CN108474827A - 用于在磁场传感器中执行自测试诊断的电路和技术 - Google Patents

用于在磁场传感器中执行自测试诊断的电路和技术 Download PDF

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Abstract

本文提供了用于使用故障检测的内部诊断部件来执行对磁场传感器的自测试的系统和方法。磁场传感器包括磁感测元件和开关网络，磁感测元件耦合到传感器偏置电流源并且开关网络耦合到磁感测元件。开关网络包括一个或多个诊断开关和一个或多个信号开关，并且一个或多个诊断开关耦合到诊断输入电流源。开关网络被配置为生成时间复用信号，时间复用信号具有在磁信号时间段内响应于外部磁场的磁信号以及在诊断信号时间段内的诊断信号。诊断信号能够操作用于产生中间信号，使其具有处于第一状态和第二状态之间的预定序列。

Description

用于在磁场传感器中执行自测试诊断的电路和技术
技术领域
本发明总体上涉及磁场传感器，并且更具体地涉及内部执行自测试诊断的磁场传感器。
背景技术
如所知的，存在各种类型的磁场感测元件，包括但不限于：霍尔效应元件、磁阻元件、以及磁敏晶体管。还如所知的，存在不同类型的霍尔效应元件，例如平面霍尔元件、竖直霍尔元件、以及环形霍尔元件。还如所知的，存在不同类型的磁阻元件，例如各向异性磁阻(AMR)元件、巨磁阻(GMR)元件、隧穿磁阻(TMR)元件、锑化铟(InSb)元件以及磁隧道结(MTJ)元件。
霍尔效应元件生成与磁场成比例的输出电压。相比之下，磁阻元件改变了与磁场成比例的电阻。在电路中，电流可以被引导穿过磁阻元件，从而生成与磁场成比例的电压输出信号。
使用磁场感测元件的磁场传感器用于各种应用中，包括但不限于：电流传感器，其感测由载流导体承载的电流所生成的磁场；磁开关(在本文中也被称为邻近检测器)，其感测铁磁或磁性物体的邻近；旋转检测器，其感测通过的铁磁物品，例如齿轮齿；以及磁场传感器，其感测磁场的磁场密度。磁开关用作本文中的示例。然而，本文所述的电路和技术还适用于任何磁场传感器。
为了执行诊断，磁场传感器可以耦合到外部实现的诊断功能。外部实现的诊断功能设计可能需要用于停止运行其主要功能以便执行诊断的磁场传感器。因此，执行诊断将是可取的，而不需要外部诊断功能或要求。
发明内容
本公开内容涉及用于使用用于故障检测的内部诊断部件来执行磁场传感器的自测试的系统和方法。磁场传感器可以在多个信号时间段中的选定信号时间段(每隔一个信号时间段)的背景中执行自测试诊断，借此在磁信号时间段期间出现的磁信号和在诊断信号时间段期间出现的诊断信号在时间复用布置种作为时间复用信号出现。因此，可以在背景协议中执行诊断，而磁场传感器仍然在运行其主要功能(即，用于感测外部磁场)。磁信号和诊断信号两者可以被施加到磁场传感器的信号路径，在所述信号路径上可以输送时间复用信号，其中时间复用信号在磁信号和诊断信号之间转变，使得可以在多个信号时间段中的选定信号时间段(每隔一个信号时间段)中不断地运行诊断。
本文所述的系统可以包括以下特征中的一个或多个特征，这些特征相互独立或相互组合。
根据本公开内容的一方面，磁场传感器被配置为内部执行自诊断测试。磁场传感器包括磁感测元件和开关网络，磁感测元件耦合到传感器偏置电流源并且开关网络耦合到磁感测元件。开关网络包括一个或多个诊断开关和一个或多个信号开关，并且一个或多个诊断开关耦合到诊断信号源。在实施中，磁场感测元件被配置为生成时间复用信号，时间复用信号包括在磁信号时间段内响应于外部磁场的磁信号以及在诊断信号时间段内响应于诊断信号源的诊断信号。诊断信号可以操作用于强制中间信号在正常操作模式下在输出信号中产生处于第一状态和第二状态之间的预定序列。
在实施例中，磁场感测元件被配置为生成时间复用信号，使得时间复用信号在一个采样周期中在磁信号与诊断信号之间交替。在一些实施例中，在时间复用信号中，可以首先生成诊断信号，并且其次生成磁信号。在其它实施例中，在时间复用信号中，可以首先生成磁信号，并且其次生成诊断信号。磁场感测元件可以耦合到开关网络的一个或多个信号开关并且时间复用信号可以提供到一个或多个信号开关。在一些实施例中，开关网络被配置为同时接收传感器偏置电流源和诊断信号源。
磁场传感器还可以包括耦合到开关网络的比较器，借此比较器被配置为接收时间复用信号并且响应于磁信号和诊断信号来输出处于第一状态或第二状态的输出信号。
磁场传感器可以包括故障监测模块，故障监测模块具有诊断信号检测器、电阻监测器以及存储器监测器。诊断信号监测器可以被配置为在诊断信号时间段内将参考诊断信号与诊断信号进行比较以验证诊断信号源的质量。磁场感测元件还包括电阻元件，并且其中，电阻监测器被配置为将电阻元件的电阻值与预定范围的值进行比较。逻辑监测器可以被配置为生成用于开关网络的逻辑信号。存储器监测器可以被配置为监测用于磁场传感器的存储器值。
在一些实施例中，磁场传感器包括耦合到故障检测模块的处理单元。处理单元可以被配置为将磁场传感器在正常模式、故障模式和恢复模式中的每一个模式之间进行转变。在实施例中，处理单元被配置为响应于故障检测而将磁场传感器转变为故障模式。处理单元可以被配置为响应于故障检测而将磁场传感器转变为恢复模式。处理单元可以被配置为从诊断信号监测器、电阻监测器、逻辑监测器和存储器监测器中的每个接收故障检测。
在一些实施例中，诊断信号源被配置为在恢复模式期间向开关网络提供恢复序列信号。处理单元可以被配置为响应于通过检测而将磁场传感器转变为正常模式，通过检测响应于恢复序列信号而被接收。
根据本公开内容的一方面，提供了用于对磁场传感器内部执行自诊断测试的方法。该方法包括向磁感测元件提供传感器偏置电流源并且向开关网络提供诊断信号源。开关网络可以包括一个或多个诊断开关和一个或多个信号开关。该方法还包括生成时间复用信号，时间复用信号具有在磁信号时间段内响应于外部磁场的磁信号以及在诊断信号时间段内响应于诊断信号源的诊断信号。在实施例中，时间复用信号由开关网络生成。该方法还包括通过诊断信号强制中间信号产生处于第一状态和第二状态之间的两种状态转变的预定序列。
在一些实施例中，生成时间复用信号使得时间复用信号在一个采样周期中在磁信号和诊断信号之间交替。在时间复用信号中，可以首先生成诊断信号，并且其次生成磁信号。在一些实施例中，时间复用信号被提供到开关网络的一个或多个开关。
在实施例中，该方法包括通过开关网络同时接收传感器偏置电流源和诊断输入电流源。耦合到开关网络的比较器可以响应于时间复用信号的磁信号和诊断信号来生成处于第一状态或第二状态的输出信号。
在实施例中，诊断信号监测器可以将参考诊断信号与诊断信号时间段中的诊断信号进行比较以验证诊断输入电流源的质量。电阻监测器可以将磁场感测元件的电阻元件的电阻值与预定范围的值进行比较。逻辑监测器可以监测时钟逻辑模块的输出，时钟逻辑模块被配置为生成用于开关网络的逻辑信号。存储器监测器可以监测用于磁场传感器的存储器值。
处理电路可以耦合到诊断信号监测器、电阻监测器、逻辑监测器和存储器监测器中的每个，并且被配置为从它们中的每个接收故障指示。在一些实施例中，处理单元将磁场传感器在正常模式、故障模式和恢复模式中的每个之间进行转变。例如，该方法可以响应于故障检测而将磁场传感器转变为故障模式。此外，磁场传感器可以响应于故障检测而将磁场传感器转变为恢复模式，借此施加到磁感测元件的输入电压被修改为预定水平。
在一些实施例中，该方法包括生成恢复序列信号以测试磁场传感器，从而向开关网络提供恢复信号序列，并且检测磁场传感器对恢复信号序列的响应。在一些实施例中，处理电路可以接收磁场传感器对恢复信号序列的响应，响应于恢复信号序列来确定通过诊断测试的磁场传感器，并且生成内部复位信号。磁场传感器可以响应于复位信号而转变到正常模式。
应理解的是，本文所述的不同实施例的元件可以结合以形成未在以上详细阐述的其它实施例。在单个实施例的背景下描述的各种元件还可以被单独提供或以适当的组合提供。未在本文详细描述的其它实施例也在所附权利要求的范围内。
附图说明
根据以下对附图的描述可以更充分地理解前述特征，在附图中：
图1是磁场传感器的示例的方框图，磁场传感器被配置为内部执行自诊断测试；
图2是用于生成磁场传感器(例如，图1的磁场传感器)的时间复用信号的电路的示例的方框图；
图3是显示时间复用图的示例的曲线图，时间复用图示出了磁信号和诊断信号之间的转变；
图4是显示用于图2的电路的响应于检测到的故障的恢复信令方案的示例的曲线图；
图5是显示在以磁信号发起的上电阶段期间的信令方案的示例的曲线图；以及
图6是显示在以诊断信号发起的上电阶段期间的信令方案的曲线图。
具体实施方式
在描述本发明之前，解释了一些介绍性概念。
如本文所使用的，术语“磁信号”用于描述响应于外部磁场的电子信号。
如本文所使用的，术语“磁信号时间段”用于描述在此期间存在磁信号的时间段，其可以为多个时间段。
如本文所使用的，术语“诊断信号”用于描述响应于电子诊断信号且不响应于磁信号的电子信号。
如本文所使用的，术语“诊断信号时间段”用于描述在此期间存在磁信号的时间段，其可以为多个时间段。
虽然在本文中示出并描述了差分信号，但应认识到相似的电路可以使用单端信号。
如本文所使用的，术语“磁场感测元件”用于描述可以感测磁场的各种电子元件。感测元件的磁场可以是但不限于霍尔效应元件、磁阻元件或磁敏晶体管。如所知的，存在不同类型的霍尔效应元件，例如平面霍尔元件、竖直霍尔元件、以及环形竖直霍尔(CVH)元件。还如所知的，存在不同类型的磁阻元件，例如诸如锑化铟(InSb)之类的半导体磁阻元件、巨磁阻(GMR)元件、隧穿磁阻(TMR)元件、以及磁隧道结(MTJ)元件。磁场感测元件可以是单个元件，或者替代地可以包括以各种配置布置的两个或更多个磁场感测元件，例如半桥或全(Wheatstone)桥。根据器件类型和其它应用需要，磁场感测元件可以是由IV型半导体材料(例如硅(Si)或锗(Ge))或III-V型半导体材料(如砷化镓(GaAS))或铟化合物(例如锑化铟(InSb))制成的器件。
如所知的，上述磁场感测元件中的一些倾向于具有平行于支撑磁场感测元件的衬底的最大灵敏度的轴，并且上述磁场感测元件中的其它磁场感测元件倾向于具有垂直于支撑磁场感测元件的衬底的最大灵敏度的轴。具体而言，平面霍尔元件倾向于具有垂直于衬底的灵敏度轴，而基于金属的或金属磁阻元件(例如，GMR、TMR、AMR)和竖直霍尔元件倾向于具有平行于衬底的灵敏度轴。
如本文所使用的，术语“磁场传感器”用于描述使用磁场感测元件的电路，该电路通常与其它电路组合。磁场传感器用于各种应用中，包括但不限于：角度传感器，其感测磁场的方向的角度；电流传感器，其感测由载流导体承载的电流所生成的磁场；磁开关，其感测铁磁物体的邻近；旋转检测器，其感测通过的铁磁物品，例如环形磁体或铁磁目标(例如齿轮齿)的磁畴，其中磁场传感器与反向偏压(back-biased)磁体或其它磁体组合使用；以及磁场传感器，其感测磁场的磁场密度。
如本文所使用的，术语“处理器”用于描述执行功能、操作或操作序列的电子电路。功能、操作、或操作序列可以被硬编码到电子电路中或通过保存在存储器器件中的指令的方式进行软编码。“处理器”可以使用数字值或使用模拟信号来执行功能、操作或操作序列。
在一些实施例中，“处理器”可以嵌入在专用集成电路(ASIC)中，其可以为模拟ASIC或数字ASIC。在一些实施例中，“处理器”可以体现在与程序存储器相关联的微处理器中。在一些实施例中，“处理器”可以体现在分立式电子电路中，分立式电子电路可以是模拟的或数字的。
如本文中所使用的，术语“模块”用于描述“处理器”。
处理器可以包含执行处理器的功能、操作或操作序列的部分的内部处理器或内部模块。类似地，模块可以包含执行模块的功能、操作或操作序列的部分的内部处理器或内部模块。
虽然本文的附图中所示的电子电路可以用模拟块或数字块的形式示出，但将理解的是，可以用执行相同或相似功能的数字块来替代模拟块，并且可以用执行相同或相似功能的模拟块来替代数字块。模-数转换或数-模转换可能未在附图中明确示出，但应当理解。
具体而言，应当理解的是，所谓的比较器可以包括模拟比较器，所述模拟比较器具有指示高于或低于阈值水平的输入信号的两种状态的输出信号。然而，比较器还可以包括数字电路，所述数字电路具有带有指示高于或低于阈值水平的输入信号的两种状态的输出信号。
如本文所使用的，在指代值或时间时，术语“预定”用于指代在制造时间在工厂中或之后通过外部模块(例如编程)来设定或固定的值或信号。如本文所使用的，在指代值或时间时，术语“确定”用于指代在制造后在操作期间由电路识别的值或信号。
虽然，竖直霍尔元件在以下示例中示出，但将理解的是相似的电路和技术可以施加到任何类型的霍尔效应元件，包括但不限于平面霍尔效应元件。
本公开内容涉及用于使用内部诊断部件来执行自诊断的系统和方法。提供了磁场传感器，其被配置为在背景中执行自测试诊断，使得磁信号出现在磁信号时间段期间并且诊断信号出现在诊断信号时间段期间，其中诊断信号周期性地且自动地出现。在实施例中，由于时间复用布置，磁场传感器可以同时执行诊断并且还运行其用于感测磁场的主要功能。
如上所述，可以生成时间复用信号，其在磁信号和诊断信号之间来回转变。在一些实施例中，生成时间复用信号使得最初首先运行磁信号。替代地，在首先运行磁信号时间段之前，应用可能需要在上电阶段(例如，集成电路上电)的初始时刻运行诊断。因此，如本文所述的磁场传感器可以在首先运行磁信号时间段之前运行诊断的设置。被配置为执行内部诊断的电路和部件可以自包含在磁场传感器内。诊断信号可以是电信号，使得磁场传感器在诊断时间段期间不受外部磁场的影响。
在一些实施例中，例如对于可能需要来自磁信号的连续输出的应用而言，次级信号路径是可用的使得当一个信号在传送诊断时另一信号路径正常操作(即，传送磁信号)。此外，该过程可以颠倒以允许第二路径的适当诊断。
现在参考图1，磁场传感器2的说明性框图包括信号路径10，信号路径10包括以下所述的多个电路元件。磁场传感器2可以包括四个诊断模块：电阻和偏置诊断模块80、信号诊断模块82、振荡器诊断模块84、以及存储器诊断模块86。此外，磁场传感器2可以包括各种控制和输入模块，例如如下更详细讨论的振荡器36、调节器和偏执模块40、编程模块54、以及数字模块60。
信号路径10可以包括耦合到竖直霍尔元件14的偏置和电源开关电路12。竖直霍尔元件14被配置为生成通过以到达开关电路的输出信号14a、14b。开关电路16可以耦合以接收信号14a、14b，并且被配置为生成斩波信号16a、16b。开关电路16还可以用频率为fc的时钟进行开关。
同时，偏置和开关电路12和信号开关电路16可能导致竖直霍尔元件14的电流自旋，从而产生斩波信号16a、16b。电流自旋是已知的技术，并且不在本文进一步描述。
放大器18可以耦合以接收斩波信号16a、16b，并且被配置为生成放大信号18a、18b。滤波器20可以耦合以接收放大信号18a、18b，并且被配置为生成滤波信号20a、20b。在一些实施例中，滤波器20是sinx/x(sinc)滤波器。例如，滤波器20可以是在频率fc下具有第一陷波的开关电容器滤波器。然而，在其它实施例中，sinc滤波器22数字地生成。在又一些其它实施例中，sinc滤波器22是模拟解锁滤波器。在一些实施例中，滤波器22是低通滤波器。在一个实施例中，滤波器20包括低通滤波器和sinx/x(sinc)滤波器，借此低通滤波器生成滤波信号并且向sinx/x(sinc)滤波器提供滤波信号。
比较器22可以耦合以接收滤波信号20a、20b，并且被配置为生成比较信号22a。在一些实施例中，比较器22是施密特触发器。比较器22可以被配置为接收滤波信号20a、20b，并且在时间复用布置中，在磁信号时间段内响应于磁信号输出比较信号22，并且在诊断信号时间段内响应于诊断信号输出比较信号22a。在实施例中，在诊断信号时间段期间，可以对比较信号22a执行诊断以测试磁场传感器2的故障或其它问题。
例如，四个诊断模块：电阻和偏置诊断模块80、信号诊断模块82、振荡器模块84、以及存储器诊断模块86被配置为对磁场传感器2的各种部件执行自测试诊断。四个诊断模块80、82、84、86可以是单个故障监测模块的部分或可以是单独的分离模块。
信号诊断模块82耦合到信号路径10并且信号诊断模块82被配置为接收比较信号22a。在一些实施例中，信号诊断模块82被配置为对比较信号22a进行比较以识别通过或故障状况，比较信号22a出现在具有参考(即，预定)诊断信号(即，诊断信号的复制品)的上述诊断信号时间段中的一个或多个期间。参考诊断信号可以具有可以与比较信号22a进行比较以检测故障状况的预定序列。预定序列可以基于输出信号中的期望数量的转变。例如，参考诊断信号可以包括预定数量的转变(例如，两个或更多个转变)，其可以与比较信号22a中的转变的数量(或缺少)进行比较，以检测故障状况。在其它实施例中，可以基于输出信号中的转变的位置是否在正确位置的预定百分比误差范围内或者转变是否出现在预定时间段内(例如，转变出现在可接受的时间段内)来检测故障。在以下结合图3描述了诊断信号的示例。
电阻和偏置诊断模块80可以耦合到如下关于图2更详细地描述的偏置和电源开关电路12。电阻和偏置诊断模块80可以被配置为将竖直霍尔元件14的电阻值与预定范围的电阻值进行比较以检测故障状况或验证竖直霍尔效应元件14具有的电阻在预定范围的电阻值内。在一些实施例中，电阻和偏置诊断模块80将竖直霍尔元件14的电阻值与电阻值的初始集合进行比较以检测参数移位。预定范围的电阻值可以包括一个或多个阈值水平，使得每个阈值水平指示特定部件的不同水平的质量(例如退化水平)。例如，第一阈值水平可以指示对部件的损害，然而，部件还在可接受的范围内进行操作。而第二阈值水平可以指示部件的完全失效。
振荡器诊断模块84可以耦合到振荡器36和诊断总线90。在实施例中，振荡器诊断模块84被配置为接收由振荡器36产生的电子信号并且验证由振荡器36产生的电子信号的质量(例如频率和/或幅度)。因此，振荡器诊断模块84可以识别与振荡器36相关联的通过或故障状况，并且在诊断总线90上传送通过或故障状况。
在一些实施例中，振荡器36可以耦合到时钟逻辑数字模块60，时钟逻辑数字模块60被配置为生成逻辑信号和时钟总线92上的时钟信号，以用于磁场传感器2的开关网络和开关电路。
在实施例中，存储器诊断模块86可以被配置为执行诊断以测试磁场传感器2的部件的存储器存储能力。在一些实施例中，存储器诊断模块86执行奇偶校验以测试磁场传感器2的存储器存储器件。在一些实施例中，存储器诊断模块86可以被配置为监测磁场传感器2的存储器值。
输出电路30可以耦合到诊断总线90并且可以被配置为经由诊断总线90接收由四个诊断模块(即，电阻和偏置诊断模块80、信号诊断模块82、振荡器诊断模块84、以及存储器诊断模块86)中的每一个确定的通过和故障状况。输出电路30包括预驱动器32和输出驱动器34。在一些实施例中，时钟总线92提供控制信号以控制竖直霍尔元件14、信号开关16、放大器18、sinc滤波器20、比较器22、预驱动电路32和输出驱动器电路34。在一些实施例中，输出驱动器电路34生成例如图4中所表示的电流输出信号。
存储器诊断模块86可以耦合到编程模块54。在操作中，编程模块54可以接收外部信号以对编程模块54内的熔丝58进行编程。一旦被编程，熔丝58就可以控制磁场传感器2的各种操作。在实施例中，编程模块54耦合到数字模块60并且被配置为对数字模块60的操作进行编程和控制。编程模块54可以耦合到存储器诊断模块86。存储器诊断模块86可以被配置为验证数字模块60的存储器状态。在经编程的熔丝58中识别的各种参数可以通过到数字模块60并且经由编程总线94传送遍及磁场传感器2。
调节器和偏置模块40可以包括ESD 46、LDO调节器48、POR电路50以及偏置电路52。调节器和偏置模块40可以耦合以接收电压(VCC)和接地信号。ESD 46可以是静电放电保护电路。LDO调节器48可以是低压差调节器并且可以被配置为调节输出电压。POR电路50可以是通电复位电路，其被配置为检测磁场传感器2中的各种电压和电流水平，并且生成用于在检测到通电状况时复位磁场传感器2内的各种电路的复位脉冲。偏置电路50可以被配置为在偏置总线96上的磁场传感器2的各点处生成预定电压。在一些实施例中，偏置电路50用于建立适当的操作状况。
数字模块60可以包括模拟信号路径时钟62、振荡器门控64、站整信号(trimmingsignal)66、用于编程的电源电压(VCC)串联协议68、BIST 70、以及故障检测监测器72。BIST70可以是内建自测试电路，并且被配置为执行对信号路径10和/或数字模块60中的部件的自测试。在一些实施例中，数字模块60可以被称为处理电路。数字模块60可以经由诊断总线90耦合到诊断模块(电阻和偏置诊断模块80、信号诊断模块82、振荡器诊断模块84、以及存储器诊断模块86)中的每个。诊断模块60可以被配置为从诊断模块中的每个接收磁场传感器2内的故障状况的指示(例如，标志)。
数字模块可以经由诊断总线90耦合到输出驱动器电路34。响应于故障检测，数字模块60可以生成命令信号并将命令信号经由诊断总线90发送到输出驱动器电路34。在实施例中，数字模块60被配置为命令输出驱动器电路34输出预定输出(例如，输出信号)以指示磁场传感器2内的故障状况。
在一些实施例中，故障检测器72从诊断模块中的每个模块接收各自的磁场传感器2内的故障状况的指示(例如标志)。故障检测监测器72可以被配置为检测并协调上述四个测试模块中的每个模块的故障或通过状况。故障检测监测器72可以被配置为生成命令信号并将命令信号经由诊断总线90发送到输出驱动器电路34以指示磁场传感器2内的故障状况。
振荡器36可以是通用的电子电路，其被配置为产生周期性的振荡信号。在一些实施例中，振荡器36将直流(DC)信号转换为交流(AC)信号。振荡器36可以耦合到数字模块60。
现在参考图2，电路150可以与图1中的竖直霍尔元件14、偏置和电源开关电路12、信号开关16、信号诊断模块82内的诊断信号注入器、以及电阻和偏置诊断模块80相同或相似。然而，上述电流自旋未在图2中示出，但应当理解。
信号路径120可以与图1的信号路径10相同或相似。
电路150可以包括能够操作用于将电流驱动到竖直霍尔元件108中的信号电流源(即，传感器偏置电流源)110。在一些实施例中，信号电流源110将电力连续地输出到竖直霍尔元件108中。竖直霍尔元件108可以具有五个端子，然而由于五个端子中的两个习惯上耦合在一起，所以四个有效端子(分别为第一端子108a、第二端子108b、第三端子108c和第四端子108d)产生桥布置。信号电流源110可以驱动第一端子108a，并且差分输出信号109b、109d(磁信号)可以响应于外部磁场产生。
霍尔效应元件108的端子108b、108d可以耦合到信号开关116的开关116a、116b。信号开关116可以生成磁信号116c、116d。在实施例中，信号电流源110将电流连续地输出到竖直霍尔元件108中，然而可以断开信号开关116a、116b以允许在磁场传感器2的各种部件上执行诊断。
电路150还可以包括耦合到第一电阻器130的诊断电流源(即，诊断输入电流源)。第一电阻器130可以在接合节点处耦合到第二电阻器128，第二电阻器128可以终止于参考电压，例如接地电压。接合节点可以耦合到竖直霍尔元件108的端子108d。
将理解的是，来自信号电流源110和来自诊断电流源112两者的电流穿过第二电阻器128。因此，第一电阻器130两端所感测的电压可以在某种程度上代表竖直霍尔元件108的电阻。
第一电阻器130可以在第一电阻器130的第一端处耦合到诊断开关114内的开关114a，并且在第一电阻器130的第二端处耦合到诊断开关114内的开关114b。诊断开关114可以生成诊断信号114c、114d。单独或一起考虑的诊断开关114和信号开关116在本文中可以被称为开关网络。
在实施例中，由诊断开关114提供的诊断信号114c、114d响应于信号电流源110和诊断电流源112，但不响应于由竖直霍尔元件108所感测的外部磁场。因此，诊断信号114c、114d实质上响应于竖直霍尔元件108的电阻。
在实施例中，诊断开关114在信号开关116断开时闭合，反之亦然。因此，由信号路肩120接收到的信号和由信号路径120生成的信号有时是诊断信号114c、114d，并且在其它情况下磁信号116c、116d响应于外部磁场。
简要地参考图1，诊断模块80和82可以协调诊断开关114和信号开关116的断开和闭合，以便向信号路径10施加磁信号或诊断信号。
在操作中，诊断开关114和信号开关116分别被配置为生成时间复用信号152a、152b，时间复用信号152a、152b包括在多个时间段中的某些时间段内响应于外部磁场信号的磁信号116c、116d以及在多个时间段中的其它时间段内响应于诊断输入电流源的诊断信号114c、114d。诊断信号可以具有在操作的诊断模式下处于第一状态和第二状态之间的预定转变样式。因此，可以不断地运行诊断，并且电路150可以被配置为在背景中提供诊断，例如在多个时间段中的每隔一个时间段期间，例如在第一时间段内的磁信号和在第二时间段(其可以是第一时间段的相邻时间段)内的诊断信号。
诊断电流源112可以耦合到第一诊断开关114a和第二诊断开关114b的第一端子。如上所述，诊断电阻元件(Rdiag)(第一电阻器)130可以耦合在第一诊断开关114a的第一端子与第二诊断开关114b的第一端子之间，从而产生由诊断开关114生成的诊断信号114c、114d。在实施例中，诊断电流源112可以在至少两个值之间交替或转变以控制第一诊断开关114a的第一端子和第二诊断开关114b的第一端子的操作(例如，断开或闭合)。例如，控制端口(未示出)可以耦合到诊断电流源112并且控制端口可以被配置为控制并转变诊断电流源112在不同值之间的输出。因此，可以改变通过诊断电阻元件(Rdiag)130的电流(例如，诊断电流源112)以控制第一诊断开关114a的第一端子和第二诊断开关114b的第一端子的操作(例如，断开或闭合开关)。例如，为了将诊断信号施加到信号路径120，可以改变通过诊断电阻元件(Rdiag)130的电流以闭合诊断开关114a、114b。替代地，为了终止将诊断信号施加到信号路径120，可以改变通过诊断电阻元件(Rdiag)130的电流以断开诊断开关114a、114b。
在实施例中，诊断电阻元件(Rdiag)130具有产生图1的信号路径中所产生的电信号20a、20b的电阻，所产生的电信号20a、20b在竖直霍尔元件108的电阻适当时跨过比较器22的上阈值和下阈值中的一个。因此，可以执行对竖直霍尔元件108的电阻的测试。
在一些实施例中，通过改变第一诊断开关114a和第二诊断开关114b的位置(其中未示出其它开关)，可以生成相反的标记信号，其中，图1的信号路径10中所产生的电信号20a、20b的值在竖直霍尔元件108的电阻适当时跨过比较器22的上阈值和下阈值中的另一个。第一诊断开关114a和第二诊断开关114b的两个耦合方向产生穿过图1的信号路径10的有效的两种状态的信号。这两种状态的信号在以下结合图4进一步描述。然而，此处完全可以这样说，在使用诊断信号114c、114d开关是两种方式时(在正确的时间和以正确序列进行开关)，比较器22的适当开关可以指示竖直霍尔元件108具有适当的电阻，并且还指示图1的整体信号路径10的适当操作。
在其它实施例中，替代改变第一诊断开关和第二诊断开关的位置以实现两种状态的信号，诊断电流源112可以是具有两种状态的AC电流源。
诊断电流源112通过共模电阻元件(Rcm)(第二电阻器)128耦合到地。在实施例中，共模电阻元件(Rcm)128可以用于将信号路径10中的共模电压设定为适当电压。在一些实施例中，可以选择共模电阻元件(Rcm)128的值。
如上所述，竖直霍尔元件108可以是竖直霍尔元件，其可以包括内部电阻元件。在一些实施例中，例如如图2中所示，竖直霍尔元件108可以被表示为具有四个电阻元件132a、132b、132c、132d和四个端子108a、108b、108c、108d的Wheatstone桥。竖直霍尔元件108可以在端子108b、108d处生成响应于外部磁场的差分输出信号109b、109d，并且分输出信号109b、109d在本文中可以被称为磁信号。
例如，霍尔传感器108被配置为在端子108b、108d处生成差分输出信号(磁信号)109b、109d。竖直霍尔元件108的两个端子108b、108d耦合到信号开关116。在实施例中，端子108a耦合到第一信号开关116a的第一端子，并且端子108d耦合到第二信号开关116b的第一端子。
在一些实施例中，信号开关116接收差分信号(磁信号)109b、109d，并且诊断开关114同时接收诊断信号130a、130b。
信号开关116和诊断开关114的第二端子(即，输出)在磁场传感器的信号路径120(例如，图1的信号路径10)的输入处耦合在一起。当诊断开关114或信号开关116的第一端子闭合(即，连接到对应的第二端子)，相应的开关闭合并馈送到信号路径120。
为了协调开关114、116，信号开关116由时钟信号CK信号控制并且诊断信号开关114由时钟信号CKdiag控制，其可以起源于图1的时钟总线92。在实施例中，当诊断开关114闭合并且生成诊断信号到信号路径120中，信号开关116断开。替代地，当信号开关116闭合并且生成磁场信号到信号路径120中时，诊断开关114断开。
简要地再次参考图1，信号路径10的输出(例如，比较信号22a)随后可以被提供到图1的输出模块30以及图1的信号诊断模块82。在实施例中。信号路径10的输出可以是时间复用信号。在一些实施例中，诊断开关114和信号开关116可以被配置为生成时间复用信号，使得时间复用信号在一个时间段内的磁信号与另一个时间段内的诊断信号之间交替。在一个实施例中，在对磁场传感器2加电时，在时间复用信号中，首先生成诊断信号并且其次生成磁信号。替代地，可以首先生成磁信号并且其次生成诊断信号。
在实施例中，为了验证偏置或共模电压(并且还被称为对竖直霍尔元件108的电阻的测试)，电路150可以包括比较模块118。比较模块118被配置为将竖直霍尔元件108的端子108b处的信号电压(经由路径109b)与参考高电压(REFHdiag)和参考低电压(REFLdiag)进行比较以判断端子108b处的电路是否在预定可接受的范围内。
比较模块118可以包括耦合到逻辑门119(例如，OR逻辑门)的至少两个比较器118a、118b。第一比较器118a和第二比较器118b可以耦合到一个端子(例如，霍尔传感器108的端子108b)以接收信号109b。在实施例中，第一比较器118a将差分输出109b与参考高电压(REFHdiag)值进行比较，并且第二比较器118b将差分输出109b与参考低电压(REFLdiag)进行比较。可以使用逻辑门119来组合第一比较器118a和第二比较器118bb的输出。逻辑门119在图2中被示为OR门，然而应当理解的是，可以根据特定应用使用任何类型的逻辑门。逻辑门119的输出随后被提供到图1的电阻和偏置诊断模块80，并且经由通过信号路径120来判断电路12的偏置是否在预定可接受的范围内。在实施例中，当电阻和偏置诊断模块80验证偏置或共模电压或执行对竖直霍尔元件108的电阻的测试时，信号开关116处于断开位置。
现在参考图3，曲线图200、210具有以伏特为单位的任意单位尺度的竖直轴和以时间为单位的任意单位尺度的水平轴。图3示出了在磁信号(如可以由图2的磁信号开关116生成的)和诊断信号(如可以由图2的诊断信号开关114生成的)之间的转变。在实施例中，图3示出了图1的磁场传感器2的信令方案。多个时间段可以包括磁信号时间段202和诊断信号时间段204两者。在一个实施例中，多个时间段中的每个时间段可以是大约两百微秒，如图3中所示。然而，应当理解的是，根据特定应用，时间段可以大于或小于两百微秒。
总体上来看，信号时间段(例如202a)指的是磁信号(例如图2的磁场信号116a、116b)被施加到信号路径10从而在图1的比较器22的输入处产生磁信号(例如，202aa)的时间段。诊断信号时间段(例如204a)指的是诊断信号(例如诊断信号114a、114b)被施加到信号路径10从而在图1的比较器22的输入处产生诊断信号204aa的时间段。
BOP指的是图1的比较器22的操作点阈值。BRP指的是比较器22的释放点阈值。比较器输出212可以与图1的比较器22的比较信号22a相同或相似。字母标记(例如A-I)被进一步添加到图3以帮助描述信令方案。
磁信号202aa、202ba和诊断信号204aa在时间段202a、204a、202b期间指示图1的滤波信号20a、20b。
在所示实施例中，例如在点A处指示的通电阶段期间，外部磁场最初由图1的磁场传感器2接收，并且使得磁信号时间段202a中的磁信号202aa上升。磁场传感器2最初可以在磁信号时间段202a或在诊断信号时间段204a开始。图3提供了一个实施例，其中磁信号时间段(例如202a)首先出现。
如图3中所示，比较信号212(例如，图1的比较信号22a)最初是关断的，并且不会导通直到磁场信号时间段202a内的磁信号202aa大于操作点阈值BOP。因此，在点B，磁信号时间段202a内的磁信号202aa达到操作点阈值BOP，并且比较信号212导通。
在点B和C之间，磁场信号时间段202a内的磁信号202aa高于阈值BOP，并且比较信号212保持导通。在点C，诊断信号(例如，由图2的开关114或由诊断电流源112生成的矩形波诊断信号114a、114b)的第一状态在诊断时间段204a期间被施加并且穿过信号路径10到图1的比较器22。在诊断时间段204a开始时，诊断信号204aa开始低于释放点阈值BRP，并且关断比较信号212。当诊断信号114a、114b(图1)在诊断时间段204a内保持在第一状态时，诊断信号204aa转变为高于操作点阈值BOP，并且比较信号212实现高状态。当诊断信号114a、114b(图1)在诊断时间段204a内转变到第二不同状态时，诊断信号204aa转变为低于释放点阈值BRP，并且比较信号212实现低状态。
因此，比较信号212使得诊断信号时间段204a期间的一个或多个电子转变和比较r信号212的对应正确转变可以指示信号路径10的通过状况。
在一些实施例中，当诊断信号114a、114b在诊断时间段204a期间被注入时，取消了磁信号时间段202a中所表示的磁信号116a、116b。
在实施例中，可以在磁信号时间段(例如202a)和诊断信号时间段(例如204a)之间进行转变时提供时间槽，以允许在两个信号期间的适当信号设置。转变之间的时间槽可以用于防止槽间耦合。
最初，诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa在操作点阈值BOP以下。因此，比较器输出212保持关断直到诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa在点D上升到高于操作阈值BOP。不同的是，磁信号时间段202a期间的磁信号202aa、诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa被配置为强制两个转变(即，使得比较器输出212导通和关断)验证导通状态和关断状态两者内的电路路径10(图1)的输出。换言之，诊断时间段204a内的诊断信号204aa被配置为在单个或多个诊断信号时间段(例如204aa)内导通并随后关断比较信号212。在两个时间段之间的信道复位(例如，两种状态的转变)可以用于强制转变并防止槽间耦合。
如图3中所示，诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa最初上升到高于操作点阈值BOP，并随后在点E开始下降直到在点F下降到低于释放点阈值BRP，使得比较信号212关断。诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa继续下降，直到在点G，输入信号从诊断信号时间段204a期间的诊断信号204aa转变到磁信号时间段202b期间的磁信号202ba。
在点G，时间槽出现以允许在转变期间设定适当的信号。此外，比较信号212保持关断直到信号上升到高于操作点阈值BOP。磁信号时间段202b期间的磁信号202ba上升，直到在点H，磁信号202ba大于操作点阈值BOP。在点H，比较信号212导通并且保持导通，而磁信号202ba大于操作点阈值BOP。
现在参考图4，曲线图400具有以磁场为单位的任意单位尺度的竖直轴和以时间为单位的任意单位尺度的水平轴。曲线图410具有以伏特为单位的任意单位尺度的竖直轴和以时间为单位的任意单位尺度的水平轴。图4示出了信号412，信号412指示图1的磁场传感器2中所检测到的故障，并且指示响应于所检测到故障的恢复信令方案。信号412可以由图1的输出驱动器电路34生成。
数字模块可以被配置为将磁场传感器在以下模式的至少其中之一之间进行转变：正常模式、故障模式、和恢复模式(即，通过时钟总线的方式的图1的数字模块60)。例如，数字模块可以被配置为响应于上述四个诊断模块中的一个或多个做出的故障检测来将磁场传感器转变为故障模式。在一些实施例中，数字模块可以被配置为响应于故障检测将磁场传感器转变为恢复模式。数字模块可以被配置为在恢复模式期间向开关网络(即，图2的诊断开关114和信号开关116)提供恢复序列信号，并且数字模块可以被配置为响应于通过检测将磁场传感器转变为正常模式，所接收到的通过检测响应于恢复序列信号。
总体上来看，IDD(高)是高电平输出电流(即，在图1的输出驱动器的漏极端子处)，IDD(低)是低电平输出电流(在漏极端子处)，IDD(AVG)故障是在安全模式期间(即，在故障状况期间)的又更低的输出电流。数字标记(例如，A、B还被添加到图4以帮助描述信令方案)。信号406指示由图1的磁场传感器2经历的磁信号。
最初，在通电阶段，磁信号406实现了磁场，使得图1的滤波信号20a、20b小于操作点阈值BOP，因此由输出驱动器电路34生成的输出信号412是关断的(例如，在IDD(低))。当磁信号406实现了磁场使得滤波信号20a、20b大于操作点阈值BOP时，输出信号412导通并且上升到IDD(高)。输出信号412保持为高直到磁信号406实现磁场使得滤波信号20a、20b下降到低于释放点阈值，此时输出信号关断并且到达IDD(低)。
在点A，磁信号406实现磁场，使得滤波信号20a、20b上升到高于操作点阈值BOP，并且输出信号412应打开并上升到IDD(高)。然而，在这个说明性实施例中，相反地，输出信号412保持关断(例如，在IDD(低))。这指示故障状况并且作为响应，因为在点A之后生成新的诊断信号时间段，电路进入恢复序列。
磁场传感器2可以启动第一恢复序列以清除故障状况。例如，处理单元可以被配置为响应于故障检测而将磁场传感器2转变为恢复模式，并且诊断电流源(例如，图2的106a、106b)可以被配置为提供恢复序列。
在实施例中，恢复序列包括第一诊断信号时间段，接着是等待时间段，接着是跨越点A和点B的另一个诊断信号时间段。在恢复序列期间，磁信号时间段在点A和点B之间暂停。恢复序列继续诊断信号时间段，接着是等待时间段，直到磁场传感器的相应电路或部件通过诊断测试为止。在其它实施例中，恢复序列可以继续进行预定次数的尝试。
如果电路通过恢复序列，磁场传感器2可以执行系统复位，例如，在点B。在一些实施例中，磁场传感器2的处理单元被配置为随后响应于通过检测而将磁场传感器2转变为正常模式(其中磁信号信号时间段和诊断信号时间段在上述时间复用布置中继续)，借此响应于恢复序列信号而接收到通检测。例如，在点B，指示诊断通过，并且电路在一段时间内强制输出信号412为高，以验证故障已被清除，并且电路在关断状态和导通状态下都进行工作。尽管磁信号406小于操作点阈值BOP，输出信号412被强制为高。
一旦时间段过去，输出信号412关断并下降到IDD(低)，以与磁信号406重新对准。在实施例中，输出信号412在下一个磁信号时间段期间(即，在诊断时间段之后)与磁性信号406重新对准。
现在参考图5-6，在通电阶段期间，磁场传感器2可以最初以磁信号时间段开始(图5)，或者可以最初以诊断信号时间段开始(图6)。例如，在图5中，当电路上电时，所施加的第一信号是磁信号。输出电流IDD可以是未定义的，直到输出电压VDD达到电压输出最小值VDDMIN。一旦输出电压(VDD)达到最小值，则可以应用第一磁性样本，随后应用诊断样本。
替代地，在图6中，所施加的第一信号是诊断信号。在实施例中，图6类似于图5，除了是在通电期间最初运行诊断而不是如图6所示的在磁性样本运行之后运行诊断。因此，在采样周期中运行第一磁性样本之前，运行诊断样本的设置。
在实施例中，无论第一时间段是磁信号时间段还是诊断信号时间段，锁存输出都将在每个第一磁信号时间段(T采样)的末尾进行测量。例如，在图5中，第一锁存输出取自于第一磁信号时间段的末尾并且在诊断样本时间段之前。然而，在图6中，第一锁存输出取自于诊断样本之后并且还在第一磁信号时间段之后。决定是否运行磁信号时间段或诊断信号时间段首先可以根据特定应用的需要而变化。
本文引用的所有参考物均以全文引用的方式并入本文。
已经描述了用于说明作为本专利的主题的各种概念、结构和技术的优选实施例，现在将显而易见的是，可以使用并入这些概念、结构和技术的其它实施例。因此，要提出的是，专利的范围不应局限于所描述的实施例，而应仅限于所附权利要求的精神和范围。

Claims (40)

1.一种磁场传感器，包括：
磁场感测元件，其耦合到传感器偏置电流源；
开关网络，其耦合到所述磁感测元件，所述开关网络包括一个或多个诊断开关和一个或多个信号开关，并且其中，所述一个或多个诊断开关耦合到诊断输入电流源；并且
其中，所述开关网络被配置为生成时间复用信号，所述时间复用信号包括在磁信号时间段内响应于外部磁场的磁信号以及在诊断信号时间段内响应于所述诊断输入电流源的诊断信号，并且其中，所述诊断信号能够操作用于强制中间信号产生预定序列。
2.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述预定序列是在第一状态与第二状态之间的转变。
3.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述开关网络被配置为生成所述时间复用信号，使得所述时间复用信号在所述磁信号和所述诊断信号之间交替。
4.根据权利要求3所述的磁场传感器，其中，在所述时间复用信号中，首先生成所述诊断信号，并且其次生成所述磁信号。
5.根据权利要求3所述的磁场传感器，其中，在所述时间复用信号中，首先生成所述磁信号，并且其次生成所述诊断信号。
6.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述磁场感测元件耦合到所述开关网络的所述一个或多个信号开关，并且所述磁信号被提供到所述一个或多个信号开关。
7.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述开关网络被配置为同时接收所述传感器偏置电流源和所述诊断输入电流源。
8.根据权利要求1所述的磁场传感器，还包括耦合到所述开关网络的比较器，其中，所述比较器被配置为接收所述时间复用信号并且响应于所述磁信号和所述诊断信号来输出处于所述第一状态或所述第二状态的输出信号。
9.根据权利要求1所述的磁场传感器，还包括故障监测模块，所述故障监测模块包括：
信号模块；
电阻模块；
振荡器模块；以及
存储器模块。
10.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述信号模块被配置为将参考诊断信号与所述诊断信号时间段内的所述诊断信号进行比较以验证所述诊断输入电流源的质量。
11.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述磁场感测元件还包括电阻元件，并且其中，所述电阻模块被配置为将所述电阻元件的电阻值与预定范围的值进行比较。
12.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述振荡器模块被配置为监测时钟逻辑模块的输出，所述时钟逻辑模块被配置为生成用于所述开关网络的逻辑信号。
13.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述存储器模块被配置为监测用于所述磁场传感器的存储器值。
14.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块中的每个模块被配置为从用于所述磁场传感器的初始集合的值到第二集合的值的参数移位，其中，所述第二集合的值在预定可接受限度之外。
15.根据权利要求9所述的磁场传感器，还包括耦合到所述故障检测模块的处理电路，其中，所述处理电路被配置为从所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块中的每个模块接收故障检测。
16.根据权利要求15所述的磁场传感器，其中，所述处理单元被配置为将所述磁场传感器在正常模式、故障模式和恢复模式中的每个模式之间进行转变，其中，所述正常模式指示所述磁场传感器在可接受状况内进行操作，所述故障模式指示所述磁场传感器内的故障状况，并且所述恢复模式指示所述磁场传感器内的自测试状况。
17.根据权利要求15所述的磁场传感器，其中，所述处理单元被配置为响应于来自以下模块的至少其中之一的故障检测而将所述磁场传感器转变为所述故障模式：所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块。
18.根据权利要求15所述的磁场传感器，其中，所述处理单元被配置为响应于来自以下模块的至少其中之一的故障检测而将所述磁场传感器转变为恢复模式：所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块。
19.根据权利要求18所述的磁场传感器，其中，所述诊断输入电流源被配置为在恢复模式期间向所述开关网络提供恢复序列信号。
20.根据权利要求19所述的磁场传感器，其中，所述处理单元被配置为响应于通过检测来将所述磁场传感器转变为正常模式，所接收到的通过检测响应于所述恢复序列信号。
21.一种用于对磁场传感器内部执行自诊断测试的方法，所述方法包括：
向磁感测元件提供传感器偏置电流源；
向开关网络提供诊断输入电流源，所述开关网络包括一个或多个诊断开关和一个或多个信号开关；
生成时间复用信号，所述时间复用信号包括在磁信号时间段内响应于外部磁场的磁信号以及在诊断信号时间段内响应于所述诊断输入电流源的诊断信号，其中，所述时间复用信号由所述开关网络生成；以及
响应于所述时间复用信号的所述诊断信号来强制中间信号产生预定序列。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述预定序列是在第一状态和第二状态之间的转变。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括生成所述时间复用信号，使得所述时间复用信号在所述磁信号和所述诊断信号之间交替。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括：在所述时间复用信号中，首先生成所述诊断信号，并且其次生成所述磁信号。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括：在所述时间复用信号中，首先生成所述磁信号，并且其次生成所述诊断信号。
26.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述时间复用信号提供到所述开关网络的所述一个或多个信号开关。
27.根据权利要求21所述的方法，还包括通过所述开关网络同时接收所述传感器偏置电流源和所述诊断输入电流源。
28.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过耦合到所述开关网络的比较器，响应于所述时间复用信号的所述磁信号和所述诊断信号来输出处于所述第一状态或所述第二状态的输出信号。
29.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过信号模块将参考诊断信号与所述诊断信号进行比较以验证所述诊断输入电流源的质量。
30.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过电阻模块将所述磁场感测元件的电阻元件的电阻值与预定范围的值进行比较。
31.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过振荡器模块来监测时钟逻辑模块的输出，所述时钟逻辑模块被配置为生成用于所述开关网络的逻辑信号。
32.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过存储器模块来监测用于所述磁场传感器的存储器值。
33.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块和所述存储器模块中的每个模块来检测从用于所述磁场传感器的初始集合的值到第二集合的值的参数移位，其中，所述第二集合的值在预定可接受限度之外。
34.根据权利要求21所述的方法，还包括：通过所述磁场传感器的处理电路，从以下模块的至少其中之一接收故障检测：所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括：通过所述处理单元将所述磁场传感器在正常模式、故障模式和恢复模式中的每个模式之间进行转变，其中，所述正常模式指示所述磁场传感器在可接受状况内进行操作，所述故障模式指示所述磁场传感器内的故障状况，并且所述恢复模式指示所述磁场传感器内的自测试状况。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括响应于来自以下模块的至少其中之一的故障检测而将所述磁场传感器转变为故障模式：所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块。
37.根据权利要求35所述的方法，还包括响应于来自以下模块的至少其中之一的故障检测而将所述磁场传感器转变为恢复模式：所述信号模块、所述电阻模块、所述振荡器模块以及所述存储器模块，其中，施加到所述磁感测元件的输入电压被修改为预定水平。
38.根据权利要求37所述的方法，还包括：
生成恢复序列信号以测试所述磁场传感器；
向所述磁感测元件提供所述恢复信号序列；以及
检测所述磁场传感器对所述恢复信号序列的响应。
39.根据权利要求38所述的方法，还包括：
通过处理电路接收所述磁场传感器对所述恢复信号序列的响应；
通过所述处理电路，响应于所述恢复信号序列来确定通过诊断测试的磁场传感器；以及
通过所述处理电路生成内部复位信号。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括：
响应于所述内部复位信号将所述磁场传感器转变为正常模式。
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