DE102010002926B4 - System, das Charakteristika eines Ausgangssignals misst - Google Patents

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Abstract

Schaltungsanordnung, die folgende Merkmale aufweist:
eine erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424), die analoge Komponenten umfasst, die konfiguriert sind, um ein Eingangssignal zu empfangen und ein Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal zu liefern;
eine Sensorschaltung (121; 231; 419), die konfiguriert ist, um bei einer Normalmodusoperation ein erfasstes Signal als Eingangssignal an die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu liefern, die das erfasste Signal verarbeitet, um das Ausgangssignal zu liefern; und
eine zweite Schaltung (104; 208; 406), die konfiguriert ist, um Charakteristika des Ausgangssignals der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu messen,
wobei die zweite Schaltung (104; 208; 406) konfiguriert ist, um bei einer Testmodusoperation die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu testen, wobei bei der Testmodusoperation das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zurückgekoppelt wird, um das Eingangssignal zu liefern und eine Oszillation in dem Ausgangssignal zu erzeugen;
wobei die Sensorschaltung (121; 231; 419) konfiguriert ist, um bei der Testmodusoperation das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu empfangen, und um ansprechend auf das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) ein oszillierendes Eingangssignal an die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu liefern, um die Oszillation in dem Ausgangssignal zu erzeugen.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die US 5 006 812 A betrifft einen Leistungsverstärker mit eingebauter Selbsttestschaltung, bei dem über Relais eine Schaltung in einen Rückkoppelmodus bzw. Selbsttest-Modus versetzt werden kann. In diesem Rückkoppelmodus wird das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers über eine Last und ein Filter 36 zurück zum Eingang des Leistungsverstärkers geführt. Der Leistungsverstärker oszilliert in diesem Modus bei einer Frequenz und einem Leistungspegel, der durch die Last, das Filter und die Charakteristika des Verstärkers bestimmt ist. Während der Oszillation wird das Verhalten des Systems mittels des Detektors überwacht
  • Die DE 199 34 296 A1 beschreibt eine Prüfanordnung für ein digitales elektronisches Filter, welches mit einer Rückkopplung arbeitet und als Eingang, im Normalbetrieb, ein Signal von einem Sensor empfängt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum Testen eines Systems mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • 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.
  • 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.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems darstellt;
  • 2 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Sensors darstellt;
  • 3 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Sensors darstellt, der eine Bandabstandsreferenz umfasst und optional ein Vorwärts-Rückwärts-Filter;
  • 4 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Sensorschaltung darstellt;
  • 5 ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor darstellt, der innerhalb eingerichteter Grenzen während Selbsttestoperationen funktioniert;
  • 6 ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Sensor darstellt, der während Selbsttestoperationen fehlfunktioniert;
  • 7 einen Graph, der eine Selbstoszillationsfrequenz, Verzögerungszeit und Tiefpassfilterfrequenz bei einem Ausführungsbeispiel eines Sensors darstellt;
  • 8 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Sensors darstellt, der einen Hysteresekomparator umfasst;
  • 9 ein Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt, der innerhalb eingerichteter Grenzen während Selbsttestoperationen funktioniert;
  • 10 ein Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt, der während Selbsttestoperationen fehlfunktioniert;
  • 11 ein Zeitgebungsdiagramm, das den Sensor aus 8 darstellt, der während einer Selbsttestoperation fehlfunktioniert, wobei sowohl der Hysteresekomparator als auch der Hauptkomparator Versatzprobleme haben;
  • 12 ein Diagramm, das die Erzeugung von Jitter in einem Sensor darstellt; und
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt die Messschaltung 24 kein Ausgangssignal OUT bei 32, sondern empfängt 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.
  • 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 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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 empfängt 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.
  • Die Verzögerungsschaltung funktioniert in der Selbsttestmodusoperation, wo die Verzögerungsschaltung 106 das Testausgangssignal OUT bei 114 empfängt 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.
  • Die digitale Logikschaltung 104 funktioniert bei der Normalmodusoperation und der Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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 empfängt 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 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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.
  • Die analoge Schaltung 206 funktioniert bei einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt 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.
  • 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 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt das gefilterte Testsignal bei 240 und liefert das Testausgangssignal OUT bei 218. Die digitale Verzögerungsschaltung 210 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die digitale Logikschaltung 208 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt und das Ausgangssignal verzögert, um das verzögerte Rückkopplungssignal bei 320 zu liefern, usw.
  • Die digitale Logikschaltung 208 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Komponenten auf einem integrierten Schaltungschip. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind eine oder mehrere dieser Komponenten auf anderen integrierten Schaltungschips.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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 Sensorschaltung 419 eine kapazitive Sensorschaltung. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorschaltung 419 eine resistive Sensorschaltung.
  • Die analoge Schaltung 404 funktioniert bei einer Normalmodusoperation und einer Selbsttestmodusoperation. Bei der Normalmodusoperation empfängt 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.
  • Bei der Selbsttestmodusoperation empfängt der Verstärker 420 das Eingangssignal IN bei 425 und liefert ein verstärktes Testsignal zu dem Tiefpassfilter 422 über den Verstärkerausgangsweg 426. Das Tiefpassfilter 422 empfängt 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt das Eingangssignal IN bei 425 und liefert ein verstärktes Testsignal bei 426. Das Tiefpassfilter 422 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal bei 426 und liefert ein gefiltertes Testsignal bei 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 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.
  • 9, 10 und 11 sind Zeitgebungsdiagramme, die eine Selbsttestmodusoperation von einem Ausführungsbeispiel des Sensors 400 darstellen.
  • 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%.
  • 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 empfängt 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 empfängt 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.
  • Die digitale Logikschaltung 406 empfängt 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. 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 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.
  • 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 empfängt und filtert das verstärkte Testsignal bei 542, um das gefilterte Testsignal bei 544 zu liefern, das die dreieckförmig 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 empfängt 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 empfängt das Testversatzsignal bei 630 und liefert ein Versatzsignal zu dem Verstärker 642.
  • 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 empfängt 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.
  • 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.
  • 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. 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.
  • 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 empfängt 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.
  • 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.

Claims (15)

  1. Schaltungsanordnung, die folgende Merkmale aufweist: eine erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424), die analoge Komponenten umfasst, die konfiguriert sind, um ein Eingangssignal zu empfangen und ein Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal zu liefern; eine Sensorschaltung (121; 231; 419), die konfiguriert ist, um bei einer Normalmodusoperation ein erfasstes Signal als Eingangssignal an die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu liefern, die das erfasste Signal verarbeitet, um das Ausgangssignal zu liefern; und eine zweite Schaltung (104; 208; 406), die konfiguriert ist, um Charakteristika des Ausgangssignals der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu messen, wobei die zweite Schaltung (104; 208; 406) konfiguriert ist, um bei einer Testmodusoperation die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu testen, wobei bei der Testmodusoperation das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zurückgekoppelt wird, um das Eingangssignal zu liefern und eine Oszillation in dem Ausgangssignal zu erzeugen; wobei die Sensorschaltung (121; 231; 419) konfiguriert ist, um bei der Testmodusoperation das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu empfangen, und um ansprechend auf das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) ein oszillierendes Eingangssignal an die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu liefern, um die Oszillation in dem Ausgangssignal zu erzeugen.
  2. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, die folgende Merkmale aufweist: einen Schalter (108; 212; 408), der konfiguriert ist, um die Rückkopplung des Ausgangssignals in der Normalmodusoperation zu verhindern, und um die Rückkopplung des Ausgangssignals bei der Testmodusoperation zu ermöglichen.
  3. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, die folgende Merkmale aufweist: einen Rückkopplungsweg (116; 222), der eine Verzögerungsschaltung (106; 210) umfasst.
  4. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 3, bei der die Schaltpegel bei der Verzögerungsschaltung (106; 210) verschoben sind, um das Ausgangssignal zu verzögern.
  5. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die Verzögerungsschaltung (106; 210) zumindest eine digitale Verzögerung, ein Filter oder einen Aufwärts/Abwärts-Zähler (204) umfasst.
  6. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die Verzögerungsschaltung (210) eine digitale Verzögerung umfasst, die über einen Taktgenerator (214) getaktet ist, und bei dem die analogen Komponenten ein Tiefpassfilter (234) mit ersten Widerstands- und Kondensatorcharakteristika (242, 244) umfassen und der Taktgenerator (214) eine Bandabstandsreferenz (202) verwendet, wobei der Taktgenerator (214) und die Bandabstandsreferenz (202) zweite Widerstands- und Kondensatorcharakteristika liefern (246, 248), die im Wesentlichen dieselben sind wie die ersten Widerstands- und Kondensatorcharakteristika (242, 244).
  7. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) einen Verstärker (122; 232; 420), ein Filter (124; 234; 422), einen Komparator (126; 236; 402, 424) oder eine digitale Komponente umfasst.
  8. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die zweite Schaltung (104; 208; 406) konfiguriert ist, um Amplitude, Frequenz, Arbeitszyklus, Jitter, Rauschen, Phasendifferenzen, Versatz oder Schaltpulse in dem Ausgangssignal zu messen.
  9. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Sensorschaltung (121; 231; 419) einen Magnetsensor, einen optischen Sensor, einen induktiven Sensor, einen kapazitiven Sensor oder einen resistiven Sensor umfasst.
  10. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die erste Schaltung (420–424) einen Hysteresekomparator (402) aufweist.
  11. Verfahren zum Testen einer Schaltungsanordnung, das folgende Schritte aufweist: Empfangen eines Eingangssignals von einer Sensorschaltung (121; 231; 419) an einer Schaltung (122–126; 232–236; 420–424), die analoge Komponenten umfasst; basierend auf dem Eingangssignal, Liefern eines Ausgangssignals durch die Schaltung (122–126; 232–236; 420–424); Zurückkoppeln des Ausgangssignals an die Sensorschaltung (121; 231; 419), um ansprechend auf das Ausgangssignal der ersten Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) ein oszillierendes Eingangssignal an die erste Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu liefern, um eine Oszillation in dem Ausgangssignal zu erzeugen; und Messen der Charakteristika des Ausgangssignals, um die analogen Komponenten der Schaltung (122–126; 232–236; 420–424) zu testen.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das Zurückkoppeln ein Verzögern des Ausgangssignals umfasst.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem das Ausgangssignal durch eine Verzögerungsschaltung verzögert wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das Zurückkoppeln folgenden Schritt aufweist: Zurückkoppeln eines Hysteresekomparatorausgangssignals.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Messen der Charakteristika des Ausgangssignals folgenden Schritt aufweist: Messen von zumindest entweder dem quadratischen Mittelwert der Amplitude, Amplitudenscheitel, Amplitudenspitze, Frequenz, Frequenzkomponenten, Phasendifferenzen, Arbeitszyklus, Jitter, Versatz und Schaltpulse in dem Ausgangssignal.
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