DE102012200213A1

DE102012200213A1 - Leistungsarme schaltung zur erfassung magnetischer neigung

Info

Publication number: DE102012200213A1
Application number: DE102012200213A
Authority: DE
Inventors: Mario Motz
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: CN102590767B; US20140312934A1; US9094015B2; US20150333752A1; US10079600B2; DE102012200213B4; US9419611B2; US9479164B2; US20120182658A1; US20170019103A1; CN102590767A

Abstract

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Apparatur zum Durchführen einer leistungsarmen Aktivierung eines Systems durch Messen der Neigung eines Digitalsignals, das einem Bewegungssensormesswert entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine leistungsarme Aktivierungsschaltung mit einem magnetischen Bewegungssensor gekoppelt, der dazu konfiguriert ist, ein magnetisches Signal auszugeben, das zu einem gemessenen Magnetfeld proportional ist. Die leistungsarme Aktivierungsschaltung kann eine digitale Nachverfolgungsschaltung aufweisen, die dazu konfiguriert ist, ein Digitalsignal zu liefern, das das Magnetfeld nachverfolgt, und einen Differenzdetektor zu liefern, der dazu konfiguriert ist, eine Differenz zwischen einem aktuellen Digitalsignal und einem vorherigen Digitalsignal, das in einer Digitalspeichereinrichtung gespeichert ist, zu erfassen. Falls die erfasste Differenz größer ist als ein Digitalreferenzpegel, wird ein Aktivierungssignal ausgegeben, um ein System aus einem Schlafmodus aufzuwecken.

Description

Bei vielen modernen elektronischen Anwendungen ist ein niedriger Leistungsverbrauch eine wichtige Entwurfsüberlegung. Um den Leistungsverbrauch einer elektronischen Vorrichtung/eines elektronischen Systems (z. B. eines Mikroprozessors) zu verringern, kann die Vorrichtung/das System von einem leistungsarmen, funktional inaktiven „Schlaf”-Modus in einen funktional aktiven, kontinuierlich arbeitenden Modus geschaltet werden. Ein Aktivieren einer Vorrichtung/eines Systems von einem Schlafmodus zu einem Dauerbetriebsmodus kann mit präzisen kontaktlosen Messungen erfolgen. Beispielsweise können bei Automobilanwendungen viele Systeme (z. B. Scheinwerfer, Gangschaltung usw.) dazu konfiguriert werden, auf der Basis von Sensoren zu arbeiten, die dazu konfiguriert sind, einen Betriebszustand (z. B. ausgeschaltet, eingeschaltet, Parkleuchten, Fernlicht) zu erfassen. Jedoch ist es bei vielen Anwendungen schwierig, eine hohe Messgenauigkeit zu erzielen, ohne viel Strom zu verbrauchen, um die kontaktlose Messung zu erzielen (z. B. über eine Hall-Platte oder einen Anisotroper-Magnetowiderstand(AMR)-Sensor hinweg).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltung, eine Aktivierungsschaltung sowie ein Verfahren zum Aktivieren eines Systems aus einem Schlaf mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Bewegungssensorsystems, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es die Neigung eines Digitalsignals, das einer Bewegungssensorausgabe entspricht, erfasst;
2 ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines Bewegungssensorsystems, wie es hierin bereitgestellt wird, zeigt;
3a ein exemplarisches Zeitdiagramm eines Bewegungssensorsystems, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es eine Differenz bezüglich des Werts/des Betrags eines Digitalsignals erfasst;
3b ein exemplarisches Zeitdiagramm eines Bewegungssensorsystems (das z. B. dem Bewegungssensorsystem 100 entspricht), das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es eine kontinuierliche Änderung über einen Zeitraum hinweg erfasst;
4 ein Blockdiagramm eines ausführlicheren Ausführungsbeispiels eines Analog/Digital-Wandlers, der bei dem hierin bereitgestellten Bewegungssensorsystem verwendet werden kann;
5a ein Blockdiagramm eines Bewegungssensorsystems, das ein ausführlicheres Ausführungsbeispiel eines Analog/Digital-Wandlers zeigt;
5b ein Signaldiagramm, das zeigt, wie der Betrieb sowohl eines Zerhackversatzes als auch eines Differenzbauens den Versatz (Offset) der Hall-Platte aufheben;
6 ein Zeitdiagramm eines Bewegungssensorsystems, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es die Neigung eines Digitalsignals und einen zugeordneten Stromverbrauch des Systems erfasst;
7 ein Zeitdiagramm eines ausführlicheren Ausführungsbeispiels eines Bewegungssensorsystems, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es die Neigung eines Digitalsignals, das einer Bewegungssensorausgabe entspricht, erfasst;
8 ein Blockdiagramm eines Hall-Sensorsystems, das einen externen Eingang aufweist, der dazu konfiguriert ist, Betriebsphasen der Aktivierungsschaltung zu verändern;
9 ein Blockdiagramm eines Hall-Sensorsystems, das dazu konfiguriert ist, einem externen System ein versatzkompensiertes ADW-Signal (ADW = analog to digital converter, Analog/Digital-Wandler) bereitzustellen; und
10 ein Flussdiagramm, das ein ausführlicheres Ausführungsbeispiel des Betriebs eines Bewegungssensorsystems, wie es hierin bereitgestellt wird, zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungsfiguren beschrieben, bei denen durchweg gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um auf gleiche Elemente Bezug zu nehmen, und wobei die veranschaulichten Strukturen und Vorrichtungen nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet sind.
So wie der Begriff „Differenz” hierin vorgesehen ist, bezeichnet er den Absolutbetrag einer Änderung (d. h. einen positiven Wert). Deshalb schließt der Begriff Differenz sowohl eine Änderung von einem ersten niedrigeren Wert zu einem zweiten höheren Wert (eine positive Änderung) und eine Änderung von einem ersten höheren Wert zu einem zweiten niedrigeren Wert (eine negative Änderung) ein. So wie dies hierin vorgesehen ist, kann eine Differenz bei einem Digitalsignal demgemäß einen Absolutwert einer positiven Differenz und/oder einer negativen Differenz aufweisen, wobei die Differenzen (Absolutwerte) in beiden Fällen größer sind als ein einen positiven Wert aufweisender digitaler Referenzwert, solange der Betrag der Differenz größer ist als der positive digitale Referenzwert.
Um den Leistungsverbrauch zu verringern, kann ein System dazu konfiguriert sein, in einen funktional inaktiven Schlafmodus niedriger Leistung einzutreten, wenn es nicht in Gebrauch ist, und in einen funktional aktiven Dauerbetriebsmodus höherer Leistung einzutreten, wenn es in Gebrauch ist. Um von einem Modus zu einem anderen zu wechseln, kann eine Aktivierungsschaltung dazu konfiguriert sein, Veränderungen einer mechanischen Bewegung eines Sensorsystems durch ein Erfassen von Änderungen eines Magnetfeldes zu erfassen. Änderungen eines Magnetfeldes können erfasst werden, indem ein erfasstes magnetisches Signal mit einem festen Schaltpunkt verglichen wird (wodurch z. B. ein hohes oder niedriges Magnetfeld erfasst wird), ein derartiges Verfahren ermöglicht jedoch nicht einen Hochspannungsbetrieb oder ein Erfüllen einer EMC (electromagnetic robustness, elektromagnetische Robustheit, z. B. Testpulse von 100 V) bei Automobilen. Demgemäß besteht ein Bedarf an einem Bewegungssensor geringerer Leistung, der eine hohe elektromagnetische Robustheit (z. B. hohe Signalgenauigkeit) aufweist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aktivierungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, eine Niedrigleistungsaktivierung eines Systems durchzuführen, indem sie eine Differenz eines Digitalsignals, das einem Bewegungssensormessungswert entspricht, erfasst (z. B. misst). Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Niedrigleistungs-Aktivierungsschaltung mit einem magnetischen Bewegungssensor gekoppelt, der dazu konfiguriert ist, ein magnetisches Signal, das zu einem gemessenen Magnetfeld proportional ist, auszugeben. Die Niedrigleistungs-Aktivierungsschaltung kann eine digitale Nachverfolgungsschaltung aufweisen, die dazu konfiguriert ist, ein dem magnetischen Signal entsprechendes Digitalsignal bereitzustellen, das das Magnetfeld nachverfolgt. Die Niedrigleistungs-Aktivierungsschaltung weist ferner einen Differenzdetektor auf, der dazu konfiguriert ist, die Differenz zwischen einem aktuellen Digitalsignal und einem vorherigen Digitalsignal (d. h. einem Digitalsignal eines früheren Zeitpunkts), das in einem Digitalspeicherelement gespeichert ist, zu messen. Falls die gemessene Differenz des Digitalsignals größer ist als ein Digitalreferenzpegel, wird ein Aktivierungssignal erzeugt, um ein System von einem Schlafmodus zu einem Dauerbetriebsmodus aufzuwecken. Deshalb ist durch ein digitales Nachverfolgen von Änderungen eines magnetischen Signals und durch ein Vergleichen einer Differenz mit einem Digitalreferenzpegel die Niedrigleistungs-Aktivierungsschaltung dazu konfiguriert, eine Aktivierungsschaltung auf eine Weise zu erzeugen, die elektromagnetische Robustheit und einen niedrigen Leistungsverbrauch bei einer einfachen Schaltungsanordnung vorsieht.
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Bewegungssensorsystems 100, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal S_ACT zu erzeugen, indem es eine Differenz (z. B. eine Neigung) eines Digitalsignals S_DIG, das einem Bewegungssensorausgangssignal entspricht, zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Bewegungssensorelement 102 dazu konfiguriert, eine physische Bewegung zu erfassen und ein Bewegungssensorausgangssensorsignal, das dem Betrag der Bewegung entspricht (das z. B. einer die Bewegung angebenden Magnetfeldänderung entspricht), bereitzustellen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Bewegungssensorelement 102 z. B. Magnetsensoren (z. B. Hall-Effekt-Sensoren, Anisotroper-Magnetwiderstand(AMR)-Magnetfeldsensoren, Giant-Magnetowiderstand(GMR)-Magnetfeldsensoren) oder Drucksensoren aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Bewegungssensorelement 102 dazu konfiguriert sein, das Bewegungssensorausgangssignal an eine Digitaldifferenzerfassungsschaltung 104 auszugeben, die dazu konfiguriert ist, eine Differenz zwischen Digitalsignalen über die Zeit hinweg zu erfassen (z. B. eine Neigung des Bewegungssensorausgangssignals zu messen). Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Digitaldifferenzerfassungsschaltung 104 eines bzw. einen oder mehrere eines Digitalsignalnachverfolgungselements 110, eines Differenzdetektors 112 und eines Digitalspeicherelements 114 aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Zweiphasen-Betriebselement 116 mit der Digitaldifferenzerfassungsschaltung gekoppelt sein, um zu ermöglichen, dass das Bewegungssensorsystem 100 mit einer niedrigen Leistung betrieben wird, indem Elemente der Digitaldifferenzerfassungsschaltung 104 dahin gehend getaktet werden, abwechselnd in einem Niedrigleistungsmodus (z. B. für einen relativ langen Zeitraum) und einem Hochleistungsmodus (z. B. für einen relativ kurzen Zeitraum) zu arbeiten, was somit zu einem Betrieb bei durchschnittlich niedriger Leistung führt.
Insbesondere ist das Digitalsignalnachverfolgungselement 110 dazu konfiguriert, den Wert des aus dem Bewegungssensorelement 102 als Digitalsignal ausgegebenen Signals nachzuverfolgen (z. B. um ein Digitalsignal zu erzeugen, das einer erfassten Bewegung entspricht). Um eine Differenz bei dem Digitalsignal zu erfassen, werden ein oder mehrere vorherige Digitalsignale (d. h. ein Digitalsignal eines früheren Zeitpunkts) in dem Digitalspeicherelement 114 gespeichert, sodass sie mit aktuellen Digitalsignalwerten, die aus dem Digitalsignalnachverfolgungselement 110 ausgegeben werden, verglichen werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Differenzdetektor 112 dazu konfiguriert, eine Differenz bei dem Digitalsignal zu erfassen, indem er eine Betragsänderung zwischen einem ersten Digitalsignalwert zu einem ersten Zeitpunkt (der z. B. von dem Digitalspeicherelement 114 empfangen wird) mit einem zweiten Digitalsignalwert zu einem späteren Zeitpunkt (der von dem Digitalsignalnachverfolgungselement 110 empfangen wird) misst, um eine Differenz bei dem Digitalsignal zu erfassen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Differenzdetektor 112 dazu konfiguriert, eine Differenz bei dem Digitalsignal zu erfassen, indem er eine kontinuierliche Änderung (z. B. eine kontinuierliche Zunahme des Signals oder eine kontinuierliche Abnahme des Signals) bei dem Digitalsignal über einen Zeitraum hinweg erfasst, um eine Differenz bei dem Digitalsignal zu erfassen.
Der Aktivierungssignalgenerator 106 ist dazu konfiguriert, ein Digitalsignal von der Differenzerfassungsschaltung 104 zu empfangen und auf der Basis des empfangenen Differenzsignals selektiv ein Aktivierungssignal S_ACT auszugeben, das das System 108 aufweckt (z. B. von einem Schlafmodus in einen Dauerbetriebsmodus). Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Aktivierungssignalgenerator 106 einen Zwischenspeicher (Latch) aufweisen, der dazu konfiguriert ist, ein Signal bereitzustellen, das einen n-Kanal-Transistor aktivieren kann, der einem System Strom bereitstellt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Aktivierungssignalgenerator 106 einen Gegentaktausgang aufweisen, der dazu konfiguriert ist, einen Strom in das System zu treiben oder einzubringen.
Der Betrieb des Bewegungssensorsystems 100 ist in dem in 2 gezeigten Flussdiagramm beschrieben. Wie oben angegeben wurde, kann das Bewegungssensorsystem 100 dahin gehend getaktet sein, in einem Niedrigstrom-Bereitschaftsmodus und einem Hochstrom-Betriebsmodus zu arbeiten, wobei bei dem Hochstrom-Betriebsmodus das Digitalsignal nachverfolgt wird und eine Differenz berechnet wird.
Bei 202 wird ein analoges Bewegungssensorausgangssignal einem digitalen Messelement bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist, das Analogsignal in ein Digitalsignal umzuwandeln. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das analoge Bewegungssensorssignal ein Hall-Sensorsignal, ein AMR-Sensorsignal usw. aufweisen.
Eine Differenz bei dem Digitalsignal wird bei 206 erfasst. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Differenz durch Beobachten einer kontinuierlichen Änderung in derselben Richtung (z. B. einer kontinuierlich nach oben verlaufenden Änderung oder einer kontinuierlich nach unten verlaufenden Änderung des Signals) bei dem Digitalsignal über einen Zeitraum hinweg erfasst werden, wobei die kontinuierliche Änderung bedeutet, dass das Signal über den Zeitraum hinweg entweder zunimmt, ohne abzunehmen, oder abnimmt, ohne zuzunehmen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Differenz als Differenz bezüglich des Werts des Digitalsignals zwischen einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt erfasst werden.
Da beispielsweise die Neigung des Digitalsignals gleich einer Änderung des Digitalsignalwerts dividiert durch eine Zeitänderung ist, bezeichnet die Neigung des Digitalsignals eine Differenz des Digitalsignals zwischen zwei Zeitpunkten (die z. B. 100 ms auseinander liegen). Die Neigung des Digitalsignals kann gemessen werden, indem ein vorheriges digitales Bewegungssensorsignal in dem Digitalspeicherelement 114 gespeichert wird (Handlung 206) und indem anschließend eine Differenz zwischen dem aktuellen Digitalbewegungssensorsignalwert, der direkt von dem Digitalsignalnachverfolgungselement 110 bereitgestellt wird, und dem vorherigen Digitalbewegungssensorsignalwert, der durch das Digitalspeicherelement 114 bereitgestellt wird, berechnet wird (Handlung 208). Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Digitalbewegungssensorsignal durch die Bereitschaftsbetriebsphase hindurch in dem Speicherelement 204 gespeichert.
Bei 210 wird die erfasste Differenz mit einem Digitalreferenzpegel verglichen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Digitalreferenzpegel einen Signalwert (wie z. B. in 3a gezeigt ist) oder einen Zeitraum (wie z. B. in 3b gezeigt ist) aufweisen. Falls die Differenz größer ist als der Digitalreferenzpegel (was z. B. darauf hinweist, dass der Bewegungssensor eine Bewegung erfasst hat), kann der Aktivierungssignalgenerator ein Aktivierungssignal ausgeben, um das System aufzuwecken.
3a veranschaulicht ein exemplarisches Zeitdiagramm eines Bewegungssensorsystems (das z. B. dem Bewegungssensorsystem 100 entspricht), das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es eine Differenz bezüglich des Werts/Betrags eines Digitalsignals erfasst. Insbesondere veranschaulicht der Graph 302 eine Ausgabe eines Digitalsignalnachverfolgungselements (das z. B. dem Element 110 entspricht), während der Graph 304 eine Ausgabe eines Differenzdetektors (der z. B. dem Element 112 entspricht) veranschaulicht.
Insbesondere ist die Ausgabe des in Graph 302 gezeigten Digitalsignalnachverfolgungselements ein Digitalsignal, das der Änderung des Bewegungssensorausgangssignals (die z. B. auf eine Änderung des Magnetfeldes hinweist, die durch einen AMR- oder Hall-Sensor erfasst wird) entspricht. Durch Vergleichen des Digitalsignals S_DIG zu einem ersten Zeitpunkt mit dem Digitalsignal S_DIG zu einem späteren Zeitpunkt kann eine Differenz ermittelt werden. Falls die Differenz größer ist als ein Digitalreferenzpegel 306, wird die Ausgabe des in Graph 304 gezeigten Differenzdetektors in einem logisch niedrigen Zustand getrieben, was eine Aktivierung des Systems von einem Schlafmodus in einen Dauerbetriebsmodus bewirkt (als Linie 308 veranschaulicht).
Wie beispielsweise in 3a gezeigt ist, ist die Differenz bei dem Digitalsignal S_DIG zwischen einem ersten Zeitpunkt T₁ und einem späteren Zeitpunkt zwischen T₁ und T₂ nicht größer als der Digitalreferenzpegel 306, und somit bleibt die Ausgabe des Differenzdetektors in einem logisch hohen Zustand, sodass der Aktivierungssignalgenerator ein System nicht aufweckt. Jedoch ist die Differenz bei dem Digitalsignal S_DIG zwischen einem dritten Zeitpunkt T₃ und einem späteren Zeitpunkt zwischen T₃ und T₄ größer als der Digitalreferenzpegel 306, und somit wird die Ausgabe des Differenzdetektors in einem logisch niedrigen Zustand getrieben, sodass der Aktivierungssignalgenerator ein Aktivierungssignal ausgibt, das das System zum Zeitpunkt T₄ aufweckt.
3b veranschaulicht ein exemplarisches Zeitdiagramm eines Bewegungssensorsystems (das z. B. dem Bewegungssensorsystem 100 entspricht), das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es eine kontinuierliche Änderung über einen Zeitraum hinweg erfasst. Wie in 3 gezeigt ist, wird die Ausgabe des im Graphen 314 gezeigten Differenzdetektors in dem Fall, in dem bezüglich des Digitalsignals erfasst wird, dass es sich während eines Zeitraums, der größer ist als ein Digitalreferenzpegel 306, kontinuierlich ändert (z. B. kontinuierlich zunimmt), in einem logisch niedrigen Zustand getrieben, was eine Aktivierung des Systems von einem Schlafmodus in einen Dauerbetriebsmodus bewirkt (als Linie 308 veranschaulicht).
Wie beispielsweise in 3b veranschaulicht ist, nimmt das Digitalsignal S_DIG zwischen einem ersten Zeitpunkt T₁ und einem späteren zweiten Zeitpunkt T₂ über einen Zeitraum hinweg zu, der nicht größer ist als der Digitalreferenzpegel 306, und somit bleibt die Ausgabe des Differenzdetektors in einem logisch hohen Zustand, sodass der Aktivierungssignalgenerator kein System aufweckt. Jedoch nimmt das Digitalsignal S_DIG zwischen einem dritten Zeitpunkt T₃ und einem späteren vierten Zeitpunkt zwischen T₄ über einen Zeitraum hinweg zu, der größer ist als der Digitalreferenzpegel 306, und deshalb wird die Ausgabe des Differenzdetektors in einem logisch niedrigen Zustand getrieben, sodass der Aktivierungssignalgenerator ein Aktivierungssignal ausgibt, das das System zum Zeitpunkt T₄ aufweckt.
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines ausführlicheren Ausführungsbeispiels eines magnetischen Bewegungssensorsystems 400, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal S_ACT zu erzeugen, indem es eine Differenz (z. B. Neigung) eines Digitalsignals, das einer Ausgabe des magnetischen Bewegungssensors 402 entspricht, über die Zeit hinweg erfasst.
Wie in 4 gezeigt ist, ist ein magnetischer Bewegungssensor 402 mit einer Digitaldifferenzerfassungsschaltung 404 gekoppelt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der magnetische Bewegungssensor 402 eine Hall-Platte aufweisen, die dazu konfiguriert ist, eine physische Bewegung zu erfassen, indem sie Änderungen eines angelegten Magnetfeldes durch Verwendung des Hall-Effekts erfasst, und ein magnetisches Analogsignal S_MAG, das zu der erfassten physischen Bewegung proportional ist, auszugeben. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann der magnetische Bewegungssensor 402 (z. B. die Hall-Platte) die Bewegung einer magnetischen Struktur (z. B. eines Permanentmagneten) erfassen, indem er einen Strom über eine Achse der Hall-Platte hinweg bereitstellt und eine über eine orthogonale Achse hinweg bewirkte Spannung erfasst, die als Hall-Signal ausgegeben wird, das zu einem angelegten Magnetfeld proportional ist.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der magnetische Bewegungssensor 402 einen Anisotroper-Magnetowiderstand(AMR)-Sensor aufweisen, der dazu konfiguriert ist, eine physische Bewegung zu erfassen, indem er Änderungen eines angelegten Magnetfeldes erfasst. Fachleuten wird einleuchten, dass AMR-Sensoren in einer Brücke und mit „Barberpoles” (z. B. 45° aufweisende Metallleitungen auf den AMR-Sensorstreifen) angeordnet werden können, die die Bewegung einer magnetischen Struktur (z. B. eines Permanentmagneten) erfassen.
Das magnetische Analogsignal S_MAG wird einer Digitaldifferenzerfassungsschaltung 404 bereitgestellt, die einen Analog/Digital-Wandler (ADW) 406, ein Versatzkompensationselement 408, einen Differenzdetektor 410 und eine Digitalspeicherkomponente 412 aufweist. Der ADW 406 ist dazu konfiguriert, das magnetische Analogsignal S_MAG zu empfangen und ein Digitalsignal zu erzeugen, das dem magnetischen Analogsignal entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der ADW 406 einen Nachverfolgungs-ADW aufweisen, der dazu konfiguriert ist, den Wert des magnetischen Analogsignals S_MAG nachzuverfolgen, während er sich über die Zeit hinweg ändert.
Das Digitalsignal wird an das Versatzkompensationselement 408 ausgegeben, das dazu konfiguriert ist, Versätze aus dem Digitalsignal zu beseitigen. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Versätze Versätze aufweisen, die durch eine Hall-Platte bewirkt wurden. Insbesondere können Hall-Platten üblicherweise einen Nullpunktversatz erfahren, bei dem in Abwesenheit eines Magnetfeldes ein Nicht-Null-Ausgangssignal erzeugt wird. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann das Versatzkompensationselement 408 dazu konfiguriert sein, den Nullpunktversatz zu verringern, indem es ein Stromdrehverfahren (current spinning method) betreibt, bei dem für eine Hall-Platte, die symmetrische Kontakte bezüglich einer Rotation (z. B. um 45°, um 60° usw.) aufweist, die Richtung des Stroms durch Kontaktkommutierung dazu gebracht wird, sich diskret zu drehen. Durch ein Mitteln der aufeinanderfolgenden Hall-Spannungen kann der Versatz verringert werden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Versätze ferner Versätze aufweisen, die beispielsweise durch den ADW (z. B. einen Komparator des ADW) bewirkt wurden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die Versätze Versätze aufweisen, die durch einen AMR-Magnetsensor bewirkt wurden. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann das Versatzkompensationselement 408 dazu konfiguriert sein, den Versatz zu verringern, indem es eine „Umkipptechnik” (flipping technique) als Versatzkompensationstechnik betreibt, um einen durch den AMR-Sensor erzeugten Versatz zu beseitigen. Die Umkipptechnik kann über kurze Zeiträume hinweg einen hohen Strom in eine Spule neben dem (z. B. auf dem) AMR-Sensor einspeisen. Das aus der Spule ausgegebene Magnetfeld kippt das Ausgangssignal des AMR-Sensors um, um einen Zerhackungseffekt von dem AMR-Sensor zu erzeugen. Beispielsweise kann eine auf einem Chip befindliche Spule einen Strompuls von 100 mA für 1 μs in den AMR-Sensor entlang jeder Achse des Sensors erzeugen. Somit kann durch Verändern (d. h. Umkippen) der Ausgangssignalpolarität des AMR-Sensors der Versatz kompensiert werden.
Das versatzkompensierte Digitalsignal wird aus dem Versatzkompensationselement 408 ausgegeben, einem Differenzdetektor 410 und einem Digitalspeicherelement 412 bereitgestellt. Das Digitalspeicherelement 412 ist dazu konfiguriert, versatzkompensierte Digitalsignalwerte über die Zeit hinweg zu speichern. Der Differenzdetektor 410 ist dazu konfiguriert, eine Differenz zwischen einem aktuellen versatzkompensierten Digitalsignalwert und einem vorherigen versatzkompensierten Digitalsignalwert zu ermitteln. Wie in 4 gezeigt ist, kann bzw. können ein oder mehrere vorherige versatzkompensierte Digitalsignale in dem Digitalspeicherelement 412 gespeichert und anschließend dem Differenzdetektor 410 bereitgestellt werden, der auch das aktuelle versatzkompensierte Digitalsignal von dem Versatzkompensationselement 408 empfängt, um eine Differenz des Digitalsignals über die Zeit hinweg zu ermitteln.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die erfasste Differenz mit einem Digitalreferenzpegel verglichen werden, und auf der Basis des Vergleichs kann ein Differenzsignal S_DIFF erzeugt werden, das die Differenz von verschiedenen versatzkompensierten Digitalsignalen aufweist. Falls eine erfasste Differenz größer ist als der Digitalreferenzpegel, kann der Differenzdetektor 410 dazu konfiguriert sein, an einen Aktivierungssignalgenerator 414 ein Differenzsignal S_DIFF auszugeben, das angibt, dass ein System 420 aktiviert werden soll (z. B. zu einem Dauerbetriebsmodus erweckt werden soll). Falls die erfasste Differenz geringer ist als der Digitalreferenzpegel, kann der Differenzdetektor 410 dazu konfiguriert sein, an den Aktivierungssignalgenerator 414 ein Differenzsignal S_DIFF auszugeben, das angibt, dass das System 420 in einem Schlafmodus verbleiben soll.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Aktivierungssignalgenerator 414 einen Latch (Zwischenspeicher) 416 und einen Schalter 418 aufweisen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann der Latch 416 dazu konfiguriert sein, ein digitales Ausgangssignal S_DIG (z. B. eine Gatespannung) zu speichern, das dem Schalter 418 (z. B. Ausgangstransistor) bereitgestellt wird, um dem Schalter 418 mitzuteilen, ob er ein- oder ausschalten soll (z. B. das System aktivieren oder das System nicht aktivieren soll). Beispielsweise kann der Latch 416 dazu konfiguriert sein, ein Differenzsignal S_DIFF von dem Differenzdetektor 410 zu empfangen, wobei das Differenzsignal S_DIFF niedrig ist, solange die erfasste Differenz kleiner ist als der Digitalreferenzpegel, und hoch ist, falls die erfasste Differenz größer wird als der Digitalreferenzpegel. Da der Latch 416 so lange bei einer niedrigen Ausgabe bleibt, wie das Differenzsignal S_DIFF hoch ist, bleibt die Ausgabe des Latch gleich. Wenn jedoch das Differenzsignal S_DIFF von einem hohen Wert zu einem niedrigen Wert verändert wird, wird es bewirken, dass die Ausgabe des Latch ihren Zustand verändert, wobei der Schalter 418 eingeschaltet wird und der Betriebsmodus des Systems 420 verändert wird (z. B. wird das System von einem Schlafmodus zu einem Dauerbetriebsmodus aufgeweckt). Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Schalter 418 eine Transistorvorrichtung (z. B. eine n-Kanal-Transistorvorrichtung) aufweisen, derart, dass die Ausgabe des Latch 416 eine Gatespannung aufweist, die einen Betrieb des Transistors steuert.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der durch das Versatzkompensationselement 408 ermittelte Versatzwert zum Zweck eines sukzessiven Anlegens an den Ausgang des ADW digital gespeichert werden (z. B. in dem Digitalspeicherelement 412). Falls beispielsweise durch das Versatzkompensationselement 408 ein Versatzwert ermittelt wird, kann er in einer nächsten Betriebsphase dazu verwendet werden, den Versatz des Magnetsensors aufzuheben. Die Wiederverwendung eines berechneten Versatzwertes kann eine Versatzkompensation liefern, ohne Versatzkompensationstechniken durchführen zu müssen, wodurch der Versatz verringert oder beseitigt wird, um eine schnellere Gewinnung des Signals vorzusehen, und was zu einer Ersparnis von Zeit und Energie bei dem Aktivierungsprozess (z. B. beim Gewinnen eines Versatzsignals) führt.
5a veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Aktivierungsschaltung 500 für einen Bewegungsdetektor, die insbesondere ein ausführlicheres Ausführungsbeispiel eines Analog/Digital-Wandlers (ADW) aufweist. Wie in 5a gezeigt ist, weist der ADW 504 einen Komparator 506, ein digitales Logikelement 508 und einen Strom lenkenden Digital/Analog-Wandler (DAW) 510 auf.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Komparator 506 einen Erfassungswiderstand aufweisen, der dazu konfiguriert ist, eine Differenzeingangsspannung zu empfangen. Der Strom lenkende DAW 510, der eine oder mehrere Stromquellen aufweist, kann dazu konfiguriert sein, über den Erfassungswiderstand des Komparators 506 hinweg eine Eingangsspannungsdifferenz zu erzeugen, sodass eine durch die Hall-Platte bereitgestellte gepufferte Differenzeingangsspannung durch einen seitens des Strom lenkenden DAW bereitgestellten Strom kompensiert werden kann (z. B. da I·R = V). Somit wird die Eingangsspannung zu dem Erfassungswiderstand des Komparators kopiert, und gleichzeitig überlagert der Strom lenkende DAW das Eingangssignal mit dem entgegengesetzten Signal, sodass das Signal an dem Ende des Nachverfolgungsalgorithmus kompensiert wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der ADW dazu konfiguriert ist, ein Schritt für Schritt erfolgendes Nachverfolgen durchzuführen (der ADW berechnet z. B. zumindest eine bedeutende Differenz pro Schritt), kann das digitale Logikelement 508 bei einem Ausführungsbeispiel einen Aufwärts/Abwärts-Zähler aufweisen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann der Aufwärts/Abwärts-Zähler dazu konfiguriert sein, ein digitales Komparatorsignal von dem Komparator zu empfangen, das den Betrieb des Aufwärts/Abwärts-Zählers treibt. Auf der Basis des Komparatorsignals inkrementiert oder dekrementiert der Aufwärts/Abwärts-Zähler seinen Zustand, um ein digitales ADW-Ausgangssignal zu erzeugen, das bewirkt, dass die Ausgabe des ADW die Ausgabe der Hall-Platte nachverfolgt (z. B. in einem „Aufwärtszähl”-Modus, der das digitale ADW-Ausgangssignal inkrementiert, oder in einem „Abwärtszähl”-Modus, der das digitale ADW-Ausgangssignal dekrementiert). Deshalb zählt der Aufwärts/Abwärts-Zähler in einer richtigen Richtung, um das aus der Hall-Platte ausgegebene magnetische Signal nachzuverfolgen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann bzw. können ein oder mehrere Schalter 512, der bzw. die in Verarbeitungsrichtung vor dem ADW 504 angeordnet ist bzw. sind, dazu konfiguriert sein, Achsen der Hall-Platte 502 selektiv mit dem ADW 504 zu koppeln, um ein Stromdrehverfahren zu implementieren. Beispielsweise ist die in 5a gezeigte Hall-Platte 502 dazu konfiguriert, gemäß einer 90°-Rotation zwischen Taktphasen zu arbeiten. Ferner kann ein ADW 504 (der z. B. eine digitale Logik aufweist, die zum Durchführen einer Versatzkompensation konfiguriert ist) eine Differenz zwischen einem ersten Zerhackungssignal, das die erste Hall-Spannung aufweist (z. B. einen positiven Wert aufweist), und einem zweiten Zerhackungssignal, das die zweite Hall-Spannung aufweist (z. B. einen negativen Wert aufweist), erzeugen. Anschließend wird eine Demodulation durchgeführt, indem das erste Zerhackungssignal von dem zweiten Zerhackungssignal subtrahiert wird, wodurch der Versatz der Hall-Spannung aufgehoben wird.
Mit anderen Worten kann bzw. können der oder die mehreren Schalter 512 als erster Zerhackungsverstärker einer Zerhackerdemodulationsschaltung fungieren, indem er bzw. sie die Ausgaben der Hall-Platte 502 mit einer Zerhackerfrequenz schaltet bzw. schalten, die effektiv abwechselnd einen Versatzwert (z. B. 10 mV) addiert und den Versatzwert (z. B. –10 mV) von dem induzierten Hall-Signal subtrahiert. Ein derartiges Zerhacken erzeugt aufgrund des Umspeicherns ein moduliertes Zerhackungssignal bei einer Zerhackerfrequenz. Der ADW 504 kann als Filter fungieren, das dazu konfiguriert ist, die Wechselstrom-Versatzkomponenten zu beseitigen und das modulierte Zerhackungssignal zurück zu dem Basisband zu demodulieren.
Da die Schalter dazu konfiguriert sind, sowohl einen Zerhackungsversatz als auch ein Differenzbauen in den Zeitbereichen durchzuführen, wird der Versatz des Bewegungssensors (z. B. des AMR-Sensors, der Hall-Platte) aufgehoben. Dies eliminiert die Auswirkung instabiler Versätze (die z. B. durch Temperaturschwankungen oder Lecks bei analogen Lösungen verursacht werden), da die instabilen Versätze aufgehoben werden.
5b veranschaulicht ein Signaldiagramm 516, das ein Beispiel dafür zeigt, wie die Leistungsfähigkeit sowohl eines Zerhackungsversatzes als auch eines Differenzaufbauens den Versatz der Hall-Platte aufheben kann. Insbesondere veranschaulicht Graph 518 den Signalausgang aus der Hall-Platte 522 und einen Versatz 524, während der Graph 520 die durch den ADW 504 (z. B. durch ein digitales Logikelement 508 in dem ADW, der eine Versatzkompensationsschaltung, wie sie in 4 gezeigt ist, aufweist) erzeugte Digitaldifferenz veranschaulicht. Obwohl 5b in Bezug auf ein Hall-Platten-Drehverfahren beschrieben ist, wird einleuchten, dass das allgemeine Konzept eines Zerhackungsversatzes und eines Differenzaufbauens gleichermaßen auf einen AMR-Sensor angewendet werden kann.
Während einer ersten Taktphase 530 werden Kontakte C₁ und C₃ mit einer ersten Stromquelle 514a gekoppelt, während der eine oder die mehreren Schalter 512 dazu konfiguriert sein können, Kontakte C₂ und C₄ mit dem ADW 504 zu koppeln, um eine Hall-Spannung zu erzeugen, die eine erste Polarität aufweist (z. B. eine positive Hall-Spannung). Eine positive Hall-Spannung 522a, die einen positiven Versatzwert 524a aufweist, wird von der Hall-Platte 502 an den ADW 504 geliefert. Die resultierende Summe der positiven Hall-Spannung 522a und des positiven Versatzes 524a wird als Digitalsignal 526 nachverfolgt, das eine größere Absolutgröße aufweist als die positive Hall-Spannung 522a (da der Versatz positiv ist und dasselbe Vorzeichen aufweist wie die Hall-Spannung).
Während einer zweiten Taktphase 532 werden Kontakte C₂ und C₄ mit einer zweiten Stromquelle 514b gekoppelt, während der eine oder die mehreren Schalter 512 dazu konfiguriert sein können, Kontakte C₃ und C₁ mit dem ADW 504 zu koppeln, um eine Hall-Spannung mit einer zweiten Polarität (z. B. eine negative Hall-Spannung) zu erzeugen. Eine negative Hall-Spannung 522b, die einen positiven Versatzwert 522b aufweist, wird von der Hall-Platte 502 an den Komparator 506 geliefert. Die resultierende Summe der negativen Hall-Spannung 522b und des positiven Versatzes 524b wird als Digitalsignal 526 nachverfolgt, das eine geringere Absolutgröße aufweist als die negative Hall-Spannung 522b (da der Versatz positiv bleibt und das entgegengesetzte Vorzeichen zur Hall-Spannung aufweist).
Der Graph 520 veranschaulicht die Differenz 536, die (z. B. durch das digitale Logikelement 508 des ADW 504) zwischen dem ersten Zerhackungssignal 526, das in der Digitalspeicherung gespeichert ist und die erste Hall-Spannung aufweist (z. B. einen positiven Wert aufweist) und dem zweiten Zerhackungssignal 528, das die zweite Hall-Spannung aufweist, gebaut ist. Da die Versätze in der ersten und der zweiten Taktphase 530 und 532 weiterhin dasselbe Vorzeichen aufweisen, heben sich die Versatzsignale auf (z. B. wird das Versatzsignal 524 in der Taktphase 532 durch das Differenzbauen beseitigt), was zu einem Digitalsignal führt, das die doppelte Signalamplitude, jedoch keinen Versatz aufweist. Der Graph 520 veranschaulicht auf ähnliche Weise die Aufhebung von Versatzwerten durch ein Differenzbauen der zerhackten Signale während einer dritten Taktphase 534.
Der Erfinder hat erkannt, dass ein Differenzbauen, wie es hierin vorgesehen ist, alternative Prozesse einschließen soll, die denselben allgemeinen Vorgang einer Versatzaufhebung durchführen, die jedoch den Vorgang (z. B. zu einem Summierungsvorgang) variieren, indem sie eine oder mehrere Signalpolaritäten verändern. Beispielsweise können bei einem alternativen Ausführungsbeispiel die Schalter dahin gehend konfiguriert sein, Versätze zu erzeugen, die in den Taktphasen 530 und 532 entgegengesetzte Polaritäten aufweisen (z. B. positiv und negativ zu sein), statt eines Differenzbauens durch die Schalter, die eine positive Differenz (die z. B. 534 entspricht) zwischen der positiven Hall-Spannung 522a in der ersten Taktphase 530 und der negativen Hall-Spannung 522b in der zweiten Taktphase 532 erzeugen, sodass zum Aufheben der Versätze ein Summieren (statt eines Differenzbauens) verwendet wird.
Es wird einleuchten, dass die Schaltung bei manchen Ausführungsbeispielen arbeiten kann, ohne dass die Schalter ein Zerhacken oder Drehen durchführen. Falls die Aktivierungsschaltung beispielsweise dazu konfiguriert ist, mit einer kurzen Bereitschaftszeit (z. B. 1 ms) zu arbeiten, sind Versatzfehleränderungen (die z. B. durch Temperaturänderungen bewirkt werden) vernachlässigbar, und ein Zerhacken kann übersprungen werden.
6 veranschaulicht ein Zeitdiagramm 600 einer Bewegungssensoraktivierungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem sie eine Differenz zwischen Digitalsignalen erfasst, wobei sie insbesondere die Betriebsmodi veranschaulicht. Insbesondere veranschaulicht 6 einen ersten Graphen 610, der den Stromverbrauch eines externen Systems zeigt, und einen zweiten Graphen 612, der die Ausgabe des ADW (der z. B. dem ADW 406 der 4 entspricht) zeigt.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Aktwierungsschaltung in einem Zweiphasen-Betriebsschema betrieben werden, das eine „Hochstrom”-Betriebsphase 602 und eine „Niedrigstrom”-Bereitschaftsphase 604 (bei der z. B. der Stromverbrauch des Niedrigleistungsozellators bleibt, wie nachstehend in 7 beschrieben ist) aufweist. Die Verwendung der zwei Phasen führt zu einem relativ niedrigen durchschnittlichen Betriebsstrom des Systems, wodurch der Leistungsverbrauch des Systems verringert wird (z. B. ist der durchschnittliche Stromverbrauch des Graphen 610 relativ gering). Insbesondere erfasst ein Differenzerfassungselement während der Betriebsphasen 602 die Neigung des Digitalsignals und vergleicht die Veränderung des Werts des Digitalsignals mit einem Digitalreferenzpegel 608. Falls die Veränderung des Werts des Digitalsignals geringer ist als der Digitalreferenzpegel 608 (die z. B. einer Veränderung des Magnetfeldes von 0,5 mT entspricht), dann ist entweder keine Veränderung des Magnetfeldes aufgetreten, oder es ist in dem Magnetfeld eine Veränderung aufgetreten, die zu klein ist, um eine Bewegung zu erfassen, und das System bleibt in demselben Zustand. Falls jedoch eine Änderung des Wertes des Digitalsignals den Digitalreferenzpegel 608 überschreitet, dann wird am Ende der Betriebsphase (z. B. zum Zeitpunkt T₄) eine Änderung des Magnetfeldes erfasst, und das System wird aufgeweckt. Während der Bereitschaftsphase 604 wird der Vergleich angehalten, und Digitalsignalwerte werden gespeichert, sodass der Stromverbrauch des Systems auf einen geringen Stromverbrauch (z. B. Mikroampere) verringert wird).
Bei einem bestimmten Beispiel ist die Bereitschaftszeit im Vergleich zu der Betriebszeit relativ lang. Beispielsweise kann ein sehr geringer Leistungsverbrauch mit einem Zeitschema erzielt werden, das durch einen Oszillator dahin gehend gesteuert wird, eine Aktivierungsschaltung ungefähr 50 μs lang zu betreiben, worauf eine Bereitschaftsphase von ungefähr 130 ms mit einem minimalen Stromverbrauch der Aktivierungsschaltung folgt. Aufgrund der im Vergleich zu der Betriebszeit langen Bereitschaftszeit ist der gesamte gemittelte Strom etwas höher als der Bereitschaftsstrom.
Wie in 6 während einer ersten Betriebsphase 602a gezeigt ist, versucht ein ADW das aus einem Bewegungssensor ausgegebene magnetische Signal nachzuverfolgen, schafft es jedoch nicht, eine Änderung des Digitalsignals zu erfassen, die größer ist als der Digitalreferenzpegel, und weckt das System somit nicht auf. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der nachverfolgende ADW ein Versagen, den Digitalreferenzpegel zu erreichen, als stabiles/Zustandsumschalt-Digitalsignal (stable/toggling digital signal) erkennen. Da das Digitalsignal beispielsweise um einen digitalen Wert herum zwischen zwei Zuständen umschaltet (während es den Zeitpunkt T₂ passiert), gibt es ein stabiles Digitalsignal an, und es erfolgt kein Aufwecken des Systems.
In der zweiten Betriebsphase 602b versucht der ADW, das magnetische Signal nachzuverfolgen, da das magnetische Signal jedoch während der Betriebszeit kontinuierlich ansteigt (z. B. nicht zwischen zwei Zuständen umschaltet), erfasst er ein Digitalsignal, das größer ist als der Digitalreferenzpegel 608, und statt die Aktivierungsschaltung auszuschalten, wird sie zu einer längeren Betriebszeit geschaltet, die ermöglicht, dass das Digitalsignal nachverfolgt wird. Die längere Betriebszeit lässt die Aktivierungsschaltung wissen, dass das Digitalsignal (z. B. die Magnetfeldänderung) den Digitalreferenzpegel überschreitet, und deshalb schaltet sie am Ende der Stufe den Ausgangsschalter (z. B. Ausgangstransistor) ein, um das System aufzuwecken. Mit anderen Worten kann die Aktivierungsschaltung das System aufwecken, falls eine Differenzerfassung anerkannt wird, falls jedoch ein adaptives ADW-Nachverfolgen keinen abschließenden Wert erreichte, kann die Länge der Betriebsphase 602b erhöht werden, bis der ADW einen endgültigen Wert erkennt.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der ADW, wenn das System aufwacht, von einem Modus einer schrittweisen Nachverfolgung zu einem Modus einer sukzessiven Annäherung umschalten, bei dem der ADW, statt in einer binären Sequenz aufwärts zu zählen, das Signal findet, indem er mit dem höchstwertigen Bit beginnt und bei dem niedrigstwertigen Bit endet. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der ADW, wenn das System aufwacht, von einem Modus einer sukzessiven Annäherung zu einem Modus eines adaptiven Nachverfolgens umschalten, wobei der ADW konfiguriert ist, in Inkrementen n-ter Schritte nachzuverfolgen, wobei n = 2, 4, 8 usw.
7 veranschaulicht ein ausführlicheres Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems 700, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, indem es eine Differenz eines Digitalsignals, das eine Bewegungssensorausgabe entspricht, erfasst. Das Hall-Sensorsystem weist eine Signalkette auf, die eine Hall-Platte 702, Schalter 704, einen ADW 706 und Digitalsignalkomponenten 708 (die ein Versatzkompensationselement, einen Differenzdetektor aufweisen) aufweist, wie oben beschrieben ist (z. B. in 5). Eine Digitalreferenzpegelquelle 726 ist dazu konfiguriert, dem Differenzdetektor einen Digitalreferenzpegel bereitzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Digitalreferenzpegelquelle 726 ein Speicherelement (z. B. Digitalspeicherelement) in der Aktivierungsschaltung aufweisen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Digitalreferenzpegelquelle 726 eine externe Quelle wie z. B. einen Mikroprozessor aufweisen, die bzw. der dazu konfiguriert ist, einen Digitalreferenzpegel an die/in der Aktivierungsschaltung zu senden bzw. zu programmieren.
7 veranschaulicht ferner Oszillatorschaltungen 712 und 714, die dazu konfiguriert sind, einen Betrieb der Signalkette der Schaltung zu treiben. Der Ultraniedrigleistungsoszillator 712 kann dazu konfiguriert sein, als Takt für das System in dem Bereitschaftsmodus zu arbeiten, während der schnelle Oszillator 714 dazu konfiguriert ist, den ADW, die Versatzkompensation und den Differenzdetektor in der Betriebsphase zu treiben. Deshalb steuert der Ultraniedrigleistungsoszillator 712 die Aktivierungszeit und die Bereitschaftszeit. Während der Aktivierungszeit wird der schnelle Oszillator 714 dazu aktiviert, als Taktgenerator für die digitalen Teile der Schaltung (z. B. den ADW-Wandler, den digitalen Pfad, der die Ausgabe des ADW empfängt) zu dienen, während der schnelle Oszillator 714 im Bereitschaftsmodus ausgeschaltet ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Ultraniedrigleistungsoszillator 712 dazu konfiguriert sein, in einer Bereitschaftsphase dahin gehend zu arbeiten, den Ausgangslatch 716 zu takten, sodass der minimale Stromverbrauch der Bereitschaftsphase auf einen minimalen Stromverbrauch der Aktivierungsschaltung zurückzuführen ist, der von dem Ultraniedrigleistungsoszillator kommt. Deshalb stellt der Ultraniedrigleistungsoszillator 712 während der Bereitschaftsphase dem Latch 716 und der Digitalspeicherung 710 eine Spannung bereit.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 ist der Latch 716 dazu konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, wie oben beschrieben wurde, das einem Schalter bereitgestellt wird, der eine Transistorvorrichtung 718 (z. B. einen n-Kanal-Transistor) aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Ausgang des Latch 716 eine Spannung aufweisen, die an das Gate des Transistors 718 angelegt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem in dem System (z. B. bei Automobilanwendungen) hohe Spannungen vorliegen, kann bzw. können eine oder mehrere Hochspannungsschutzschaltungen 720, 722 dazu konfiguriert sein, die Schaltungskomponenten der Aktivierungsschaltung vor hohen Spannungen und/oder Batteriesperrspannungen zu schützen. Wie in 7 gezeigt ist, können z. B. sowohl der Ultraniedrigleistungsoszillator 712 als auch der Signalpfad (z. B. Elemente 702–708) dazu konfiguriert sein, bei niedrigen Versorgungsspannungen (z. B. zwischen 1,5 V und 3 V) zu arbeiten. Demgemäß ist eine Ultraniedrigleistungs-Hochspannungs- und Sperrspannungsschutzschaltung 722 dazu konfiguriert, hohe Spannungen oder Batteriesperrspannungen (die z. B. auftreten können, wenn eine Batterie mit in der Sperrrichtung angelegten Batteriepolaritäten installiert wird) daran zu hindern, den Ultraniedrigleistungsoszillator 712 zu erreichen, und eine Hochspannungs- und Sperrspannungsschutzschaltung 720 ist dazu konfiguriert, Hochspannungen und/oder Batteriesperrspannungen daran zu hindern, den Signalpfad 702 –708 zu erreichen. Deshalb schützen die Hochspannungs- und Sperrspannungsschutzschaltungen 720, 722 die Aktivierungsschaltung vor einem Schaden, der aufgrund der hohen Batteriespannungen und/oder Batteriesperrspannungen auftreten kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die Hochspannungsschutzschaltungen 720 und/oder 722 einen MOS-Verarmungstransistor oder einen JFET-Transistor aufweisen, der bei minimalem Versorgungsstrom eine Niederspannungsversorgungsspannung liefert. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Hochspannungsschutzschaltungen 720 und/oder 722 einen Hochspannungsverarmungstransistor und eine oder mehrere Dioden (z. B. Schottky-Dioden) aufweisen, wobei der Hochspannungsverarmungstransistor dazu konfiguriert ist, hohe Spannungen zurückzuweisen, während der p-n-Übergang der einen oder der mehreren Dioden dazu konfiguriert ist bzw. sind, Batteriespannungen, die die falsche Polarität aufweisen, abzublocken.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Ultraniedrigleistungsspannungsschutzschaltung 722 dem Latch 716 und/oder der Digitalspeicherung 710 eine geschützte Spannung bereitstellen, da der Latch 716 und/oder die Digitalspeicherung 710 mit dem Hochleistungs- und Sperrspannungsschutz gekoppelt sind. Beispielsweise ist die Leitung 724 dazu konfiguriert, eine Ultraniedrigspannung zu liefern, die Informationen in dem Latch 716 und/oder der Digitalspeicherung 710 sowohl während der Bereitschafts- als auch während der Betriebsphasen ohne zusätzlichen Stromverbrauch speichern kann.
8 ist ein Blockdiagramm eines Sensorsystems, das dazu konfiguriert ist, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, wie es hierin vorgesehen ist, das einen externen Eingang 802 aufweist, der dazu konfiguriert ist, Betriebsphasen der Aktivierungsschaltung zu ändern.
Der Ausgangstransistor kann dazu konfiguriert sein, ein externes System (z. B. einen Mikroprozessor) zu aktivieren. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das externe System, nachdem es aktiviert wurde, dazu konfiguriert sein, die Betriebsphasen der Aktivierungsschaltung zu steuern, indem es der Aktivierungsschaltung ein externes Signal bereitstellt (z. B. um die Aktivierungsschaltung zu veranlassen, von einem Bereitschaftsmodus in einen Betriebsmodus überzugehen, wie in 6 gezeigt ist). Bei einem Ausführungsbeispiel wird das externe Signal von einem externen Eingang 802 bereitgestellt, um den Digitalsignalpfad 804 zu aktivieren. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das externe Signal von dem externen Eingang 802 bereitgestellt werden, um eine oder mehrere bestimmte Komponenten der Aktivierungsschaltung wie z. B. den ADW 806 und/oder die Versatzkompensationsschaltung 808 zu aktivieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das externe System, nachdem es aktiviert wurde, dazu konfiguriert sein, an dem externen Eingang 802 ein externes Signal einzugeben, das die Aktivierungsschaltung veranlasst, in einen Dauerbetriebsmodus überzugehen. Bei einem wieder anderen Ausführungsbeispiel kann das externe System, nachdem es aktiviert wurde, dazu konfiguriert sein, an dem externen Eingang 802 ein externes Signal einzugeben, das eine Änderung des Betriebsmodus des ADW (z. B. von einem Nachverfolgungsmodus zu einem sukzessiven Betriebsmodus) bewirkt.
9 ist ein Blockdiagramm eines Hall-Sensorsystems, das dazu konfiguriert ist, Informationen von einer Aktivierungsschaltung 900 einem externen System bereitzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Aktivierungsschaltung 900, nachdem das System eingeschaltet wurde, dazu konfiguriert sein, an einem digitalen Ausgang 906 zusätzliche Informationen an ein externes System auszugeben. Wie in 9 gezeigt ist, kann beispielsweise das versatzkompensierte ADW-Signal von dem Ausgang des Versatzkompensators 902 dem digitalen Ausgang 906 (über eine Verbindungsleitung 904) bereitgestellt werden, und/oder das Neigungs- oder Differenzsignal kann von dem Differenzdetektor (über eine Verbindungsleitung 910) an den digitalen Ausgang 906 ausgegeben werden. Zusätzliche Informationen wie beispielsweise die ADW-Ausgabe und/oder das Differenzsignal können eine reale Position eines Magneten, wie sie durch den Bewegungssensor erfasst wird, und/oder das Ausmaß der Bewegung des Magneten (z. B. die Änderung der Betrags des Magnetfeldwertes) bereitstellen. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Neigung, die von dem Differenzdetektor dem System bereitgestellt wird, angibt, dass bezüglich der Bewegung des Magnetsensors eine langsame Veränderung aufgetreten ist, kann das System das Aktivierungssignal aufgrund der Langsamkeit der Änderung zurückweisen.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein ausführlicheres Ausführungsbeispiel des Betriebs einer Aktivierungsschaltung zeigt, die einen Magnetsensor, wie er hierin vorgesehen ist, aufweist.
Obwohl das Verfahren 1000 nachstehend als Serie von Handlungen oder Ereignissen veranschaulicht und beschrieben wird, wird einleuchten, dass die veranschaulichte Reihenfolge derartiger Handlungen oder Ereignisse nicht in einem einschränkenden Sinn interpretiert werden soll. Beispielsweise können manche Handlungen in einer anderen Reihenfolge und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen abgesehen von den hierin veranschaulichten und/oder beschriebenen auftreten. Außerdem sind eventuell nicht alle veranschaulichten Handlungen erforderlich, um einen oder mehrere Aspekte oder ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Außerdem kann bzw. können eine oder mehrere der hierin gezeigten Handlungen in einer oder mehreren getrennten Handlungen und/oder Phasen durchgeführt werden.
Ferner kann der beanspruchte Gegenstand als Verfahren, Apparatur oder Herstellungsartikel implementiert sein, das bzw. die bzw. der standardmäßige Programmierungs- und/oder Konstruktionstechniken verwendet, um Software, Firmware, Hardware oder eine beliebige Kombination derselben zu erzeugen, um einen Computer dahin gehend zu steuern, den offenbarten Gegenstand zu implementieren (z. B. sind die in 1, 3 usw. gezeigten Schaltungen nicht-einschränkende Beispiele von Schaltungen, die zum Implementieren des Verfahrens 1000 verwendet werden können). Der Begriff „Herstellungsartikel”, wie er hierin verwendet wird, soll ein Computerprogramm einschließen, auf das von einer bzw. einem beliebigen computerlesbaren Vorrichtung, Träger oder Medium zugegriffen werden kann. Selbstverständlich werden Fachleute erkennen, dass an dieser Konfiguration viele Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang oder der Wesensart des beanspruchten Gegenstands abzuweichen.
Bei 1002 wird ein Digitalsignal erzeugt, das zu einem von einem magnetischen Bewegungssensor bereitgestellten magnetischen Signal proportional ist.
Bei 1004 wird an dem Digitalsignal eine Versatzkompensation durchgeführt. Die Versatzkompensation kann bei verschiedenen Ausführungsbeispielen Versätze beseitigen, die aufgrund eines Nullpunkt-Hall-Versatzes oder AMR-Versatzes erzeugt wurden. Beispielsweise kann bei einer Aktivierungsschaltung, die einen Hall-Sensor aufweist, der Versatz anhand von in der Technik bekannten Stromdrehtechniken beseitigt werden, während bei einer Aktivierungsschaltung, die einen AMR-Sensor aufweist, der Versatz anhand von in der Technik bekannten „Umkipptechniken” beseitigt werden kann. Außerdem kann die Versatzkompensation Versätze, die beispielsweise durch den ADW und/oder Komparator erzeugt wurden, beseitigen.
Bei 1006 wird ein Digitalsignal digital gespeichert. Um eine Differenz des Bewegungssensorausgangssignals zu erfassen, werden vorherige Digitalsignalwerte in dem Digitalspeicherelement gespeichert, sodass sie mit neuen Digitalsignalwerten, die aus der Digitalsignalnachverfolgungskomponente ausgegeben werden, verglichen werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem das Verfahren in einem Zweiphasen-Niedrigleistungsbetriebsmodus betrieben wird, wird das Digitalsignal in der Bereitschaftsphase des Betriebs digital gespeichert, im Gegensatz zu anderen Handlungen des Verfahrens (z. B. 1004, 1008 usw.), die eventuell nicht in der Bereitschaftsphase des Betriebs durchgeführt werden.
Bei 1008 wird eine Differenz zwischen einem aktuellen Digitalsignal und einem früheren Digitalsignal berechnet.
Bei 1010 wird die Differenz mit einem Digitalreferenzpegel verglichen, und es wird ein Differenzsignal erzeugt. Auf der Basis des Differenzsignals kann bei 1012 ein Aktivierungssignal erzeugt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Aktivierungssignal dazu konfiguriert, in einer Hochstrom-Betriebsphase und in einer Niedrigstrom-Bereitschaftsphase zu arbeiten, wie oben in 6 beschrieben wurde. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel können Handlungen 1006, 1008–1012 in der Hochstrom-Betriebsphase durchgeführt werden, während eine Speicherung eines digitalen magnetischen Signals sowohl in einer Hochstrom-Betriebsphase als auch in einer Niedrigstrom-Bereitschaftsphase erfolgen kann.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen veranschaulicht und beschrieben wurde, können an den veranschaulichten Beispielen Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne von der Wesensart und dem Schutzumfang der angehängten Patentansprüche abzuweichen. Insbesondere bezüglich der verschiedenen Funktionen, die die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Anordnungen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) erfüllen, ist beabsichtigt, dass die verwendeten Begriffe (einschließlich einer Bezugnahme auf eine „Einrichtung”), die dazu verwendet werden, derartige Komponenten zu beschreiben, dann, wenn nichts anderes angegeben ist, jeglicher Komponente oder Struktur entsprechen, die die genau angegebene Funktion der beschriebenen Komponente erfüllt (z. B. die funktional äquivalent ist), auch wenn sie zu der offenbarten Struktur, die die Funktion der hierin veranschaulichten exemplarischen Implementierungen der Erfindung erfüllt, nicht strukturell äquivalent ist. Obwohl ein bestimmtes Merkmal der Erfindung vielleicht bezüglich lediglich einer von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein derartiges Merkmal außerdem mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, je nachdem, wie dies für eine beliebige gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein mag. In dem Maße, wie die Begriffe „umfassen”, „umfasst”, „haben”, „hat”, „mit” oder Varianten derselben entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Patentansprüchen verwendet werden, sollen diese Begriffe außerdem auf ähnliche Weise wie der Begriff „aufweisen” einschließlich sein.

Claims

Schaltung, die folgende Merkmale aufweist: ein Bewegungssensorelement (102), das dazu konfiguriert ist, ein Bewegungssensorausgangssignal, das einer erfassten Bewegung entspricht, an eine Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) auszugeben; wobei die Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) folgende Merkmale aufweist: ein digitales Messelement, das dazu konfiguriert ist, das Bewegungssensorausgangssignal nachzuverfolgen und ein Digitalsignal zu erzeugen; ein Digitalspeicherelement (114), das dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere vorherige Digitalsignale zu speichern, die dem über die Zeit erzeugten Bewegungssensorausgangssignal entsprechen; und einen Differenzdetektor (112; 410), der dazu konfiguriert ist, eine Differenz zwischen einem aktuellen Digitalsignal und den vorherigen Digitalsignalen zu erfassen, wobei der Differenzdetektor, falls die Differenz größer ist als ein Digitalreferenzpegel, einen Aktivierungssignalgenerator (106) veranlasst, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, das ein System (108) aus einem Schlafmodus aufweckt.
Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der das digitale Messelement einen Analog/Digital-Wandler (406; 806) aufweist, der dazu konfiguriert ist, das Bewegungssensorausgangssignal nachzuverfolgen, indem er das Bewegungssensorausgangssignal in ein Digitalsignal umwandelt, das der erfassten Bewegung entspricht.
Schaltung gemäß Anspruch 2, die ferner ein Zweiphasen-Betriebselement (116) aufweist, das dazu konfiguriert ist, die Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) zu befähigen, gemäß einem Zweiphasen-Betriebsmodus zu arbeiten, wobei die Schaltung folgende Merkmale aufweist: eine Betriebsphase, die einen ersten Stromverbrauch aufweist und während derer der Analog/Digital-Wandler das Bewegungssensorausgangssignal nachverfolgt und der Differenzdetektor (112) die Änderung des Bewegungssensorausgangssignals misst; und eine Niedrigleistungs-Bereitschaftsphase, bei der der Analog/Digital-Wandler und der Differenzdetektor (112) nicht mit Leistung versorgt werden.
Schaltung gemäß Anspruch 2 oder 3, die ferner folgende Merkmale aufweist: einen oder mehrere Schalter, die zwischen dem Bewegungssensorelement (102) und der Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Schalter dazu konfiguriert sind, bei einer Frequenz zu arbeiten, die ein erstes Zerhackungssignal, das einen Versatz aufweist, und ein zweites Zerhackungssignal, das den Versatz aufweist, liefert, wobei die Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) den Versatz aufheben kann, indem sie aus dem ersten und dem zweiten Zerhackungssignal ein moduliertes Digitalsignal aufbaut.
Schaltung gemäß Anspruch 4, bei der der Differenzdetektor (112) dazu konfiguriert ist, die Differenz des Digitalsignals zu erfassen, indem er die Digitalsignalwerte zu unterschiedlichen Zeitpunkten vergleicht, um eine Veränderung der Digitalsignalgröße zu messen, wobei der Aktivierungssignalgenerator (106) in dem Fall, dass die Änderung der Digitalsignalgröße größer ist als der Digitalreferenzpegel, das Aktivierungssignal erzeugt.
Schaltung gemäß Anspruch 4 oder 5, bei der der Differenzdetektor (112) dazu konfiguriert ist, die Differenz des Digitalsignals zu erfassen, indem er eine kontinuierliche Aufwärtsänderung für eine Zeit oder eine kontinuierliche Abwärtsänderung für eine Zeit erfasst, wobei der Aktivierungssignalgenerator (106) in dem Fall, dass die Zeit der kontinuierlichen Änderung größer ist als der Digitalreferenzpegel, das Aktivierungssignal erzeugt.
Aktivierungsschaltung (500; 900), die folgende Merkmale aufweist: einen magnetischen Bewegungssensor (402), der dazu konfiguriert ist, ein magnetisches Signal auszugeben, das zu einem gemessenen Magnetfeld proportional ist; eine Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104), die dazu konfiguriert ist, gemäß einem Niedrigleistungsmodus zu arbeiten, der eine Niedrigleistungs-Bereitschaftsphase und eine Betriebsphase aufweist, wobei die Digitaldifferenzerfassungsschaltung in der Betriebsphase ein aktuelles Digitalsignal mit vorherigen Digitalsignalen, die in einem Digitalspeicherelement (114) gespeichert sind, vergleicht, um eine Differenz bei Digitalsignalen zu erfassen, wobei die Differenzerfassungsschaltung in dem Fall, dass die Differenz bei den Digitalsignalen größer ist als ein Digitalreferenzpegel, einen Aktivierungssignalgenerator (106) veranlasst, ein Aktivierungssignal zu erzeugen, das ein System aus einem Schlaf aufweckt, und bei der in der Bereitschaftsphase Digitalsignale gespeichert werden.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 7, bei der die Digitaldifferenzerfassungsschaltung (104) folgende Merkmale aufweist: einen Analog/Digital-Wandler (406), der dazu konfiguriert ist, das gemessene Magnetfeld nachzuverfolgen, indem er das magnetische Signal in ein Digitalsignal, das dem Magnetfeld entspricht, umwandelt; und einen Differenzdetektor (112), der dazu konfiguriert ist, die Differenz bei den Digitalsignalen zu messen und ein Differenzsignal auszugeben, das Informationen aufweist, die den Betrag der Differenz bei dem Digitalsignals betreffen.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 8, bei der, nachdem das System (108) aktiviert ist, das aus dem Analog/Digital-Wandler (406) ausgegebene Digitalsignal oder das aus dem Differenzdetektor (112) ausgegebene Differenzsignal an das System ausgegeben werden kann.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 8 oder 9, bei der, nachdem das System (108) aktiviert ist, der Analog/Digital-Wandler dazu konfiguriert ist, von einem Schritt-für-Schritt-Nachverfolgungsmodus zu einem sukzessiven Betriebsmodus oder einem Adaptive-Nachverfolgung-Modus zu wechseln.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Analog/Digital-Wandler (406) folgende Merkmale aufweist: einen Komparator (506), der dazu konfiguriert ist, eine aus dem magnetischen Bewegungssensor (402) ausgegebene Differenzeingangsspannung zu empfangen; eine digitale Nachverfolgungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, ein digitales Nachverfolgen des magnetischen Signals zu ermöglichen; und einen Digital/Analog-Wandler (510), der dazu konfiguriert ist, die Differenzeingangsspannung des Komparators zu kompensieren.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, die ferner eine Versatzkompensationsschaltung (808) aufweist, die sich zwischen dem Analog/Digital-Wandler (406) und dem Differenzdetektor (410) befindet, und die dazu konfiguriert ist, den Versatz des magnetischen Signals derart zu beseitigen, dass der Differenzdetektor (410) ein erstes versatzkompensiertes Signal mit einem zweiten versatzkompensierten Signal vergleicht.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 12, die ferner einen oder mehrere Schalter aufweist, die zwischen dem magnetischen Bewegungssensor (402) und dem Analog/Digital-Wandler (406) angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Schalter dazu konfiguriert sind, selektiv bei einer Zerhackerfrequenz betrieben zu werden, die ermöglicht, dass ein Stromdrehverfahren ein erstes Zerhackungssignal, das einen Versatz aufweist, und ein zweites Zerhackungssignal, das den Versatz aufweist, zu liefern, wobei die Digitaldifferenzerfassungsschaltung den Versatz aufheben kann, indem sie aus dem ersten und dem zweiten Zerhackungssignal ein moduliertes Digitalsignal aufbaut.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 12 oder 13, die ferner folgende Merkmale aufweist: einen Ultraniedrigleistungsoszillator (712), der dazu konfiguriert ist, als Takt für die Aktivierungsschaltung in der Bereitschaftsphase zu arbeiten; und einen schnellen Oszillator (714), der dazu konfiguriert ist, den Analog/Digital-Wandler (406), das Versatzkompensationselement (408) und den Differenzdetektor (410) in der Betriebsphase zu treiben.
Aktivierungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14, bei der die Betriebsphase von einem außerhalb der Aktivierungsschaltung befindlichen System aus oder durch Erzielen eines stabilen Digitalsignals initialisiert werden kann.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15, die ferner eine oder mehrere Hochspannungsschutzschaltungen (720, 722) aufweist, die dazu konfiguriert sind, hohe Spannungen oder Batteriesperrspannungen zurückzuweisen.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß Anspruch 16, bei der die Hochspannungsschutzschaltung (720, 722) einen MOS-Verarmungstransistor oder einen JFET-Transistor aufweist, der bei einem minimalen Versorgungsstrom eine Niederspannungsversorgungsspannung für einen Ultraniedrigleistungsoszillator und einen Latch und das Digitalspeicherelement liefert.
Aktivierungsschaltung (500; 900) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 17, bei der der Digitalreferenzpegel (608) der Aktivierungsschaltung von einer außerhalb der Aktivierungsschaltung befindlichen Apparatur bereitgestellt wird.
Verfahren (1000) zum Aktivieren eines Systems (108) aus einem Schlaf heraus, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen (1002) eines Digitalsignals, das zu einem gemessenen magnetischen Bewegungssensorsignal proportional ist; Erfassen einer Differenz zwischen einem aktuellen Digitalsignal und vorherigen Digitalsignalen, die in einem Digitalspeicherelement gespeichert sind; und Vergleichen der erfassten Differenz mit einem Digitalreferenzpegel, wobei ein Aktivierungssignal ein System (108) aus einem Schlafmodus aufweckt, falls die Differenz größer ist als ein Digitalreferenzpegel.
Verfahren (1000) gemäß Anspruch 19, das ferner folgende Schritte aufweist: Durchführen (1004) einer Versatzkompensation, um den Versatz des magnetischen Bewegungssensorsignals zu beseitigen, wobei die Versatzkompensation Folgendes aufweist: Berechnen einer Differenz zwischen Versatzwerten eines Bewegungssensors; und Erzeugen eines Zerhackungssignals, das eine modulierte Amplitude aufweist, die auf der Differenz zwischen Versatzwerten beruht; wobei ein erstes versatzkompensiertes Signal mit einem zweiten versatzkompensierten Signal verglichen wird.