存储器元件F4的J输入。反相器INV1使第一比较器信号CS1反向并提供反向的第一比较器信号，其被转发到第二存储器元件F2的K输入、第三存储器元件F3的控制输入和第四存储器元件F4的K输入。

第二信号S2到达第二比较器152，从而产生对应于所述第二信号S2的第二比较器信号CS2。第二比较器信号CS2被转发到第一存储器元件F1的J输入、第二存储器元件F2的控制输入和第三存储器元件F3的J输入。

第二比较器信号CS2进一步通过第二反相器INV2反向，产生反向的第二比较器信号，其被转发到第一存储器元件F1的K输入、第三存储器元件F3的K输入和第四存储器元件F4的控制输入。

在所述的设置中被实现为JK触发器的第一存储器元件F1的Q输出将呈现上升沿信号S1r。当第一信号随上升沿过零时，信号S1r采样第二信号S2。

第二存储器元件F2的第一输出Q将呈现上升沿信号S2r。当第二信号S2随上升沿过零时，信号S2r采样第一信号S1。

第三存储器元件F3的Q输出将呈现下降沿S1f。当第一信号S1随下降沿过零时，信号S1f采样第二信号S2。第四存储器元件F4的输出Q将呈现下降沿信号S2f。当第二信号S2随下降沿过零时，信号S2f采样第一信号。

上升沿信号S1r可以使用异或元件X1（通常也被称为XOR元件）耦合到上升沿信号S2r。所述异或元件X1将产生上升沿奇偶信号Pr。

下降沿信号S1f可以经由异或元件X2耦合到下降沿信号S2f。XOR元件X2将产生下降沿奇偶信号Pf。

本领域技术人员将认识到，上升沿信号S1r、上升沿信号S2r、下降沿信号S1f和下降沿信号S2f可以被使用以分析固定关系，尤其是第一信号S1和第二信号S2之间的90°相位关系，如将在以下进一步解释的。

下降沿奇偶信号Pf和上升沿奇偶信号Pr可以与AND元件A耦合，以产生在ZERO和ONE间或在低状态和高状态间改变的真实性标识P。

根据图4A中所描绘的实现方式，具有低或ZERO值的真实性标识P指示传感器系统10内的故障，而反过来1值可以指示所述传感器系统10的可靠功能。更精确地，具有ZERO值的真实性标识P指示第一信号S1和第二信号S2之间的预定义关系（优选地90°相位关系）被违背。

在图4A中示出的实施例中，可以使用第二AND组合A2将第一比较器信号CS1与真实性标识P结合，以实现与传感器系统（其可与电流接口结合使用（operable））结合的电流调制器480的电流调制器输出，如关于图3B和3C所讨论的。这样的系统（典型地这样的电流接口）可以具有三个不同的电流等级，以实现逻辑状态HIGH、LOW和ERROR；在这样的电流接口中，这些值可以通过7毫安、14毫安以及3.5毫安来实现。

图4B-4G示意性地示出了如关于图4A的报警单元400所讨论的各种信号流。

图4B中示出的示意图表示（准）周期信号S1和S2的三个周期T内的如图1B或1A中的设置中的向右移动。在图4B中，S1和S2之间的预定义关系（因此90°相位差）是清晰可见的。（例如图4A中的第一比较器151的）第一比较器信号CS1指示第一信号S1的那些部分，其中S1大于0或在振幅上是正的。当S1大于0时，CS1指示ONE或TRUE状态，而对于其中S1低于0的那些周期，CS1指示ZERO状态。

同样地，在图4B内示出的第二比较器信号CS2表示（例如图4A中的）第二比较器152的输出功能，以及指示其中第二信号S2大于0、因此在振幅上是正的具有状态ONE或TRUE的这样的周期。然而其中S2低于0的那些周期由信号CS2的ZERO状态来指示。

信号指示第一比较器信号CS1的反向版本，并且被呈现在第一反相器INV1的输出。因此，对于其中第一比较器信号CS1是ONE的周期，信号是ZERO，并且反之亦然。

信号指示第二比较器信号CS2的反向版本，并且被呈现在第二反相器INV2的输出。因此，对于其中第二比较器信号CS2是ONE的周期，信号是ZERO，并且反之亦然。

如呈现在第一存储器元件F1的Q端口的信号S1r指示当第一信号S1随上升沿过零时采样的第二信号S2的值。当第一信号在上升沿内过零时，只要第二信号S2示出最大值，S1r就处于状态ONE、即高状态。换言之，S1r指示在S1在上升沿内过零的时间点的信号S1和信号S2的预定义关系、即对于右移系统第二信号S2超前第一信号S1 90°。

如呈现在第二存储器元件F2的Q端口的信号S2r指示当第二信号S2示出上升沿时采样的第一信号S1的值。当第二信号在上升沿内过零时，只要第一信号S1示出最小值，S2r就处于状态NULL、即低状态。换言之，S2r指示在S2在上升沿内过零的时间点的信号S1和信号S2的预定义关系、即对于右移系统第二信号S2超前第一信号S1 90°。

如呈现在第三存储器元件F3的Q端口的信号S1f指示当第一信号S1随下降沿过零时采样的第二信号S2的值。当第一信号S1在下降沿内过零时，只要第二信号S2示出最小值，S1f就处于状态ZERO、即低状态。换言之，S1f指示当S1在下降沿内过零时，信号S1和信号S2的预定义关系、即对于右移系统第二信号S2超前第一信号S1 90°。

如呈现在第四存储器元件F4的Q端口的信号S2f指示当第二信号S2随下降沿过零时采样的第一信号S1的值。当第二信号S2在下降沿内过零时，只要第一信号S1示出最大值，S2f就处于状态ONE、即高状态。换言之，S2f指示当S2在下降沿内过零时，信号S1和信号S2的预定义关系、即对于右移系统第二信号S2超前第一信号S1 90°。

上升沿奇偶信号Pr被呈现在第一异或元件X1。只要信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1r和S2r（即在其中S1和S2分别在上升沿内过零的时间点）被维持，Pr就保持在高状态。

下降沿奇偶信号Pf被呈现在第二异或元件X2。只要信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1f和S2f（即在其中S1和S2分别在下降沿内过零的时间点）被维持，Pr就保持在高状态。

真实性标识P被呈现在AND元件A的输出，如果预定义关系分别关于信号S1和信号S2二者的上升沿和下降沿被维持，则所述真实性标识P保持在高状态。

如呈现在第二AND元件A2的输出信号out示出方波行为，并且可与电流调制器一起用在传感器系统中，如关于图3B和3C所讨论的。

对于右移系统的正常操作而言，信号Iout表示用于具有三个电流等级的电流接口的电流输出。这也就是说，Iout表示其中正半波具有14毫安的振幅，而负半波具有7毫安振幅的方波行为。值得注意的是，图4B中示出的状态未描绘开始阶段，直到第一信号S1和/或第二信号S2的第一上升或下降沿已经发生。对于开始阶段而言方便的是，Ioutput的电流振幅具有第三等级（例如，3.5mA），以指示还没有达到预定义关系。

图4C示出了如前讨论的S1、S2、CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f、S2f、Pr、Pf、P、out、和Iout。注意，对于图4C中描绘的左转系统而言，第二信号S2超前第一信号S1 90°。这种相位关系上的反转将以明显的方式投射到信号CS1、CS2、和上。

对于图4C中所描绘的情况，S2滞后S1 90°的关系被维持在位移的三个周期内。因此，信号S1r、S2r、S1f、S2f被反向（并且可能用于方向检测），而且此外Pr、Pf、P、out、和Iout与关于图4B所讨论的那些相同。如本文所述的报警单元400因此被配置成清楚地标识和指示第一信号S1内的丢失脉冲。

图4D示出了用于包括向右移动的物体的系统的与报警单元400有关的如前所讨论的信号S1、S2、CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f、S2f、Pr、Pf、P、out、和Iout。注意，在图4D中所示的2T和3T之间、因此在最后一个周期中，在S1内丢失了一个正半波。因此，在第三周期的第一个半波期间，信号CS1保持低，而在这个地方，在正常操作期间它应该是高。在S1的第一个正半波期间，S1超前S2 90°的预定义关系被违背。在S1中丢失的正半波转化成用于第三周期的第一半波的第一比较器信号CS1和内的丢失脉冲，而信号S2、CS2、和与图4B中所述的情况相比未被改变。

信号S1中的丢失脉冲在信号S2f中变得显而易见，因为当第二信号S2在下降沿内过零时，这个信号采样第一信号S1（速度信号）的值。在第三周期内，S2f降至ZERO，而在这个地方，在正常操作期间（具有维持的预定义关系）它应该是ONE或高。

S1的第三周期中的丢失脉冲进一步转化为在第二异或元件X2处的下降沿奇偶信号Pf的改变。在第三周期的第一半波期间，Pf从高状态变到ZERO或低状态。然而，在第三周期期间，Pr保持在高状态，因为信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1r和S2r、即在其中S1和S2分别在上升沿内过零的时间点被维持。

S1中的丢失脉冲在真实性标识P中进一步变得显而易见，所述真实性标识P在第三周期期间从高状态变到ZERO或低状态。

响应于信号P中的改变，输出信号out改变。信号out中的改变也在信号Iout中进一步显而易见。

图4E示出了用于包括向右移动的物体的系统的与报警单元400有关的如前所讨论的信号S1、S2、CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f、S2f、Pr、Pf、P、out、和Iout。注意的是，在图4E中示出的1T和2T之间、因此在第二个周期中，存在第二个正半波而不是对第一信号S1存在的负半波。因此，在第二周期的第二个半波期间，信号CS1保持高，而在这个地方，在正常操作期间它应该是低。在S1的第二个正半波期间，S1超前S2 90°的预定义关系被违背。

在S1中附加的正半波转化成在第一比较器信号CS1内的又一正方波，而信号在第二周期内示出第二负方波脉冲。信号S2、CS2和与图4B中所述的情况相比未被改变。

信号S1中的附加脉冲在信号S2r中变得显而易见，因为当第二信号S2在上升沿内过零时，这个信号采样第一信号S1（速度信号）的值。在第二周期内，S2r升至HIGH，而在这个地方，在正常操作期间（具有维持的预定义关系）它应该是ZERO或低。

S1的第二周期中的附加脉冲进一步转化为在第一异或元件X1处的上升沿奇偶信号Pr的改变。在第二周期的第二半波期间，Pr从高状态变到ZERO或低状态。然而，在第二周期期间，Pf保持在高状态，因为信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1f和S2f、即在其中S1和S2分别在下降沿内过零的时间点被维持。

S1中的附加脉冲在真实性标识P中进一步变得显而易见，所述真实性标识P在第二周期期间从高状态变到ZERO或低状态。

响应于表示第二周期内的第二正半波的信号P中的改变，信号out改变。信号out中的改变也在信号Iout中进一步显而易见。因此，本领域技术人员将认识到，报警单元400适于指示第一信号S1内的附加脉冲。

图4F示出了用于包括向右移动的物体的系统的与报警单元400有关的如前所讨论的信号S1、S2、CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f、S2f、Pr、Pf、P、out、和Iout。要注意的是，在图4F中示出的1T附近，因此在第一周期的结尾，存在方向信号S2中的一个正脉冲丢失。因此，在时间点T的附近，信号CS2保持低，而在这个地方，在正常操作期间它应该是高。在T附近，S1超前S2 90°的预定义关系被违背。

在T处的S2中的丢失脉冲转化成第二比较器信号CS2内的丢失正方波脉冲，而信号保持高，而在这个地方，它在T附近应该是低。信号S1、CS1和与图4B中所述的情况相比未被改变。

信号S2中的丢失脉冲在信号S1r中变得显而易见，因为当第一信号S1在上升沿内过零时，这个信号采样第二信号S2（方向信号）的值。在T处，S1r降至低，而在这个地方，在正常操作期间（具有维持的预定义关系）它应该是ONE或高。

对于S2在T处的丢失脉冲进一步转化为上升沿奇偶信号Pr在T处的改变，其中，Pr从高状态变到ZERO或低状态。然而，在第二周期期间，Pf保持在高状态，因为信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1f和S2f、即在其中S1和S2分别在下降沿内过零的时间点被维持。

S2中的丢失脉冲在真实性标识P中进一步变得显而易见，所述真实性标识P在第二周期期间从高状态变到ZERO或低状态。

响应于表示第二周期内的丢失正半波的信号P中的改变，信号out改变。信号out中的改变也在信号Iout中进一步显而易见。因此，本领域技术人员将容易地认识到，报警单元400适于可靠地指示第二信号S2、即方向信号内的丢失脉冲。

图4G示出了用于包括向右移动的物体的系统的与报警单元400有关的如前所讨论的信号S1、S2、CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f、S2f、Pr、Pf、P、out、和Iout。要注意的是，在第二周期内，存在一个附加的正半波，因此在图4F中的T和2T之间，存在方向信号S2中的一个附加正脉冲。因此，在整个第二周期内，信号CS2保持高，而在这个地方，在正常操作期间它应该从高变到低。在附加正脉冲期间，S1超前S2 90°的预定义关系被违背。

S2在第二周期内的附加脉冲转换成第二比较器信号CS2内的附加正方波脉冲，而信号保持低，而在这个地方，在正常操作期间它应该是高。信号S1、CS1和与图4B中所述的情况相比未被改变。

信号S2中的附加或额外脉冲在信号S1f中变得显而易见，因为当第一信号S1在下降沿内过零时，这个信号采样第二信号S2（方向信号）的值。对于S2内的附加脉冲，S1f升至高，而在这个地方，在正常操作期间（具有维持的预定义关系）它应该是ZERO或低。

S2在第二周期期间的附加脉冲进一步转化为下降沿奇偶信号Pf在第二周期期间的改变，其中，Pf从高状态变到ZERO或低状态。然而，在第二周期期间，Pr保持在高状态，因为信号S1和信号S2之间的预定义关系关于S1r和S2r、即在其中S1和S2分别在上升沿内过零的时间点被维持。

S2中的附加脉冲在真实性标识P中进一步变得显而易见，所述真实性标识P在第二周期期间从高状态变到ZERO或低状态。

响应于指示第二周期内的第二正半波的信号P中的改变，信号out改变。信号out中的改变也在信号Iout中进一步显而易见。因此，如本文所讨论的报警单元400被配置成可靠地指示第二信号S2内的额外脉冲。

本领域技术人员将认识到，根据本发明的报警单元400被配置成指示S1和S2之间的预定义关系的任何违背。使用关于图4B至4G所讨论的信号CS1、CS2、、、S1r、S2r、S1f和S2f，指示分别存在于S1或S2内的脉冲是丢失脉冲还是附加脉冲是可能的。

因此，如本文所述的报警单元400可以用来指示信号S1和S2关于预定义关系的真实性。

再次，当涉及到安全关键应用时，可能对如关于图4A-4G所解释的报警单元400感兴趣，其中，相当大的数字岩心可能会增加时间比率或FIT比率中的故障。关于满足定义的安全等级（诸如，ASIL B、C和/或D）的系统，可能对限制FIT比率特别感兴趣。

本领域技术人员将进一步认识到，如关于图4A-4G所述的报警单元400可能完全地在模拟域内来实现。可替代地，如关于图4A-4G所述的功能也可以部分地或完全地在数字域内（例如，在如图3B、3C中所公开的数字岩心内，但不限于此）来实现。此外，也可以设想部分在数字域内以及部分在模拟域内实现报警单元400，如针对图3B内所公开的传感器系统10的实施例（其中，比较器151接收模拟信号，而数字岩心415执行预定义关系的监管）所指示的。

术语单片传感器芯片在本文档的整个上下文中应该被理解为通常在单一半导体芯片（诸如，单一管芯）上包括某一功能的半导体芯片。所述单一管芯应该被解释为包括设置，其中，一个以上的管芯被耦合以实现某一功能。一个以上的管芯的耦合可以通过如本领域技术人员已知的提供管芯之间的电气链路和/或机械链路（诸如通孔、引线键合等）的已知技术来实现。

如果发明单元（诸如，传感器系统10或报警单元400）说成被实现为单片半导体芯片，则这应该被理解为本发明单元的基本上全部特征在单一半导体芯片上得以实现。

本文已经描述了系统、设备和方法的各种实施例。这些实施例仅以示例的方式给出，并且不意在限制本发明的范围。此外，应该认识到的是，已描述的实施例的各种特征可以以各种方式被组合以产生许多附加的实施例。虽然各种材料、尺寸形状、配置和位置等已经被描述为与本公开实施例一起使用，但是在不超出本发明的范围的情况下，还可以利用除公开的那些之外的其他的。

本领域技术人员将认识到，本发明可以包括除在上述任何单个实施例中图示的之外的各种特征。本文所述的实施例并不意味着本发明的各种特征可以以其被组合的方式的呈现的耗尽。因此，实施例并不是相互排斥的特征组合；相反，本发明能够包括从不同单个实施例中选择的不同单个特征的组合，如由本领域技术人员所理解的。此外，关于一个实施例描述的元件能够在其他实施例中来实现，即使在这样的实施例中没有这样描述，除非另有说明。虽然从属权利要求在权利要求中可以涉及与一个或多个其他权利要求的特定组合，但其他实施例也能够包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合，或者一个或多个特征与其他从属或独立权利要求的组合。这样的组合在本文中被提出，除非被指出特定组合不是有意的；此外，还意在包括任何其他独立权利要求中的权利要求的特征，即使这一权利要求并直接从属于所述独立权利要求。出于解释本发明的权利要求的目的，其明确旨在35 O.S.C.的第六段，章节112的条款不被调用，除非用于所有步骤的特定条款在权利要求中被叙述。

附图标记

10 传感器系统

100 第一传感元件

110 第一信号路径

115 补偿单元

120 第一放大器

140 第一滤波器

151 第一比较器

152 第二比较器

195 传感器供应块

200 第二传感元件

210 第二信号路径

220 第二放大器

240 第二滤波器

300 多路复用器

400 报警单元

410 第一ADC

415 数字岩心

420 第二ADC

450 振荡器

480 电流调制器

250 第二比较器

490 PMU

S1 第一信号，速度信号

S2 第二信号，方向信号

CS1 第一比较器信号

CS2 第二比较器信号

反向的第一比较器信号

反向的第二比较器信号

S1r 当S1在上升沿内过零时采样S2的信号

S2r 当S2在上升沿内过零时采样S1的信号

S1f 当S1在下降沿内过零时采样S2的信号

S2f 当S2在下降沿内过零时采样S1的信号

Pr 上升沿奇偶信号

Pf 下降沿奇偶信号

P 真实性标识

out 输出信号

Iout 电流输出信号

INV1 第一反相器

INV2 第二反相器

X1 第一XOR（异或）元件

X2 第二XOR元件

F1 第一存储器元件

F2 第二存储器元件

F3 第三存储器元件

F4 第四存储器元件

A 第一AND元件

A2 第二AND元件。

Claims (37)

1.用于感测物体移动的传感器系统（10），所述传感器系统（10）包括：

- 第一传感元件（100），提供沿半导体芯片上的第一信号路径（110）的第一信号（S1），所述第一信号（S1）指示移动的速度；

- 第二传感元件（200），提供沿半导体芯片上的第二信号路径（210）的第二信号（S2），所述第二信号（S2）指示移动的方向；以及

- 报警单元（400），其中所述报警单元（400）被配置成如果第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被违背，则发布警告。

2.根据权利要求1所述的传感器系统（10），其中，所述传感器系统被实现为单片集成传感器系统。

3.根据权利要求1或2所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被进一步配置成监控第一信号（S1）和/或第二信号（S2）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述预定义关系是可选择的预定义关系。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述预定义关系是第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的可选择的预定义相位关系，所述第一信号（S1）和第二信号（S2）分别是基本上同一频率的周期信号，或者所述第一信号（S1）和第二信号（S2）是基本上同一频率的准周期信号。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被实现为耦合到半导体芯片的另一半导体芯片。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）包括配置成指示第一信号（S1）高于第一基值的第一比较器（151），所述第一比较器（151）被布置在第一信号路径（110）内的第一传感器元件（100）的下游。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），进一步包括在第一信号路径（110）内的补偿单元（115），所述补偿单元（115）被配置成对第一信号（S1）施加可调补偿。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），进一步包括用于至少转换第一信号（S1）的第一模数转换器（410）。

10.根据权利要求9所述的传感器系统（10），进一步包括用于将第一信号（S1）和第二信号（S2）转发到第一模数转换器（410）的多路复用器（300）。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述补偿单元（115）包括配置成接收数字补偿的数模转换器。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被配置成在发布警告的情况下校正第一信号（S1）和/或第二信号（S2）或者使其无效。

13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）进一步适于在第一比较器（151）指示第一信号（S1）高于第一基值的时间周期期间提取第二信号（S2）的最小值或最大值。

14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，当第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被基本上维持时，所述报警单元（400）发布无警告消息指示。

15.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述第一传感元件（100）和所述第二传感元件（200）被实现为磁传感器元件。

16.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述传感器系统（10）可与磁性目标或极轮一起使用。

17.一种报警单元（400），包括：

- 配置成接收第一信号（S1）的第一端子，

- 配置成接收第二信号（S2）的第二端子，

其中，所述报警单元（400）被配置成监控第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系。

18.根据权利要求17所述的报警单元（400），进一步适于在预定义关系被违背的情况下发布警告。

19.根据权利要求17或18中任一项所述的报警单元，其中，所述第一信号（S1）和第二信号（S2）是基本上同一频率的周期信号，以及所述预定义关系是预定义相位关系。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的报警单元（400），其中，所述预定义关系是可选择的预定义关系，优选地为±90°相位差。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第一比较器（151），其被配置成接收第一信号（S1）以及配置成提供指示第一信号（S1）何时高于阈值的第一比较器信号（CS1）。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第二比较器（152），其被配置成接收第二信号（S2）以及配置成提供指示第二信号（S2）何时高于阈值的第二比较器信号（CS2）。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第一存储器元件（F1），所述第一存储器元件（F1）提供在第一信号（S1）在上升沿内过零的时间点采样第二信号（S2）的上升沿信号（S1r）。

24.根据权利要求17至23中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第二存储器元件（F2），所述第二存储器元件（F2）提供在第二信号（S2）在上升沿内过零的时间点采样第一信号（S1）的上升沿信号（S2r）。

25.根据权利要求17至24中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第三存储器元件（F3），所述第三存储器元件（F3）提供在第一信号（S1）在下降沿内过零的时间点采样第二信号（S2）的下降沿信号（S1f）。

26.根据权利要求17至25中任一项所述的报警单元（400），进一步包括第四存储器元件（F4），所述第四存储器元件（F4）提供在第二信号（S2）在下降沿内过零的时间点采样第一信号（S1）的下降沿信号（S2f）。

27.根据权利要求17至26中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成提供上升沿奇偶信号（Pr）。

28.根据权利要求17至27中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成提供下降沿奇偶信号（Pf）。

29.根据权利要求27所述的报警单元（400），进一步包括第一异或元件（X1），其中，所述第一异或元件（X1）使上升沿信号（S1r）和上升沿信号（S2r）相结合，以提供上升沿奇偶信号（Pr）。

30.根据权利要求28所述的报警单元（400），进一步包括第二异或元件（X2），其中，所述第二异或元件（X2）使下降沿信号（S1f）和下降沿信号（S2f）相结合，以提供下降沿奇偶信号（Pf）。

31.根据权利要求117至30中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成提供指示第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被维持的真实性标识（P）。

32.根据权利要求29所述的报警单元（400），进一步包括AND元件（A），其被配置成使上升沿奇偶信号（Pr）和下降沿奇偶信号（Pf）相结合，以提供真实性标识（P）。

33.根据权利要求17至32中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成接收模拟域中的第一信号（S1）、第二信号（S2）。

34.根据权利要求17至33中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成提供数字域中的第一比较器信号（CS1）、第二比较器信号（CS2）、上升沿信号（S1r）、上升沿信号（S2r）、下降沿信号（S1f）、下降沿信号（S2f）、上升沿奇偶信号（Pr）、下降沿奇偶信号（Pf）以及真实性标识（P）中的至少一个。

35.根据权利要求17至33中任一项所述的报警单元（400），进一步配置成提供模拟域中的第一比较器信号（CS1）、第二比较器信号（CS2）、上升沿信号（S1r）、上升沿信号（S2r）、下降沿信号（S1f）、下降沿信号（S2f）、上升沿奇偶信号（Pr）、下降沿奇偶信号（Pf）以及真实性标识（P）中的至少一个。

36.根据权利要求17至35中任一项所述的报警单元（400），其中，所述报警单元（400）在半导体芯片上被实现。

37.根据权利要求17至35中任一项所述的报警单元（400），其中，所述报警单元（400）被实现为单片半导体芯片。