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Üblicherweise
umfasst ein elektrisches System elektronische Komponenten, die miteinander kommunizieren,
um Systemfunktionen auszuführen. Die
Komponenten können
analoge oder digitale Komponenten sein oder eine Kombination aus
analogen und digitalen Komponenten in einem Mischsignalsystem. Die
Komponenten können
auf demselben, integrierten Schaltungschip oder auf unterschiedlichen,
integrierten Schaltungschips positioniert sein.
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Üblicherweise
umfassen Sensorchips sowohl analoge als auch digitale Komponenten.
Die Sensoren können
jegliche geeignete Sensoren sein, wie z. B. optische Sensoren, induktive
Sensoren, kapazitive Sensoren, resistive Sensoren und magnetische
Sensoren, die einen magnetischen Fluss und/oder die Stärke und
Richtung eines Magnetfelds messen. Die Sensoren werden bei vielen
Anwendungen verwendet, was wissenschaftliche, Navigations-, industrielle
und Automobilanwendungen umfasst.
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Magnetsensoren
verwenden verschiedene Typen von Erfassungstechniken, was Hall-Effekt-Erfassungstechniken
und magnetoresistive (XMR-)Erfassungstechniken umfasst. Hall-Effekt-Erfassungselemente
wandeln die Energie, die in einem Magnetfeld gespeichert ist, in
ein elektrisches Signal um, durch Entwickeln einer Spannung zwischen
den zwei Rändern
eines stromtragenden Leiters, dessen Flächen senkrecht zu dem Magnetfeld
sind. XMR-Erfassungselemente messen den elektrischen Widerstandswert
als eine Funktion des angelegten oder umliegenden Magnetfeldes.
XMR-Erfassungselemente umfassen anisotrope, magnetoresistive(AMR-)Erfassungselemente,
giant-magnetoresistive(GMR-)Erfassungselemente, Tunnel-Magnetoresistenz-(TMR-)Erfassungselemente
und Kolossal-Magnetoresistenz-(CMR-)Erfassungselemente.
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In
der Industrie, wie z. B. der Automobilindustrie, treiben Kunden
Produktqualität
und Sicherheitsanforderungen voran. Hersteller streben danach, Herstellungsziele
und Sicherheitsziele ohne Fehler zu erreichen, wie z. B. Ziele betreffend
den Sicherheitsintegritätspegel
(SIL; safety integrity level). Für
Sensoren ist es ein Ziel, fehlfunktionierende Sensoren zu erfassen
und zu berichten.
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Üblicherweise
werden digitale Komponenten über
Testverfahren getestet, wie z. B. Randerfassungstesten und IDDQ-Testen.
Die digitalen Komponenten können
vor dem Zusammenbau des Systems und nach dem Zusammenbau des Systems
getestet werden. Ferner können
die digitalen Komponenten in der Anwendung über Überwachungstechniken getestet
werden, um eine ordnungsgemäße Operation der
digitalen Komponenten sicherzustellen.
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Analoge
Komponenten jedoch werden häufig
nur individuell vor dem Zusammenbau des Systems getestet. Das Testen
der analogen Komponenten nach dem Zusammenbau des Systems und/oder in
der Anwendung kann möglich
sein, erhöht
jedoch die Kosten des Systems.
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Aus
diesem und aus anderen Gründen
besteht ein Bedarf nach der vorliegenden Erfindung.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren
zum Testen eines Systems mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Ausführungsbeispiel,
das in der Offenbarung beschrieben ist, schafft ein System, das
eine erste Schaltung und eine zweite Schaltung umfasst. Die erste
Schaltung umfasst analoge Komponenten, die konfiguriert sind, um
ein Eingangssignal zu empfangen, und ein Ausgangssignal basierend
auf dem Eingangssignal zu liefern. Die zweite Schaltung ist konfiguriert,
um Charakteristika des Ausgangssignals zu messen, um die erste Schaltung
zu testen. Zumindest entweder das Ausgangssignal oder ein anderes
Ausgangssignal wird zurück
geliefert, um das Eingangssignal zu liefern und eine Oszillation
in dem Ausgangssignal zu erzeugen.
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Die
beiliegenden Zeichnungen sind umfasst, um ein weiteres Verständnis der
Ausführungsbeispiele
zu geben, und sind in diese Beschreibung eingelagert und bilden
einen Teil derselben. Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele
dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien der
Ausführungsbeispiele
zu erklären.
Andere Ausführungsbeispiele
und viele der gewollten Vorteile der Ausführungsbeispiele sind ohne weiteres
ersichtlich, wenn sie durch Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte
Beschreibung besser verständlich werden.
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende, ähnliche
Teile.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems darstellt;
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2 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors darstellt;
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3 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors darstellt, der eine Bandabstandsreferenz umfasst und
optional ein Vorwärts-Rückwärts-Filter;
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4 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
einer Sensorschaltung darstellt;
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5 ein
Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor darstellt, der innerhalb eingerichteter
Grenzen während
Selbsttestoperationen funktioniert;
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6 ein
Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor darstellt, der während Selbsttestoperationen fehlfunktioniert;
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7 einen
Graph, der eine Selbstoszillationsfrequenz, Verzögerungszeit und Tiefpassfilterfrequenz
bei einem Ausführungsbeispiel
eines Sensors darstellt;
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8 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors darstellt, der einen Hysteresekomparator umfasst;
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9 ein
Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt,
der innerhalb eingerichteter Grenzen während Selbsttestoperationen
funktioniert;
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10 ein
Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt,
der während
Selbsttestoperationen fehlfunktioniert;
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11 ein
Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt,
der während
einer Selbsttestoperation fehlfunktioniert, wobei sowohl der Hysteresekomparator
als auch der Hauptkomparator Versatzprobleme haben;
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12 ein
Diagramm, das die Erzeugung von Jitter in einem Sensor darstellt;
und
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13 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors darstellt, der einen Aufwärts/Abwärts-Zähler, einen Multiplexer und
einen Versatz-Digital-zu-Analog-Wandler
(DAC; digital-to-analog converter) umfasst.
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In
der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden
und in denen auf darstellende Weise spezifische Ausführungsbeispiele
gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diesbezüglich wird
eine Richtungsterminologie, wie z. B. „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „Vorder”-, „Hinter”- etc., Bezug nehmend auf die
Ausrichtung der Figur(en) verwendet, die beschrieben werden. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen
in einer Reihe von unterschiedlichen Ausrichtungen positioniert
sein können,
wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Darstellung verwendet
und ist auf keine Weise einschränkend.
Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele eingesetzt
werden können
und strukturelle oder logische Änderungen
ausgeführt
werden können,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die nachfolgende, detaillierte Beschreibung soll daher nicht in
einem einschränkenden
Sinn genommen werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
ist durch die beiliegenden Ansprüche
definiert.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der verschiedenen, exemplarischen
Ausführungsbeispiele,
die hierin beschrieben sind, miteinander kombiniert werden können, außer dies
ist spezifisch anderweitig angegeben.
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1 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems 20 darstellt, das analoge Komponenten umfasst
und konfiguriert ist, um zumindest einige der analogen Komponenten
zu testen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein analoges System. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein Mischsignalsystem. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein Sensor. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein Magnetsensor, der Magneterfassungselemente
umfasst, wie z. B. Hall-Effekt-Erfassungselemente oder XMR-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein optischer Sensor. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein induktiver Sensor. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein kapazitiver Sensor. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein resistiver Sensor.
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Das
System 20 umfasst eine analoge Schaltung 22, eine
Messschaltung 24, eine Rückkopplungsschaltung 26 und
einen Schalter 28. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die
analoge Schaltung 22 nur analoge Komponenten. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist die analoge Schaltung 22 eine Mischsignalschaltung,
die analoge und digitale Komponenten umfasst.
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Ein
Eingang der analogen Schaltung 22 ist elektrisch mit einem
Ausgang des Schalters 28 über den Eingangsweg 30 gekoppelt.
Ein erster Ausgang der analogen Schaltung 22 ist elektrisch
mit einem ersten Eingang der Messschaltung 24 und einem
ersten Eingang der Rückkopplungsschaltung 26 über den
ersten Rückkopplungsweg 32 gekoppelt.
Ein Ausgang der Rückkopplungsschaltung 26 ist
elektrisch mit einem Eingang des Schalters 28 über den Rückkopplungsausgangsweg 38 gekoppelt.
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Optional
ist ein zweiter Ausgang der analogen Schaltung 22 elektrisch
mit einem zweiten Eingang der Messschaltung 24 über den
Ausgangsweg 34 gekoppelt und/oder ein anderer Ausgang der
analogen Schaltung 22 ist elektrisch mit einem zweiten Eingang
der Rückkopplungsschaltung 26 über den zweiten
Rückkopplungsweg 36 gekoppelt.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
ist die analoge Schaltung 22 nicht elektrisch mit der Messschaltung 24 und
der Rückkopplungsschaltung 26 über den
ersten Rückkopplungsweg 32 gekoppelt,
sondern die analoge Schaltung 22 ist elektrisch mit der
Messschaltung 24 über
den Ausgangsweg 34 und mit der Rückkopplungsschaltung 26 über den
zweiten Rückkopplungsweg 36 gekoppelt.
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Die
analoge Schaltung 22, die Messschaltung 24 und
die Rückkopplungsschaltung 26 kommunizieren
miteinander zum Testen von Systemfunktionen. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind die analoge Schaltung 22, die Messschaltung 24 und
die Rückkopplungsschaltung 26 auf
einem integrierten Schaltungschip. Bei anderen Ausführungsbeispielen
sind die analoge Schaltung 22, die Messschaltung 24 und die
Rückkopplungsschaltung 26 auf
mehreren, integrierten Schaltungschips.
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Das
System 20 funktioniert in einer Normalmodusoperation und
einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation schaltet
das System 20 den Eingangsweg 30 bei 40 in
einen Leerlaufzustand. Bei einer Selbsttestmodusoperation schaltet
das System 20 den Eingangsweg 30 zu dem Ausgang
bei 38 der Rückkopplungsschaltung 26.
Das System 20 steuert den Schalter 28 über die
Steuerlogik (der Klarheit halber nicht gezeigt), um den Eingangsweg 30 zwischen
dem Leerlaufzustand bei 40 und dem Ausgang bei 38 zu schalten.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 28 elektrisch mit einer Referenz bei 40 gekoppelt,
wie z. B. Masse.
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Bei
der Normalmodusoperation führt
das System 20 Systemfunktionen aus. Die analoge Schaltung 22 empfängt oder
erzeugt ein Eingangssignal und liefert ein Ausgangssignal basierend
auf dem Eingangssignal. Analoge Komponenten in der analogen Schaltung 22 verarbeiten
das Eingangssignal, um das Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal
zu liefern. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 28 elektrisch mit einer Signalquelle bei 40 gekoppelt,
und die analoge Schaltung 22 empfängt ein Eingangssignal über den
Eingangsweg 30. Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die analoge
Schaltung 22 ein Eingangssignal über einen anderen Eingangsweg.
Bei einem Ausführungsbeispiel
schaltet der Schalter 28 in den Leerlaufzustand bei 40 bei
der Normalmodusoperation und die analoge Schaltung 22 umfasst
eine Sensorschaltung, die ein Eingangssignal erzeugt, das über die
analoge Schaltung 22 verarbeitet wird.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation testet das System 20 zumindest
einige der analogen Komponenten in der analogen Schaltung 22 und
wenn die analoge Schaltung 22 eine Mischsignalschaltung
ist, kann das System 20 auch zumindest einige der digitalen
Komponenten testen. Die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
das Eingangssignal IN bei 30 zu der analogen Schaltung 22 und
zumindest einige der analogen Komponenten in der analogen Schaltung 22 verarbeiten
das Eingangssignal bei 30, um das Ausgangssignal OUT bei 32 basierend
auf dem Eingangssignal IN bei 30 zu liefern. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist das Ausgangssignal OUT bei 32 ein internes Signal der
analogen Schaltung 22, das zum Testen herausgebracht wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das Ausgangssignal OUT bei 32 das Normalmodusausgangssignal
der analogen Schaltung 22, das zum Testen herausgebracht
wird.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
liefert die Rückkopplungsschaltung 26 das
Eingangssignal IN bei 30 zu der analogen Schaltung 22 und
zumindest einige der analogen Komponenten bei der analogen Schaltung 22 verarbeiten
das Eingangssignal bei 30, um das Ausgangssignal bei 34 zu
liefern, basierend auf dem Eingangssignal IN bei 30, wobei
das Ausgangssignal bei 34 entweder ein internes Signal
der analogen Schaltung 22 oder das Normalmodusausgangssignal
der analogen Schaltung 22 ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
liefert die Rückkopplungsschaltung 26 das
Eingangssignal IN bei 30 zu der analogen Schaltung 22 und
zumindest einige der analogen Komponenten in der analogen Schaltung 22 verarbeiten
das Eingangssignal bei 30, um das Rückkopplungssignal bei 36 basierend
auf dem Eingangssignal IN bei 30 zu liefern, wobei das
Rückkopplungssignal
bei 36 entweder ein internes Signal der analogen Schaltung 22 oder
das Normalmodusausgangssignal der analogen Schaltung 22 ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
liefert die analoge Schaltung 22 kein Ausgangssignal OUT
bei 32 und liefert stattdessen die separaten Signale des
Ausgangssignals bei 34 und des Rückkopplungssignals bei 36.
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Das
Ausgangssignal OUT bei 32 wird zurück zu der Rückkopplungsschaltung 26 geliefert,
und die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
das Eingangssignal IN bei 30. Die Messschaltung 24 empfängt das Ausgangssignal
OUT bei 32 und misst Charakteristika des Ausgangssignals
OUT bei 32. Wenn die Charakteristika des Ausgangssignals
OUT bei 32 außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktioniert die analoge Schaltung 22 und/oder
die Rückkopplungsschaltung 26 nicht
ordnungsgemäß und die
Messschaltung 26 zeigt an oder berichtet, dass das System 20 ein
fehlfunktionierendes System ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Messschaltung 24 zumindest ein anderes Ausgangssignal
von der analogen Schaltung 22, z. B. das Ausgangssignal
bei 34, und misst Charakteristika des einen oder der mehreren
empfangenen Signale, und wenn die Charakteristika des einen oder
der mehreren empfangenen Signale außerhalb eingerichteter Grenzen
sind, funktioniert die analoge Schaltung 22 und/oder die
Rückkopplungsschaltung 26 nicht
ordnungsgemäß und die
Messschaltung 26 zeigt an oder berichtet, dass das System 20 ein
fehlfunktionierendes System ist. Bei einem Ausführungsbeispiel empfangt die
Messschaltung 24 kein Ausgangssignal OUT bei 32,
sondern empfangt das Ausgangssignal bei 34 und misst Charakteristika
des Ausgangssignals bei 34, und wenn die Charakteristika
des Ausgangssignals bei 34 außerhalb eingerichteter Grenzen
sind, funktioniert die analoge Schaltung 22 und/oder die
Rückkopplungsschaltung 26 nicht
ordnungsgemäß und die
Messschaltung 26 zeigt an oder berichtet, dass das System 20 ein
fehlfunktionierendes System ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Rückkopplungsschaltung 26 zumindest
ein anderes Rückkopplungssignal,
wie z. B. das Rückkopplungssignal
bei 36, und die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
das Eingangssignal IN bei 30 basierend auf dem einen oder
den mehreren empfangenen Rückkopplungssignalen.
Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die
Rückkopplungsschaltung 26 nicht
das Ausgangssignal OUT bei 32, sondern empfängt das Rückkopplungssignal
bei 36, und die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
das Eingangssignal IN bei 30 basierend auf dem Rückkopplungssignal
bei 36. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein Magnetsensor und die analoge Schaltung 22 umfasst Magneterfassungselemente,
wie z. B. Hall-Effekt-Erfassungselemente oder XMR-Erfassungselemente. Im
normalen Betrieb liefern die Magneterfassungselemente ein erfasstes
Eingangssignal und die analoge Schaltung 22 liefert ein
erfasstes Ausgangssignal bei 32. Bei der Selbsttestoperation
liefert die Rückkopplungsschaltung 26 das
Eingangssignal IN bei 30 zu der analogen Schaltung 22,
und die analoge Schaltung 22 liefert das Ausgangssignal
OUT bei 32. Das Ausgangssignal OUT bei 32 wird
zurück
zu der Rückkopplungsschaltung 26 geliefert
und die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
Eingangssignal IN bei 30. Die Messschaltung 24 empfangt
und misst Charakteristika des Ausgangssignals OUT bei 32.
Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Messschaltung 24 zumindest ein anderes Ausgangssignal
von der analogen Schaltung 22 und misst Charakteristika des
einen oder der mehreren empfangenen Signale.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist das System 20 ein Magnetsensor und Magneterfassungselemente,
wie z. B. Hall-Effekt-Erfassungselemente oder XMR-Erfassungselemente,
sind nicht Teil der analogen Schaltung 22 oder Rückkopplungsschaltung 26.
Im normalen Betrieb liefern die Magneterfassungselemente ein erfasstes
Eingangssignal zu der analogen Schaltung 22 und die analoge
Schaltung 22 liefert ein erfasstes Ausgangssignal. Bei
der Selbsttestoperation liefert die Rückkopplungsschaltung 26 das
Eingangssignal IN bei 30 zu der analogen Schaltung 22 und
die analoge Schaltung 22 liefert das Ausgangssignal OUT
bei 32. Das Ausgangssignal OUT bei 32 wird zurück zu der
Rückkopplungsschaltung 26 geliefert
und die Rückkopplungsschaltung 26 liefert
das Eingangssignal IN bei 30. Die Messschaltung 24 empfängt und
misst Charakteristika des Ausgangssignals OUT bei 32. Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Messschaltung 24 zumindest ein anderes Ausgangssignal
von der analogen Schaltung 22 und misst Charakteristika
des einen oder der mehreren empfangenen Signale.
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Bei
der Selbsttestoperation empfangen eine oder mehrere der analogen
Komponenten in der analogen Schaltung 22 das Eingangssignal
IN bei 30 und liefern das Ausgangssignal OUT bei 32 basierend
auf dem Eingangssignal IN bei 30. Das Ausgangssignal OUT
bei 32 wird durch die Rückkopplungsschaltung 26 empfangen
und über
die Rückkopplungsschaltung 26 verarbeitet,
um das Eingangssignal IN bei 30 zu liefern und eine Oszillation
in dem Ausgangssignal OUT bei 32 zu erzeugen. Bei einem
Ausführungsbeispiel
umfasst die Rückkopplungsschaltung 26 eine Verzögerungsschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Rückkopplungsschaltung 26 eine digitale
Verzögerungsschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Rückkopplungsschaltung 26 eine
digitale Verzögerungsschaltung
und einen Aufwärts/Abwärts-Zähler. Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfasst die analoge Schaltung 22 einen Hysteresekomparator,
der das Ausgangssignal OUT bei 32 liefert, das über die
Rückkopplungsschaltung 26 zurück geliefert
wird, um das Eingangssignal IN bei 30 zu liefern.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Rückkopplungsschaltung 26 das
Ausgangssignal OUT bei 32 und das Rückkopplungssignal bei 36 und liefert
das Eingangssignal IN bei 30, was eine Oszillation bei
dem Ausgangssignal OUT bei 32 und/oder dem Ausgangssignal
bei 34 erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel empfangt die
Rückkopplungsschaltung 26 das
Rückkopplungssignal
bei 36, aber nicht das Ausgangssignal OUT bei 32,
und liefert das Eingangssignal IN bei 30, was eine Oszillation
in dem Ausgangssignal bei 34 erzeugt.
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Die
Messschaltung 24 empfängt
das Ausgangssignal OUT bei 32 und misst Charakteristika des
Ausgangssignals OUT bei 32, um die analoge Schaltung 22 zu
testen. Wenn die Charakteristika des Ausgangssignals OUT bei 32 außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktioniert die analoge Schaltung 22 und/oder
Rückkopplungsschaltung 26 nicht
ordnungsgemäß und die
Messschaltung 26 zeigt an oder berichtet einen Fehler oder
eine Fehlfunktion des Systems 20. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die Messschaltung 24 Charakteristika, wie z. B. Amplitude,
Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die Messschaltung 24 eine oder mehrere Charakteristika,
wie z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS; root-mean-square) der
Amplitude, Amplitudenspitze, Amplitudenscheitel, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Messschaltung 24 das Ausgangssignal bei 34 und misst
Charakteristika des Ausgangssignals bei 34, um die analoge
Schaltung 22 zu testen. Wenn die Charakteristika außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktioniert die analoge Schaltung 22 und/oder die
Rückkopplungsschaltung 26 nicht
ordnungsgemäß und die
Messschaltung 26 zeigt oder berichtet einen Fehler oder
eine Fehlfunktion des Systems 20.
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Das
System 20 misst die Charakteristika des Ausgangssignals
OUT bei 32 und/oder anderer Signale von der analogen Schaltung 22,
um die analoge Schaltung 22 zu testen. Wenn die analoge
Schaltung 22 nicht innerhalb eingerichteter Grenzen funktioniert,
berichtet das System 20 den Ausfall. Das System 20 kann
konfiguriert sein, um ausgewählte
Messungen oder alle Messungen zu ausgewählten Zeiten auszuführen. Das
Selbsttesten des Systems 20 kann für Herstellungstests verwendet
werden, wie z. B. einen Herstellungstest nach dem Zusammenbau des
Systems 20, beim Einschalten des Systems 20 und/oder
zu anderen ausgewählten
Zeiten in der Anwendung. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein
Sensor bei einer Automobilanwendung und das System 20 führt ein Selbsttesten
von analogen Komponenten aus, um Herstellungsziele und Sicherheitsaufgaben
zu erfüllen,
wie z. B. Null-Fehler-Herstellungsziele und SIL-Ziele.
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2 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors 100 darstellt, das eine Selbsttestmodusoperation
zum Testen der analogen Schaltung 102 umfasst. Der Sensor 100 führt Normalmodusoperationen
und Selbsttestmodusoperationen aus. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor 100 ähnlich
zu dem System 20. Bei einem Ausführungsbeispiel führt der
Sensor 100 Selbsttests aus, um Herstellungsziele und Sicherheitsaufgaben zu
erfüllen,
wie z. B. Null-Fehler-Herstellungsziele und SIL-Ziele. Bei einem
Ausführungsbeispiel
führt der
Sensor 100 einen Selbsttest bei mindestens entweder dem
Herstellungstest, dem Hochfahren und zu ausgewählten Zeiten bei der Anwendung
aus.
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Der
Sensor 100 umfasst die analoge Schaltung 102,
die digitale Logikschaltung 104, die Verzögerungsschaltung 106,
den Schalter 108 und den Taktgenerator 110. Die
analoge Schaltung 102 ist elektrisch mit dem Schalter 108 über einen
Rückkopplungseingangsweg 112 und
mit der digitalen Logikschaltung 104 und der Verzögerungsschaltung 106 über einen
ersten Rückkopplungsweg 114 gekoppelt.
Die Verzögerungsschaltung 106 ist
elektrisch mit dem Schalter 108 über den zweiten Rückkopplungsweg 116 gekoppelt.
Der Taktgenerator 110 ist elektrisch mit der digitalen
Logikschaltung 104 über
den ersten Taktweg 118 und mit der Verzögerungsschaltung 106 über den
zweiten Taktweg 120 gekoppelt.
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Die
analoge Schaltung 102, die digitale Logikschaltung 104,
die Verzögerungsschaltung 106, der
Schalter 108 und der Taktgenerator 110 kommunizieren
miteinander, um Sensoroperationen auszuführen. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind die analoge Schaltung 102, die digitale Logikschaltung 104, die
Verzögerungsschaltung 106,
der Schalter 108 und der Taktgenerator 110 auf
einem integrierten Schaltungschip. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind
die analoge Schaltung 102, die digitale Logikschaltung 104,
die Verzögerungsschaltung 106,
der Schalter 108 und der Taktgenerator 110 auf
mehreren integrierten Schaltungschips.
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Die
analoge Schaltung 102 umfasst eine Sensorschaltung 121,
einen Verstärker 122,
ein Tiefpassfilter 124 und einen Hauptkomparator 126.
Ein Eingang der Sensorschaltung 121 ist elektrisch mit dem
Schalter 108 über
den Rückkopplungseingangsweg 112 gekoppelt.
Der Verstärker 122 ist
elektrisch mit der Sensorschaltung 121 über den Eingangsweg 127 und
mit dem Tiefpassfilter 124 über den Verstärkerausgangsweg 128 gekoppelt.
Der Hauptkomparator 126 ist elektrisch mit dem Tiefpassfilter 124 über den
gefilterten Ausgangsweg 130 und mit der digitalen Logikschaltung 104 und
der Verzögerungsschaltung 106 über den
ersten Rückkopplungsweg 114 gekoppelt.
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Der
Sensor 100 funktioniert in einer Normalmodusoperation und
einer Selbsttestmodusoperation. In der Normalmodusoperation steuert
der Sensor 100 den Schalter 108, um den Rückkopplungseingangsweg 112 bei 132 in
einen Leerlaufzustand zu schalten. Bei der Selbsttestmodusoperation
steuert der Sensor 100 den Schalter 108, um den
Rückkopplungseingangsweg 112 bei 116 zu
dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 106 zu
schalten. Der Sensor 100 steuert den Schalter 108 über die
Steuerlogik (der Klarheit halber nicht gezeigt), um den Rückkopplungseingangsweg 112 zwischen
den Leerlaufzustand bei 132 und den Ausgang bei 116 zu
schalten. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 108 mit einer Referenz gekoppelt, wie
z. B. Masse, bei 132.
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Bei
anderen Ausführungsbeispielen
ist der Eingang der Sensorschaltung 121 elektrisch mit
dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 106 gekoppelt und
ein Schalter ist an einem unterschiedlichen Ort in dem Sensor 100 positioniert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein Schalter an dem Eingang 134 der Verzögerungsschaltung 106 positioniert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein Schalter in einem zweiten Taktweg 120 positioniert,
derart, dass die Verzögerungsschaltung 106 nicht
getaktet ist und einen konstanten Spannungspegel bei Normalmodusoperationen
liefert.
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Die
Sensorschaltung 121 funktioniert in einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation
erfasst die Sensorschaltung 121 Ereignisse und liefert
ein erfasstes Signal bei 127, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Bei einer Selbsttestmodusoperation empfängt die
Sensorschaltung 121 ein verzögertes Rückkopplungssignal bei 112 und
liefert das Eingangssignal IN bei 127, das eine Oszillation
bei dem Testausgangssignal OUT bei 114 erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 121 Magneterfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 121 Hall-Effekt-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 121 XMR-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 121 eine optische Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 121 eine induktive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 121 eine kapazitive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 121 eine resistive Sensorschaltung.
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Die
analoge Schaltung 102 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt der
Verstärker 122 das
erfasste Signal bei 127 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal zu dem Tiefpassfilter 124 über den Verstärkerausgangsweg 128.
Das Tiefpassfilter 124 empfangt und filtert das verstärkte, erfasste
Signal bei 128 und liefert ein gefiltertes, erfasstes Signal
zu dem Hauptkomparator 126 über den gefilterten Ausgangsweg 130.
Der Hauptkomparator 126 empfängt das gefilterte, erfasste
Signal bei 130 und liefert das erfasste Ausgangssignal
zu der digitalen Logikschaltung 104 über den ersten Rückkopplungsweg 114.
Bei der Selbsttestmodusoperation empfängt der Verstärker 122 das
Eingangssignal IN bei 127 und liefert ein verstärktes Testsignal
zu dem Tiefpassfilter 124 über den Verstärkerausgangsweg 128.
Das Tiefpassfilter 124 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 128 und liefert ein gefiltertes Testsignal zu dem Hauptkomparator 126 über den
gefilterten Ausgangsweg 130. Der Hauptkomparator 126 empfangt das
gefilterte Testsignal bei 130 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 114. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Eingangssignale
bei 127, die verstärkten
Signale bei 128 und die gefilterten Signale bei 120 unterschiedliche
Signale.
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Die
Verzögerungsschaltung
funktioniert in der Selbsttestmodusoperation, wo die Verzögerungsschaltung 106 das
Testausgangssignal OUT bei 114 empfangt und verzögert das
Ausgangssignal, um das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 116 zu der Sensorschaltung 121 zu liefern.
Die Sensorschaltung 121 empfängt dass verzögerte Rückkopplungssignal und
liefert das Eingangssignal IN bei 127, was die Oszillation
in dem Testausgangssignal OUT bei 114 erzeugt. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist die Verzögerungsschaltung 106 eine
digitale Verzögerungsschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Verzögerungsschaltung 106 eine
digitale Verzögerungsschaltung,
die getaktete Flip-Flop-Schaltungen
umfasst.
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Die
digitale Logikschaltung 104 funktioniert bei der Normalmodusoperation
und der Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfangt
die digitale Logikschaltung 104 das erfasste Ausgangssignal
von der analogen Schaltung 102 und liefert ein Ausgangssignal
zu anderen Schaltungen. Das Ausgangssignal entspricht dem erfassten Signal
von der Sensorschaltung 121. Bei der Selbsttestoperation
empfängt
die digitale Logikschaltung 104 das Testausgangssignal
OUT bei 114 und funktioniert ähnlich zu der Messschaltung 24.
Die digitale Logikschaltung 104 misst Charakteristika des
Testausgangssignals OUT bei 114. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 114 außerhalb eingerichteter Grenzen
sind, funktioniert die analoge Schaltung 102 und/oder eine
oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die Verzögerungsschaltung 106,
nicht ordnungsgemäß und die
digitale Logikschaltung 104 berichtet einen Fehler oder
die Fehlfunktion des Sensors 100. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 104 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter des Testausgangssignals
OUT bei 114. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 104 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt eine
Schaltung, wie z. B. die digitale Logikschaltung 104, das
gefilterte Testsignal bei 130 und die Amplitude des gefilterten
Testsignals bei 130 wird analysiert, um zu bestimmen, ob
Verstärker 122 und
Tiefpassfilter 124 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten.
Bei einem Ausführungsbeispiel
steuert die digitale Logikschaltung 104 den Schalter 108,
um zwischen einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation
zu schalten.
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Der
Taktgenerator 110 liefert ein Taktsignal zu der Verzögerungsschaltung 106 und
der digitalen Logikschaltung 104. Bei einem Ausführungsbeispiel ist
die Verzögerungsschaltung 106 eine
digitale Verzögerungsschaltung
und der Taktgenerator 110 liefert ein Taktsignal zu der
digitalen Verzögerungsschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst das Tiefpassfilter 124 erste Widerstands- und Kondensatorcharakteristika
und der Taktgenerator 110 verwendet eine Bandabstandsreferenz,
wobei der Taktgenerator 110 und die Bandabstandsreferenz zweite
Widerstands- und Kondensatorcharakteristika umfassen, die im Wesentlichen
dieselben sind wie oder übereinstimmen
mit den ersten Widerstands- und
Kondensatorcharakteristika über
Prozessabweichungen und Temperatur.
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Bei
der Normalmodusoperation des Sensors 100 erfasst die Sensorschaltung 121 Ereignisse
und liefert das erfasste Signal bei 127, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Der Verstärker 122 empfängt das
erfasste Signal bei 127 und liefert das verstärkte, erfasste
Signal bei 128. Das Tiefpassfilter 124 empfängt und
filtert das verstärkte,
erfasste Signal bei 128 und liefert das gefilterte, erfasste
Signal bei 130. Der Hauptkomparator 126 empfängt das
gefilterte, erfasste Signal bei 130 und liefert das erfasste
Ausgangssignal bei 114. Die digitale Logikschaltung 104 empfängt das
erfasste Ausgangssignal von der analogen Schaltung 102 und
liefert das Ausgangssignal oder ein entsprechendes Ausgangssignal
zu anderen Schaltungen, wobei das Ausgangssignal dem erfassten Signal
von der Sensorschaltung 121 entspricht.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation erzeugt der Sensor 100 ein
Oszillationstestausgangssignal OUT bei 114 und misst Charakteristika
des Testausgangssignals bei 114, um die analoge Schaltung 102. zu
testen. Die Sensorschaltung 121 empfangt ein verzögertes Rückkopplungssignal
bei 112 und liefert das Eingangssignal IN bei 127,
was die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 114 erzeugt. Der
Verstärker 122 empfängt das
Eingangssignal IN bei 127 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 128. Das Tiefpassfilter 124 empfängt und
filtert das verstärkte
Testsignal bei 128 und liefert das gefilterte Testsignal
bei 130. Der Hauptkomparator 126 empfangt das
gefilterte Testsignal bei 130 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 114. Die Verzögerungsschaltung 106 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 114 und verzögert das Ausgangssignal, um das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 116 und 112 zu liefern. Die digitale Logikschaltung 104 empfangt
das Testausgangssignal OUT bei 114 und misst Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 114. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 114 und/oder anderer Signale,
die von der analogen Schaltung 102 empfangen werden, außerhalb
eingerichteter Grenzen liegen, funktioniert die analoge Schaltung 102 und/oder
eine oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die
Verzögerungsschaltung 106,
nicht ordnungsgemäß und die
digitale Logikschaltung 104 berichtet den Ausfall oder
die Fehlfunktion des Sensors 100.
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3 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors 200 darstellt, der eine Bandabstandsreferenz 202 und
optional einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 umfasst.
Der Sensor 200 führt
Normalmodusoperationen und Selbsttestmodusoperationen aus, die die
analoge Schaltung 206 testen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor 200 ähnlich
zu dem System 100. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 200 ähnlich zu
dem System 20. Bei einem Ausführungsbeispiel führt der
Sensor 200 Selbsttests aus, um Herstellungsziele und Sicherheitsaufgaben
zu erfüllen,
wie z. B. Null-Fehler-Herstellungsziele
und SIL-Ziele. Bei einem Ausführungsbeispiel
führt der
Sensor 200 Selbsttests mindestens entweder beim Herstellungstesten,
Einschalten oder zu anderen ausgewählten Zeiten in der Anwendung
aus.
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Der
Sensor 200 umfasst eine Bandabstandsreferenz 202 und
optional einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 204.
Der Sensor 200 umfasst ferner eine analoge Schaltung 206,
eine digitale Logikschaltung 208, eine digitale Verzögerungsschaltung 210, einen
Schalter 212 und einen Taktgenerator 214. Die analoge
Schaltung 206 ist elektrisch mit dem Schalter 212 über den
Rückkopplungseingangsweg 237 und
mit der digitalen Logikschaltung 208 und der digitalen
Verzögerungsschaltung 210 über den
ersten Rückkopplungsweg 218 gekoppelt.
Die digitale Verzögerungsschaltung 210 ist
elektrisch mit dem Schalter 212 über den zweiten und dritten
Rückkopplungsweg 220 und 222 gekoppelt.
Optional umfasst der Sensor 200 einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 und die
digitale Verzögerungsschaltung 210 ist
elektrisch mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 über den
dritten Rückkopplungsweg 222 gekoppelt,
wobei der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 elektrisch
mit dem Schalter 212 über
den zweiten Rückkopplungsweg 220 gekoppelt
ist. Der Taktgenerator 214 ist elektrisch mit der digitalen
Logikschaltung 208 über
den ersten Taktweg 224 und mit der Verzögerungsschaltung 210 über den
zweiten Taktweg 226 gekoppelt. Ferner ist der Taktgenerator 214 elektrisch
mit der Bandabstandsreferenz 202 über den ersten Bandabstandsweg 228 gekoppelt
und die Bandabstandsreferenz 202 ist elektrisch mit der
Sensorschaltung 212 über
den zweiten Bandabstandsweg 230 gekoppelt.
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Die
Komponenten des Sensors 200, einschließlich Bandabstandsreferenz 202,
optional Aufwärts/Abwärts-Zähler 204,
analoge Schaltung 206, digitale Logikschaltung 208,
digitale Verzögerungsschaltung 210,
Schalter 212 und Taktgenerator 214 kommunizieren
miteinander, um Sensoroperationen auszuführen. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind alle diese Komponenten auf einem integrierten Schaltungschip.
Bei anderen Ausführungsbeispielen sind
eine oder mehrere dieser Komponenten auf anderen, integrierten Schaltungschips.
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Die
analoge Schaltung 206 umfasst eine Sensorschaltung 231,
einen Verstärker 232,
ein Tiefpassfilter 234 und einen Hauptkomparator 236.
Die Sensorschaltung 231 ist elektrisch mit dem Schalter 212 über den
Rückkopplungseingangsweg 216 gekoppelt.
Der Verstärker 232 ist
elektrisch mit der Sensorschaltung 231 über den Eingangsweg 237 und
mit dem Tiefpassfilter 234 über den Verstärkerausgangsweg 238 gekoppelt.
Der Hauptkomparator 236 ist elektrisch mit dem Tiefpassfilter 234 über einen
gefilterten Ausgangsweg 240 und mit der digitalen Logikschaltung 208 und
der Verzögerungsschaltung 210 über den
ersten Rückkopplungsweg 218 gekoppelt.
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Der
Sensor 200 funktioniert in einer Normalmodusoperation und
einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation steuert
der Sensor 200 den Schalter 212, um den Rückkopplungseingangsweg 216 in
einen Leerlaufzustand bei 247 zu schalten. Bei einer Selbsttestmodusoperation steuert
der Sensor 200 den Schalter 212, um den Rückkopplungseingangsweg 216 zu
dem Ausgang bei 220 der Verzögerungsschaltung 210 zu
schalten oder optional dem Ausgang 220 des Aufwärts/Abwärts-Zählers 204.
Der Sensor 200 steuert den Schalter 212 über die
Steuerungslogik (der Klarheit halber nicht gezeigt) zum Schalten
des Rückkopplungseingangswegs 216 zwischen
dem Leerlaufzustand bei 247 und dem Ausgang bei 220.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 212 mit einer Referenz bei 247 gekoppelt,
wie z. B. mit Masse.
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Bei
anderen Ausführungsbeispielen
ist der Rückkopplungseingang
der Sensorschaltung 231 elektrisch mit dem Ausgang der
Verzögerungsschaltung 210 oder
optional dem Ausgang des Aufwärts/Abwärts-Zählers 204 gekoppelt
und ein Schalter ist an einem unterschiedlichen Ort in dem Sensor 200 positioniert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein Schalter an dem Eingang 249 der Verzögerungsschaltung 210 positioniert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein Schalter in dem Rückkopplungsweg 222 positioniert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein Schalter in einem zweiten Taktweg 226 positioniert,
derart, dass die Verzögerungsschaltung 210 nicht
getaktet ist und einen konstanten Spannungspegel bei Normalmodusoperationen
liefert.
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Die
Sensorschaltung 231 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation erfasst
die Sensorschaltung 231 Ereignisse und liefert ein erfasstes
Signal bei 237, das den erfassten Ereignissen entspricht.
Bei einer Selbsttestmodusoperation empfangt die Sensorschaltung 231 ein
verzögertes Rückkopplungssignal
bei 220 und liefert das Eingangssignal IN bei 237,
was eine Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 218 erzeugt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 231 Magneterfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 231 XMR-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 231 Hall-Effekt-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 231 Hall-Effekt-Erfassungselemente
und eine Bandabstandsreferenz 202 wird verwendet, um den
Strom einzustellen, der durch die Hall-Erfassungselemente fließt. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 231 eine optische Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 231 eine induktive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 231 eine kapazitive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 231 eine resistive Sensorschaltung.
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Die
analoge Schaltung 206 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfangt
der Verstärker 232 das
erfasste Signal bei 237 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal zu dem Tiefpassfilter 234 über den Verstärkerausgangsweg 238.
Das Tiefpassfilter 234 empfängt und filtert das verstärkte, erfasste
Signal bei 238 und liefert ein gefiltertes, erfasstes Signal
zu dem Hauptkomparator 236 über den gefilterten Ausgangsweg 240.
Der Hauptkomparator 236 empfängt das gefilterte, erfasste
Signal bei 240 und liefert ein erfasstes Ausgangssignal
zu der digitalen Logikschaltung 208 über den ersten Rückkopplungsweg 218.
Bei der Selbsttestmodusoperation empfängt der Verstärker 232 das
Eingangssignal IN bei 237 und liefert ein verstärktes Testsignal
zu dem Tiefpassfilter 234 über den Verstärkerausgangsweg 238.
Das Tiefpassfilter 234 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 238 und liefert ein gefiltertes Testsignal zu dem Hauptkomparator 236 über den
gefilterten Ausgangsweg 240. Der Hauptkomparator 236 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 240 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 218. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Eingangssignale
bei 237, die verstärkten
Signale bei 238 und die gefilterten Signale bei 240 Differenzsignale.
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Die
digitale Verzögerungsschaltung 210 und optional
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 funktionieren
in einer Selbsttestmodusoperation. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 218 und ein Taktsignal von dem Taktgenerator 214 über den
zweiten Taktweg 226. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 verwendet das
Taktsignal bei 226, um das Testausgangssignal OUT bei 218 zu
verzögern
und ein verzögertes
Rückkopplungssignal
bei 222 zu liefern. Das verzögerte Rückkopplungssignal bei 222 wird
zu der Sensorschaltung 231 über den zweiten Rückkopplungsweg 220 geliefert
oder optional empfängt
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 222 und liefert einen Zählwert in einem verzögerten Rückkopplungssignal
zu der Sensorschaltung 231 über den zweiten Rückkopplungsweg 220.
Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 zählt aufwärts und
abwärts
basierend auf dem verzögerten Rückkopplungssignal
bei 222, um den Zählwert
zu erhalten. Die Sensorschaltung 231 empfangt das verzögerte Rückkopplungssignal
bei 220 über
die digitale Verzögerungsschaltung 210 oder
optional den Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 und
schaltet das Eingangssignal IN bei 237 basierend auf dem
verzögerten
Rückkopplungssignal
bei 220, was die Oszillation bei dem Testausgangssignal
OUT bei 218 erzeugt. Wenn ein Zählwert bei dem Rückkopplungssignal
bei 220 geliefert wird, kann die Sensorschaltung 231 den Zählwert verwenden,
um das Eingangssignal IN bei 237 einzustellen. Bei einem
Ausführungsbeispiel
umfasst die digitale Verzögerungsschaltung 210 Flip-Flops,
die über
das Taktsignal bei 226 getaktet sind.
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Die
digitale Logikschaltung 208 funktioniert in der Normalmodusoperation
und der Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt die
digitale Logikschaltung 208 das erfasste Ausgangssignal
bei 218 und liefert ein Ausgangssignal zu anderen Schaltungen.
Das Ausgangssignal entspricht den erfassten Signalen von der Sensorschaltung 231.
Bei der Selbsttestmodusoperation empfängt und misst die digitale
Logikschaltung 208 Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 218 und/oder von anderen Signalen von der analogen
Schaltung 206. Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 218 und/oder der anderen Signale außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktioniert die analoge Schaltung 206 und/oder eine
oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die
digitale Verzögerungsschaltung 210 und
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204,
nicht ordnungsgemäß und die
digitale Logikschaltung 208 berichtet einen Fehler oder
das Fehlfunktionieren des Sensors 200. Bei einem Ausführungsbeispiel misst
die digitale Logikschaltung 208 Charakteristika, wie z.
B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter des Testausgangssignals
OUT bei 218. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 208 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt eine
Schaltung, wie z. B. die digitale Logikschaltung 208, das
gefilterte Testsignal bei 240 und die Amplitude des gefilterten
Testsignals bei 240 wird analysiert, um zu bestimmen, ob
der Verstärker 232 und das
Tiefpassfilter 234 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten.
Bei einem Ausführungsbeispiel
steuert die digitale Logikschaltung 208 den Sensor 200,
um zwischen einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation
zu schalten.
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Der
Taktgenerator 214 liefert ein Taktsignal zu der digitalen
Logikschaltung 208 über
den ersten Taktweg 224 und ein Taktsignal zu der digitalen
Verzögerungsschaltung 210 über den
zweiten Taktweg 226. Der Taktgenerator 214 verwendet
die Bandabstandsreferenz 202, um das Taktsignal bei 226 zu
liefern.
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Das
Tiefpassfilter 234 umfasst einen ersten Widerstand 242,
der mit einem ersten Kondensator 244 gekoppelt ist, die
erste Widerstands- und Kondensatorcharakteristika über Prozess-
und Temperaturabweichungen liefern. Die Bandabstandsreferenz 202 umfasst
einen zweiten Widerstand 246 und der Taktgenerator 214 umfasst
einen zweiten Kondensator 248, die die zweiten Widerstands-
und Kondensatorcharakteristika über
Prozess- und Temperaturabweichungen liefern. Die zweiten Widerstands-
und Kondensatorcharakteristika stimmen mit den ersten Widerstands-
und Kondensatorcharakteristika über Prozess- und Temperaturabweichungen überein, derart,
dass der Taktgenerator 214 die Frequenz des Taktsignals
bei 226 ändert,
was die Verzögerung durch
die digitale Verzögerungsschaltung 210 ändert und Änderungen
bei dem Tiefpassfilter 234 kompensiert. Somit ändert sich
der Arbeitszyklus nicht über Prozess-
und Temperaturabweichungen.
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Bei
einer Normalmodusoperation des Sensors 200 erfasst die
Sensorschaltung 231 Ereignisse und liefert ein erfasstes
Signal bei 237, das den erfassten Ereignissen entspricht.
Der Verstärker 232 empfängt das
erfasste Signal bei 237 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal bei 238. Das Tiefpassfilter 234 empfängt und
filtert das verstärkte,
erfasste Signal bei 238 und liefert ein gefiltertes, erfasstes
Signal bei 240. Der Hauptkomparator 236 empfängt das
gefilterte, erfasste Signal bei 240 und liefert ein erfasstes
Ausgangssignal bei 218. Die digitale Logikschaltung 208 empfängt das
erfasste Ausgangssignal bei 218 und liefert ein Ausgangssignal
zu anderen Schaltungen, wobei das Ausgangssignal den erfassten Signalen
von der Sensorschaltung 231 entspricht.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation erzeugt der Sensor 200 ein
oszillierendes Testausgangssignal OUT bei 218 und misst
Charakteristika des Testausgangssignals bei 218, um die
analoge Schaltung 206 zu testen. Die Sensorschaltung 231 empfängt ein
verzögertes
Rückkopplungssignal
bei 220 und schaltet das Eingangssignal IN bei 237,
um die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 218 zu erzeugen.
Der Verstärker 232 empfängt das
Eingangssignal IN bei 237 und liefert ein verstärktes Testsignal
bei 238. Das Tiefpassfilter 234 empfängt und
filtert das verstärkte
Testsignal bei 238 und liefert ein gefiltertes Testsignal
bei 240. Der Hauptkomparator 236 empfangt das
gefilterte Testsignal bei 240 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 218. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 empfangt
das Testausgangssignal OUT bei 218 und verzögert das
Ausgangssignal, um ein verzögertes
Rückkopplungssignal
bei 222 zu liefern. Optional empfängt der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 222 und liefert einen Zählwert bei einem verzögerten Rückkopplungssignal
bei 220 zu der Sensorschaltung 231. Ohne den Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 bei
dem Sensor 200 wird das verzögerte Rückkopplungssignal bei 222 zu
der Sensorschaltung 231 über den zweiten Rückkopplungsweg 220 geliefert.
Die Sensorschaltung 231 empfängt das verzögerte Rückkopplungssignal
bei 220 und schaltet das Eingangssignal IN bei 237.
Wenn ein Zählwert in
dem Rückkopplungssignal
bei 220 geliefert wird, kann die Sensorschaltung 231 den
Zählwert
verwenden, um das Eingangssignal IN bei 237 einzustellen. Die
digitale Logikschaltung 208 empfängt das Testausgangssignal
OUT bei 218 und misst Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 218. Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 218 und/oder von anderen Signalen von der analogen
Schaltung 206 außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktionieren die analoge Schaltung 206 und/oder
eine oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die
digitale Verzögerungsschaltung 210 und
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204,
nicht ordnungsgemäß und die
digitale Logikschaltung 208 berichtet den Ausfall oder
die Fehlfunktion des Sensors 200.
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4 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Sensorschaltung 231 darstellt. Bei dem Sensor 200 ist
die Sensorschaltung 231 elektrisch mit dem Verstärker 232 über einen
Eingangsweg 237 und mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 über den
Rückkopplungseingangsweg 216 und
den Schalter 212 gekoppelt. Der Eingangsweg 237 umfasst
Differenzeingangswege 237a und 237b und der Rückkopplungseingangsweg 216 umfasst
einen Schalterrückkopplungsweg 216a und
einen Stromquellenrückkopplungsweg 216b.
Ferner ist die Sensorschaltung 231 elektrisch mit der Bandabstandsreferenz 202 über den
zweiten Bandabstandsweg 230 gekoppelt.
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Die
Sensorschaltung 231 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation
erfasst die Sensorschaltung 231 Ereignisse und liefert
ein erfasstes Signal bei 237, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Bei der Selbsttestmodusoperation empfängt die
Sensorschaltung 231 ein verzögertes Rückkopplungssignal bei 216 und
liefert das Eingangssignal IN bei 237, was eine Oszillation
bei dem Testausgangssignal OUT bei 218 erzeugt.
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Die
Sensorschaltung 231 umfasst eine erste Stromquelle 250,
ein Hall-Effekt-Erfassungselement 252,
einen ersten und einen zweiten Selbsttesttransistor 254 und 256,
einen Schalter 258 und eine zweite Stromquelle 260.
Die erste Stromquelle 250 ist elektrisch mit einer analogen
Leistungsversorgung VDDA bei 262 und mit einer Ecke des
Hall-Effekt-Erfassungselements 252 gekoppelt. Eine gegenüberliegende
Ecke des Hall-Effekt-Erfassungselements 252 ist
elektrisch bei 264 mit einer Referenz gekoppelt, wie z.
B. Masse. Die erste Stromquelle 250 liefert Strom, der
durch das Hall-Effekt-Erfassungselement 252 zu
der Referenz bei 264 liefert.
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Das
Hall-Effekt-Erfassungselement 252 ist elektrisch mit einem
ersten und zweiten Selbsttesttransistor 254 und 256 gekoppelt.
Eine dritte Ecke des Hall-Effekt-Erfassungselements 252 ist
elektrisch mit dem Drain-Source-Weg des ersten Selbsttesttransistors 254 über den
Differenzeingangsweg 237b gekoppelt. Eine vierte Ecke des
Hall-Effekt-Erfassungselements 252 ist
elektrisch mit dem Drain-Source-Weg des zweiten Selbsttesttransistors 256 über den
Differenzeingangsweg 237a gekoppelt. Die Gates des ersten
und des zweiten Selbsttesttransistors 254 und 256 sind
elektrisch gekoppelt, um das Testsignal TEST MODE bei 266 zu
empfangen.
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Die
andere Seite des Drain-Source-Wegs des ersten Selbsttesttransistors 254 ist
elektrisch mit dem Schalter 258 über den ersten Schaltweg 268 gekoppelt,
und die andere Seite des Drain-Source-Wegs des zweiten Selbsttesttransistors 256 ist elektrisch
mit dem Schalter 258 über
den zweiten Schaltweg 270 gekoppelt. Der Schalter 258 ist
elektrisch mit der zweiten Stromquelle 270 über den Stromweg 272 gekoppelt
und die zweite Stromquelle 260 ist elektrisch mit einer
Referenz bei 274 gekoppelt, wie z. B. Masse. Der Schalter 258 ist
elektrisch mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 über den Schalterrückkopplungsweg 216a gekoppelt
und die zweite Stromquelle 260 ist elektrisch mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 über den
Stromquellenrückkopplungsweg 216b gekoppelt.
Die zweite Stromquelle 260 ist elektrisch mit der Bandabstandsreferenz 202 über den
zweiten Bandabstandsweg 230 gekoppelt.
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Bei
einer Normalmodusoperation empfangen der erste und der zweite Selbsttesttransistor 254 und 256 ein
inaktives Testsignal bei 266, das den ersten und den zweiten
Selbsttesttransistor 254 und 256 ausschaltet.
Das Hall-Effekt-Erfassungselement 252 erfasst ein Magnetfeld
und liefert ein erfasstes Signal über Differenzeingangswege 237a und 237b.
Das erfasste Signal bei 237 entspricht dem erfassten Magnetfeld.
Das erfasste Signal über
die Differenzeingangswege 237a und 237b wird zu
dem Verstärker 232 geliefert
und von demselben empfangen.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation empfangen der erste und der zweite
Selbsttesttransistor 254 und 256 ein aktives Testsignal
bei 266, das den ersten und den zweiten Selbsttesttransistor 254 und 256 einschaltet.
Einer der Differenzeingangswege 237a und 237b wird
tiefgezogen relativ zu dem anderen der Differenzeingangswege 237a und 237b über den Schalter 258 und
die zweite Stromquelle 260. Dies liefert das Eingangssignal
IN bei 237. Der Verstärker 232 empfängt das
Eingangssignal IN bei 237 und die analoge Schaltung 206 liefert
das Ausgangssignal OUT bei 218, das über eine digitale Verzögerungsschaltung 210 und
den Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 zurückgekoppelt
wird.
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Der
Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 empfängt das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 222 und liefert ein Schaltersignal bei 216a,
das den Schalter 258 steuert. Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 schaltet den
Schalter 258, um den anderen der Differenzeingangswege 237a und 237b relativ
zu dem ersten der Differenzeingangswege 237a und 237b über den Schalter 258 und
die zweite Stromquelle 260 tiefzuziehen. Dies schaltet
die Spannungen auf den Differenzeingangswegen bei 237a und 237b und
das Eingangssignal IN bei 237. Der Verstärker 232 empfängt das
geschaltete Eingangssignal IN bei 237 und die analoge Schaltung 206 liefert
ein entsprechendes Ausgangssignal OUT bei 218, das über die
digitale Verzögerungsschaltung 210 und
den Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 zurückgekoppelt
wird. Der Prozess wird wiederholt, um eine Oszillation bei dem Eingangssignal
IN bei 237 und dem Ausgangssignal OUT bei 218 zu
erzeugen.
-
Der
Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 liefert
einen Zählwert
zu der zweiten Stromquelle 260. Dieser Zählwert stellt
den Stromfluss durch die zweite Stromquelle 260 derart
ein, dass das Eingangssignal IN bei 237 basierend auf dem
Zählwert
eingestellt werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel erhält der Aufwärts/Abwärts-Zähler den
Zählwert
durch Aufwärtszählen während einer
Phase des verzögerten
Rückkopplungssignals
bei 222 und abwärts
während
der anderen Phase des verzögerten
Rückkopplungssignals
bei 222. Bei anderen Ausführungsbeispielen steuern die
digitale Verzögerungsschaltung 210 oder
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 204 nur
den Schalter 258, um eine Oszillation bei dem Eingangssignal
IN bei 237 und dem Ausgangssignal OUT bei 218 zu
erzeugen.
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5 und 6 sind
Zeitgebungsdiagramme, die eine Selbsttestmodusoperation von einem Ausführungsbeispiel
des Sensors 200 darstellen. Bei diesem Beispiel umfasst
der Sensor 200 keinen Aufwärts/Abwärts-Zähler 204.
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5 ist
ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor 200 darstellt,
der innerhalb eingerichteter Grenzen während einer Selbsttestmodusoperation funktioniert.
Die digitale Verzögerungsschaltung 210 liefert
das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 300, der Verstärker 232 liefert
das verstärkte
Testsignal bei 302, das Tiefpassfilter 234 liefert
das gefilterte Testsignal bei 304 und der Komparator 236 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 306.
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Die
Sensorschaltung 231 empfängt das verzögerte Rückkopplungssignal
bei 300 und schaltet das Eingangssignal IN bei 237,
um die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 306 zu
erzeugen. Der Verstärker 232 empfängt das
Eingangssignal IN bei 237 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 302, wobei das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 300 und das verstärkte
Testsignal bei 302 180 Grad phasenversetzt zueinander sind.
Das Tiefpassfilter 234 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 302, um das gefilterte Testsignal bei 304 zu
liefern, was eine dreieckförmige
Welle ist, basierend auf dem verstärkten Testsignal bei 302.
Der Hauptkomparator 236 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 304 und liefert das Testausgangssignal OUT bei 306.
Die digitale Verzögerungsschaltung 210 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 306 und verzögert das Ausgangssignal, um
das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 300 zu liefern, und der Prozess wiederholt sich mit
der Sensorschaltung 231, die das verzögerte Rückkopplungssignal bei 300 empfängt und
das Eingangssignal IN bei 237 schaltet.
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Die
digitale Logikschaltung 208 empfangt das Testausgangssignal
OUT bei 306 und misst die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 306. Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 306 außerhalb
der eingerichteten Grenzen sind, berichtet die digitale Logikschaltung 208 den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 200. Bei einem
Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 208 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter, des Testausgangssignals
OUT bei 306. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 208 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das gefilterte Testsignal bei 304 durch die digitale
Logikschaltung 208 empfangen und die Amplitude des gefilterten
Testsignals bei 304 wird analysiert, um zu bestimmen, ob
der Verstärker 232 und
das Tiefpassfilter 234 innerhalb eingerichteter Grenzen
arbeiten.
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6 ist
ein Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor 200 darstellt,
der während
der Selbsttestmodusoperation fehlfunktioniert. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 liefert
das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 320, der Verstärker 232 liefert
das verstärkte
Testsignal bei 322, das Tiefpassfilter 234 liefert
das gefilterte Testsignal bei 324 und der Komparator 236 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 326.
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Der
Komparator 236 hat ein Versatzproblem, derart, dass das
Ausgangssignal OUT bei 326 eine Hochphase bei 328 hat,
die kleiner ist als 50% der Periode P, und eine Tiefphase bei 330,
die größer ist als
50% der Periode P. Ferner ist die Frequenz des Ausgangssignals OUT
bei 326 langsamer als die Frequenz des Ausgangssignals
OUT bei 306 in 5. Somit werden der Arbeitszyklus
und die Frequenz des Ausgangssignals OUT bei 326 durch
das Versatzproblem des Komparators 236 beeinflusst.
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Die
digitale Verzögerungsschaltung 210 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 326 und verzögert das Ausgangssignal, um
das verzögerte Rückkopplungssignal
bei 320 zu liefern. Die Sensorschaltung 231 empfängt das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 320 und schaltet das Eingangssignal IN bei 237,
um die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 326 zu
erzeugen. Der Verstärker 232 empfängt das
Eingangssignal IN bei 237 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 322, wobei das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 320 und das verstärkte
Testsignal bei 322 180 Grad phasenversetzt zueinander sind.
Das Tiefpassfilter 234 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 322, um das gefilterte Testsignal bei 324 zu
liefern, das eine dreieckförmige Welle
basierend auf dem verstärkten
Testsignal bei 322 ist. Der Hauptkomparator 236 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 324 und der Komparator 236, mit
dem Versatzproblem, liefert das Testausgangssignal OUT bei 326.
Dieses Testausgangssignal OUT bei 326 weist einen Arbeitszyklus
auf, der weniger ist als 50% und eine Frequenz, die unterschiedlich
zu der Frequenz des Testausgangssignals OUT bei 306 in 5 ist.
Der Prozess wiederholt sich mit der digitalen Verzögerungsschaltung 210,
die das Testausgangssignal OUT bei 326 empfangt und das
Ausgangssignal verzögert,
um das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 320 zu liefern, usw.
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Die
digitale Logikschaltung 208 empfangt das Testausgangssignal
OUT bei 326 und misst die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 326. Zum Beispiel misst die digitale Logikschaltung 208 den
Arbeitszyklus und die Frequenz des Testausgangssignals OUT bei 320.
Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals OUT bei 326 außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, berichtet die digitale Logikschaltung 208 den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 200. Bei einem
Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 208 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter, des Testausgangssignals
OUT bei 218. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 208 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das gefilterte Testsignal bei 304 durch eine Schaltung empfangen,
wie z. B. die digitale Logikschaltung 208, und die Amplitude
des gefilterten Testsignals bei 304 wird analysiert, um
zu bestimmen, ob der Verstärker 232 und
das Tiefpassfilter 234 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten.
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7 ist
ein Graph, der die Selbstoszillationsfrequenz bei 350,
Verzögerungszeit
bei 352 und Tiefpassfilterfrequenz (LPF; low pass filter)
bei 354 bei einem Ausführungsbeispiel
des Sensors aus 3 darstellt. Der Taktgenerator 214 taktet
die digitale Verzögerungsschaltung 210 über das
Taktsignal bei 226, wobei die Frequenz des Taktsignals
bei 226 der Verzögerungszeit
bei 352 entspricht. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 liefert
die Verzögerungszeit
bei 352 basierend auf der Frequenz des Taktsignals bei 226.
Wenn die Verzögerungszeit
bei 352 abnimmt, nimmt die Selbstoszillationsfrequenz bei 350 zu.
Ferner, wenn die LPF-Frequenz bei 354, die über das
Tiefpassfilter 234 geliefert wird, zunimmt, nimmt die Selbstoszillationsfrequenz
bei 350 zu. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Verzögerungszeit
durch die analoge Schaltung 206 in derselben Größenordnung
wie die Verzögerungszeit
bei 352 durch die digitale Verzögerungsschaltung 210.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Verzögerungszeit
durch das Tiefpassfilter 234 in derselben Größenordnung
wie die Verzögerungszeit
bei 352 durch die digitale Verzögerungsschaltung 210.
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Die
Selbstoszillationsfrequenz bei 350, Verzögerungszeit 352 und
LPF-Frequenz bei 354 ändern
sich mit technischen Abweichungen, wie z. B. Prozess- und Temperaturabweichungen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 208 die Frequenz des
Taktsignals bei 226 oder alternativ die Frequenz des Taktsignals
bei 224, um Informationen über technische Abweichungen
zu erhalten. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 208 die Verzögerungszeit,
wie z. B. die Verzögerungszeit
bei 352 durch die digitale Verzögerungsschaltung 210 oder
die Verzögerungszeit
durch das Tiefpassfilter 234, um Informationen über technische
Abweichungen zu erhalten.
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8 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors 400 darstellt, der einen Hysteresekomparator 402 umfasst.
Der Sensor 400 führt
Normalmodusoperationen und Selbsttestmodusoperationen aus, die die
analoge Schaltung 404 testen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor 400 ähnlich
zu dem System 200. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 400 ähnlich zu
dem System 100. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 400 ähnlich zu
dem System 20. Bei einem Ausführungsbeispiel führt der
Sensor 400 Selbsttests aus, um Herstellungsziele und Sicherheitsaufgaben zu
erfüllen,
wie z. B. Null-Fehler-Herstellungsziele und SIL-Ziele. Bei einem
Ausführungsbeispiel
führt der
Sensor 400 Selbsttests mindestens entweder beim Herstellungstesten,
Einschalten und zu anderen ausgewählten Zeiten bei der Anwendung
aus.
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Der
Sensor 400 umfasst eine analoge Schaltung 404,
eine digitale Logikschaltung 406, einen Schalter 408 und
einen Taktgenerator 410. Die analoge Schaltung 404 ist
elektrisch mit dem Schalter 408 über den Rückkopplungseingangsweg 412 und den
Hystereserückkopplungsweg 414 gekoppelt.
Die analoge Schaltung 404 ist elektrisch mit der digitalen Logikschaltung 406 über den
Hystereserückkopplungsweg 414 und
den Komparatorausgangsweg 416 gekoppelt. Der Taktgenerator 410 ist
elektrisch mit der digitalen Logikschaltung 406 über den
Taktweg 418 gekoppelt und liefert ein Taktsignal zu der
digitalen Logikschaltung 406 über den Taktweg 418.
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Die
Komponenten des Sensors 400, einschließlich analoger Schaltung 404,
digitaler Logikschaltung 406, Schalter 408 und
Taktgenerator 410, kommunizieren miteinander, um Sensoroperationen auszuführen. Bei
einem Ausführungsbeispiel
sind alle diese Kompo nenten auf einem integrierten Schaltungschip.
Bei anderen Ausführungsbeispielen sind
eine oder mehrere dieser Komponenten auf anderen integrierten Schaltungschips.
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Die
analoge Schaltung 404 umfasst einen Hysteresekomparator 402,
eine Sensorschaltung 419, einen Verstärker 420, ein Tiefpassfilter 422 und einen
Hauptkomparator 424. Die Sensorschaltung 419 ist
elektrisch mit dem Schalter 408 über einen Rückkopplungseingangsweg 412 gekoppelt.
Der Verstärker 420 ist
elektrisch mit der Sensorschaltung 419 über einen Eingangsweg 425 und
mit dem Tiefpassfilter 422 über einen Verstärkerausgangsweg 426 gekoppelt.
Der Ausgang des Tiefpassfilters 422 ist elektrisch mit
dem Hauptkomparator 424 und dem Hysteresekomparator 402 über den
gefilterten Ausgangsweg 428 gekoppelt. Der Hauptkomparator 424 ist
elektrisch mit der digitalen Logikschaltung 406 über einen
Komparatorausgangsweg 416 gekoppelt, und der Hysteresekomparator 402 ist
elektrisch mit der digitalen Logikschaltung 406 und dem
Schalter 408 über
einen Hystereserückkopplungsweg 414 gekoppelt.
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Der
Sensor 400 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation
steuert der Sensor 400 den Schalter 408, um den
Rückkopplungseingangsweg 412 in
einen Leerlaufzustand bei 432 zu schalten. Bei der Selbsttestmodusoperation steuert
der Sensor 400 den Schalter 408, um den Rückkopplungseingangsweg 412 zu
dem Ausgang bei 414 des Hysteresekomparators 402 zu
schalten. Der Sensor 400 steuert den Schalter 408 über eine Steuerlogik
(der Klarheit halber nicht gezeigt), um den Rückkopplungseingangsweg 412 zwischen
dem Leerlaufzustand bei 432 und dem Ausgang bei 414 zu
schalten. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Schalter 408 mit einer Referenz bei 432 gekoppelt, wie
z. B. Masse.
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Die
Sensorschaltung 419 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation
erfasst die Sensorschaltung 419 Ereignisse und liefert
ein erfasstes Signal bei 425, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Bei einer Selbsttestmodusoperation empfangt die Sensorschaltung 419 ein
Hystereserückkopplungssignal
bei 414 über
einen Rückkopplungseingangsweg 412 und
liefert das Eingangssignal IN bei 425, was eine Oszillation
bei dem Testausgangssignal OUT bei 416 erzeugt. Bei einem
Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 419 Magneterfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 419 XMR-Erfassungselemente. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 419 Hall-Effekt-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 419 eine optische Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 419 eine induktive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschal tung 419 eine kapazitive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 419 eine resistive Sensorschaltung.
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Die
analoge Schaltung 404 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfangt
der Verstärker 420 das
erfasste Signal bei 425 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal zu dem Tiefpassfilter 422 über einen Verstärkerausgangsweg 426.
Das Tiefpassfilter 422 empfängt und filtert das verstärkte, erfasste
Signal bei 426 und liefert ein gefiltertes, erfasstes Signal
zu dem Hauptkomparator 424 und zu dem Hysteresekomparator 402 über den
gefilterten Ausgangsweg 428. Der Hauptkomparator 424 empfängt das
gefilterte, erfasste Signal bei 428 und liefert ein erfasstes
Ausgangssignal zu der digitalen Logikschaltung 406 über den
Komparatorausgangsweg 416. Der Hysteresekomparator 402 empfängt das
gefilterte, erfasste Signal bei 428 und liefert ein Hystereseausgangssignal zu
der digitalen Logikschaltung 406 über den Hystereserückkopplungsweg 414.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation empfangt der Verstärker 420 das Eingangssignal
IN bei 425 und liefert ein verstärktes Testsignal zu dem Tiefpassfilter 422 über den
Verstärkerausgangsweg 426. Das
Tiefpassfilter 422 empfangt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 426 und liefert ein gefiltertes Testsignal zu dem Hauptkomparator 424 und
zu dem Hysteresekomparator 402 über den gefilterten Ausgangsweg 428.
Der Hauptkomparator 424 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 428 und liefert das Testausgangssignal OUT bei 416.
Der Hysteresekomparator 402 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 428 und liefert ein Hystereserückkopplungssignal bei 414.
Die Sensorschaltung 419 empfängt das Hystereserückkopplungssignal
bei 414 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425 basierend
auf dem Hystereserückkopplungssignal
bei 414, was die Oszillation bei dem Testausgangssignal
OUT bei 416 erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Eingangssignale
bei 425, die verstärkten
Signale bei 426 und die gefilterten Signale bei 428 Differenzsignale.
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Die
digitale Logikschaltung 406 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei einer Normalmodusoperation
empfängt
die digitale Logikschaltung 406 das erfasste Ausgangssignal
bei 416 und das Hystereseausgangssignal bei 414 und
liefert ein Ausgangssignal zu anderen Schaltungen. Die Ausgangssignale
entsprechen den erfassten Signalen von der Sensorschaltung 419.
Bei der Selbsttestoperation empfängt
und misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 416 und/oder anderer Signale
von der analogen Schaltung 404. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 416 und/oder der anderen
Signale außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktionieren die analoge Schaltung 404 und/oder
die Sensorschaltung 419 nicht innerhalb eingerichteter
Grenzen und die digitale Logikschaltung 406 berichtet einen
Fehler oder die Fehlfunktion des Sensors 400. Bei einem
Ausführungsbeispiel
empfängt
und misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika
des Hystereserückkopplungssignals
bei 414. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter. Bei einem
Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 406 eine oder mehrere
Charakteristika, wie z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der
Amplitude, Amplitudenscheitel, Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten,
Phasendifferenzen bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und
Schaltpulse. Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
eine Schaltung, wie z. B. die digitale Logikschaltung 406,
das gefilterte Testsignal bei 428 und die Amplitude des
gefilterten Testsignals bei 428 wird analysiert, um zu
bestimmen, ob Verstärker 420 und
Tiefpassfilter 422 innerhalb eingerichteter Grenzen arbeiten.
Bei einem Ausführungsbeispiel
steuert die digitale Logikschaltung 406 den Schalter 408,
um zwischen einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation zu
schalten.
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Bei
der Normalmodusoperation des Sensors 400 erfasst die Sensorschaltung 419 Ereignisse
und liefert ein erfasstes Signal bei 425, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Der Verstärker 420 empfängt das
erfasste Signal bei 425 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal bei 426. Das Tiefpassfilter 422 empfängt und
filtert das verstärkte,
erfasste Signal bei 426 und liefert ein gefiltertes, erfasstes
Signal bei 428. Der Hauptkomparator 424 und der
Hysteresekomparator 402 empfangen das gefilterte, erfasste Signal
bei 428. Der Hauptkomparator 424 liefert ein erfasstes
Ausgangssignal bei 416 und der Hysteresekomparator 402 liefert
ein Hystereseausgangssignal bei 414. Die digitale Logikschaltung 406 empfängt das
erfasste Ausgangssignal bei 416 und das Hystereseausgangssignal
bei 414 und liefert ein Ausgangssignal zu anderen Schaltungen,
wobei die Ausgangssignale den erfassten Signalen von der Sensorschaltung 419 entsprechen.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation erzeugt der Sensor 400 ein
oszillierendes Testausgangssignal OUT bei 416 und ein oszillierendes
Hystereserückkopplungssignal
bei 414. Der Sensor 400 misst Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 416, um die analoge Schaltung 404 zu
testen. Bei einem Ausführungsbeispiel
misst der Sensor 400 Charakteristika des Hystereserückkopplungssignals
bei 414, um die analoge Schaltung 404 zu testen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
misst der Sensor 400 Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 416 und des Hystereserückkopplungssignals bei 414,
um die analoge Schaltung 404 zu testen.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation empfängt die Sensorschaltung 419 das
Hystereserückkopplungssignal
bei 414 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425,
um die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 416 und
des Hystereserückkopplungssignals
bei 414 zu erzeugen. Der Verstärker 420 empfangt
das Eingangssignal IN bei 425 und liefert ein verstärktes Testsignal
bei 426. Das Tiefpassfilter 422 empfangt und filtert
das verstärkte
Testsignal bei 426 und liefert ein gefiltertes Testsignal
bei 428. Der Hauptkomparator 424 empfangt das
gefilterte Testsignal bei 428 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 416. Der Hysteresekomparator 402 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 428 und liefert das Hystereserückkopplungssignal
bei 414. Die Sensorschaltung 419 empfängt das
Hystereserückkopplungssignal
bei 414 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425 und
die Sequenz wiederholt sich. Die digitale Logikschaltung 406 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 416 und misst Charakteristika des
Testausgangssignals OUT bei 416. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 416 und/oder von anderen
Signalen aus der analogen Schaltung 404 außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktioniert die analoge Schaltung 404 und/oder die
Sensorschaltung 419 nicht innerhalb eingerichteter Grenzen
und die digitale Logikschaltung 406 berichtet den Ausfall
oder die Fehlfunktion des Sensors 400. Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
und misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika des
Hystereserückkopplungssignals
bei 414. Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
und misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 416 und des Hystereserückkopplungssignals
bei 414, um die analoge Schaltung 404 zu testen.
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9, 10 und 11 sind
Zeitgebungsdiagramme, die eine Selbsttestmodusoperation von einem
Ausführungsbeispiel
des Sensors 400 darstellen.
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9 ist
ein Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor 400 darstellt,
der innerhalb eingerichteter Grenzen während einer Selbsttestmodusoperation funktioniert.
Der Hysteresekomparator 402 liefert das Hystereserückkopplungssignal
bei 500, der Verstärker 420 liefert
das verstärkte
Testsignal bei 502, das Tiefpassfilter 422 liefert
das gefilterte Testsignal bei 504 und der Hauptkomparator 424 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 506. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Arbeitszyklus des Ausgangssignals OUT bei 506 50%.
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Die
Sensorschaltung 419 empfängt das Hystereserückkopplungssignal
bei 500 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425,
um die Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 506 zu
erzeugen. Der Verstärker 420 empfängt das
Eingangssignal IN bei 425 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 502, wobei das Hystereserückkopplungssignal bei 500 und das
verstärkte
Testsignal bei 502 180 Grad phasenverschoben zueinander
sind. Das Tiefpassfilter 422 empfangt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 502 und liefert das gefilterte Testsignal bei 504,
was eine dreieckförmige
Welle ist, basierend auf dem verstärkten Testsignal bei 502.
Der Hauptkomparator 424 empfangt das gefilterte Testsignal
bei 504 und liefert das Testausgangssignal OUT bei 506.
Der Hysteresekomparator 402 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 504 und liefert das Hystereserückkopplungssignal bei 500.
Der Prozess wiederholt sich, wobei die Sensorschaltung 419 das
Hystereserückkopplungssignal
bei 500 empfängt
und das Eingangssignal IN bei 425 schaltet.
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Die
digitale Logikschaltung 406 empfangt das Testausgangssignal
OUT bei 506 und misst die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 506. Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 506 außerhalb
der eingerichteten Grenzen sind, berichtet die digitale Logikschaltung 406 den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 400. Bei einem
Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter, des Testausgangssignals
OUT bei 506. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 406 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das gefilterte Testsignal bei 504 durch die digitale
Logikschaltung 406 empfangen und die Amplitude des gefilterten
Testsignals bei 504 wird analysiert, um zu bestimmen, ob
der Verstärker 420 und
das Tiefpassfilter 422 innerhalb eingerichteter Grenzen
arbeiten.
-
10 ist
ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor 400 darstellt,
der während
einer Selbsttestmodusoperation fehlfunktioniert. Der Hysteresekomparator 402 liefert
das Hystereserückkopplungssignal
bei 520, der Verstärker 420 liefert
das verstärkte
Testsignal bei 522, das Tiefpassfilter 422 liefert
das gefilterte Testsignal bei 524 und der Hauptkomparator 424 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 526.
-
Bei
diesem Beispiel weist der Hysteresekomparator 402 ein Versatzproblem
auf, derart, dass der Hysteresekomparator 402 mit dem gefilterten Testsignal
bei 524 bei höheren
Werten als den Werten schaltet, die erreicht werden, wenn der Hysteresekomparator 402 kein
Versatzproblem hat. Dies liefert ein Hystereserückkopplungssignal bei 520,
das eine Hochphase bei 528 aufweist, die kleiner ist als 50%
der Periode P, und eine niedrige Phase bei 530, die größer ist
als 50% der Periode P. Ferner führt
dies zu einem Testausgangssignal OUT bei 526, das eine niedrige
Phase bei 532 aufweist, die kleiner ist als 50% der Periode
P, und eine Hochphase bei 534, die größer ist als 50% der Periode
P. Zusätzlich dazu
ist die Frequenz des Ausgangssignals OUT bei 526 langsamer
als die Frequenz des Ausgangssignals OUT bei 506 in 5.
Somit werden der Arbeitszyklus und die Frequenz des Ausgangssignals
OUT bei 526 durch das Versatzproblem des Hysteresekomparators 402 beeinflusst.
-
Der
Hysteresekomparator 402 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 524 und liefert das Hystereserückkopplungssignal bei 520 derart,
dass der Hysteresekomparator 402 schaltet, wenn das gefilterte Testsignal
bei 524 höhere
Werte erreicht als die Werte, die erreicht werden, wenn der Hysteresekomparator 402 kein
Versatzproblem hat. Die Sensorschaltung 419 empfängt das
Hystereserückkopplungssignal
bei 520 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425.
Der Verstärker 420 empfängt das
Eingangssignal IN bei 425 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 522, wobei das Hystereserückkopplungssignal bei 520 und
das verstärkte
Testsignal bei 522 180 Grad phasenverschoben zueinander
sind. Das Tiefpassfilter 422 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal bei 522,
um das gefilterte Testsignal bei 524 zu liefern, das die
dreieckförmige
Welle ist, bei höheren Werten
basierend auf dem verstärkten
Testsignal bei 522. Der Hauptkomparator 424 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 524 und der Hauptkomparator 424 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 526. Dieses Testausgangssignal
OUT bei 526 weist einen Arbeitszyklus auf, der größer ist
als 50%, und eine Frequenz, die unterschiedlich ist zu der Frequenz
des Testausgangssignals OUT bei 506 in 5.
Der Prozess wiederholt sich, wenn der Hysteresekomparator 402 das
Hystereserückkopplungssignal
bei 520 liefert, usw.
-
Die
digitale Logikschaltung 406 empfängt das Testausgangssignal
OUT bei 526 und misst Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 526. Zum Beispiel misst die digitale Logikschaltung 406 den
Arbeitszyklus und die Frequenz des Testausgangssignals OUT bei 526.
Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals OUT bei 526 außerhalb eingerichteter
Grenzen sind, berichtet die digitale Logikschaltung 406 den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 400. Bei einem
Ausführungsbeispiel misst
die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika, wie z.
B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter, des Testausgangssignals
OUT bei 526. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 406 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. Baden quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das gefilterte Testsignal bei 524 durch eine Schaltung empfangen,
wie z. B. die digitale Logikschaltung 406, und die Amplitude
des gefilterten Testsignals bei 524 wird analysiert, um
zu bestimmen, ob der Verstärker 420 und
das Tiefpassfilter 422 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten.
-
11 ist
ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor 400 darstellt,
der während
einer Selbsttestmodusoperation fehlfunktioniert, wobei sowohl der
Hysteresekomparator 402 als auch der Hauptkomparator 424 Versatzprobleme
aufweisen. Der Hysteresekomparator 402 liefert das Hystereserückkopplungssignal
bei 540, der Verstärker 420 liefert das
verstärkte
Testsignal bei 542, das Tiefpassfilter 422 liefert
das gefilterte Testsignal bei 544 und der Hauptkomparator 424 liefert
das Testausgangssignal OUT bei 546.
-
Bei
diesem Beispiel hat der Hysteresekomparator 402 ein Versatzproblem,
derart, dass der Hysteresekomparator 402 mit dem gefilterten
Testsignal bei 544 auf höheren Werten als den Werten schaltet,
die erreicht werden, wenn der Hysteresekomparator 402 kein
Versatzproblem hat. Dies liefert ein Hystereserückkopplungssignal bei 540,
das eine hohe Phase bzw. Hochphase bei 548 aufweist, die geringer
ist als 50% der Periode P, und eine niedrige Phase bzw. Niedrigphase
bei 550, die größer ist
als 50% der Periode P. Ferner hat der Hauptkomparator 424 ein
Versatzproblem, derart, dass das Testausgangssignal OUT bei 546 eine
niedrige Phase bei 552 hat, die etwas größer ist
als 50% der Periode P, und eine hohe Phase bei 554, die
etwas kleiner ist als 50% der Periode P. Zusätzlich dazu ist die Frequenz des
Ausgangssignals OUT bei 546 langsamer als die Frequenz
des Ausgangssignals OUT bei 506 in 5. Somit
werden der Arbeitszyklus und die Frequenz des Ausgangssignals OUT
bei 546 durch die Versatzprobleme des Hysteresekomparators 402 und
des Hauptkomparators 424 verändert.
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Der
Hysteresekomparator 402 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 544 und liefert das Hystereserückkopplungssignal bei 540 derart,
dass der Hysteresekomparator 402 schaltet, wenn das gefilterte Testsignal
bei 544 höhere
Werte erreicht als die Werte, die erreicht werden, wenn der Hysteresekomparator 402 kein
Versatzproblem hat. Die Sensorschaltung 419 empfängt das
Hystereserückkopplungssignal
bei 540 und schaltet das Eingangssignal IN bei 425.
Der Verstärker 420 empfängt das
Eingangssignal IN bei 425 und liefert das verstärkte Testsignal
bei 542, wobei das Hystereserückkopplungssignal bei 540 und
das verstärkte
Testsignal bei 542 180 Grad phasenverschoben zueinander
sind. Das Tiefpassfilter 422 empfangt und filtert das verstärkte Testsignal bei 542,
um das gefilterte Testsignal bei 544 zu liefern, das die
dreieckförmige
Welle bei höheren
Werten basierend auf dem verstärkten
Testsignal bei 542 ist. Der Hauptkomparator 424 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 544 und liefert das Testausgangssignal OUT
bei 546. Dieses Testausgangssignal OUT bei 546 weist
einen Arbeitszyklus auf, der weniger ist als 50%, und eine Frequenz,
die unterschiedlich ist zu der Frequenz des Testausgangssignals
OUT bei 506 in
-
5.
Der Prozess wird wiederholt, wobei der Hysteresekomparator 402 das
Hystereserückkopplungssignal
bei 540 liefert, usw.
-
Die
digitale Logikschaltung 406 empfängt das Testausgangssignal
OUT bei 546 und misst Charakteristika des Testausgangssignals
OUT bei 546. Zum Beispiel misst die digitale Logikschaltung 406 den
Arbeitszyklus und die Frequenz des Testausgangssignals OUT bei 546.
Wenn die Charakteristika des Testausgangssignals OUT bei 546 außerhalb eingerichteter
Grenzen sind, berichtet die digitale Logikschaltung 406 den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 400. Bei einem
Ausführungsbeispiel misst
die digitale Logikschaltung 406 Charakteristika, wie z.
B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter, des Testausgangssignals
OUT bei 546. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 406 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das gefilterte Testsignal bei 544 durch eine Schaltung empfangen,
wie z. B. die digitale Logikschaltung 406, und die Amplitude
des gefilterten Testsignals bei 544 wird analysiert, um
zu bestimmen, ob der Verstärker 420 und
das Tiefpassfilter 422 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten.
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12 ist
ein Diagramm, das die Korrelation zwischen Rauschen und Jitter darstellt,
abhängig
von der Signalsteigung bei dem Sensor 400. Die Signalamplitude
bei 560 ist über
der Zeit T in Millisekunden (ms) bei 562 aufgetragen.
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Rauschen
wird bei 564 in den Sensor 400 eingebracht und
zu dem Signal bei 566 hinzugefügt. Das Signal bei 566 wird
durch eine Schaltung empfangen, wie z. B. einen Komparator, der
ein digitales Ausgangssignal bei 568 erzeugt. Die Flanken
des digitalen Ausgangssignals bei 568 umfassen Jitter bei 570 basierend
auf dem Schalten der Schaltung mit dem rauschbeladenen Signal bei 566.
Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das Rauschen bei 564 in den Sensor 400 über eine
analoge Schaltung 404 eingebracht und Komponenten, wie
z. B. Verstärker 420 und
Tiefpassfilter 422. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Signal
bei 566 das gefilterte Testsignal, das über ein Tiefpassfilter 422 geliefert
wird, und der Hauptkomparator 424 empfängt das gefilterte Testsignal
bei 566 und liefert das digitale Ausgangssignal bei 568,
was geprüft
werden kann, um zu bestimmen, ob der Sensor 400 innerhalb
eingerichteter Grenzen arbeitet, was Rausch- und Jittergrenzen umfasst.
Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das Signal bei 566 durch eine Schaltung empfangen,
wie z. B. einen Komparator, der das digitale Ausgangssignal bei 568 erzeugt,
und das digitale Ausgangssignal bei 568 umfasst Schaltpulse
bei 570 basierend auf dem Schalten der Schaltung mit dem
rauschbeladenen Signal bei 566.
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13 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors 600 darstellt, der einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 602,
einen Multiplexer 604 und einen Versatz-DAC 606 umfasst.
Der Sensor 600 führt
Normalmodusoperationen und Selbsttestmodusoperationen aus, die die
analoge Schaltung 608 testen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor 600 ähnlich
zu dem System 200. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 600 ähnlich zu
dem System 100. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 600 ähnlich zu
dem System 20. Bei einem Ausführungsbeispiel führt der
Sensor 600 Selbsttests aus, um Herstellungsziele und Sicherheitsaufgaben zu
erfüllen,
wie z. B. Null-Fehler-Herstellungsziele und
SIL-Ziele. Bei einem Ausführungsbeispiel
führt der
Sensor 600 Selbsttests mindestens entweder beim Herstellungstesten,
Einschalten und zu anderen ausgewählten Zeiten in der Anwendung
aus.
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Der
Sensor 600 umfasst einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 602, einen Multiplexer 604,
Versatz-DAC 606 und analoge Schaltung 608. Der
Sensor 600 umfasst ferner eine digitale Logikschaltung 610,
digitale Verzögerungsschaltung 612,
Taktgenerator 616 und Bandabstandsreferenz 618.
Die analoge Schaltung 608 ist elektrisch mit der digitalen
Logikschaltung 610 und der digitalen Verzögerungsschaltung 612 über den
ersten Rückkopplungsweg 622 gekoppelt.
Die digitale Verzögerungsschaltung 612 ist
elektrisch mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 über den
zweiten Rückkopplungsweg 624 gekoppelt.
Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 ist
elektrisch mit einem Eingang des Multiplexers 604 über den
dritten Rückkopplungsweg 626 gekoppelt.
Der Ausgang des Multiplexers 604 ist elektrisch mit dem Versatz-DAC 606 über den
vierten Rückkopplungsweg 628 gekoppelt,
und der Versatz-DAC 606 ist elektrisch mit der analogen
Schaltung 608 über
den fünften
Rückkopplungsweg 630 gekoppelt.
Die digitale Logikschaltung 610 ist elektrisch mit einem
anderen Eingang des Multiplexers 604 über den Versatzrückkopplungsweg 632 gekoppelt.
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Der
Taktgenerator 616 ist elektrisch mit der digitalen Logikschaltung 610 über den
ersten Taktweg 634 und mit der digitalen Verzögerungsschaltung 612 über den
zweiten Taktweg 636 gekoppelt. Ferner ist der Taktgenerator 616 elektrisch
mit der Bandabstandsreferenz 618 über den ersten Bandabstandsweg 638 gekoppelt
und die Bandabstandsreferenz 618 ist elektrisch mit der
analogen Schaltung 608 über
den zweiten Bandabstandsweg 640 gekoppelt.
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Die
Komponenten des Sensors 600, einschließlich Aufwärts/Abwärts-Zähler 602, Multiplexer 604,
Versatz-DAC 606, analoge Schaltung 608, digitale
Logikschaltung 610, digitale Verzögerungsschaltung 612,
Taktgenerator 616 und Bandabstandsreferenz 618 kommunizieren
miteinander, um Sensoroperationen auszuführen. Bei einem Ausführungsbeispiel
sind alle diese Komponenten auf einem integrierten Schaltungschip.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
sind eine oder mehrere dieser Komponenten auf anderen, integrierten
Schaltungschips.
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Die
analoge Schaltung 608 umfasst eine Sensorschaltung 614,
einen Verstärker 642,
ein Tiefpassfilter 644 und einen Hauptkomparator 646.
Die Sensorschaltung 614 ist elektrisch mit der Bandabstandsreferenz 618 über einen
zweiten Bandabstandsweg 640 gekoppelt. Der Verstärker 642 ist elektrisch
mit der Sensorschaltung 614 über den Eingangsweg 620 und
mit dem Tiefpassfilter 644 über den Verstärkerausgangsweg 648 gekoppelt.
Der Hauptkomparator 646 ist elektrisch mit dem Tiefpassfilter 644 über den
gefilterten Ausgangsweg 650 und mit der digitalen Logikschaltung 610 und
der Verzögerungsschaltung 612 über den
ersten Rückkopplungsweg 622 gekoppelt.
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Die
Sensorschaltung 614 funktioniert in einer Normalmodusoperation.
In der Normalmodusoperation erfasst die Sensorschaltung 614 Ereignisse
und liefert ein erfasstes Signal bei 620, das den erfassten Ereignissen
entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 620 Magneterfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 620 XMR-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 620 Hall-Effekt-Erfassungselemente.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die Sensorschaltung 620 Hall-Effekt-Erfassungselemente und
eine Bandabstandsreferenz 618 wird verwendet, um den Strom
einzustellen, der durch die Hall-Erfassungselemente
fließt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist
die Sensorschaltung 614 eine optische Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 614 eine induktive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 614 eine kapazitive Sensorschaltung.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Sensorschaltung 614 eine resistive Sensorschaltung.
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Die
analoge Schaltung 608 funktioniert bei einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt der
Verstärker 642 das
erfasste Signal bei 620 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal zu dem Tiefpassfilter 644 über einen Verstärkerausgangsweg 648.
Das Tiefpassfilter 644 empfängt und filtert das verstärkte, erfasste
Signal bei 648 und liefert ein gefiltertes, erfasstes Signal
zu dem Hauptkomparator 646 über den gefilterten Ausgangsweg 650.
Der Hauptkomparator 646 empfängt das gefilterte, erfasste
Signal bei 650 und liefert ein erfasstes Ausgangssignal
zu der digitalen Logikschaltung 610 über den ersten Rückkopplungsweg 622.
Die digitale Logikschaltung 610 liefert ein Versatzrückkopplungssignal
zu dem Versatz-DAC 606 über
den Versatzrückkopplungsweg 632,
den Multiplexer 604 und den vierten Rückkopplungsweg 628.
Ein Versatzsignal von dem Versatz-DAC 606 wird durch den
Verstärker 642 über einen
fünften
Rückkopplungsweg 630 empfangen.
-
Bei
der Selbsttestmodusoperation empfängt der Verstärker 642 ein
Testversatzsignal von dem Versatz-DAC 606 über den
fünften
Rückkopplungsweg 630 und
liefert ein verstärktes
Testsignal zu dem Tiefpassfilter 644 über den Verstärkerausgangsweg 648.
Das Tiefpassfilter 644 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal
bei 648 und liefert ein gefiltertes Testsignal zu dem Hauptkomparator 646 über den gefilterten
Ausgangsweg 650. Der Hauptkomparator 646 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 650 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 622. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die verstärkten Signale
bei 648 und die gefilterten Signale bei 650 Differenzsignale.
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Die
digitale Logikschaltung 612 und der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 funktionieren
in einer Selbsttestmodusoperation. Die digitale Verzögerungsschaltung 612 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 622 und ein Taktsignal von dem
Taktgenerator 616 über
den zweiten Taktweg 636. Die digitale Verzögerungsschaltung 612 verwendet
das Taktsignal bei 636, um das Testausgangssignal OUT bei 622 zu
verzögern
und ein verzögertes
Rückkopplungssignal
bei 624 zu liefern. Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 empfängt das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 624 und liefert einen Zählwert in einem verzögerten Rückkopplungssignal
zu dem Versatz-DAC 606 über
den Multiplexer 604 und einen vierten Rückkopplungsweg 628.
Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 zählt aufwärts und
abwärts
basierend auf dem verzögerten
Rückkopplungssignal
bei 624, um den Zählwert
zu erhalten. Der Versatz-DAC 606 empfängt den Zählwert in dem verzögerten Rückkopplungsschaltung
bei 628 und liefert das Testversatzsignal zu dem Verstärker 642,
der eine Oszillation bei dem Testausgangssignal OUT bei 622 erzeugt.
Die Schleife wiederholt sich, wobei der Verstärker 642 das Testversatzsignal
bei 630 von dem Versatz-DAC 606 empfängt und
das verstärkte
Testsignal bei 648 zu dem Tiefpassfilter 644 liefert.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst die digitale Verzögerungsschaltung 612 Flip-Flops,
die über
das Taktsignal bei 636 getaktet sind.
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Der
Multiplexer 604 und der Versatz-DAC 606 funktionieren
in einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation.
Bei der Normalmodusoperation empfängt der Multiplexer 604 ein Versatzrückkopplungssignal
bei 632 von der digitalen Logikschaltung 610 und
liefert das Versatzrückkopplungssignal
zu dem Versatz-DAC über
einen vierten Rückkopplungsweg 628.
Der Versatz-DAC 606 empfängt das Versatzrückkopplungssignal
und liefert ein Versatzsignal zu dem Verstärker 642. Bei der
Selbsttestmodusoperation empfangt der Multiplexer 604 ein
Testversatzsignal bei 626 von dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 und
liefert das Testversatzsignal zu dem Versatz-DAC 606 über den
vierten Rückkopplungsweg 628.
Der Versatz-DAC 606 empfangt das Testversatzsignal bei 630 und
liefert ein Versatzsignal zu dem Verstärker 642.
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Die
digitale Logikschaltung 610 funktioniert in einer Normalmodusoperation
und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt die
digitale Logikschaltung 610 das erfasste Ausgangssignal
bei 622 und liefert ein Ausgangssignal zu anderen Schaltungen,
das den erfassten Signalen von der Sensorschaltung 614 entspricht.
Ferner liefert die digitale Logikschaltung 610 ein Versatzrückkopplungssignal
bei 632 zu dem Multiplexer 604. Bei der Selbsttestmodusoperation
empfangt und misst die digitale Logikschaltung 610 Charakteristika des
Testausgangssignals OUT bei 622 und/oder von anderen Signalen
von der analogen Schaltung 608. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 622 und/oder der anderen
Signale außerhalb
eingerichteter Grenzen sind, funktionieren die analoge Schaltung 622 und/oder
eine oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die digitale
Verzögerungsschaltung 612,
Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 und
Versatz-DAC 606, nicht ordnungsgemäß und die digitale Logikschaltung 610 berichtet
einen Fehler oder die Fehlfunktion des Sensors 600. Bei
einem Ausführungsbeispiel
misst die digitale Logikschaltung 610 Charakteristika,
wie z. B. Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus und Jitter des Testausgangssignals
OUT bei 622. Bei einem Ausführungsbeispiel misst die digitale
Logikschaltung 208 eine oder mehrere Charakteristika, wie
z. B. den quadratischen Mittelwert (RMS) der Amplitude, Amplitudenscheitel,
Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen
bei Signalen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse. Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
eine Schaltung, wie z. B. die digitale Logikschaltung 610,
das gefilterte Testsignal bei 650 und die Amplitude des gefilterten
Testsignals bei 650 wird analysiert, um zu bestimmen, ob
der Verstärker 642 und
das Tiefpassfilter 644 innerhalb der Funktionsgrenzen arbeiten. Bei
einem Ausführungsbeispiel
steuert die digitale Logikschaltung 610 den Multiplexer 604,
um zwischen einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation
zu schalten.
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Der
Taktgenerator 616 liefert ein Taktsignal zu der digitalen
Logikschaltung 610 über
den ersten Taktweg 634 und ein Taktsignal zu der digitalen
Verzögerungsschaltung 612 über den
zweiten Taktweg 636. Der Taktgenerator 616 verwendet
die Bandabstandsreferenz 618, um das Taktsignal bei 636 zu
liefern.
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Das
Tiefpassfilter 644 umfasst einen ersten Widerstand 652,
der mit einem ersten Kondensator 654 gekoppelt ist, die
erste Widerstands- und Kondensatorcharakteristika über Prozess-
und Temperaturabweichungen liefern. Die Bandabstandsreferenz 618 umfasst
einen zweiten Widerstand 656 und der Taktgenerator 616 umfasst
einen zweiten Kondensator 658, die zweite Widerstands-
und die Kondensatorcharakteristika über Prozess- und Temperaturabweichungen
liefern. Die zweiten Widerstands- und die Kondensatorcharakteristika
stimmen mit den ersten Widerstands- und Kondensatorcharakteristika über Prozess- und Temperaturabweichungen überein,
derart, dass der Taktgenerator 616 die Frequenz des Taktsignals
bei 636 ändert,
was die Verzögerung durch
die digitale Verzögerungsschaltung 612 ändert und Änderungen
bei dem Tiefpassfilter 644 kompensiert. Somit ändert sich
der Arbeitszyklus nicht über Prozess-
und Temperaturabweichungen.
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Bei
einer Normalmodusoperation des Sensors 600 erfasst die
Sensorschaltung 614 Ereignisse und liefert ein erfasstes
Signal bei 620, das den erfassten Ereignissen entspricht.
Der Verstärker 642 empfängt das
erfasste Signal bei 620 und liefert ein verstärktes, erfasstes
Signal bei 648. Das Tiefpassfilter 644 empfängt und
filtert das verstärkte,
erfasste Signal bei 648 und liefert ein gefiltertes, erfasstes
Signal bei 650. Der Hauptkomparator 646 empfängt das
gefilterte, erfasste Signal bei 650 und liefert ein erfasstes
Ausgangssignal bei 622. Die digitale Logikschaltung 610 empfängt das
erfasste Ausgangssignal bei 622 und liefert ein Ausgangssignal
zu anderen Schaltungen, wobei das Ausgangssignal den erfassten Signalen
aus der Sensorschaltung 614 entspricht. Ferner liefert
die digitale Logikschaltung 610 ein Versatzrückkopplungssignal
bei 632 zu dem Multiplexer 604.
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Bei
der Selbsttestmodusoperation erzeugt der Sensor 600 ein
oszillierendes Testausgangssignal OUT bei 622 und misst
Charakteristika des Testausgangssignals OUT bei 622, um
die analoge Schaltung 608 und den Versatz-DAC 606 zu
testen. Der Verstärker 642 empfängt das
Testversatzsignal bei 630 von dem Versatz-DAC 606 und
schaltet das verstärkte
Testsignal bei 648, um eine Oszillation bei dem Testausgangssignal
OUT bei 622 zu erzeugen. Das Tiefpassfilter 644 empfängt und
filtert das verstärkte
Testsignal bei 648 und liefert ein gefiltertes Testsignal
bei 650. Der Hauptkomparator 646 empfängt das
gefilterte Testsignal bei 650 und liefert das Testausgangssignal
OUT bei 622. Die digitale Verzögerungsschaltung 610 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 622 und verzögert das Ausgangssignal, um
ein verzögertes
Rückkopplungssignal
bei 624 zu liefern. Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 empfangt
das verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 624 und liefert einen Zählwert bei einem verzögerten Rückkopplungssignal
bei 626. Der Versatz-DAC 606 empfängt das
verzögerte
Rückkopplungssignal
bei 626 über
den Multiplexer 604 und den vierten Rückkopplungsweg 628.
Dies wiederholt sich, wobei der Verstärker 642 das Testversatzsignal
bei 630 von dem Versatz-DAC 606 empfängt und
das verstärkte Testsignal
bei 648 schaltet, um eine Oszillation bei dem Testausgangssignal
OUT bei 622 zu liefern. Die digitale Logikschaltung 610 empfängt das
Testausgangssignal OUT bei 622 und misst Charakteristika des
Testausgangssignals OUT bei 622. Wenn die Charakteristika
des Testausgangssignals OUT bei 622 und/oder anderer Signale
von der analogen Schaltung 608 außerhalb eingerichteter Grenzen
liegen, funktionieren die analoge Schaltung 608 und/oder
eine oder mehrere Schaltungen in dem Rückkopplungsweg, wie z. B. die
digitale Verzögerungsschaltung 612,
der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 und/oder
Versatz-DAC 606, nicht ordnungsgemäß und die digitale Logikschaltung 610 berichtet den
Ausfall oder die Fehlfunktion des Sensors 600.
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Die
hierin beschriebenen Systeme und Sensoren erzeugen oszillierende
Ausgangssignale, um Analog- und Mischsignalschaltungen zu testen.
Die Systeme und Sensoren messen die Charakteristika der oszillierenden
Ausgangssignale und/oder anderer Signale zum Testen der Schaltungen.
Wenn die Schaltungen nicht innerhalb eingerichteter Grenzen funktionieren,
erfassen die Systeme den Ausfall und liefern Messungen, berichten
z. B. den Fehler. Die Systeme können
konfiguriert sein, um ausgewählte Messungen
oder alle Messungen zu ausgewählten Zeiten
auszuführen.
Das Selbsttesten der Systeme kann zu Herstellungstests verwendet
werden, wie z. B. einem Herstellungstest nach dem Zusammenbau der
Systeme, beim Einschalten der Systeme und/oder zu anderen ausgewählten Zeiten
in der Anwendung (z. B. einer spezifischen Zeit, nachdem die Leistung
eingeschaltet ist). Ferner kann ein Selbsttesten über eine
externe Schaltung ausgelöst
werden, wie z. B. die elektronische Steuereinheit (ECU; electronic
control unit) eines Autos.
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Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele hierin
dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet
erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder entsprechenden
Implementierungen für
die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
eingesetzt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen
oder Abänderungen
der spezifischen, hierin erörterten
Ausführungsbeispiele abdecken.
Daher ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und
deren Entsprechungen eingeschränkt
ist.