CN110260775A - 旋转角度传感器系统和半导体器件 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及旋转角度传感器系统和半导体器件。一种合成电路合成来自多个检测线圈的检测信号，以生成指示转子的旋转角度的正弦分量的经合成的检测信号。在这方面，当合成电路生成经合成的检测信号时，作为合成目标的检测线圈包括：基于转子的第一极点以第一电角度安装的凸极的检测线圈，以及基于第一极点以不同于第一电角度的第二电角度安装的凸极的检测线圈，并且不包括基于第二极点以第一电角度安装的检测线圈。

Description

旋转角度传感器系统和半导体器件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月12日提交的日本专利申请No.2018-043816的优先权，其内容通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及旋转角度传感器系统和半导体器件，并且更具体地涉及例如可变磁阻(VR)旋转变压器和旋转变压器数字转换器的技术。

背景技术

2006年3月的第29号JAE技术报告的“Development of Variable Reluctance(VR)Resolver”(非专利文献1)公开了一种可变磁阻(VR)旋转变压器，可变磁阻(VR)旋转变压器的轴角倍增器(转子的极性对的数目)为3，并且可变磁阻(VR)旋转变压器的定子的凸极数为12。

发明内容

例如，如非专利文献1中公开的，已知一种可变磁阻(VR)旋转变压器(旋转角度传感器)，其中由检测线圈缠绕的凸极被安装在定子上，并且在可变磁阻(VR)旋转变压器中，通过使用由于转子的旋转引起的转子的极点和定子的凸极之间的距离的变化(所产生的磁阻变化)来检测旋转角度。该旋转角度传感器的旋转角度的检测误差的原因主要是凸极的位置移位和转子轴的偏心。

另外，如非专利文献1中公开的，轴角倍增器为3并且定子的凸极数为12的旋转角度传感器采用对称结构，其中每个凸极基于转子的每个极点而被安装在电角度变为相等的位置处。例如，当凸极(和检测线圈)基于转子的某个极点以某个电角度安装时，另一凸极基于转子的另一极点以相同的电角度安装。在这种情况下，例如，通过合成来自这两个检测线圈的检测信号，可以平均检测误差。

另一方面，相对于凸极的位置移位的灵敏度(来自检测线圈的检测信号的移位量)可以根据电信号适当地改变。因此，当使用非专利文献1中公开的非对称结构时，如果凸极(和检测线圈)基于转子的某个极点以灵敏度最大化的电角度安装，则另一凸极基于转子的另一极点以灵敏度最大化的电角度安装。结果，关注的是，当发生这两个凸极的位置移位时，发生如下情况：具有最大移位量的两个检测信号被合成，并且整个旋转角度传感器的检测误差的最大值变得很大。

鉴于上述情况做出了下面描述的实施例，并且根据说明书和附图的公开内容，其他问题和新颖特征将变得很清楚。

根据一个实施例的一种旋转角度传感器系统包括旋转角度传感器和合成电路。旋转角度传感器具有等于或大于2的整数的轴角倍增器，并且包括具有第一极点和第二极点的转子以及具有由检测线圈缠绕的多个凸极的定子。合成电路合成来自多个检测线圈的检测信号以生成指示转子的旋转角度的正弦分量和余弦分量的第一经合成的检测信号和第二经合成的检测信号。另外，当合成电路生成第一经合成的检测信号和第二经合成的检测信号中的一个经合成的检测信号时，作为合成目标的检测线圈包括基于第一极点以第一电角度安装的第一检测线圈和基于第二极点以不同于第一电角度的第二电角度安装的第二检测线圈，并且不包括基于第二极点以第一电角度安装的检测线圈。

根据一个实施例，可以减小旋转角度的检测误差。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图；

图2是示出根据本发明的第一实施例的旋转角度传感器系统中的图1中的旋转角度传感器的配置示例的示意图；

图3是示出图1中的旋转变压器数字转换器的配置示例的示意图；

图4是示出图3中的合成电路的配置示例的示意图；

图5是示出图3中的旋转变压器数字转换器的示意性操作示例的波形图；

图6是示出根据图1中的旋转角度传感器系统进行修改而得到的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图；

图7A是示出在某个时间的图2中的旋转角度传感器的旋转状态的示意图；

图7B是用于说明图7A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图；

图8A是示出与图7A中的时间不同的时间处的旋转状态的示意图；

图8B是用于说明图8A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图；

图9是用于说明在图2中的旋转角度传感器中的转子轴偏心的情况下的影响的视图；

图10A是示出在轴角倍增器为2的旋转角度传感器中通过验证凸极安装角度与检测误差之间的关系而得到的结果的一个示例的视图。

图10B是图10A的补充视图；

图11是示出根据本发明的第二实施例的旋转角度传感器系统中的图1中的旋转角度传感器周围的配置示例的示意图；

图12A是示出在轴角倍增器为3的旋转角度传感器中通过验证凸极安装角度与检测误差之间的关系而得到的结果的一个示例的视图。

图12B是图12A的补充视图；

图13是示出根据本发明的第二实施例的旋转角度传感器系统中的与图11中的旋转角度传感器不同的旋转角度传感器周围的配置示例的示意图；

图14是示出根据本发明的第三实施例的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图；

图15是示出图14中的合成电路的配置示例的示意图；

图16是示出图15中的可变放大器的配置示例的电路图；

图17是示出根据本发明的第四实施例的旋转角度传感器系统中的图2中的旋转角度传感器中包括的每个检测线圈中的与图2中的配置示例不同的配置示例的示意图；

图18A是示出根据本发明的比较示例的旋转角度传感器的配置示例和在某个时间处的旋转状态的示意图；

图18B是用于说明图18A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图；

图19A是示出与图18A中的时间不同的时间的旋转状态的示意图；以及

图19B是用于说明图19A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图。

具体实施方式

在下面描述的实施例中，为方便起见，当需要时，将在多个部分或实施例中描述本发明。然而，除非另有说明，否则这些部分或实施例彼此不相关，并且一个部分或实施例涉及另一部分或实施例的全部或一部分作为其修改示例、细节或补充说明。此外，在下面描述的实施例中，当提及元件的数目(包括件数、值、数量、范围等)时，元件的数目不限于特定数目，除非另有说明或者除了其中数字原则上很明显限于特定数目并且大于或小于指定数目的数目也适用的情况。

此外，在下面描述的实施例中，不言而喻，除非另有说明或者除了其中原则上很明显组件必不可少的情况之外，组件(包括元件步骤)并不总是必不可少的。类似地，在下面描述的实施例中，当提及组件的形状、其位置关系等时，除非另有说明或者除了其中可以想到它们在原则上很明显被排除在外的情况，否则包括基本上近似和类似的形状等。对于上述数值和范围也是如此。

此外，构成实施例的每个功能块的电路元件不受特别限制，而是通过诸如已知的CMOS(互补MOS晶体管)的集成电路技术形成在诸如单晶硅的半导体基底上。

将基于附图详细描述本发明的实施例。另外，为了解释实施例，在所有附图中主要为相同的部件分配相同的附图标记，并且将省略其重复描述。

(第一实施例)

<<旋转角度传感器系统的概述>>

图1是示出根据本发明的第一实施例的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图。图1所示的旋转角度传感器系统包括电机MT、驱动器DRV、旋转角度传感器(旋转变压器)RSV、滤波器FLT、旋转变压器数字转换器RDCa和作为控制装置的微控制器MCU。驱动器DRV包括例如三相(u相、v相和w相)逆变器，并且根据来自微控制器MCU的三相PWM(脉冲宽度调制)信号PWMu、PWMv和PWMw来将驱动电压Vu、Vv和Vw施加到电机MT的三相驱动端子。此外，驱动器DRV包括电流传感器(例如，插入三相逆变器中的电流路径中的分流电阻器)，并且电流传感器输出与流到每个相的电流成比例的电流感测电压VIS。

旋转角度传感器RSV例如是可变磁阻(VR)旋转变压器，并且附接到电机MT的旋转轴，并且检测电机MT的旋转角度θ。更具体地，旋转角度传感器RSV根据电机MT的旋转角度θ来调制来自外部的激励信号VIN(例如，频率为5kHz的正弦信号)，以输出多个(在这种情况下为五个)检测信号Vx。旋转变压器数字转换器(半导体器件)RDCa由例如一个半导体芯片构成，并且适当地处理检测信号Vx以生成具有与电机MT的旋转角度θ相对应的相位的检测时钟信号CKd。

微控制器MCU由例如一个半导体芯片构成，并且包括处理器电路CPU、定时器电路TMRm、TMRr1和TMRr2以及模数转换器ADCi。定时器电路TMRr1输出激励时钟信号CKe，激励时钟信号CKe以与激励信号VIN相同的频率变化。滤波器(低通滤波器)FLT接收激励时钟信号CKe的输入，并且输出激励信号VIN。定时器TMRr2包括相位差检测电路PHDET。相位差检测电路PHDET通过使用预定的内部时钟信号(例如，以MHz级或更大的级)对激励时钟信号CKe与检测时钟信号CKd之间的相位差进行计数。

模数转换器ADCi对来自驱动器DRV的电流感测电压VIS进行数字转换。处理器电路CPU包括位置计算电路RPCAL、速度计算电路RSCAL和电流命令电路ICMD，它们通过预定的程序处理来实现。位置计算电路RPCAL基于来自相位差检测电路PHDET的计数值来计算电机MT的旋转角度θ。速度计算电路RSCAL基于来自位置计算电路RPCAL的旋转角度θ的变化率来计算电机MT的旋转速度。

电流命令电路ICMD通过接收电机MT的旋转速度与目标旋转速度之间的误差的输入的PI(比例积分)控制来计算电流命令值，并且通过接收电流命令值与来自模数转换器ADCi的数字值(对应于电机电流的检测值)之间的误差的输入的PI控制来计算PWM占空比。定时器电路TMRm是PWM信号生成电路，并且基于来自电流命令电路ICMD的PWM占空比来生成PWM信号PWMu、PWMv和PWMw。

<<旋转角度传感器的配置和问题(比较示例)>>

图18A是示出根据本发明的比较示例的旋转角度传感器的配置示例和在特定时间处的旋转状态的示意图，并且图18B是用于说明图18A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图。图19A是示出与图18A中的时间不同的时间的旋转状态的示意图，并且图19B是用于说明图19A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图。

图18A和19A所示的旋转角度传感器具有为2的轴角倍增器，并且包括转子RTa和定子ST’，转子RTa包括两个极点P1和P2，定子ST’上安装有八个凸极SP1至SP8。八个凸极SP1至SP8以45°的机械角度间隔安装。八个凸极SP1至SP8分别由检测线圈缠绕。

当转子RTa旋转时，转子RTa的极点P1和P2中的每个与凸极SP1至SP8中的每个之间的距离改变，并且每个检测线圈的磁阻和每个检测信号的量值最终响应于这种变化而改变。来自凸极SP1至SP8中的每个(例如，SP1)的检测信号(V1)对应于转子RTa的机械角度的180°旋转，并且变为电角度为360°的正弦信号。此外，来自相邻凸极的检测信号以90°的电角度相隔。因此，凸极SP1的电角度变为等于凸极SP5的电角度，并且类似地，凸极SP2至SP4的电角度分别变为等于凸极SP6至SP8的电角度。

因此，图18A和19A所示的旋转角度传感器采用对称结构，其中每个凸极基于转子RTa的极点P1和P2中的每个而安装在电角度变为相等的位置处。例如，当凸极(和检测线圈)SP1基于转子的极点P1以某个电角度安装时，另一凸极SP5基于转子的极点P2以相同的电角度安装。来自旋转角度传感器的检测信号通过合成(相加)来自这些相等电角度的凸极(检测线圈)SP1和SP5的检测信号V1和V5来获取，并且转子RTa的旋转角度θ的正弦分量和余弦分量中的一个分量基于经合成的检测信号来计算。

图18B示出了来自凸极SP1的检测线圈的检测信号V1和来自凸极SP5的检测线圈的检测信号V5。如果没有诸如位置移位的误差原因，则检测信号V1和检测信号V5具有相等的波形。在这方面，当转子RTa的极点P1和P2与凸极SP1和SP5之间的距离根据转子RTa的旋转角度θ最小时，如图18A所示，例如，执行将检测信号V1的峰值和检测信号V5的峰值相加的处理，如图18B所示。这些峰值附近的电角度是相对于凸极位置移位的灵敏度为低的电角度。因此，如果凸极SP1和凸极SP5引起位置移位(即，即使当检测信号V1和V5在电角度方向上稍微移位时)，检测信号V1和V5的移位量也不会变大很多。

另一方面，当转子RTa从图18A中的状态以45°的机械角度(90°的电角度)旋转时，如图19A所示，例如，执行将检测信号V1的中间值和检测信号V5的中间值相加的处理，如图19B所示。这些中间值附近的电角度是相对于凸极位置移位的灵敏度为高的电角度。因此，如果凸极SP1和凸极SP5引起位置移位(例如，当检测信号V1和V5在相同的电角度方向上稍微移位时)，检测信号V1和V5的各个移位量变大，并且作为该相加结果的经合成的检测信号的移位量进一步变大。结果，整个旋转角度传感器的旋转角度的检测误差(更具体地是检测误差的最大值)变得很大。当检测误差变大时，图1中的电机MT可以在某些情况下不能精确地控制。

另外，更详细地，在图18A和19A中的配置中，除了凸极SP3和SP7的检测线圈之外，还合成凸极SP1和SP5的检测线圈。更具体地，凸极SP3和SP7的检测线圈反向缠绕(即，检测信号具有相反极性)，并且四个检测线圈串联连接。转子RTa的旋转角度θ的正弦分量和余弦分量中的一个分量基于四个检测线圈的两个末端信号来计算。类似地，凸极SP4和SP8的检测线圈反向缠绕，并且凸极SP2、SP6、SP4和SP8的检测线圈串联连接。正弦分量和余弦分量中的另一分量基于四个检测线圈的两个末端信号来计算。

在这种情况下，例如，当凸极SP1和SP5位于相对于位置移位的灵敏度为高的电角度时，如图19A和19B所示，凸极SP3和SP7也位于相对于位置移位的灵敏度为高的电角度。在这方面，所有四个凸极都不太可能在相同方向上产生误差分量。因此，一般而言，随着要合成的凸极的数目增加，作为平均的结果，很可能降低整个旋转角度传感器的检测误差的最大值。然而，要以这种方式要被合成的凸极数目的增加涉及旋转角度传感器的制造成本的增加。

<<旋转角度传感器的配置(第一实施例)>>

图2是示出根据本发明的第一实施例的旋转角度传感器系统中的图1中的旋转角度传感器的配置示例的示意图。图2所示的旋转角度传感器具有为2的轴角倍增器，并且包括转子RTa和定子STa，转子RTa包括两个极点P1和P2，定子STa上安装有五个凸极SP11至SP15。五个凸极SP11至SP15以72°的机械角度(144°的电角度为)间隔依次安装，并且分别由检测线圈L1至L5缠绕。检测线圈L1至L5的匝数相同。激励信号VIN共同施加到检测线圈L1至L5的一端。检测线圈L1至L5的另一端分别输出检测电压V11至V15。

每个检测信号(例如，V11)对应于转子RTa的机械角度的180°旋转，并且变为电角度为360°的正弦信号。来自相邻凸极的检测信号(例如，V11和V12)以144°的电角度相隔。另外，更详细地，每个检测信号是通过由正弦信号调制激励信号VIN而获取的信号。此外，尽管激励信号VIN被施加到检测线圈，但是每个凸极可以被配置为由检测线圈和励磁线圈缠绕，并且在这种情况下，激励信号VIN被施加到该励磁线圈。

与图18A中的配置示例不同，图2中的旋转角度传感器采用非对称结构，其中每个凸极基于转子RTa的凸极SP1和SP2中的每个而安装在电角度变为不同的位置处。因此，例如，当凸极(和检测线圈)SP11基于转子的极点P1以某个电角度安装时，凸极(和检测线圈)基于转子的极点P2以不相同的电角度安装。换言之，定子STa不包括基于转子的极点P2以与凸极SP11相同的电角度安装的凸极。

<<旋转变压器数字转换器的详细信息>>

图3是示出图1中的旋转变压器数字转换器的配置示例的示意图。图4是示出图3中的合成电路的配置示例的示意图。图5是示出图3中的旋转变压器数字转换器的示意性操作示例的波形图。图3所示的旋转变压器数字转换器(半导体器件)RDCa包括合成电路SYCa和转换电路CVC。合成电路SYCa选择性地合成来自图2所示的多个(在这种情况下为五个)检测线圈L1至L5的检测信号V11至V15，以生成指示转子RTa的旋转角度θ的正弦分量和余弦分量的经合成的检测信号VS和VC中的每个。

更详细地，如图4所示，合成电路SYCa包括多个(在这种情况下为五个)放大器AMP1至AMP5、加法器ADDs和加法器ADDc。多个放大器AMP1至AMP5分别以个别预设的放大因数来放大来自多个检测线圈L1至L5的检测信号V11至V15。加法器ADDs将来自多个放大器AMP1至AMP5的每个输出信号的一部分(AMP1、AMP3和AMP4的输出信号)相加，以生成指示正弦分量的经合成的检测信号VS。加法器ADDc将来自多个放大器AMP1至AMP5的每个输出信号的其他部分(AMP2和AMP5的输出信号)相加，以生成指示余弦分量的经合成的检测信号VC。

在这方面，从图2和图4中可以清楚地看出，当合成电路SYCa生成经合成的检测信号VS时，作为目标的检测线圈包括基于转子RTa的极点P1以预定电角度(θA)安装的检测线圈L1、以及基于极点P2以不同于θA的电角度(基于θA的72°(机械角度为36°))安装的检测线圈L3和L4。在这种情况下，与图18A中的情况不同，作为合成电路SYCa的目标的检测线圈不包括基于转子RTa的极点P2而以θA安装的检测线圈。在图2中的配置示例中，定子STa不包括这些检测线圈和凸极。

类似地，当合成电路SYCa生成经合成的检测信号VC时，作为目标的检测线圈包括基于转子RTa的极点P1以预定电角度(θB)安装的检测线圈L2、以及基于极点P2以不同于θB的电角度(基于θB的72°)安装的检测线圈L5。在这种情况下，与图18A中的情况不同，作为合成电路SYCa的目标的检测线圈不包括基于转子RTa的极点P2而以θB安装的检测线圈。在图2中的配置示例中，定子STa不包括这些检测线圈和凸极。

当使用这种非对称结构时，合成电路SYCa不能简单地将来自作为合成目标的每个检测线圈的每个检测信号(例如，V11、V13和V14)相加，并且需要以反映电角度差(72°)的预定比率对每个检测信号进行加权，并且然后将每个信号相加。此外，合成电路SYCa需要对检测信号V11至V15中的每个进行加权，以匹配正弦分量的幅度和余弦分量的幅度。

因此，在该示例中，放大器AMP1、AMP3和AMP4的放大因数分别被设置为1.7、-0.85和-0.85，并且放大器AMP2和AMP5的放大因数都被设置为1.0。结果，指示正弦分量的经合成的检测信号VS是“VS＝0.85(2xV11-(V13+V14))”，并且指示余弦分量的经合成的检测信号VC是“V12-V15”。更具体地，例如，经合成的检测信号VS和VC定义如下。

首先，通过使用转子RTa的旋转角度θ、激励信号VIN的角频率ω以及取决于旋转角度传感器的结构的常数“m”和“α”，根据等式(1)至等式(5)来设置检测信号V11至V15中的每个。“m”表示当转子RTa旋转时每个检测线圈的电感的波动率，并且“α”表示当转子RTa旋转时来自旋转角度传感器的检测信号的平均幅度。

V11＝α(1+m×sin(2θ))×sin(ωt)...(1)

V12＝α(1+m×sin(2(θ+72°)))×sin(ωt)...(2)

V13＝α(1+m×sin(2(θ+72°×2)))×sin(ωt)...(3)

V14＝α(1+m×sin(2(θ+72°×3)))×sin(ωt)...(4)

V15＝α(1+m×sin(2(θ+72°×4)))×sin(ωt)...(5)

假定正弦分量表示为“VS’＝2×V11-(V13+V14)”，当聚焦于θ分量来计算VS’时，获取等式(6)。此外，假定余弦分量表示为“VC’＝V12-V15”，当聚焦于θ分量来计算VC’时，获取等式(7)。

VS′＝2sin(2θ)-(sin(2θ-72°)+sin(2θ+72°))

＝2sin(2θ)-(2sin(4θ/2)cos(-144°/2))

＝2sin(2θ)(1-cos(72°))...(6)

VC′＝sin(2θ+144°)-sin(2θ-144°)

＝2sin(288°/2)cos(4θ/2)

＝2cos(2θ)sin(144°)...(7)

因此，可以从VS’获取sin(2θ)的分量，并且可以从VC’获取cos(2θ)的分量。在这方面，当VC’的幅度是参考(即，经合成的检测信号VC被设置为VC’)时，VS’的幅度变为“(1-coS(72°))/sin(144°)”倍。因此，为了使VC’的幅度与VS’的幅度相同，VS’需要为“sin(144°)/(1-cos(72°))≈O.85”倍，因此经合成的检测信号VS被设置。

在图3中，转换电路CVC包括移相器PSF、加法器ADD1和比较器CMP。移相器PSF基于来自合成电路SYCa的经合成的检测信号VS中包括的激励信号VIN的相位，将经合成的检测信号VC中包括的激励信号VIN的相位移位90°(π/2)。更详细地，移相器PSF将经合成的检测信号VS中包括的激励信号VIN的相位移位“φ”，并且将经合成的检测信号VC中包括的激励信号VIN的相位移动“φ+π/2”。加法器ADD1在移位之后将两个信号相加。比较器CMP将来自加法器ADD1的信号与零进行比较以生成检测时钟信号CKd。

更具体地，激励信号VIN首先由“sin(ωt)”表示，如图5所示。每个检测信号Vx(V11至V15)是通过根据转子RTa的极点P1和P2之间的距离调制激励信号VIN而获取的信号。当检测信号V11、V13和V14以预定比率相加时，来自合成电路SYCa的经合成的检测信号VS变为通过由“sin(2θ)”调制激励信号VIN而获取的信号(2θ是转子RT的电角度)，并且表示为“sin(2θ)×sin(ωt)”。另一方面，当检测信号V12和V15以预定比率相加时，来自合成电路SYCa的经合成的检测信号VC变为通过由“cos(2θ)”调制激励信号VIN而获取的信号，并且表示为“cos(2θ)×sin(ωt)”。

移相器PSF当接收到经合成的检测信号VS时，输出被表示为“sin(2θ)×sin(ωt-φ)”的信号，并且当接收到经合成的检测信号VC时，输出被表示为“cos(2θ)×sin(ωt-φ+π/2)＝cos(2θ)×cos(ωt-φ)”的信号。加法器ADD1将这两个信号相加以输出被表示为”cos(ωt-φ-2θ)的信号。也就是说，加法器ADD1适当地调节“φ”，并且输出频率与激励信号VIN的频率相同、并且相位相差“2θ”的信号。

比较器CMP将来自加法器ADD1的信号成形为方波以生成检测时钟信号CKd。结果，如图5所示，通过对激励时钟信号CKe与检测时钟信号CKd之间的相位差进行计数，图1中的相位差检测电路PHDET可以检测电角度“2θ”并且获取旋转角度(机械角度)θ。

<<旋转角度传感器系统的概述(修改示例)>>

图6是示出根据图1中的旋转角度传感器系统进行修改而得到的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图。图6所示的旋转角度传感器系统与图1中的配置示例的不同之处在于，它包括对来自在旋转变压器数字转换器RDCb中的多个检测线圈的检测信号Vx进行数字转换的模数转换器ADCr。此外，旋转变压器数字转换器RDCb包括具有图4所示的功能的合成电路SYCb以及位置检测电路RPDET。此外，与图1中的配置示例相比，微控制器MCU采用没有位置计算电路RPCAL的配置。

合成电路SYCb由数字电路构成，该数字电路从模数转换器ADCr接收数字值的输入。也就是说，合成电路SYCb通过数字计算来执行参考图4描述的加权处理和加法处理。位置检测电路RPDET从合成电路SYCb接收作为数字值的经合成的检测信号VS和VC，并且通过数字计算来计算转子RTa的旋转角度θ。用于根据经合成的检测信号VS和VC来计算旋转角度θ的各种方法是已知的，并且在某些情况下也可以通过使用专用数字电路的数字计算来实现。通过使用该配置示例，与图1中的配置示例相比，可以减少微控制器(控制装置)MCU的处理负荷。

<<第一实施例的主要效果>>

图7A是示出在某个时间的图2中的旋转角度传感器的旋转状态的示意图，并且图7B是用于说明图7A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图。图8A是示出与图7A中的时间不同的时间处的旋转状态的示意图，并且图8B是用于说明图8A中的旋转状态下的检测操作的一个示例的视图。

图7B示出了来自作为经合成的检测信号VS的合成目标的凸极SP11、SP13和SP14的检测线圈(L1、L3和L4)中的每个检测线圈的检测信号V11、V13和V14中的每个。更详细地，尽管检测信号V11、V13和V14中的每个包括如图5所示的激励信号VIN，但是为了简化描述，省略了激励信号VIN。检测信号V11与检测信号V13和V14中的每个的电角度相差72°。

在图7A中，与图18A中的情况相同，根据转子RTa的旋转角度θ，转子RTa的极点P1与凸极SP11之间的距离最小。在这种情况下，如图7B所示，凸极SP11的检测线圈以位置移位灵敏度为低的电角度输出检测信号V11，这与图18B中的情况相同。另一方面，凸极SP13和SP14的检测线圈分别以位置移位灵敏度为中等的电角度输出检测信号V13和V14，这与图18B中的情况不同。

此外，在图8A中，与图19A中的情况相同，转子RTa从图7A中的状态以45°的机械角度(90°的电角度)旋转。在这种情况下，如图8B所示，与图19B中的情况相同，凸极SP11的检测线圈以位置移位灵敏度为高的电角度输出检测信号V11。另一方面，凸极SP13和SP14的检测线圈以位置移位灵敏度近似为低到高的电角度输出检测信号V13和V14，这与图19B中的情况不同。

当使用根据第一实施例的系统(即，其中非对称地安装作为合成目标的每个凸极的系统)时，不会发生参考图19A和19B所述的对位置移位灵敏度为高的电角度处的检测信号和位置移位灵敏度同样为高的电角度处的检测信号进行合成的情况。结果，可以减小整个旋转角度传感器的旋转角度的检测误差(更具体地是检测误差的最大值)。

图9是用于说明在图2中的旋转角度传感器中的转子轴偏心的情况下的影响的视图。在图9中的示例中，转子轴在凸极SP11的方向上偏心。在这种情况下，例如，检测信号V12和检测信号V15产生基本上相同量的误差。另一方面，当生成经合成的检测信号VC时，计算检测信号V12与检测信号V15之间的差值，从而消除误差。因此，通过合成多个检测信号来生成经合成的检测信号VS和VC，还可以在一定程度上减小伴随转子轴的偏心的检测误差。

如上所述，可以减小旋转角度θ的检测误差，从而可以精确地控制图1中的电机MT(最终精确地控制包括电机MT的各种致动器)。此外，由于可以在不增加凸极数目的情况下减小检测误差，例如，如在图18A所示的八个凸极的配置中，所以可以降低旋转角度传感器的制造成本。

(第二实施例)

<<凸极安装角度与检测误差之间的关系(轴角倍增器＝2)>>

图10A是示出在轴角倍增器为2的旋转角度传感器中通过验证凸极安装角度与检测误差之间的关系而得到的结果的一个示例的视图，并且图10B是图10A的补充视图。图10B示出了图2所示的旋转角度传感器。在图10B中，“γ”表示基于转子RTa的极点P1的凸极SP12的安装角度(在这种情况下为机械角度)与基于极点P2的凸极SP15的安装角度之间的差值，“β”表示相邻凸极之间的机械角度，“θ”表示转子RT的旋转角度(机械角度)。

将考虑其中通过合成来自凸极SP12和SP15中的每个检测线圈的每个检测信号(V12和V15)来生成经合成的检测信号VC的情况。在这种情况下，根据等式(8)计算经合成的检测信号VC。等式(8)中的每个系数(“m”和“α”)与等式(1)中的这些系数相同。另一方面，当凸极SP12和SP15的安装角度在等式(8)中移位时，凸极SP12的“θ”变为“θ1”，并且凸极SP15的“θ”变为“θ2”，如式(9)所指示。

VC＝VB-VE＝α(1+m×sin(ωt)cos2(θ+β))-α(1+m×sin(ωt)cos2(γ-θ+β))...(8)

VC＝α×m×sin(ωt)(cos2(θ1+β)-cos2(γ-θ2+β))...(9)

在等式(9)中指示的经合成的检测信号VC的0≤θ(θ1，θ2)≤360°的范围内的最大误差是取决于在等式(10)中指示的“γ”的函数f(γ)。等式(10)中的“A”表示常数组，使得f(0)＝1成立。

图10A示出了通过在0≤γ≤180°的范围内计算等式(10)的f(γ)而获取的结果。从图10A中可以清楚地看出，当使用在第一实施例中描述的图2中的配置示例(γ＝36°的配置)时，与使用作为比较示例的图18A中的配置(γ＝0°的配置)的情况相比，可以将凸极(和检测线圈)的位置移位的最大误差减小大约20％。另外，这里已经描述了指示余弦分量的经合成的检测信号VC作为示例，但是指示正弦分量的经合成的检测信号VS也提供相同的效果。

<<旋转角度传感器周围的配置(第二实施例)>>

图11是示出根据本发明的第二实施例的旋转角度传感器系统中的图1中的旋转角度传感器周围的配置示例的示意图。图11所示的旋转角度传感器与图2中的上述配置示例的定子STb的配置不同。四个凸极SP21至SP24安装在定子STb上。凸极SP23基于凸极SP21安装在在机械角度方面相隔135°的位置。凸极SP22基于凸极SP21安装在在机械角度方面相隔45°的位置。凸极SP24基于凸极SP22安装在在机械角度方面相隔135°的位置。

合成电路SYCc以预定比率合成来自分别缠绕在凸极SP21和凸极SP23周围的相应检测线圈的检测信号V21和V23，以生成正弦分量的经合成的检测信号VS。此外，合成电路SYCc以预定比率合成来自分别缠绕在凸极SP22和凸极SP24周围的相应检测线圈的检测信号V22和V24，以生成余弦分量的经合成的检测信号VC。

因此，当合成电路SYCc生成经合成的检测信号VS时作为目标的检测线圈包括基于转子RTa的极点P1以预定电角度(θA)安装的凸极SP21的检测线圈、以及基于极点P2以不同于θA的电角度(基于θA的90°(45°的机械角度))安装的凸极SP23的检测线圈。在这种情况下，与第一实施例的情况类似，作为合成电路SYCc的目标的检测线圈不包括基于转子RTa的极点P2以θA安装的检测线圈。在图11中的配置示例中，定子STb不包括这些检测线圈和凸极。

类似地，当合成电路SYCc生成经合成的检测信号VC时作为目标的检测线圈包括基于转子RTa的极点P1以预定电角度(θB)安装的凸极SP22的检测线圈、以及基于极点P2以不同于θB的电角度(基于θB的90°(45°的机械角度))安装的凸极SP24的检测线圈。在这种情况下，与第一实施例的情况类似，作为合成电路SYCc的目标的检测线圈不包括基于转子RTa的极点P2以θB安装的检测线圈。尽管定子STb包括图11中的配置示例中的这些凸极SP23和检测线圈，但是检测线圈从经合成的检测信号VC的合成目标中被排除。

图11中的配置示例对应于图10A所示的γ＝45°的配置。因此，与第一实施例的配置示例(图2)相比，可以进一步减小伴随凸极位置移位的旋转角度的检测误差。此外，与图2中的配置示例相比，凸极数变得更小，从而在某些情况下可以进一步降低制造成本。然而，在图11中的配置示例中，有可能不能充分地降低伴随转子轴的偏心的检测误差，并且因此，从这个观点出发，期望其中每个凸极均等地安装的图2中的配置示例。另外，图2和图11示出了其中γ为36°的情况和其中γ为45°的情况。但是，从图10A中可以清楚地看出，即使γ处于10°至36°的范围内(电角度为20°至72°)或36°至45°的范围内(电角度为72°至90°)，与γ＝0°的情况相比，可以获得效果。

<<凸极安装角度与检测误差的关系(轴角倍增器＝3)>>

图12A是示出在轴角倍增器为3的旋转角度传感器中通过验证凸极安装角度与检测误差之间的关系而得到的结果的一个示例的视图，并且图12B是图12A的补充视图。在图12B中，安装有三个凸极SP31、SP33和SP35以便分别对应于转子RTb的三个极点P1、P2和P3。“γ”表示基于转子RTb的极点P1的凸极SP31的安装角度(在这种情况下为机械角度)与基于极点P2的凸极SP33的安装角度之间的差值，并且还表示基于极点P2的凸极SP33的安装角度与基于极点P3的凸极SP35的安装角度之间的差值。在这种情况下，当凸极SP31为0°时，凸极SP33安装在(120+γ)°处，并且凸极SP35安装在(240+2γ)°出。

在下文中，将考虑其中合成来自凸极SP31、SP33和SP35的每个检测线圈的每个检测信号以生成经合成的检测信号的情况。也就是说，假定图12B中的配置，计算f(γ)，这与图10A和10B中的情况相同。图12A示出了在0≤γ≤120°的范围内的f(γ)的计算结果。基于图12A，在γ＝20°的情况下，可以使旋转角度的检测误差最小化。

<<旋转角度传感器周围的配置(应用示例)>>

图13是示出根据本发明的第二实施例的旋转角度传感器系统中的与图11中的旋转角度传感器周围的配置示例不同的配置示例的示意图。每个凸极基于图12A安装在图13所示的旋转角度传感器中的γ＝20°。在图13中，定子STc包括六个凸极SP31至SP36。凸极SP33基于凸极SP31安装在在机械角度方面相隔140°的位置。凸极SP35基于凸极SP33安装在在机械角度方面相隔140°的位置。凸极SP32基于凸极SP31安装在在机械角度方面相隔30°的位置。凸极SP34基于凸极SP32安装在在机械角度方面相隔140°的位置。凸极SP36基于凸极SP34安装在机械角度相隔140°的位置。

合成电路SYCd以预定比率合成来自分别缠绕在凸极SP31、SP33和SP35周围的相应检测线圈的检测信号V31、V33和V35，以生成正弦分量的经合成的检测信号VS。此外，合成电路SYCd以预定比率合成来自分别缠绕在凸极SP32、SP34和SP36周围的相应检测线圈的检测信号V32、V34和V36，以生成余弦分量的经合成的检测信号VC。

因此，作为经合成的检测信号VS的合成目标的凸极包括基于极点P1以预定电角度(θA1)安装的凸极SP31、基于极点P2以不同于θA1电角度(θA2)安装的凸极SP33和基于极点P3以不同于θA1和θA2的电角度(θA3)安装的凸极SP35。凸极SP33基于θA1以40°(20°的机械角度)安装，并且凸极SP35基于θA1以80°(40°的机械角度)安装。在这种情况下，与第一实施例中的情况类似，作为经合成的检测信号VS的合成目标的凸极不包括基于极点P2以θA1和θA3安装的检测线圈以及基于极点P3以θA1和θA2安装的检测线圈。这同样适用于作为经合成的检测信号VC的合成目标的凸极。

<<第二实施例的主要效果>>

如上所述，通过使用根据第二实施例的旋转角度传感器，可以获取与第一实施例中的相同的效果。此外，与第一实施例相比，在某些情况下可以进一步减小旋转误差并且进一步降低制造成本。

(第三实施例)

<<旋转角度传感器系统的概述(应用示例)>>

图14是示出根据本发明的第三实施例的旋转角度传感器系统的主要单元的配置示例的示意图。图14所示的旋转角度传感器系统与图1中的配置示例的不同之处在于以下几点。第一点是，旋转变压器数字转换器(半导体器件)RDCc包括与图4中的合成电路不同的合成电路SYCe。第二点是，微控制器MCU包括生成PWM信号PWMR[1]至PWMR[n]的定时器电路(PWM信号生成电路)TMRr3。

<<合成电路的配置(应用示例)>>

图15是示出图14中的合成电路的配置示例的示意图。当使用如图2、图11和图13所示的非对称结构的旋转角度传感器时，合成电路需要以适当的比率对来自旋转角度传感器的每个检测信号进行加权。该适当的比率可以根据旋转角度传感器的结构适当地改变。在这种情况下，需要能够支撑各种结构的旋转角度传感器的通用合成电路。

因此，图15所示的合成电路SYCe包括n个可变放大器VAMP[1]至VAMP[n]、选择电路SELU以及加法器ADDs2和ADDc2。n个可变放大器VAMP[1]至VAMP[n]可以个别地可变地设置放大因数，并且分别放大n个检测信号Vx[1]至Vx[n]。根据选择信号，选择电路SELU向加法器ADDs2传输来自n个可变放大器VAMP[1]至VAMP[n]的每个输出信号的部分，并且向加法器ADDc2传输其他部分。

加法器ADDs2将来自选择电路SELU的上述每个输出信号的部分相加以生成指示正弦分量的经合成的检测信号VS。加法器ADDc2将来自选择电路SELU的上述每个输出信号的其他部分相加以生成表示余弦分量的经合成的检测信号VC。另外，例如，当根据旋转角度传感器的结构不使用检测信号Vx[n]时，可变放大器VAMP[n]的放大因数可以为零，并且选择电路SELU可以不向加法器ADDs2和ADDc2传输可变放大器VAMP[n]的输出信号。

图16是示出图15中的可变放大器的配置示例的电路图。图16所示的可变放大器VAMP[k](k＝1至n)包括电阻元件R1和R2、运算放大器电路OPA和开关元件SW[k]，运算放大器电路OPA以基于电阻元件R1和R2的电阻值而确定的放大因数来执行放大操作。开关元件SW[k]例如由MOS晶体管构成。开关元件SW[k]耦合到电阻元件R1和R2中的一个电阻元件(在该示例中为R1)的两端，并且被控制以根据来自微控制器MCU的PWM信号PWMR[k]闭合和断开。

因此，电阻元件R1的有效电阻值是通过将电阻元件R1的电阻值乘以PWM信号PWMR[k]的PWM占空比而获取的结果。因此，微控制器MCU可以经由PWM信号PWMR[k]任意地设置可变放大器VAMP[k]的放大因数。

<<第三实施例的主要效果>>

如上所述，通过使用根据第三实施例的旋转角度传感器系统，可以获取与第一实施例和第二实施例中的相同的效果。此外，假定使用根据第一实施例和第二实施例的旋转角度传感器，可以为旋转变压器数字转换器提供通用性。此外，通过使用图16中的可变放大器，在某些情况下，可以减小旋转变压器数字转换器的电路面积，并且可以提高放大因数的设置准确度(最终减小旋转角度的检测误差)。

也就是说，当使用根据第一实施例和第二实施例的系统时，放大因数的设置准确度需要很高以便获取减小旋转角度的检测误差的效果。作为可变地设置放大因数的系统，已知选择性地使用多个电阻元件的系统。通过使用该系统以高分辨率来精确地设置放大因数需要多个电阻元件。另一方面，当使用图16中的系统时，可以通过一个开关元件来设置放大因数，从而与使用多个电阻元件的情况相比，可以减小电路面积。

此外，放大因数的设置分辨率基于PWM占空比的分辨率来确定。通常，微控制器MCU通常可以以高分辨率来设置PWM占空比，并且因此可以通过利用该设置来增加放大因数的设置分辨率。而且，当使用可变放大器时，即使每个检测线圈(例如，图2中的L1至L5)的匝数变化，也可以一起校正由该变化引起的误差。另外，图16中的可变放大器可以应用于图4中的放大器AMP1至AMP5中的每个。在这种情况下，可以调节放大器AMP1至AMP5中的每个的放大因数的误差。

(第四实施例)

<<检测线圈的配置>>

图17是示出根据本发明的第四实施例的旋转角度传感器系统中的图2中的旋转角度传感器中包括的每个检测线圈中的与图2中的配置不同的配置的示意图。图4中的合成电路SYCa通过使用多个放大器AMP1至AMP5来对检测信号V11至V15中的每个进行加权，但是也可以根据检测线圈L1至L5(图2)中的每个的匝数来对每个检测信号进行加权。

在图17中的示例中，为了获取图3所示的经合成的检测信号VS(＝0.85(2×V11-(V13+V14)))，检测线圈L3和L4反向缠绕(即，检测信号V13和V14具有相反极性)，并且然后检测线圈L1、L3和L4串联连接。在这种情况下，检测线圈L1、L3和L4的匝数比为“L1:L3:L4＝1.7:0.85:0.85”。类似地，为了获取经合成的检测信号VC(＝V12至V15)，检测线圈L5反向缠绕(即，检测信号V15具有相反极性)，并且然后检测线圈L2和L5串联连接。在这种情况下，检测线圈L2和L5的匝数比为“L2:L5＝1.0:1.0”。

<<第四实施例的主要效果>>

如上所述，通过使用根据第四实施例的旋转角度传感器系统，可以获取与第一实施例和第二实施例中的相同的效果。此外，如图4所示的合成电路SYCa不是必须的，从而可以减小旋转变压器数字转换器的电路面积。在这方面，在某些情况下，精细地调节匝数比实际上并不容易，或者在某种程度上发生匝数比的误差。从这个观点来看，提供如图4(或图15)所示的合成电路是有益的。

另外，虽然上面已经描述了其中每个检测线圈串联连接的配置，但是每个检测线圈可以被配置为在匝数比改变的状态下个别输出检测信号，并且合成电路还可以配置为将检测信号相加而不放大检测信号。在这种情况下，合成电路可以包括用于校正匝数比的误差的可变放大器。

在上文中，基于实施例具体描述了由本发明的发明人做出的发明。然而，不用说，本发明不限于前述实施例，并且可以在本发明的范围内进行各种修改和变更。例如，已经详细描述了上述实施例，以使本发明易于理解，并且本发明并不总是限于包括所有描述的配置的实施例。而且，一个实施例的配置的一部分可以用另一实施例的配置来代替，并且一个实施例的配置可以添加到另一实施例的配置。此外，另一配置可以添加到每个实施例的配置的一部分，并且每个实施例的配置的一部分可以消除或者用另一配置来代替。

Claims (18)

1.一种旋转角度传感器系统，包括：

旋转角度传感器，包括具有第一极点和第二极点的转子，以及具有由检测线圈缠绕的多个凸极的定子；以及

合成电路，被配置为分别基于来自所述检测线圈中的至少两个检测线圈的检测信号，来生成第一经合成的检测信号和第二经合成的检测信号，

其中所述凸极分别基于所述第一极点和所述第二极点而以不同的电角度被安装。

2.根据权利要求1所述的旋转角度传感器系统，其中所述合成电路使用第一检测信号和第二检测信号来生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的一个经合成的检测信号，所述第一检测信号来自基于所述第一极点以第一电角度被安装的第一检测线圈，所述第二检测信号来自基于所述第二极点以不同于所述第一电角度的第二电角度被安装的第二检测线圈。

3.根据权利要求2所述的旋转角度传感器系统，其中所述合成电路基于所述第一电角度与所述第二电角度之间的差值来对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行加权，然后合成所述第一检测信号和所述第二检测信号。

4.根据权利要求3所述的旋转角度传感器系统，

其中所述旋转角度传感器包括为2的轴角倍增器，以及

所述第一电角度与所述第二电角度之间的差值为72°。

5.根据权利要求3所述的旋转角度传感器系统，

其中所述旋转角度传感器包括为2的轴角倍增器，以及

所述第一电角度与所述第二电角度之间的差值为90°。

6.根据权利要求1所述的旋转角度传感器系统，

其中所述定子不包括基于所述第二极点而以所述第一电角度被安装的所述凸极和所述检测线圈。

7.根据权利要求1所述的旋转角度传感器系统，

其中所述旋转角度传感器包括为2的轴角倍增器，

所述定子包括以72°的机械角度间隔依次被安装的第一凸极、第二凸极、第三凸极、第四凸极和第五凸极，以及

所述合成电路合成来自分别被缠绕在所述第一凸极、所述第三凸极和所述第四凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的一个合成检测经合成的检测信号，并且合成来自分别被缠绕在所述第二凸极和所述第五凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的另一经合成的检测信号。

8.根据权利要求1所述的旋转角度传感器系统，

其中所述旋转角度传感器包括为2的轴角倍增器，

所述定子包括：

第一凸极；

第二凸极，基于所述第一凸极被安装在以机械角度相隔135°的位置；

第三凸极，基于所述第一凸极被安装在以机械角度相隔45°的位置；以及

第四凸极，基于所述第三凸极被安装在以机械角度相隔135°的位置，并且

所述合成电路合成来自分别被缠绕在所述第一凸极和所述第二凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的一个经合成的检测信号，并且合成来自分别被缠绕在所述第三凸极和所述第四凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的另一经合成的检测信号。

9.根据权利要求1所述的旋转角度传感器系统，

其中所述旋转角度传感器包括为3的轴角倍增器，

所述定子包括：

第一凸极；

第二凸极，基于所述第一凸极被安装在以机械角度相隔140°的位置；

第三凸极，基于所述第二凸极被安装在以机械角度相隔140°的位置；

第四凸极，基于所述第一凸极被安装在以机械角度相隔30°的位置；

第五凸极，基于所述第四凸极被安装在以机械角度相隔140°的位置；以及

第六凸极，基于所述第五凸极被安装在以机械角度相隔140°的位置，并且

所述合成电路合成来自分别被缠绕在所述第一凸极、所述第二凸极和所述第三凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的一个经合成的检测信号，并且合成来自分别被缠绕在所述第四凸极、所述第五凸极和所述第六凸极周围的所述检测线圈的检测信号，以生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的另一经合成的检测信号。

10.根据权利要求2所述的旋转角度传感器系统，

其中所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的匝数比不同。

11.一种用于处理来自旋转角度传感器的检测信号的半导体器件，所述旋转角度传感器包括为2的轴角倍增器、具有第一极点和第二极点的转子以及具有分别由检测线圈缠绕的多个凸极的定子，所述半导体器件包括：

合成电路，被配置为合成来自所述多个检测线圈的检测信号，以生成第一经合成的检测信号和第二经合成的检测信号，以及

转换电路，被配置为基于所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号来生成检测时钟信号，

其中所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号是基于来自被缠绕在所述凸极上的所述多个检测线圈的检测信号而生成，所述凸极分别基于所述第一极点和所述第二极点以不同的电角度被安装。

12.根据权利要求11的半导体器件，

其中所述合成电路使用第一检测信号和第二检测信号来生成所述第一经合成的检测信号和所述第二经合成的检测信号中的一个经合成的检测信号，所述第一检测信号来自基于所述第一极点以第一电角度被安装的第一检测线圈，所述第二检测信号来自基于所述第二极点以不同于所述第一电角度的第二电角度被安装的第二检测线圈。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，

其中所述合成电路以反映所述第一电角度与所述第二电角度之间的差值的预定比率，来对来自所述第一检测线圈的所述第一检测信号和来自所述第二检测线圈的所述第二检测信号进行加权，然后将所述检测信号相加。

14.根据权利要求11的半导体器件，

其中所述合成电路包括：

多个放大器，所述多个放大器以个别设置的放大因数来放大来自所述多个检测线圈的所述检测信号；

第一加法器，所述第一加法器将来自所述多个放大器的每个输出信号的一部分相加，以生成所述第一经合成的检测信号；以及

第二加法器，所述第二加法器将来自所述多个放大器的每个输出信号的另一部分相加，以生成所述第二经合成的检测信号。

15.根据权利要求14的半导体器件，

其中所述多个放大器中的至少一个放大器包括：

多个电阻元件；

运算放大器，所述运算放大器以基于所述多个电阻元件的电阻值而确定的放大因数来执行放大操作；以及

开关元件，所述开关元件被耦合到所述多个电阻元件中的一个电阻元件的两端，并且被控制以根据PWM信号而闭合和断开。

16.根据权利要求14的半导体器件，

其中所述转换电路基于来自所述合成电路的被包括在所述第一经合成的检测信号中的激励信号的相位，来被包括在将所述第二经合成的检测信号中的激励信号的相位移位90°，并且在所述移位之后将所述两个信号相加。

17.根据权利要求14所述的半导体器件，还包括：

模数转换器，所述模数转换器对来自所述多个检测线圈的检测信号进行数字转换，

其中所述合成电路中的所述多个放大器由数字电路构成，所述数字电路从所述模数转换器接收数字值的输入。

18.根据权利要求11的半导体器件，

其中所述合成电路包括：

多个可变放大器，所述多个可变放大器的放大因数能够个别可变地被设置；

第一加法器和第二加法器；以及

选择电路，所述选择电路根据选择信号，向所述第一加法器传输来自所述多个可变放大器的每个输出信号的一部分，并且向所述第二加法器传输来自所述多个可变放大器的每个输出信号的另一部分，

所述第一加法器将来自所述选择电路的每个输出信号的一部分相加，以生成所述第一经合成的检测信号，以及

所述第二加法器将来自所述选择电路的每个输出信号的另一部分相加，以生成所述第二经合成的检测信号。