CN108332786A - 具有自诊断功能的传感器 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供主信号(S主)和误差信号(S误差)的传感器系统(100)，包括：提供传感器信号(SS)的传感器单元(110)；在传感器单元下游的第一信号处理器(120)，其适配用于接收等于传感器信号(SS)或从传感器信号(SS)导出的第二信号(Sx)，并且用于对所述第二信号(Sx)执行第一操作以便提供第一经处理信号(PS1)；第二信号处理器(130)，用于接收第一经处理信号(PS1)并用于执行第一操作的反的第二操作，以便提供第二经处理信号(PS2)；和评估单元(140)，其用于接收第二信号(Sx)和第二经处理信号(PS2)，并用于评估第二信号(Sx)是否在预定义的公差容限内与第二经处理信号(PS2)匹配，并用于提供所述误差信号(S误差)。第二信号处理器具有从由以下组成的组中选择的至少一个特性：与第一信号处理单元相比，更慢、不那么精确、具有或生成更多噪声、占用更少空间、耗散更少功率。

Description

具有自诊断功能的传感器
技术领域
本发明一般涉及传感器领域，且更具体地涉及具有自诊断或自检能力的半导体传感器。
背景技术
电子部件在汽车应用中正被大量使用，不仅用于娱乐目的(诸如例如音乐)或辅助功能(诸如例如电后视镜或停车辅助)，电子传感器也正被用于转向辅助、发动机控制和其他安全相关的功能。明显地，在针对此类功能的可靠性和系统可用性方面的要求不断提高，并且正在开发安全标准(诸如例如SIL标准)，而同时对成本的压力仍然很高。
为了满足安全标准，诸如例如汽车领域中的ASIL标准(“汽车安全完整性级别”)或其他安全标准，期望实行和使用对应的自测试，包括不仅在启动时而且在正常操作期间内置的自测试，以及自动监测结构或对应的冗余功能块和/或信号路径。
常规的传感器系统，特别地磁性传感器系统，使用单通道模拟主信号路径。其他常规的解决方案使用两个相同的传感器和处理路径以满足ASIL要求。显然地，此类解决方案的相当大的缺点是成本的对应翻倍用于提供不仅一个而是两个传感器和处理电路。
US2012074972公开了一种单片集成电路传感器系统，包括：第一传感器设备，其具有用于在半导体芯片上的第一传感器信号的第一信号路径；以及第二传感器设备，其具有用于在半导体芯片上的第二传感器信号的第二信号路径，所述第二信号路径不同于所述第一信号路径，其中来自第一信号路径的信号和来自第二信号路径的信号的比较提供传感器系统的自测试。
总是存在用于改进或替代的空间。
发明内容
本发明的目的是提供具有自诊断功能的传感器系统或传感器设备。
本发明的特定实施例的目的是提供能够在设备的正常操作期间检测故障状况的这种系统或设备。
本发明的特定实施例的目的是提供还能够在网络上报告所检测到的故障状况的这种系统或设备。
通过根据本发明实施例的方法和电路来实现这些目的和其它目的。
根据第一个方面，本发明提供一种用于提供指示待感测的物理信号的主信号以及指示传感器系统的一部分的失灵的误差信号的传感器系统，所述传感器系统包括：被配置用于提供传感器信号的传感器单元；第一信号处理器，其布置在传感器单元的下游，并且适配用于接收等于传感器信号或从传感器信号导出的第二信号，并且适配用于对所述第二信号执行第一操作或第一组操作以便提供第一经处理信号；第二信号处理器，其适配用于接收所述第一经处理信号且用于对所述第一经处理传感器信号执行第二操作或第二组操作以便提供第二经处理信号，其中所述第二操作或所述第二组操作是第一操作或第一组操作的反(inverse)；以及评估单元，其适配用于接收所述第二信号或第二信号的延迟版本，并且用于接收所述第二经处理信号，并且适配用于评估所述第二信号或其延迟版本是否在预定义的公差容限内匹配所述第二经处理信号，并适配用于提供对应于评估的结果的误差信号。
第二信号处理器具有从由以下组成的组中选择的至少一个特性：与第一信号处理单元相比，更慢、不那么精确、具有或生成更多噪声、占用更少空间、耗散更少功率。
预定义的第一功能可以由单个操作(例如：放大)组成，或者可以包括一系列操作(例如：偏移校正、放大和ADC)。
在实施例中，第一信号处理器包括模数转换器或由模数转换器组成，并且第二信号处理器包括数模转换器或由数模转换器组成。
在实施例中，第一信号处理器包括时间积分器或由时间积分器组成，且第二信号处理器包括时间微分器或由时间微分器组成，或反之亦然。
在实施例中，第一信号处理器包括乘法器或由乘法器组成，且第二信号处理器包括除法器或由除法器组成，或反之亦然。
在实施例中，第一信号处理器包括调制器或由调制器组成，且第二信号处理器包括解调器或由解调器组成，或反之亦然。
在实施例中，第一信号处理器包括放大器或由放大器组成，且第二信号处理器包括衰减器或由衰减器组成，或反之亦然。
在实施例中，第一信号处理器包括第一频率滤波器或由第一频率滤波器组成，且第二信号处理器包括第二频率滤波器或由第二频率滤波器组成，第二频率滤波器是第一频率滤波器的反。
在实施例中，第一信号处理器适配用于执行从由以下组成的组中选择的第一数学函数(f)：平方函数、测角函数、指数函数，并且第二信号处理器适配用于分别执行从由以下组成的组中选择的第二数学函数(g)：平方根函数、测角函数、对数函数，或反之亦然。
这些函数和/或反函数中的任何一个都可以在模拟域或数字域中实施。在被在数字域中实施时，它们可以完全以硬件来实施，或部分地以硬件且部分地以软件来实施，或完全以软件来实施。
在实施例中，第二信号处理器具有比第一信号处理器低至少3dB或至少6dB或至少9dB或至少12dB的信噪比。
在实施例中，第二信号处理器占用第一信号处理器所占用的空间的小于50％或小于25％。
在实施例中，第二信号处理器消耗比第一信号处理器少于50％或少于25％的能量或功率。
在实施例中，第二信号处理器比第一信号处理器慢至少2.0倍或至少4.0倍。
在实施例中，传感器单元和第一信号处理器和第二信号处理器和评估单元被实施在单个衬底上。
在实施例中，该衬底是CMOS衬底。
在实施例中，第一信号处理器的输入直接连接到传感器单元的输出，并且第二信号等于传感器信号。
在实施例中，第一信号处理器主要包括或者为模拟信号处理器，且第二信号处理器主要包括或者为模拟信号处理器。
在实施例中，第一信号处理器主要包括或者为模拟信号处理器，且第二信号处理器主要包括或者为数字信号处理器。
在实施例中，第一信号处理器主要包括或者是数字信号处理器，且第二信号处理器主要包括或者为模拟信号处理器。
在实施例中，第一信号处理器主要包括或者为数字信号处理器，并且第二信号处理器主要包括或者为数字信号处理器。
“模拟信号处理器”的含义写在“定义部分”中。
将前向路径或后向路径的模拟电路与另一路径中的数字电路结合使用具有优势，因为这可以提供故障检测的更高可能。
当在前向路径和后向路径两者中使用数字电路时，有优势的是，使用不同的算法或使用不同的软件技术(诸如轮询)替代使用硬件中断或计时器(timer)中断，或在第一数字电路中使用第一操作系统或调度器，以及在第二数字电路中使用另一种操作系统或调度器。在一些实施例中，可以在前向路径和后向路径中使用另一个处理器核，例如前向路径中的16位核以及后向路径中的8位核。
在实施例中，第一信号处理器是模拟电路，并且第二信号处理器也是模拟电路，这些电路中的每一个仅包括选自由以下组成的组中的部件或功能块：加法器、减法器、模拟放大器、ADC、DAC、模拟滤波器、延迟器、采样保持电路。
在实施例中，第一信号处理器包括模数转换器，并且第二信号处理器包括数模转换器。
在实施例中，第一信号处理器包含模拟电路，后接模数转换器，并且第二信号处理器包含数字电路，后接数模转换器。
这是特别有趣的组合，因为数字处理对噪声较不敏感，并且可以被容易地设计成以较低的分辨率或速度或准确度等进行操作。
在特定实施例中，数字电路包括查找表，并且第一经处理信号PS1被用作索引。数字电路可以使用少于第一经处理信号PS1的全部比特作为索引。替代地，数字电路可以在从查找表获得的两个值之间应用线性插值。
在实施例中，数模转换器具有比模数转换器低的分辨率和/或低的速度。
DAC所占用的空间可以低于ADC所占用的空间，或者DAC可能对噪声更加主观，或者具有更高的量化噪声，或者DAC的分辨率可以低于ADC的分辨率，例如少一比特或少两比特，或少超过两比特。
在实施例中，评估单元包括第一采样保持电路和第二采样保持电路，第一采样保持电路被配置用于采样和保持第二信号作为第一样本，第二采样保持电路被配置用于采样和保持第二经处理信号作为第二样本，并且所述评估单元进一步包括比较器电路，所述比较器电路适配用于比较所述第一样本是否偏离所述第二样本超过预定义的允许偏差；并且所述评估单元被配置用于如果发现所述第一样本偏离所述第二样本超过预定义的允许偏差则提供用于指示故障状况的误差信号。
在实施例中，评估单元进一步被适配用于将第一样本延迟预定义的延迟以获得经延迟的第一样本，预定义的延迟对应于第一信号处理器的第一处理时间和第二信号处理器的第二处理时间以及任选地模数转换器的第三处理时间以及任选地数模转换器的第四处理时间之和；并且比较器电路适配用于比较经延迟的第一样本是否偏离第二样本超过预定义的允许偏差。
在实施例中，传感器系统进一步包括适配用于接收主信号和误差信号的可编程处理器；并且进一步包括可连接到通信总线的总线收发器；并且其中所述可编程处理器被编程用于当所述误差信号指示故障状况时在所述通信总线上传送误差消息。
在实施例中，传感器单元包括霍尔元件以及偏置电路和读出电路，读出单元被配置用于提供传感器信号。
在实施例中，传感器单元包括霍尔元件以及能够应用自旋电流(spinning-current)技术的偏置和读出电路，偏置和读出电路被配置用于提供传感器信号。
在实施例中，传感器单元包括惠斯通桥(Wheatstone bridge)和偏置电路以及读出电路，读出电路被配置用于提供传感器信号。
本发明的特定的和优选的方面在所附的独立权利要求和从属权利要求中被阐述。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征适当地结合，且不仅仅是如权利要求中所明确阐述的。
参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将显而易见并得以阐明。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的传感器系统的高级别框图。
图2至图6示出了在前向数据路径中具有模拟信号处理器的根据本发明的实施例。
图7和图8示出了在前向数据路径中具有数字信号处理器的根据本发明的实施例。
图9(a)示出了如可在图1至图8的传感器系统中使用的包括至少一个传感器元件或者包括传感器结构的传感器单元的示意性表示。
图9(b)示出了包括传感器元件和用于偏置所述传感器元件的偏置电路，以及用于从所述传感器元件获得传感器信号的读出电路的传感器单元的示例。
图9(c)示出了包括霍尔板和用于利用所谓的“自旋电流”技术偏置和读出霍尔板的具有开关的偏置和读出电路的传感器单元的示例。
图9(d)示出了包括以惠斯通桥形式的电阻式传感器结构和用于向桥施加偏置电压或偏置电流的偏置电路以及用于从传感器结构获得传感器信号的读出电路的传感器单元。
具体实施方式
本发明将被关于特定的实施例并参考某些附图来描述，但本发明不限于此而仅通过权利要求书来限制。所描述的附图仅是示例性的且非限制性的。在附图中，出于说明的目的一些元件的尺寸可以被夸大且没有按比例绘制。尺度和相对尺度并不对应于实践本发明的实际减少量。
此外，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等被用于在相似的元件之间进行区分，而不一定用于在时间上、空间上、排序上或以任何其它方式描述序列。应该理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或示出的其他顺序来操作。
此外，说明书和权利要求书中的术语“上”、“下”等被用于描述目的，而不一定用于描述相对位置。应该理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或示出的其他顺序来操作。
应该注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限于其后列出的装置；它不排除其他元件或步骤。因此，被解释为指定所提及的特征、整体、步骤或组件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤或组件或其组合的存在或添加。因此，措词“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由部件A和B构成的设备。它意味着该设备的唯一与本发明有关的相关部件是A和B。
在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指相同的实施例，而是可以指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式进行组合，如本领域普通技术人员将从本公开中显而易见的。
类似地，应当认识到，在本发明的示例性实施例的描述中，出于简化本公开并帮助理解本发明的一个或多个各种发明方面，本发明的各种特征有时被一起组合在单个实施例、附图或其说明书中。然而，这种公开方法不应被解释为反映要求保护的发明与各项权利要求中明确记载的相比需要更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映，发明方面在于少于单个上述公开的实施例的全部特征。因此，在具体说明之后的权利要求由此明确地被并入本具体说明中，其中每个权利要求本身作为本发明的单独实施例。
此外，尽管本文描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合意图落在本发明的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
在本文提供的说明中，阐述了数个特定的细节。然而，应该理解，可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明的实施例。在其他实例下，公知的方法、结构和技术已未被具体示出，以便不混淆对本说明的理解。
在本文献中，取决于上下文，术语“传感器”可以指“传感器系统”或“传感器设备”或“传感器单元”。
在本文献中，术语“传感器单元”是指包含“传感器元件”(例如霍尔元件)或“传感器结构”(例如惠斯通桥)并且可选地包括“偏置装置”并且可选地包括“读出装置“或读出装置的一部分(例如包括用于执行众所周知的“自旋电流技术”的开关，但不一定包括放大器)的子电路。传感器单元可以包括放大器(如当传感器单元的输出直接连接到ADC的输入时的典型情况)。替代地，传感器单元不包含放大器。
在该文献中，术语“传感器系统”是指具有在附图中进一步描述和示出的功能的一个或多个集成半导体器件。在一些实施例中，“传感器系统”是单个单片半导体器件，其包括如所示出或描述的功能，在单个衬底上实施，包括传感器单元并且可选地包括诸如收发器(未示出)的进一步的功能块。
在本文献中，术语“模拟信号处理器”意味着“用于接收和/或用于处理和/或用于提供模拟信号的电路”，例如包括以下部件或功能块中的一个或多个的电路：加法器、减法器、模拟放大器、和ADC、DAC、模拟多路复用器、模拟滤波器、延迟器、采样保持电路、斩波器等。它可以包括数字部件，诸如例如状态机和/或计时器或计数器以实施这些功能中的一些。
在本发明中，术语“信号处理单元”或“信号处理器”被用作同义词。
本发明涉及适用于具有在传感器的正常操作期间可操作的自诊断或自测试能力的汽车应用的半导体传感器，特别是例如角位置传感器的磁性传感器，但是本发明不限于此，且也设想其它传感器(诸如压力传感器)。为了便于描述，本发明将主要通过参考具有至少一个霍尔元件的传感器来解释。
使用用于测量一个或多个磁场分量的一个或多个霍尔元件的磁性传感器(例如用于测量在垂直于衬底的方向上取向的磁场分量Bz的所谓的“水平霍尔元件”，或者用于测量平行于衬底的磁场分量的所谓的“垂直霍尔元件”)在本领域中是已知的，如同用于偏置它们(例如，通过向激励节点施加恒定电流或恒定电压)和用于读出它们(例如通过在两个输出节点上放大差分信号)的方式，但是偏置电路或读出电路不是本发明的主要焦点，因此将不在此被更详细地解释，以便不使本文提出的发明概念模糊。
如在背景技术部分中所解释的那样，需要具有自诊断或自测试能力的传感器，而不会显著地增加成本。
具有两个相同的信号路径(每个信号路径包括传感器和处理电路)的传感器系统或传感器设备的直接解决方案在本领域中是已知的，但是这种解决方案并不经济。
在背景技术部分中还描述的是使用两个物理上不同的信号路径的解决方案，第一信号路径是具有“主传感器”和“第一电路”的前向路径(即，从传感器元件到输出)，第二信号路径也是前向路径，并具有“第二传感器”和“第二电路”。尽管不完全复制第一信号路径，但是提供包括传感器元件和偏置装置以及读出装置的功能性第二信号路径需要添加相对大量的硬件。而且，通过在两者之间添加额外的开关装置或多路复用器，检测到故障的可能性确实可能增加，而且在第二路径中或在开关装置或多路复用器中出现的额外故障的可能性也增加，这是不期望的。
本发明提出了根本不同的方法，并且基于以下原理：
(i)替代提供两个前向信号路径，本发明提供第一前向信号路径和第二后向数据路径，第二数据路径在与第一数据路径相反的方向上被引导；
(ii)替代比较第一信号路径的下游位置处和第二信号路径的下游位置处的信号，本发明提出将第一信号路径中的上游位置处(可选地纯延迟(purely delayed))的信号与第二信号路径中的下游位置处的信号进行比较；
(iii)代替在第一信号路径和第二信号路径中提供相同或相似的功能，尽管以较低的质量水平(例如，较低的分辨率或较低的速度或较高的噪声)，本发明在第一(前向)信号路径中提供第一功能和在第二(后向)信号路径中提供第二功能，第二功能是第一功能的反；
(iv)所提出的解决方案能够检测前向信号路径的一部分中的故障，但是没有复制传感器单元(例如，传感器元件和偏置电路以及读出电路)，并且在主信号路径中没有添加额外的多路复用器等。以这种方式，多路复用器中或第二信号路径中或者多路复用器的控制和/或多路复用器中的错误将不会负面地影响前向信号路径的正常行为并且因此也不会负面地影响传感器系统的正常行为。
现在参考附图，
图1示出了根据本发明实施例的传感器系统100的高级别框图。
图1示出了用于提供指示(例如，与……成比例的)待测量的物理值的主信号S主(例如，磁场强度或压力，本发明不限于此)以及指示传感器系统100的一部分的失灵(malfunction)的误差信号S误差的传感器系统100。传感器系统100包括传感器单元110，其被配置用于向第一信号处理单元120(在本文中也称为“第一信号处理器”)提供传感器信号SS。第一信号处理单元120被布置在传感器单元110的下游，且被配置用于接收等于传感器信号SS或从传感器信号SS导出的第二信号Sx，并被配置用于对所述第二信号Sx执行预定义的第一操作或预定义的第一系列操作，从而提供第一经处理信号PS1。在图1所示的实施例中，第二信号Sx等于传感器信号SS，但是对于本发明的所有实施例(参见例如图4和图5)并非如此。
传感器系统100进一步包括第二信号处理单元130(在本文中也被称为“第二信号处理器”)，该第二信号处理单元130被配置用于接收第一经处理信号PS1，并且用于对第一经处理的传感器信号PS1执行预定义的第二操作或预定义的第二系列操作，从而提供第二经处理信号PS2。重要地，第二信号处理单元130被配置用于执行与第一信号处理单元120相比的反操作。
传感器系统100进一步包括评估单元140，该评估单元140被配置用于接收第二信号Sx或其延迟版本Sx'，并用于接收第二经处理信号PS2，并被配置用于评估第二信号Sx或其延迟版本Sx'在预定义的公差容限内是否对应于或者匹配第二经处理信号PS2，并且被配置用于提供输出信号(本文中被称为误差信号“S误差”)，该输出信号用于指示信号在预定义的公差容限内还是不在该公差容限内。延迟电路141(如果存在)可以是评估单元140的部分，或者可以是单独的块。
函数或反函数的示例为：
但是，本发明不限于这些示例，还可以使用其它函数f(x)和g(x)。这就是说，注意到不是所有的函数f(x)具有反函数g(x)，但是对于许多或所有的设想的传感器应用，要由第一处理器单元120执行的函数f(x)通常是在时间域上相对简单的处理(诸如放大和/或偏移校正和/或ADC)，可选地接着是通常意味着乘以接近1.0的值(例如，在从0.800到1.200的范围内)的温度补偿和/或应力补偿。发明人惊奇地认识到这些函数可以被确实具有反函数g(x)的单调递增函数f(x)(除了量化噪声)相对准确地近似，其可以例如通过分段的线性近似或通过相对低阶(例如一阶或二阶或三阶)的多项式函数来近似。
发明人还认识到，当被用于检测在第一信号路径的一部分(例如在第一信号处理器120)中的故障状况的目的时，第二数据路径的准确度不需要非常高。因此，为了节省成本，优选地第二信号处理单元130具有选自由以下组成的组的至少一个特性：与第一信号处理单元120相比，更慢、不那么精确、具有或生成更多的噪声、占用更少的空间、并耗散更少的功率。更具体地，
-第二信号处理单元可以被设计成具有比第一信号处理单元高至少10dB或高至少20dB的信噪比，和/或
-第二信号处理单元可以被设计成占据对应的第一信号处理单元所占据的空间的小于50％或小于25％，和/或
-第二信号处理单元可以被设计为消耗比第一信号处理单元少于50％或少于25％的能量，和/或
-第二信号处理单元可以被设计为比第一信号处理单元慢至少2.0倍或至少4.0倍。
这些是为本发明基础的主要概念。当讨论图2至图9所示的实施例时，将更详细地描述本发明的其它方面。
图2示出了根据本发明的实施例的传感器系统200。
所示出的功能可以在一个或多个芯片中实施，但是优选地在单个CMOS器件中实施。如可以看出，第一信号处理器220包括模拟信号处理器221，接着是模数转换器(ADC)222。第二信号路径还包括模拟信号处理器231，但是执行主信号路径中的模拟信号处理器221的反函数。
图2所示的传感器系统200可以进一步包括连接到非易失性存储器(例如，闪存)和易失性存储器(RAM)(未示出)的诸如例如数字信号处理器250(DSP)(例如可编程DSP)的额外电路，用于传感器信号的进一步处理，和/或用于传输传感器信号等。
图2中所示的传感器系统或传感器设备200可以是所谓的“电子控制单元”(缩写为ECU)的一部分，在这种情况下，传感器系统将进一步包括中央控制器和总线收发器(未示出)，特别是LAN总线收发器。接着，误差信号“S误差”可以被提供给中央控制器，并且中央控制器将被提供用于在通信总线(例如LAN总线)上发送误差消息。然而，本发明不限于此。
通过将一方面的信号Sx或延迟信号Sx'与另一方面的第二经处理信号PS2进行比较，例如通过测试这些值之间的差值是否小于预定义的阈值，评估单元240能够检测第一模拟信号处理器221中的故障状况。
注意的是，评估单元可以连续地比较这些值，或者可以周期性地采样，并比较这些样本，例如每1ms。
优选地，延迟单元241(如果存在)被适配用于将信号Sx延迟预定义的时间段，优选地等于大约ΔT1+ΔT2，其中ΔT1是第一模拟信号处理器的处理时间或者在其之后在第一模拟信号处理器的输入SS处的脉冲在第一模拟信号处理器的输出PS1处可见的时间，并且ΔT2是第二模拟信号处理器的处理时间或在其之后在第二模拟信号处理器的输入PS1处的脉冲在第二模拟信号处理器的输出PS2处可见的时间。
延迟单元可以包括例如电荷耦合设备(其中电荷以级联的方式从一个存储单元被传到下一个)，或者可以包括例如异步地操作的多个采样保持单元，并且它们的输出被连接到适配用于传递“最老的”样本的多路复用器的输入，或者可以以任何其他合适的方式来实施。
图3示出了根据本发明的实施例的传感器系统300，作为图2所示的传感器系统200的变体。除了图2中所示的以及有关图2所描述的之外，在图3的实施例中，第二信号处理器330包括数模转换器(DAC)332，接着是适配用于执行前向信号路径中的模拟信号处理器321的反函数的模拟信号处理器331。
这个实施例允许检测在模拟信号处理器321中的故障状况和在ADC 322中的故障状况。
图4示出了根据本发明的实施例的传感器系统400，作为图3所示的传感器系统300的变体。图4和图3之间的主要区别在于，第二信号Sx不等于传感器信号SS，而是由第一模拟信号处理器块421提供，并且第二信号路径不包含模拟信号处理器而只有DAC 432。
延迟单元441(如果存在)的延迟可以经选择等于ADC 422的处理时间ΔT1和DAC432的处理时间ΔT2之和。
该实施例允许检测前向信号路径的ADC 422中的故障状况。
图5示出了根据本发明的实施例的传感器系统500，作为图4所示的传感器系统400的变体。主要的区别在于，传感器单元510不是实施在与图5所示的其他部件相同的衬底上。传感器单元510可以被在物理上不同于第一衬底的第二衬底上实施，第二衬底可以是CMOS衬底或者非CMOS衬底，例如Ge衬底或者GaAs衬底或者任何其他合适的半导体衬底。第二衬底优选地被嵌入在与第一衬底相同的芯片中。
该实施例允许检测前向信号路径的ADC 522中的故障状况。
图6示出了根据本发明的实施例的传感器系统600，作为图3所示的传感器系统300的变体。类似于图3所示的传感器系统300，传感器系统600允许检测前向信号路径的模拟信号处理器621和ADC 622中的任一个中的故障状况，但相比图3的硬件块在第二信号路径中使用其他硬件块。图3的传感器信号300在第二数据路径中使用DAC 332接着是模拟处理器块331，而图6的传感器系统600使用数字处理电路631，接着是DAC 632。数字处理电路631可以包括微控制器和/或具有查找表的状态机，但是本发明不限于此，并且其他数字处理电路也是可能的。
在简单的实施中，信号PS1的比特数的子集可以被直接用作查找表中的索引，并且可以直接从查找表中获得要提供给DAC 632的值。在替代实施例中，反数字处理器(inversedigital processor)631可以包括简单的微控制器。微控制器可以被适配用于计算反函数g(x)的分段线性近似，或者可以适配用于计算具有预定义系数的多项式表达，或者用于计算任何其它函数。
图7示出了根据本发明的实施例的传感器系统700，作为图6中所示的传感器系统600的变体。主要区别在于图7的传感器系统700的前向路径包括由数字信号处理器721跟随的ADC 722，而图6的传感器系统600的前向路径包括由ADC 622跟随的模拟信号处理器621。
如图7所示，传感器系统700的前向路径可以包括第一数字处理器721和第二数字处理器750，其可以被实现为两个物理上不同的电路。
替代地，第一数字处理器和第二数字处理器721、750可以被实现为在单个数字处理器上，例如作为在单个可编程设备上执行的第一软件组件和第二软件组件，并且其中中间结果被提供作为第一经处理信号PS1，其被提供给第二后向数据路径。
图8示出了根据本发明的实施例的传感器系统800，作为图7所示的传感器系统700的变体。主要区别在于图8的传感器系统800的后向路径包括由模拟信号处理器831跟随的DAC 832，而图7的传感器系统700的后向路径包括由DAC 732跟随的数字处理电路731。
图9示出了可以在本发明的实施例中使用的传感器单元910的若干示例。
图9(a)示出了如可以在图1至图8的任何传感器系统中使用的传感器单元的示意性表示。
图9(b)示出了传感器单元的示例，该传感器单元包括传感器元件(例如霍尔元件)，并且包括用于将激励电流或激励电压施加到传感器元件的节点中的一些节点(例如到节点A、C)的偏置电路，并且包括用于以本领域本身已知的方式从传感器元件(例如从节点B、D)获得差分信号的读出电路。
图9(c)示出了传感器单元的示例，该传感器元件包括具有连接到开关单元961的四个节点A、B、C、D的霍尔元件(也称为“霍尔板”)，用于执行本领域本身已知的所谓的自旋电流技术。在所示的示例中，开关单元的输出是通常被连接到差分放大器的输入的差分信号。该差分放大器可以被认为是传感器单元的部分，或者可以被认为是信号处理器120、221、321、421、521、621的部分。
图9(d)示出了传感器单元的示例，该传感器单元包括传感器结构(例如惠斯通桥)，并且包括用于将激励电流或激励电压施加到传感器结构的节点中的一些节点(例如到节点A、C)的偏置电路，并且包括用于以本领域本身已知的方式从传感器结构(例如从节点B、D)获得差分信号的读出电路。
评估电路：
回到“评估单元”，注意到如有关图2所描述的评估单元240可以被用在图1至图8中描述的任何实施例中，但是本发明不限于此，且技术人员可以使用能够根据预定义的标准评估信号Sx(或其延迟版本Sx')和信号PS2是否充分匹配的任何其他合适的评估电路。下面描述几个示例性电路。
评估单元可以包括被配置用于采样和保持第二信号Sx(或其延迟版本Sx')作为第一模拟样本的第一采样保持电路，并且可以包括被配置用于采样并保持第二经处理信号PS2作为第二模拟样本的第二采样保持电路。评估单元可以进一步包括比较器电路，该比较器电路适配用于比较第一样本是否偏离第二样本超过预定义的允许偏差，并且用于如果发现第一样本偏离第二样品超过预定义的允许偏差则提供用于指示已经发生故障状况的误差信号S误差。
在本发明的一些实施例中，不存在单独的延迟单元141、241、341、441、541、641、741、841且评估单元140、240、340、440、540、640、740、840确实被适配用于在同一时刻在评估单元的两个输入处对信号进行采样。如果传感器信号没有非常快地变化，则这种简单的方法可能就足够。
在本发明的其他实施例中，评估单元还在相同时间对到达其输入处的信号Sx'和PS2进行采样，但是传感器系统包括在评估单元外部的单独的延迟单元141、241、341、441、541、641、741、841。
在本发明的又其他实施例中，评估单元根本不对信号Sx'和PS2进行采样，而是连续地比较信号Sx'和PS2。延迟单元(在评估单元外部)可以存在或者可以不存在。
在特定的实施例中，传感器系统不包含延迟单元241，而是进一步包括计时器或计数器，且评估单元进一步适配用于在时间上的第一时刻T1对信号Sx进行采样，并且用于在时间上的第二时刻T2对信号PS2进行采样，第二时刻T2比T1晚预定义的延迟ΔT，并且比较器电路适配用于比较采样和保持的第一样本是否偏离第二样本超过预定义的允许偏差ε。这个实施允许在几乎没有额外成本的情况下的更准确的检测。ε的值优选地是预定义的常数值。
误差信号可以是具有用于指示没有检测到故障的第一电平(例如“0”)以及具有用于指示检测到故障的第二电平(例如“1”)的信号，反之亦然。这个信号可以被提供给嵌入在同一传感器设备(例如可编程处理器)中的控制单元或在传感器设备外部的控制单元。
本发明还涉及如上所述的传感器系统或传感器设备，其进一步包括适配用于接收主信号“S主”和误差信号“S误差”的可编程处理器，并且进一步包括可连接到通信总线(例如汽车中的CAN总线)的总线收发器。可编程处理器优选地被编程用于当误差信号指示故障状况时在通信总线上传送误差消息，或者取决于正在通信总线上使用的协议而设置适当的标志等。
尽管在本发明的不同附图和不同实施例中解释了各个特征，但是可以理解，可以组合不同实施例的特征，这对于本领域技术人员在阅读本文献时将是显而易见的。

Claims (14)

1.一种用于提供指示待感测的物理信号的主信号(S主)和指示传感器系统的一部分的失灵的误差信号(S误差)的传感器系统(100；200；300；400；500；600；700；800)，所述传感器系统包括：
传感器单元(110；210；310；410；510；610；710；810)，被配置用于提供传感器信号(SS)；
第一信号处理器(120；221；320；422；522；620；720；820)，其被布置在所述传感器单元的下游，并且被适配用于接收等于传感器信号(SS)或从传感器信号(SS)导出的第二信号(Sx)，并且被适配用于对所述第二信号(Sx)执行第一操作或第一组操作以便提供第一经处理信号(PS1)；
第二信号处理器(130；231；330；432；532；630；730；830)，其适配用于接收所述第一经处理信号(PS1)且用于对所述第一经处理传感器信号(PS1)执行第二操作或第二组操作以便提供第二经处理信号(PS2)，其中所述第二操作或第二组操作是所述第一操作或所述第一组操作的反；
以及评估单元(140；240；340；440；540；640；740；840)，其适配用于接收所述第二信号(Sx)或所述第二信号(Sx)的延迟版本(Sx')，且用于接收所述第二经处理信号(PS2)，且适配用于评估所述第二信号(Sx)或其延迟版本(Sx')是否在预定义的公差容限内与所述第二经处理信号(PS2)匹配，且适配用于提供与所述评估的结果对应的误差信号(S误差)，
其中所述第二信号处理器(130；231；330；432；532；630；730；830)具有从由以下组成的组中选择的至少一个特性：与所述第一信号处理单元(SPU1)相比，更慢、不那么精确、具有或生成更多噪声、占用更少空间、耗散更少功率。
2.如权利要求1所述的传感器系统(100；200；300；400；500；600；700；800)，
其中，所述第一信号处理器包括模数转换器或由模数转换器组成，并且所述第二信号处理器包括数模转换器或由数模转换器组成；
和/或其中，所述第一信号处理器包括时间积分器或由时间积分器组成，且所述第二信号处理器包括时间微分器或由时间微分器组成，或反之亦然；
和/或其中，所述第一信号处理器包括乘法器或由乘法器组成，且所述第二信号处理器包括除法器或由除法器组成，或反之亦然；
和/或其中，所述第一信号处理器包括调制器或由调制器组成，且所述第二信号处理器包括解调器或由解调器组成，或反之亦然；
和/或其中，所述第一信号处理器包括放大器或由放大器组成，且所述第二信号处理器包括衰减器或由衰减器组成，或反之亦然；
和/或其中，所述第一信号处理器包括第一频率滤波器或由第一频率滤波器组成，且所述第二信号处理器包括第二频率滤波器或由第二频率滤波器组成，第二频率滤波器是第一频率滤波器的反；
和/或其中，所述第一信号处理器被适配用于执行从由以下组成的组中选择的第一数学函数(f)：平方函数、测角函数、指数函数，并且所述第二信号处理器被适配用于分别执行从由以下组成的组中选择的第二数学函数(g)：平方根函数、测角函数、对数函数，或反之亦然。
3.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统(100；200；300；400；600；700；800)，
其中所述传感器单元(110；210；310；410；610；710；810)和所述第一信号处理器(120；221；320；422；620；720；820)和所述第二信号处理器(130；231；330；432；630；730；830)和所述评估单元(140；240；340；440；640；740；840)被实施在单个衬底上。
4.如权利要求3所述的传感器系统(100；200；300；400；600；700；800)，其中所述衬底是CMOS衬底。
5.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统(100；200；300；600；700；800)，
其中，所述第一信号处理器(120；221；320；620；720；820)的输入被直接连接至所述传感器单元(110；210；310；610；710；810)的输出，且所述第二信号(Sx)等于所述传感器信号(SS)。
6.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统，
其中所述第一信号处理器(220；320；420,520)主要包括模拟信号处理器，并且所述第二信号处理器(230；330；432；530)主要包括模拟信号处理器；
或者其中，所述第一信号处理器(620)主要包括模拟信号处理器，且所述第二信号处理器(630)主要包括数字信号处理器；
或者其中，所述第一信号处理器(820)主要包括数字信号处理器，且所述第二信号处理器(830)主要包括模拟信号处理器；
或者其中，所述第一信号处理器(720)主要包括数字信号处理器，且所述第二信号处理器(730)主要包括数字信号处理器。
7.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统(100；200；300；400；500)，
其中，所述第一信号处理器(120；220；320；420,520)是模拟电路，并且所述第二信号处理器(130；230；330；432；530)是模拟电路，这些电路中的每一个仅包括选自由以下组成的组中的部件或功能块：加法器、减法器、模拟放大器、ADC、DAC、模拟滤波器、延迟器、采样保持电路。
8.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统(300；400；500；600；700；800)，
其中所述第一信号处理器包括模数转换器(322；422；522；622；722；822)，并且其中所述第二信号处理器包括数模转换器(332；432；532；632；732；832)。
9.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统(600)，
其中，所述第一信号处理器(620)包含模拟电路(621)，后接模数转换器(622)，并且所述第二信号处理器(630)包含数字电路(631)，后接数模转换器(632)。
10.如权利要求9所述的传感器系统(600)，
其中，所述数模转换器(632)具有比所述模数转换器(622)低的分辨率和/或低的速度。
11.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统，
其中，所述评估单元包括被配置用于采样和保持所述第二信号(Sx)作为第一样本(S1)的第一采样保持电路(SH1)，和被配置用于采样和保持所述第二经处理信号(PS2)作为第二样本(S2)的第二采样保持电路(SH2)，以及
其中，所述评估单元进一步包括比较器电路，所述比较器电路被适配用于比较所述第一样本(S1)是否偏离所述第二样本(S2)超过预定义的允许偏差；
并且其中，所述评估单元被配置用于如果发现所述第一样本(S1)偏离所述第二样本(S2)超过所述预定义的允许偏差则提供用于指示故障状况的所述误差信号(S误差)。
12.如权利要求11所述的传感器系统，
进一步包括计时器或计数器；
并且其中，所述评估单元进一步被适配用于将所述第一样本(S1)延迟预定义的延迟以获得经延迟的第一样本(DS1)，所述预定义的延迟(ΔT)对应于第一信号处理器的第一处理时间(ΔT1)和第二信号处理器的第二处理时间(ΔT2)和任选地模数转换器(ADC)的第三处理时间(ΔT3)和任选地数模转换器(DAC)的第四处理时间(ΔT4)之和；
且其中，所述比较器电路被适配用于比较所述经延迟的第一样本(DS1)是否偏离所述第二样本(S2)超过预定义的允许偏差。
13.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统，
进一步包括被适配用于接收所述主信号和所述误差信号的可编程处理器；
并且进一步包括可连接到通信总线的总线收发器；
并且其中所述可编程处理器被编程用于当所述误差信号指示故障状况时在所述通信总线上传送误差消息。
14.如权利要求1或权利要求2所述的传感器系统，
其中，所述传感器单元包括霍尔元件和偏置电路和读出电路，所述读出电路被配置用于提供所述传感器信号(SS)；或
其中，所述传感器单元包括霍尔元件和能够应用自旋电流技术的偏置和读出电路，所述偏置和读出电路被配置用于提供所述传感器信号(SS)；或
其中，所述传感器单元包括惠斯通桥和偏置电路和读出电路，所述读出电路被配置用于提供所述传感器信号(SS)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111141314A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 迈来芯科技有限公司 传感器接口电路
CN111736106A (zh) * 2020-08-10 2020-10-02 江西科技学院 一种基于智能传感的磁变量测量方法
CN111799873A (zh) * 2020-08-04 2020-10-20 南方电网科学研究院有限责任公司 电池供电传感器的低功耗控制装置、方法及终端设备
CN112986873A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 英飞凌科技股份有限公司 用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107422897B (zh) * 2017-04-20 2019-08-23 京东方科技集团股份有限公司 一种触控单元、触控电路及其驱动方法、显示面板
JP7014102B2 (ja) * 2018-08-29 2022-02-01 株式会社デンソーウェーブ 産業機器用の機能安全モジュール
JP7218212B2 (ja) * 2019-03-05 2023-02-06 株式会社東芝 半導体装置
KR20220027404A (ko) * 2020-08-27 2022-03-08 주식회사 만도모빌리티솔루션즈 Mcu 고장 검출 장치 및 방법
EP4260015A1 (de) * 2020-12-09 2023-10-18 VEGA Grieshaber KG Verfahren zur detektion von fehlerhaften messsignalausgaben eines feldgeräts, detektionssystem und feldgerät
US11567108B2 (en) * 2021-03-31 2023-01-31 Allegro Microsystems, Llc Multi-gain channels for multi-range sensor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4734687A (en) * 1985-01-25 1988-03-29 Smiths Industries Public Limited Company Monitoring
US20020050933A1 (en) * 2000-02-08 2002-05-02 Albrecht Donat Method and apparatus for safe single-channel evaluation of sensor signals
CN101211839A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 东部高科股份有限公司 Cmos图像传感器的制造方法
US20100262966A1 (en) * 2009-04-14 2010-10-14 International Business Machines Corporation Multiprocessor computing device
CN102419403A (zh) * 2010-09-24 2012-04-18 英飞凌科技股份有限公司 使用多个信号路径的传感器自诊断
CN103548271A (zh) * 2011-05-20 2014-01-29 Abb技术有限公司 用于自校准地读出模拟电压信号的装置
CN104048692A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 英飞凌科技股份有限公司 使用多个信号路径的传感器自诊断
CN104296794A (zh) * 2013-07-17 2015-01-21 英飞凌科技股份有限公司 具有用于功能安全的接口的传感器
US20150125017A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Hearing device using multiple batteries and method of managing power of hearing device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6058354A (en) * 1997-08-25 2000-05-02 Electrowatt Technology Innovation Ag Electricity meter to measure electrical physical magnitudes which are parameters or functions of measured voltages and/or currents
US8175839B2 (en) * 2009-06-26 2012-05-08 Kulite Semiconductor Products, Inc. Wireless interface for a plurality of transducers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4734687A (en) * 1985-01-25 1988-03-29 Smiths Industries Public Limited Company Monitoring
US20020050933A1 (en) * 2000-02-08 2002-05-02 Albrecht Donat Method and apparatus for safe single-channel evaluation of sensor signals
CN101211839A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 东部高科股份有限公司 Cmos图像传感器的制造方法
US20100262966A1 (en) * 2009-04-14 2010-10-14 International Business Machines Corporation Multiprocessor computing device
CN102419403A (zh) * 2010-09-24 2012-04-18 英飞凌科技股份有限公司 使用多个信号路径的传感器自诊断
CN103548271A (zh) * 2011-05-20 2014-01-29 Abb技术有限公司 用于自校准地读出模拟电压信号的装置
CN104048692A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 英飞凌科技股份有限公司 使用多个信号路径的传感器自诊断
CN104296794A (zh) * 2013-07-17 2015-01-21 英飞凌科技股份有限公司 具有用于功能安全的接口的传感器
US20150125017A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Hearing device using multiple batteries and method of managing power of hearing device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111141314A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 迈来芯科技有限公司 传感器接口电路
CN112986873A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 英飞凌科技股份有限公司 用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法
CN112986873B (zh) * 2019-12-12 2024-04-05 英飞凌科技股份有限公司 用于霍尔传感器的信号处理电路以及信号处理方法
CN111799873A (zh) * 2020-08-04 2020-10-20 南方电网科学研究院有限责任公司 电池供电传感器的低功耗控制装置、方法及终端设备
CN111736106A (zh) * 2020-08-10 2020-10-02 江西科技学院 一种基于智能传感的磁变量测量方法

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