DE10211596B4 - Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Grösse - Google Patents

Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Grösse Download PDF

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Abstract

Abstimmschaltung für einen Sensor (2) für eine physikalische Größe, die aufweist:
eine analoge Schaltung (10) zum Bewirken mindestens eines Einstellvorgangs einer Versorgungsspannung zu dem Sensor (2) für eine physikalische Größe und eines Abstimmvorgangs für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem Abstimmwert;
eine Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60), die eine Speicherschaltung (61) zum Speichern von Daten aufweist und den Abstimmwert in Übereinstimmung mit den Daten aus dem Speicher erzeugt;
einen Abstimmsignaleingangsanschluß (6) zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet;
eine Signaltrennschaltung (30) zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten aus dem Steuersignal; und
eine Logikschaltung (8), die auf das Taktsignal und das Rücksetzsignal reagiert, zum Zuführen der Daten aus der Signaltrennschaltung (30) zu der Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) und zum Empfangen der Daten aus der Abstimmwertsteuerschaltung,
wobei die Speicherschaltung (61) eine Mehrzahl...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft eine Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe.
  • 2. Beschreibung des Standes der, Technik
  • Um die Anzahl von Eingangsanschlüssen einer Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe zu verringern, wird eine Signaltrennschaltung zum Trennen von Steuersignalen verwendet. 8 zeigt eine Abstimmschaltung 101 für einen Sensor für eine physikalische Größe im Stand der Technik. Die Abstimmschaltung 101 beinhaltet eine Logikschaltung 102 zum Erzeugen von Steuersignalen auf der Grundlage von Eingangssignalen und eine Abstimmspannungssteuerschaltung 103 zum Speichern von Daten auf der Grundlage der Steuersignale aus der Logikschaltung 102 und zum Erzeugen von Abstimmspannungen zum Abstimmen der Sensorausgangssignale auf der Grundlage der gespeicherten Daten. Die Abstimmspannungssteuerschaltung 103 beinhaltet eine Mehrzahl von Speicherblöcken 103a, von denen jeder einen Adressendecodierer, eine Eingabe/Ausgabesteuereinrichtung, einen Signalspeicher (flüchtigen Speicher) und einen PROM (nichtflüchtigen Speicher) aufweist, eine Fehlerkorrekturschaltung 103b zum Korrigieren der Daten, die in dem Speicher gespeichert sind, und einen D/A-Wandler 103c zum Wandeln des fehlerkorrigierten Ausgangssignals zu einem analogen Signal.
  • Die Abstimmschaltung 103 weist drei Abstimmsignaleingangsanschlüsse 104 bis 106 auf. Das heißt, der Takt/Rücksetzanschluß 104 gibt ein Takt/Rücksetzsignal ein, das ein Taktsignal und ein Rücksetzsignal beinhaltet, der DATA-Anschluß 105 gibt ein DATA-Signal mit logisch hohen (= VDD) und niedrigen (= GND) Pegeln in Phase zu dem Taktsignal ein und der VPP-Anschluß 106 gibt eine hohe Spannung VPP ein, die Speichern, wie zum Beispiel einem EPROM, in der Abstimmspannungssteuerschaltung 103, zugeführt wird.
  • Die Abstimmschaltung 101 beinhaltet eine Signaltrennschaltung 107 zum Trennen des Takt/Rücksetzsignals in das Taktsignal und das Rücksetzsignal, welche der Logikschaltung zusammen mit dem DATA-Signal zugeführt werden. Die Logikschaltung 102 führt der Abstimmspannungsteuerschaltung 103 Adressendaten, ein Betriebsartensteuersignal und Daten zu, die dem DATA-Signal entsprechen. Die Abstimmspannungssteuerschaltung 103 erzeugt Abstimmspannungen zum Abstimmen des Sensorausgangssignals.
  • Die hohe Spannung VPP aus dem VPP-Anschluß wird zugeführt, wenn Daten in den Speicher in der Abstimmspannungssteuerschaltung 103 geschrieben werden. Andererseits wird, während der Schreibvorgang nicht bewirkt wird, die Versorgungsspannung VDD der Abstimmspannungssteuerschaltung 103 von einer geregelten Spannungsversorgung (nicht gezeigt) zugeführt.
  • 9 zeigt ein Zeitablaufsdiagramm eines Beispiels des Abstimmens des physikalischen Sensors. Drei Spannungspegel stellen das Takt/Rücksetzsignal dar. Der GND-Pegel stellt ein Rücksetzen der Logikschaltung 102 dar, eine Hälfte von VDD stellt das Auslösen des Rücksetzens der Logikschaltung 102 und einen logisch niedrigen Pegel des Taktsignals dar und der VDD-Pegel stellt das Auslösen des Rücksetzens der Logikschaltung 102 und einen logisch hohen Pegel des Taktsignals dar. Das DATA-Signal stellt Daten mit einem der hohen und niedrigen logischen Pegel dar. Als Reaktion auf das DATA-Signal führt die Logikschaltung 102 aufeinanderfolgend ein temporäres Speichern von Daten in den Signalspeicher, ein Lesen von Daten in dem Signalspeicher, ein Schreiben der Daten in den PROM und ein Lesen von Daten in dem PROM in der Abstimmspannungssteuerschaltung 103 auf der Grundlage des DATA-Signals durch. Obgleich das Signal einer hohen Spannung VPP in 6 fest gezeigt ist, wird tatsächlich die hohe Spannung VPP der Abstimmspannungssteuerschaltung 103 lediglich zugeführt, wenn Daten in den PROM geschrieben werden.
  • Diese Abstimmschaltung 101 im Stand der Technik weist drei Eingänge zusätzlich zu dem Vcc-Anschluß, dem GND-Anschluß und dem Vout-Anschluß 5 auf. Daher ist weiterhin das Verringern der Anzahl von Eingangsanschlüssen erforderlich.
  • Weiterhin wird, um einen Fehler der Daten zu korrigieren, die in dem Speicher der Abstimmschaltung gespeichert sind, eine Majoritätsentscheidungsschaltung verwendet.
  • 10A zeigt eine Majoritätsentscheidungsschaltung 101 im Stand der Technik, die an der Speicherschaltung vorgesehen ist. 10B zeigt eine Wahrheitstabelle der Majoritätsentscheidungsschaltung 201. Auf ein Lesen des Speichers werden Daten A1, A2 und A3, deren Werte die gleichen sein müssen, in die Majoritätsentscheidungsschaltung 201 eingegeben. Wenn mehr als ein Teil der Daten ”1” anzeigt, gibt die Majoritätsentscheidungsschaltung 201 ”1” aus. Wenn mehr als ein Teil der Daten ”0” anzeigt, gibt die Majoritätsentscheidungsschaltung 201 ”0” aus. Dann werden die Daten korrigiert, obgleich ein Teil der Daten fehlerhaft gelesen oder geschrieben worden ist.
  • Jedes Bit eines Ausgangssignals der Speicher wird der Majoritätsentscheidung unterzogen, um eine hohe Zuverlässigkeit vorzusehen, wie es in der Fehlerkorrekturschaltung im Stand der Technik in 8 gezeigt ist.
  • Jedoch ist die Biteffizienz (die Anzahl von Eingangsbits pro einem Ausgangsbit) in dieser Schaltung niedrig, da eine größere Anzahl von Eingangsbits erforderlich ist. Daher ist eine Fehlerkorrekturschaltung, die eine höhere Biteffizienz aufweist, in der Abstimmschaltung erforderlich.
  • Aus der US 5461584 A ist eine Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe bekannt, die aufweist: eine analoge Schaltung zum Bewirken mindestens eines Einstellvorgangs einer Versorgungsspannung zu dem Sensor für eine physikalische Größe und eines Abstimmvorgangs für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem Abstimmwert; eine Abstimmwertsteuerschaltung, die eine Speicherschaltung zum Speichern von Daten aufweist und den Abstimmwert in Übereinstimmung mit den Daten aus dem Speicher erzeugt; einen Abstimmsignalausgangsanschluss zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet; eine Signaltrennschaltung zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten aus dem Steuersignal; und eine Logikschaltung, die auf das Taktsignal und das Rücksetzsignal reagiert, zum Zuführen der Daten aus der Signaltrennschaltung zu de Abstimmwertsteuerschaltung und zum Empfangen der Daten aus der Abstimmwertsteuerschaltung.
  • Aus der Druckschrift ”Application Note 695. New ICs Revolutionize The Sensor Interface. Maxim Integrated Products; 10. Januar 2001. URL: http//pdfserv.maximic.com/en/an/AN695.pdf, Archiviert in http://web.archive.org/web/20010118205800/http://www.maxim-ic.com/1st_pages ENGJR32.htm am 18.01.2001 [abgerufen am 27.08.2008]” ist ebenfalls eine Abstimmschaltung mit den im vorherigen Absatz genannten Merkmalen außer der Signaltrennschaltung bekannt.
  • Signaltrennschaltungen sind darüber hinaus aus der US 3678194 A sowie der US 5280500 A bekannt.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine bessere Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe zu schaffen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe, die aufweist:
    eine analoge Schaltung zum Bewirken mindestens eines Einstellvorgangs einer Versorgungsspannung zu dem Sensor für eine physikalische Größe und eines Abstimmvorgangs für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem Abstimmwert;
    eine Abstimmwertsteuerschaltung, im Folgenden auch Abstimmspannungssteuerschaltung genannt, die eine Speicherschaltung zum Speichern von Daten aufweist und den Abstimmwert in Übereinstimmung mit den Daten aus dem Speicher erzeugt;
    einen Abstimmsignaleingangsanschluß zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet;
    eine Signaltrennschaltung zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten aus dem Steuersignal; und
    eine Logikschaltung, die auf das Taktsignal und das Rücksetzsignal reagiert, zum Zuführen der Daten aus der Signaltrennschaltung zu der Abstimmwertsteuerschaltung und zum Empfangen der Daten aus der Abstimmwertsteuerschaltung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des ersten Aspekts, wobei das Steuersignal weiterhin eine Schreibspannung für die Speicherschaltung als eine Komponente beinhaltet und die Signaltrennschaltung weiterhin die Schreibspannung von dem Steuersignal trennt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des ersten Aspekts, die weiterhin einen Energieversorgungsanschluß zum Eingeben einer Ansteuerspannung für den Sensor für eine physikalische Größe, einen Masseanschluß und einen Ausgangsanschluß zum Ausgeben eines Spannungssignals, das einem Ausgangssignal des Sensors für eine physikalische Größe entspricht, aufweist, und daher weist die Abstimmschaltung lediglich vier Anschlüsse auf.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des dritten Aspekts, die weiterhin eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel, dessen Pegel auf der Grundlage der Daten aus der Logikschaltung bestimmt wird, und einen Schalter, der auf die Daten reagiert, zum Ausgeben entweder des Spannungssignals oder des Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel aufweist, wobei das Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel von dem Spannungssignal unterscheidbar ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des vierten Aspekts, wobei der Energieversorgungsanschluß, der Masseanschluß und der Ausgangsanschluß mit der analogen Schaltung verbunden sind und die Logikschaltung eine Decodierschaltung zum Decodieren der Daten, um Betriebsarteneinstelldaten, Adressendaten und Steuerdaten zu erzeugen, aufweist, wobei die Logikschaltung die Steuerdaten als die Daten in Übereinstimmung mit den Betriebsarteneinstelldaten und Adressendaten an die Abstimmungswertsteuerschaltung anlegt und wobei die Logikschaltung, wenn die Betriebsarteneinstelldaten eine Betriebsart zum Ausgeben des Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel anzeigen, die Daten aus der Speicherschaltung aufnimmt und die aufgenommenen Daten an die analoge Schaltung anlegt und den Schalter steuert, um das Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel an dem Ausgangsanschluß auf der Grundlage der Daten aus der Logikschaltung auszugeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des ersten Aspekts, wobei das Steuersignal mit ersten bis vierten Spannungspegeln dargestellt ist, wobei der vierte Pegel höher als der dritte Spannungspegel ist, welcher höher als der zweite Spannungspegel ist, welcher höher als der erste Spannungspegel ist, und wobei die Logikschaltung einen Rücksetzvorgang von ihr als Reaktion auf den ersten Spannungspegel bewirkt, einen Rücksetzauslösvorgang von ihr als Reaktion auf den zweiten Spannungspegel bewirkt, den zweiten Spannungspegel als einen logisch niedrigen Pegel des Taktsignals und einen logisch niedrigen Pegel der Daten aufnimmt und den Rücksetzauslösvorgang der Logikschaltung als Reaktion auf den dritten Spannungspegel bewirkt, den dritten Spannungspegel als einen logisch hohen Pegel des Taktsignals und einen logisch niedrigen Pegel der Daten aufnimmt und den Rücksetzauslösvorgang der Logikschaltung als Reaktion auf den vierten Spannungspegel bewirkt, den vierten Spannungspegel als den logisch hohen Pegel des Taktsignals und einen logisch hohen Pegel der Daten aufnimmt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des zweiten Aspekts, wobei die Schreibspannung höher als eine Versorgungsspannung für die Signaltrennschaltung, die Abstimmspannungssteuerschaltung und die Logikschaltung ist und wobei die Signaltrennschaltung erste und zweite Dioden zum Zuführen entweder der Versorgungsspannung oder der Schreibspannung beinhaltet, wobei eine Anode der ersten Diode mit dem Abstimmsignaleingangsanschluß verbunden ist, eine Kathode der ersten Diode mit einem Spannungseingang der Abstimmspannungssteuerschaltung verbunden ist, einer Anode der zweiten Diode die Versorgungsspannung zugeführt wird, eine Kathode der zweiten Dioden mit dem Spannungseingang der Abstimmspannungssteuerschaltung verbunden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des ersten Aspekts, wobei die Speicherschaltung eine Mehrzahl von Speicherblöcken zum Speichern der Daten beinhaltet, die erste und zweite Daten beinhalten, wobei jeder der Speicherblöcke einen Speicher beinhaltet; und die Abstimmwertsteuerschaltung aufweist:
    eine erste Fehlerkorrekturschaltung zum Fehlerkorrigieren der ersten Daten aus der Speicherschaltung durch ein erstes Fehlerkorrekturverfahren;
    eine zweite Fehlerkorrekturschaltung zum Fehlerkorrigieren der zweiten Daten aus der Speicherschaltung durch ein zweites Fehlerkorrekturverfahren, wobei das erste Fehlerkorrekturverfahren von dem zweiten Fehlerkorrekturverfahren verschieden ist; und
    eine Gewichtungsschaltung zum Gewichten eines Ausgangssignals der ersten Fehlerkorrekturschaltung mit einem ersten Koeffizienten, um einen ersten Abstimmwert auszugeben, und eines Ausgangssignals der zweiten Fehlerkorrekturschaltung mit einem zweiten Koeffizienten, um einen zweiten Abstimmwert auszugeben, wobei der erste Koeffizient höher als der zweite Koeffizient ist, wobei die Logikschaltung die ersten und zweiten Abstimmwerte als den Abstimmungswert der analogen Schaltung zuführt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des achten Aspekts, wobei die erste Fehlerkorrekturschaltung eine erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist und die zweite Fehlerkorrekturschaltung eine zweite Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist, welche höher als die erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des achten Aspekts, wobei die erste Fehlerkorrekturschaltung eine erste Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist und die zweite Fehlerkorrekturschaltung eine zweite Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, welche niedriger als die erste Fehlerkorrekturfähigkeit ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des achten Aspekts, wobei die erste Fehlerkorrekturschaltung eine Majoritätsentscheidungsschaltung zum Durchführen einer Majoritätsentscheidung aus den ersten Daten aus einem Abschnitt der Speicherblöcke aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein zwölfter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung auf der Grundlage des achten Aspekts, wobei die Daten Fehlerkorrekturdaten beinhalten und die zweite Fehlerkorrekturschaltung die zweiten Daten aus der Speicherschaltung mit den Fehlerkorrekturdaten aus der Speicherschaltung fehlerkorrigiert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung schafft ein dreizehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe, die aufweist:
    eine Speicherschaltung, die eine Mehrzahl von Speicherblöcken zum Speichern von Daten beinhaltet, die erste und zweite Daten beinhalten, wobei jeder der Speicherblöcke einen Speicher beinhaltet;
    eine erste Fehlerkorrekturschaltung zum Fehlerkorrigieren der ersten Daten aus der Speicherschaltung durch ein erstes Fehlerkorrekturverfahren;
    eine zweite Fehlerkorrekturschaltung zum Fehlerkorrigieren der zweiten Daten aus der Speicherschaltung durch ein zweites Fehlerkorrekturverfahren, wobei das erste Fehlerkorrekturverfahren von dem zweiten Fehlerkorrekturverfahren verschieden ist; und
    eine Gewichtungsschaltung zum Gewichten eines Ausgangssignals der ersten Fehlerkorrekturschaltung mit einem ersten Koeffizienten, um einen ersten Abstimmwert für den Sensor für eine physikalische Größe auszugeben, und eines Ausgangssignals der zweiten Fehlerkorrekturschal tung mit einem zweiten Koeffizienten, um einen zweiten Abstimmwert für den Sensor für eine physikalische Größe auszugeben, wobei der erste Koeffizient höher als der zweite Koeffizient ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung leichter ersichtlich, die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung unternommen wird, in welcher:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe gemäß dieser Erfindung ist;
  • 2 ein Blockschaltbild der Abstimmschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
  • 3 ein Zeitablaufsdiagramm für die Signaltrennschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4 ein anderes Zeitablaufsdiagramm für die Signaltrennschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 5 ein Blockschaltbild der analogen Schaltung ist, die in den 1 und 2 gezeigt ist;
  • 6 ein Blockschaltbild einer Abstimmspannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
  • 7 ein Blockschaltbild der SEC-Schaltung ist, die in 6 gezeigt ist;
  • 8 ein Blockschaltbild einer Abstimmschaltung im Stand der Technik ist;
  • 9 ein Zeitablaufsdiagramm für die Signaltrennschaltung in der Abstimmschaltung im Stand der Technik ist;
  • 10A ein Blockschaltbild einer Majoritätsentscheidungsschaltung ist, die in der Abstimmschaltung im Stand der Technik verwendet wird, die in 8 gezeigt ist;
  • 10B eine Wahrheitstabelle der Majoritätsentscheidungsschaltung ist, die in 10A gezeigt ist; und
  • 11 ein Blockschaltbild der Fehlerkorrekturschaltung in der Abstimmschaltung im Stand der Technik ist, die in 8 gezeigt ist.
  • Die gleichen oder entsprechenden Elemente oder Teile sind durchgängig durch die Zeichnung mit ähnlichen Bezügen bezeichnet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • [ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL]
  • 1 zeigt eine Abstimmschaltung 1 für einen Sensor für eine physikalische Größe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 2 zeigt ein Blockschaltbild dieser Abstimmschaltung.
  • Die Abstimmschaltung 1 für eine Sensorschaltung 2 für eine physikalische Größe führt eine Empfindlichkeitsabstimmung, eine Versatzeinstellung und eine Versatztemperaturcharakteristikeinstellung durch Abstimmungsvorgänge für die physikalische Sensorschaltung 2 durch, welche eine Brückenschaltung (2) beinhaltet, die zum Beispiel piezoelektrische widerstandsbehaftete Elemente aufweist. Die Abstimmschaltung 1 weist einen Vcc-Anschluß 3, einen GND-(Masse)-Anschluß 4, einen Vout-Anschluß 5 und einen TRIM-Anschluß 6 auf. Weiterhin beinhaltet die Abstimmschaltung 1 eine Signaltrennschaltung 30, eine Logikschaltung 8, eine Abstimmspannungssteuerschaltung 9 und eine analoge Schaltung 10.
  • Der Vcc-Anschluß 3 und der GND-Anschluß 4 sind zum Zuführen von Energie zu der physikalischen Sensorschaltung 2 und der Abstimmschaltung vorgesehen. Der Vout-Anschluß 5 gibt selektiv ein Spannungssignal in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus der physikalischen Sensorschaltung 2 aus. Der TRIM-Anschluß 6 gibt ein TRIM-Signal zum Abstimmen ein. Das TRIM-Signal beinhaltet ein Takt/Rücksetzsignal, ein DATA-Signal, das Daten mit einem logisch hohen Pegel (= VDD) und einem logisch niedrigen (= GND) Pegel darstellt und eine hohe Spannung VPP, die Speichern, wie zum Beispiel einem EPROM oder dergleichen, in der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 (später erwähnt) zugeführt wird.
  • Die Steuersignaltrennschaltung 7 trennt das eingegebene TRIM-Signal in das Taktsignal, das Rücksetzsignal und ein Data-IN-Signal. Anders ausgedrückt beinhaltet das TRIM-Signal Komponenten des Taktsignals, des Rücksetzsignals und des Data-IN-Signals und extrahiert die Steuersignaltrennschaltung 7 Komponenten des Taktsignals, des Rücksetzsignals und des Data-IN-Signals aus dem TRIM-Signal.
  • Der Logikschaltung 8 werden diese Signale aus der Steuersignaltrennschaltung 7 zugeführt.
  • Zum Beispiel beinhaltet die Steuersignaltrennschaltung 7 vier Spannungsteilerwiderstände R1 bis R4, die in Reihe geschaltet sind, und drei Komparatoren 11 bis 13 zum Vergleichen von Spannungen an den Knotenpunkten in den vier Spannungsteilerwiderständen R1 bis R4 mit der Spannung des TRIM-Signals. Der Komparator 11 extrahiert das Rücksetzsignal. Der Komparator 12 extrahiert das Taktsignal. Der Komparator 13 extrahiert das Data-IN-Signal.
  • Die Logikschaltung 8 bewirkt verschiedene Steuervorgänge auf der Grundlage der Daten, die von der Steuersignalsrennschaltung 7 getrennt werden. Genauer gesagt beinhaltet die Logikschaltung 8 einen Decodierer 8a, welcher der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 Adressendaten und ein Betriebsartensteuersignal zuführt. Weiterhin sendet die Logikschaltung 9 die Daten zu der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 und empfängt Daten von dieser und führt die Daten, die von der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 aufgenommen werden, als ein Data-OUT-Signal der analogen Schaltung 10 zu.
  • Die Abstimmspannungssteuerschaltung 9 steuert Abstimmwerte. Das heißt, die Abstimmspannungssteuerschaltung 9 speichert Daten für den Abstimmvorgang auf der Grundlage der Steuersignale aus der Logikschaltung 8 und erzeugt Abstimmspannungen (Abstimmwerte) zum Abstimmen des Sensorausgangssignals auf der Grundlage der gespeicherten Daten.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Abstimmspannungssteuerschaltung 9 eine Mehrzahl von Speicherblöcken 9a, von denen jeder einen Adressendecodierer, eine Eingangs/Ausgangssteuervorrichtung, einen Signalspeicher (flüchtigen Speicher) und einen PROM (nichtflüchtigen Speicher) aufweist, eine Fehlerkorrekturschal tung 9b zum Korrigieren der Daten, die in dem Speicher gespeichert sind, einen D/A-Wandler 9c zum Wandeln des fehlerkorrigierten Ausgangssignals zu einem analogen Signal. In der Abstimmspannungsseuerschaltung 9 wird einer der Speicherblöcke 9a auf der Grundlage einer Adresse ausgewählt, die in den Adressendaten aus der Logikschaltung 8 enthalten ist, und entweder der Signalspeicher oder der PROM wird auf der Grundlage des Betriebsartensteuersignals gesteuert. Weiterhin wird eine der Betriebsarten aus einem Schreiben von Daten in einen Speicher und einem Lesen von Daten aus dem Speicher auf der Grundlage der Daten ausgewählt und eingestellt.
  • Weiterhin wird der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 auf ein Schreiben von Daten in einen Speicher durch den TRIM-Anschluß 6 die hohe Spannung VPP zugeführt. Während des Schreibvorgangs wird der Abstimmspannungssteuerschaltung die hohe Spannung VPP zugeführt. Andererseits wird der Abstimmspannungssteuerschaltung 9, während die hohe Spannung VPP nicht zugeführt wird, die Versorgungsspannung VDD zugeführt. Dann ist eine Diode 14 zwischen dem TRIM-Anschluß 6 und der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 vorgesehen. Die Diode 14 kann eine verhältnismäßig große Stromamplitude leiten. Weiterhin wird die Versorgungsspannung VDD der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 durch eine Diode 15 zugeführt. Deshalb wird auf ein Schreiben von Daten in einen Speicher die hohe Spannung VPP der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 zugeführt und wird während den anderen Vorgängen die Versorgungsspannung VDD aus einer geregelten Spannungsquelle in der analogen Schaltung 10 der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 zugeführt.
  • Die Dioden 14 und 15 und die zuvor erwähnte Steuersignaltrennschaltung 7 bilden eine Signaltrennschaltung 30 aus, welche das TRIM-Signal in Steuersignale und die hohe Spannung VPP trennt.
  • Die analoge Schaltung ist mit dem Vcc-Anschluß 3, dem GND-Anschluß 4 und dem Vout-Anschluß 5 verbunden, um mit einer externen Schaltung verbunden zu sein. Die analoge Schaltung 10 stellt Spannungen ein, die an die physikalische Sensorschaltung 2 angelegt werden, und stellt das Ausgangssignal aus der physikalischen Sensorschaltung 2 auf der Grundlage von Abstimmspannungen aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 ein. Diese Abstimmvorgänge liefern endgültige Einstellungen der Empfindlichkeit, der Versatzspannung und der Versatztemperaturcharakteristik. Weiterhin erzeugt die analoge Schaltung 10 selektiv ein Ausgangssignal, das den Daten entspricht, die in dem Speicher in der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 gespeichert sind.
  • In 1 sind Zenerdioden 16 zwischen dem TRIM-Anschluß 6 und der GND-Leitung angeschlossen, um einen elektrostatischen Schutz vorzusehen. Der Widerstand 17 ist für einen Eingangsschutz vorgesehen. Der MOSFET 18 wirkt als ein Pulldown-Widerstand. Die Zenerdiode 19 klemmt eine übermäßige Spannung, wie zum Beispiel Rauschen, aus dem TRIM-Anschluß 6 fest. Der Widerstand 20 steuert den Klemmstrom.
  • ABSTIMMVORGANG
  • Die 3 und 4 zeigen Zeitablaufsdiagramme in dem Abstimmvorgang.
  • Das TRIM-Signal ist mit fünf unterschiedlichen Spannungspegeln dargestellt. Das heißt, dem GND-Pegel, einem Drittel des VDD-Pegels, zwei Drittel des VDD-Pegels, dem VDD-Pegel und dem VPP-Pegel. Der GND-Pegel stellt ein Rücksetzen der Logikschaltung 8 dar. Das eine Drittel des VDD-Pegels stellt das Auslösen eines Rücksetzens der Logikschaltung 8 und den logisch niedrigen Pegel des Taktsignals dar. Die zwei Drittel des VDD-Pegels stellen das Auslösen eines Rücksetzens der Logikschaltung 8 und den logisch hohen Pegel des Taktsignals und den logisch niedrigen Pegel der Daten dar. Der VDD-Pegel stellt das Auslösen eines Rücksetzens der Logikschaltung 8 und den logisch hohen Pegel des Taktsignals und den logisch hohen Pegel der Daten dar. Das VPP wird in dem Schreibvorgang dem Speicher in der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 zugeführt.
  • Daher löst ein Übergang des TRIM-Signals von dem GND-Pegel zu dem einen Drittel des VDD-Pegels das Rücksetzen aus. Ein Übergang des TRIM-Pegels zu einem Pegel, der höher als das eine Drittel des VDD-Pegels ist, macht das Taktsignal zu dem logisch hohen Pegel. In Phase mit dem Taktsignal stellt das Data-IN-Signal den logisch niedrigen Pegel dar, wenn das TRIM-Signal bei den zwei Dritteln des VDD-Pegels ist und stellt den logisch hohen Pegel dar, wenn das TRIM-Signal bei dem VDD-Pegel ist.
  • Die Logikschaltung 8 erzeugt das Betriebsarteneinstellsignal auf der Grundlage des Data-IN-Signals, das aus dem TRIM-Signal extrahiert wird und entscheidet dann, ob der Vorgang, der von dem Betriebsarteneinstellsignal angezeigt wird, für jede Adresse, das heißt jeden der Speicherblöcke 9a, durchzuführen ist. Wenn die Logikschaltung 8 entscheidet, daß der Vorgang in der Betriebsart an einer der Adressen zu bewirken ist, wird der Vorgang lediglich an dem Speicherblock bewirkt, der die Adresse aufweist. Daher bestimmt die Logikschaltung 8, wenn die Betriebsart das Speicherschreiben anzeigt, die Adresse und führt den Schreibvorgang an dem Speicherblock mit der hohen Spannung VPP durch. Genauer gesagt wird zum Beispiel, wenn ”1” in einen Signalspeicher in dem Spei cherblock geschrieben wird, der durch die Adresse angezeigt ist, der Speicher, der dem Signalspeicher zugehörig ist, der ”1” speichert, mit der Schreibspannung, d. h. der hohen Spannung VPP, beschrieben, welche höher als die Versorgungsspannung VDD ist.
  • 5 zeigt die Struktur der analogen Schaltung 10 und eines Abschnitts der Logikschaltung 8. Die analoge Schaltung 10 beinhaltet eine Empfindlichkeitsabstimmschaltung 40, eine Versatzabstimmschaltung 41 und eine Versatztemperaturcharakteristikabstimmschaltung 42 und eine Verstärkerschaltung 43.
  • Die Empfindlichkeitsabstimmungsschaltung 40 stellt das Spannungspotential, das der Brücke 2 zugeführt wird, um die Empfindlichkeit abzustimmen, in Übereinstimmung mit der Empfindlichkeitsabstimmungsspannung 50 aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 ein.
  • Die Versatzabstimmschaltung 41 stellt die Versatzspannung in der Brücke 2 durch Steuern der Verstärkerschaltung 43 in Übereinstimmung mit der Versatzabstimmspannung 41 aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 ein.
  • Die Versatztemperaturcharakteristikabstimmschaltung 42 stellt die Versatztemperaturcharakteristik durch Steuern der Verstärkerschaltung 43 in Übereinstimmung mit der Versatztemperaturcharakteristikabstimmspannung 42 aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 ein.
  • Das Ausgangssignal Data-OUT aus der Logikschaltung 8 ist ein Signal mit drei Zuständen, das heißt, ein logisches Hoch, ein logisches Niedrig und einen Zustand einer hohen Impedanz. Genauer gesagt beinhaltet die Ausgabeschaltung 8p der Logikschaltung 8 einen Schalter S1 zum selektiven Ausgeben eines logisch hohen Pegels an dem Data-OUT und einen Schalter S2 zum selektiven Ausgeben eines logisch hohen Pegels an dem Data-OUT. Daher ist der Data-OUT in dem Zustand einer hohen Impedanz, wenn beide Schalter S1 und S2 offen sind.
  • Das Data-OUT-Signal wird durch einen Eingangswiderstand R2 einem invertierenden Eingang eines Ausgangsverstärkers 43a in der Verstärkerschaltung 43 zugeführt. Wenn das Data-OUT-Signal bei der hohen Impedanz ist, wird das Spannungssignal aus der Brücke 2 an dem Vout-Anschluß 5 ausgegeben. Wenn das Data-OUT-Signal bei dem logisch hohen Pegel ist, gibt der Verstärker 43a einen vorbestimmten Spannungspegel, der dem logisch hohen Pegel das Data-OUT-Signals entspricht, welcher von dem Spannungssignal aus der Brücke 2 unterscheidbar ist, an dem Vout-Anschluß 5 aus. Weiterhin kann der Verstärker 43a, wenn das Data-OUT-Signal bei dem logisch niedrigen Pegel ist, einen vorbestimmten Spannungspegel, der dem logisch niedrigen Pegel des Data-OUT-Signals entspricht, welches von dem Spannungssignal aus der Brücke 2 unterscheidbar ist, an dem Vout-Anschluß 5 ausgeben. Zum Beispiel wird der widerstandswert des Widerstands R2 derart bestimmt, daß, wenn das Data-OUT bei dem logisch hohen Pegel ist, der Verstärker 43a einen möglichen Niederspannungspegel ausgibt. Daher wird, wenn es angenommen wird, daß das Spannungssignal aus der Brücke 2 an dem Vout-Anschluß 5 von 1 bis 2 V reicht und die Versorgungsspannung VDD 5 V ist, der vorbestimmte Spannungspegel, der dem logisch hohen Pegel an dem Data-OUT entspricht, 0,5 V. Wenn der vorbestimmte Spannungspegel, der dem logisch niedrigen Pegel der Logikschaltung 8 entspricht, von dem Bereich des Spannungssignals aus der Brücke 2 zu unterscheiden sein sollte, ist ein Widerstand R3 weiterhin angeschlossen, um den Spannungsbereich des Spannungssignals aus der Brücke 2 zu verschieben.
  • Daher nimmt die Logikschaltung 8, wenn das Betriebsartensignal ein Lesen von Daten aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 anzeigt, die Daten auf, die an einer angezeigten Adresse aus der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 gelesen werden. Wenn die Daten anzeigen, daß der vorbestimmte Spannungspegel aus dem Vout-Anschluß 5 ausgegeben wird, steuert die Steuerschaltung 8 die Schalter S1 und S2. Daher gibt der Ausgangsverstärker 43a einen vorbestimmten Spannungspegel oder vorbestimmte Spannungspegel aus. Demgemäß gibt die analoge Schaltung 10 entweder das Spannungssignal aus der Sensorschaltung 2 oder das Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel, das durch die Daten in dem Data-OUT definiert ist, an dem Vout-Anschluß 5 aus. Anders ausgedrückt gibt die analoge Schaltung 10 ein Hybridsignal aus, das eine analoge Signalkomponente und eine digitale Signalkomponente beinhaltet, welche voneinander unterscheidbar sind.
  • Diese Funktion ist vorgesehen, um den Betrieb in der Logikschaltung 8 und der Abstimmsteuerschaltung 9 oder dergleichen zu überprüfen. Genauer gesagt kann eine externe Schaltung, die das Spannungssignal an dem Vout-Anschluß 5 aufnimmt, das Spannungssignal der physikalischen Sensorschaltung 2 von dem Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel unterscheiden. Mit dieser Unterscheidungsfunktion kann ein Eingeben von Testdaten den Betrieb in der Logikschaltung und der Abstimmsteuerschaltung 9 überprüfen.
  • Die Schreibspannung VPP ist höher als die Versorgungsspannung VDD für die Signaltrennschaltung 30, die Abstimmspannungssteuerschaltung 9 und die Logikschaltung 10. Die Signaltrennschaltung 30 beinhaltet die Diode 14, deren Anode mit dem TRIM-Anschluß verbunden ist und deren Kathode mit einem Spannungseingang der Abstimmspannungs steuerschaltung 9 verbunden ist. Der Anode der Diode 15 wird die Versorgungsspannung VDD zugeführt und die Kathode der Diode 15 ist mit dem Spannungseingang der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 verbunden, um entweder die Versorgungsspannung VDD bei dem Lesevorgang oder die Schreibspannung VPP bei dem Schreibvorgang zuzuführen.
  • Das Trennen der Schreibspannung VPP von der Versorgungsspannung VDD wird mit den Dioden 14 und 15 vorgesehen. Hierbei schalten sich, wenn es angenommen wird, daß diese Dioden nicht vorhanden sind, Transistoren an der hohen Seite auf der CMOS-Schaltung in der Abstimmschaltung 1 aufgrund einer Wirkung von parasitären Transistoren ein. Dies führt zu einem fehlerhaften Betrieb der Schaltung. Das heißt, das Vorhandensein der Dioden 14 und 15 vermeidet eine derartige parasitäre Wirkung.
  • Wie es zuvor erwähnt worden ist, wird das TRIM-Signal in das Taktsignal, das Rücksetzsignal, das Data-IN-Signal und die hohe Spannung VPP (eine Schreibspannung oder eine Programmierspannung für den Speicher) getrennt, so daß die Anzahl der Eingangsanschlüsse zum Abstimmen verringert werden kann. Weiterhin kann eine erwünschte Spannung selektiv an dem Vout-Anschluß 5 ausgegeben werden.
  • [ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL]
  • Die Abstimmschaltung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist im wesentlichen die gleiche Struktur wie die des ersten Ausführungsbeispiels auf. Der Unterschied besteht, in der Fehlerkorrekturschaltung in der Abstimmspannungsteuerschaltung 60.
  • 6 ist ein Blockschaltbild der Abstimmspannungssteuerschaltung 60.
  • Die Abstimmspannungssteuerschaltung 60 beinhaltet eine Mehrzahl von Speicherblöcken 60a, eine Fehlerkorrekturschaltung 60b, einen D/A-Wandler 60c. Jeder Speicherblock beinhaltet einen Adressendecodierer, eine Eingangs/Ausgangssteuervorrichtung, einen Signalspeicher (flüchtigen Speicher) und einen PROM (nichtflüchtigen Speicher). Die Fehlerkorrekturschaltung 60b beinhaltet mindestens eine Majoritätsentscheidungsschaltung, das heißt die Majoritätsentscheidungsschaltungen 91a und 91b, und mindestens eine einer SEC-(Einzelfehlerkorrektur)-Entscheidungsschaltung 92 und einer Nichtkorrekturschaltung 93. Der D/A-Wandler 60c wandelt die Daten aus der Fehlerkorrekturschaltung 60b zu einem analogen Spannungssignal V. Das analoge Spannungssignal wird der analogen Schaltung 10 als eine Abstimmspannung zugeführt. Hierbei kann eine Mehrzahl von D/A-Wandlern 60c vorgesehen sein, um der analogen Schaltung 10 eine Mehrzahl von Abstimmspannungen zuzuführen.
  • In der Abstimmspannungssteuerschaltung 9 wird ein Speicherblock auf der Grundlage von Adressendaten ausgewählt, die durch den Adressenbus von der Logikschaltung 8 zugeführt werden. Als nächstes nimmt der ausgewählte Speicherblock 60a das Betriebsartensteuersignal auf. In Übereinstimmung mit dem Betriebsartensignal wird entweder der Signalspeicher oder der PROM ausgewählt. Weiterhin wird die Schreib- oder Lesebetriebsart auf der Grundlage der Daten ausgewählt.
  • In der Lesebetriebsart werden die Lesedaten der Fehlerkorrekturschaltung 60b zugeführt, wo eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird.
  • Der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a werden drei Teile (Einheiten) von Daten aus den Speicherblöcken zugeführt, die Adressen 1 bis 3 aufweisen, wobei die gleichen Daten in diesen Speicherblöcken gespeichert sind, um die Majoritätsentscheidung vorzusehen. Die Majoritätsentscheidungsschaltung 91a führt eine Majoritätsentscheidung aus diesen drei Teilen von Daten durch. Wenn mehr als ein Teil von Daten ”0” anzeigt, gibt die Majoritätsentscheidungsschaltung 91a ”0” aus und wenn mehr als ein Teil der Daten ”i” anzeigt, gibt die Majoritätsentscheidungsschaltung 91a ”1” aus. Daher wird, obgleich ein Bit von Daten fehlerhaft gespeichert oder gelesen ist, der Fehler korrigiert. Das Ausgangssignal der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a wird dem D/A-Wandler 60c als das höchste Bit zugeführt. Die Majoritätsentscheidungsschaltung 91b führt dem D/A-Wandler 60c das zweithöchste Bit mit einer Fehlerkorrektur durch die Majoritätsentscheidungsentscheidung durch.
  • Der D/A-Wandler 60c wandelt die korrigierten Daten als die Abstimmspannung zu einem analogen Spannungssignal V.
  • Dem D/A-Wandler 60 wird das höchste Bit aus der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a an einem Eingang bn und das zweithöchste Bit aus der Mojoritätsentscheidungsschaltung 91b an einem Eingang bn-1 zugeführt. Die niedrigeren Bits werden dem A/D-Wandler von der SEC-Schaltung 92 an einem Eingang bn-2 bis b2 zugeführt. Das niedrigste und die zweitniedrigsten Bits werden dem A/D-Wandler 60c aus der Nichtfehlerkorrekturschaltung 93 an Eingängen b0 und b1 zugeführt. Daher wird das Ausgangssignal der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a durch den A/D-Wandler 60c mit dem höchsten Koeffizienten gewichtet. Das Ausgangssignal der Majoritätsentscheidungsschaltung 91b wird durch den A/D-Wandler 60c mit dem zweithöchsten Koeffizienten gewichtet. Das heißt, die Fehlerkorrektur wird durch die Majoritätsentscheidungsschaltung 91a und 91b für die Daten durchgeführt, die eine höhere Priorität aufweisen, um eine sicherere Fehlerkorrektur vorzusehen. Jedoch ist die Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz niedrig, da drei Speicherblöcke an Adressen 1 bis 3 für ein Ausgangsbit verwendet werden. Andererseits ist die Fehlerkorrekturfähigkeit am höchsten.
  • Die niedrigeren Bits werden aus der SEC-Schaltung durchgeführt, welche einen SEC-Vorgang an dem Datenlesen aus der Speicherschaltung 61 bewirkt. Die SEC-Schaltung 92 gibt Daten mit einer Fehlerkorrektur mit Fehlerkorrekturdaten aus der Speicherschaltung 61 aus. Daher wird die Fehlerkorrektur für die Daten durchgeführt, die Prioritäten aufweisen, welche niedriger als Daten aus der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a und 91b sind. Die Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizient ist höher als die in der Majoritätsentscheidungsschaltung 91a und 91b, da lediglich m Bits von Gleichheitsbits (An+1 bis An+m) zu N Bits eines Datenstroms (A1 bis An) hinzugefügt werden, wobei 2n > (n + m) ist. Andererseits ist die Fehlerkorrekturfähigkeit niedriger als die der Majoritätsentscheidungsschaltungen 91a und 91b.
  • Wie es zuvor erwähnt worden ist, werden die Bits, die in den Speicherblöcken 60a gespeichert sind, mit Koeffizienten gewichtet, wobei jedes Bit durch eines der Fehlerkorrekturverfahren fehlerkorrigiert wird, welches in Übereinstimmung mit der Amplitude der Gewichtungskoeffizienten oder einer Priorität in der Reihenfolge der Majoritätsentscheidung, der SEC und der Nichtfehlerkorrektur ausgewählt wird.
  • Die Majoritätsentscheidungsschaltungen 91a und 91b werden für Daten, die mit höchsten Werten zu gewichten sind, zum Beispiel die wichtigsten Daten, welche einen Systemhalt des Sensors für eine physikalische Größe verursachen können, verwendet. Daher weisen die Daten bn und bn-1 eine höhere Zuverlässigkeit als die Daten aus der SEC-Schaltung 92 und der Nichtfehlerkorrekturschaltung 93 auf.
  • Die SEC-Schaltung 92 führt eine Fehlerkorrektur durch das SEC-Verfahren durch. Zum Beispiel wird dieser Vorgang für wichtige Daten vorgesehen, welche eine Verringerung des Leistungsvermögens des Sensors für eine physikalische Größe verursachen können. Dieses SEC-Verfahren wird im allgemeinen in Speicherschaltungen, wie zum Beispiel DRAMs, verwendet.
  • 7 zeigt die SEC-Schaltung 92. Der SEC-Schaltung werden n Bits eines Datenstroms (A1 bis An) und m Bits Gleichheitsbits (An+1 bis An+m) zugeführt, wobei 2n > n + m ist.
  • Die SEC-Schaltung 92 gibt Z1 bis Zn aus den Eingängen A1 bis An aus, wobei der Ausgang Z unverändert bleibt, obgleich ein Bit aus den Eingängen A1 bis An+m fehlerhaft gespeichert oder gelesen worden ist. Daher wird die Einzelfehlerkorrektur (SEC) vorgesehen.
  • In dem SEC-Verfahren gibt es verschiedene Gestaltungsverfahren. In diesem Ausführungsbeispiel ist die SEC-Schaltung 92 in dem Zustand ausgestaltet, daß n = 15 und m = 5 ist und wird der Fehlerkorrekturcode aus den Minimalgewichtungscodes, den Geradzahlgewichtungscodes, den zyklischen Codes oder dergleichen ausgewählt.
  • Wenn es angenommen wird, daß die Fehlerrate der Speicherschaltung 62 10 ppm ist, wird die Fehlerrate nach der Fehlerkorrektur 0,019 ppm. Daher weisen die Daten aus der SEC-Schaltung 92 an dem D/A-Wandler 60c eine Zuverlässigkeit auf, welche höher als die der Nichtkorrekturschaltung 93 ist, obgleich sie niedriger als die aus den Majo ritätsentscheidungsschaltungen 91a und 91b ist.
  • Die Nichtkorrekturschaltung 93 führt die Daten aus der Speicherschaltung 61 deM D/A-Wandler 60b zu, wie sie sind. Zum Beispiel werden der Nichtkorrekturschaltung 93 die Daten zugeführt, die eine niedrigere Wichtigkeit aufweisen, wie zum Beispiel Daten, welche weitestgehend keine Beeinträchtigung an dem Sensor 2 für eine physikalische Größe bewirken. Daher weisen die Daten eine niedrigere Zuverlässigkeit als die aus den Majoritätsentscheidungsschaltungen 91a und 91b und der SEC-Schaltung 92 auf.
  • Hierbei wird es angenommen, daß die Eingangsdaten an dem D/A-Wandler 60c bn, bn-1, ..., b2, b1 und b0 sind, wobei diese binären Werte mit unterschiedlichen Koeffizienten gewichtet werden, um die Abstimmspannung V wie folgt auszugeben: V = k1 × (b0 × 20 + b1 × 21 + ... + bn-1 × 2n-1) + k2 wobei k1 und k2 Konstanten sind.
  • Daher wird das Fehlerkorrekturverfahren an jedem Bit aus der Speicherschaltung 61 in Übereinstimmung mit der Amplitude des Koeffizienten für eine Gewichtung, das heißt dem Grad einer Wichtigkeit des Bit, ausgewählt. Demgemäß wird die Zuverlässigkeit einer Fehlerkorrektur mit einer ausreichenden Eingangs-pro-Ausgangsbit-Leistungsfähigkeit vorgesehen.
  • Weiterhin ist die Signaltrennung aus dem TRIM-Anschluß 6 durch die Signaltrennschaltung 30 ebenso in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen.
  • [AUSGESTALTUNGEN]
  • Die Abstimmungswertsteuerschaltung 60 in dem zweiten Ausführungsbeispiel kann in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.

Claims (25)

  1. Abstimmschaltung für einen Sensor (2) für eine physikalische Größe, die aufweist: eine analoge Schaltung (10) zum Bewirken mindestens eines Einstellvorgangs einer Versorgungsspannung zu dem Sensor (2) für eine physikalische Größe und eines Abstimmvorgangs für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem Abstimmwert; eine Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60), die eine Speicherschaltung (61) zum Speichern von Daten aufweist und den Abstimmwert in Übereinstimmung mit den Daten aus dem Speicher erzeugt; einen Abstimmsignaleingangsanschluß (6) zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet; eine Signaltrennschaltung (30) zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten aus dem Steuersignal; und eine Logikschaltung (8), die auf das Taktsignal und das Rücksetzsignal reagiert, zum Zuführen der Daten aus der Signaltrennschaltung (30) zu der Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) und zum Empfangen der Daten aus der Abstimmwertsteuerschaltung, wobei die Speicherschaltung (61) eine Mehrzahl von Speicherblöcken (60a) zum Speichern der Daten beinhaltet, die erste und zweite Daten enthalten, wobei jeder der Speicherblöcke einen Speicher beinhaltet; und die Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) aufweist: eine erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) zum Fehlerkorrigieren der ersten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein erstes Fehlerkorrekturverfahren; eine zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) zum Fehlerkorrigieren der zweiten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein zweites Fehlerkorrekturverfahren, wobei das erste Fehlerkorrekturverfahren von dem zweiten Fehlerkorrekturverfahren verschieden ist; und eine Gewichtungsschaltung (60c) zum Gewichten eines Ausgangssignals der ersten Fehlerkorrekturschaltung (91a) mit einem ersten Koeffizienten, um einen ersten Abstimmwert auszugeben, und eines Ausgangssignals der zweiten Fehlerkorrekturschaltung (91b) mit einem zweiten Koeffizienten, um einen zweiten Abstimmwert auszugeben, wobei der erste Koeffizient höher als der zweite Koeffizient ist, wobei die Logikschaltung (8) die ersten und zweiten Abstimmwerte als den Abstimmungswert der analogen Schaltung (10) zuführt.
  2. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) eine erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist und die zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) eine zweite Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist, welche höher als die erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz ist.
  3. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) eine erste Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist und die zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) eine zweite Fehlerkorrekturfähigkeit (91b) aufweist, welche niedriger als die erste Fehlerkorrekturfähigkeit ist.
  4. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) eine Majoritätsentscheidungsschaltung zum Durchführen einer Majoritätsentscheidung aus den ersten Daten aus einem Abschnitt der Speicherblöcke (60a) aufweist.
  5. Abstimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten Fehlerkorrekturdaten beinhalten und die zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) die zweiten Daten aus der Speicherschaltung (61) mit den Fehlerkorrekturdaten aus der Speicherschaltung fehlerkorrigiert.
  6. Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal weiterhin eine Schreibspannung für die Speicherschaltung (61) als eine Komponente beinhaltet und die Signaltrennschaltung weiterhin die Schreibspannung von dem Steuersignal trennt.
  7. Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1–5, gekennzeichnet durch einen Energieversorgungsanschluß (3) zum Eingeben einer Ansteuerspannung für den Sensor (2) für eine physikalische Größe, einen Masseanschluß (4) und einen Ausgangsanschluß (5) zum Ausgeben eines Spannungssignals, das einem Ausgangssignal des Sensors für eine physikalische Größe entspricht, so daß die Abstimmschaltung lediglich vier Anschlüsse aufweist.
  8. Abstimmschaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel, dessen Pegel auf der Grundlage der Daten aus der Logikschaltung (8) bestimmt wird, und einen Schalter, der auf die Daten reagiert, zum Ausgeben entweder des Spannungssignals oder des Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel, wobei das Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel von dem Spannungssignal unterscheidbar ist.
  9. Abstimmschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieversorgungsanschluß (3), der Masseanschluß (4) und der Ausgangsanschluß (5) mit der analogen Schaltung (10) verbunden sind und die Logikschaltung (8) eine Decodierschaltung (8a) zum Decodieren der Daten, um Betriebsarteneinstelldaten, Adressendaten und Steuerdaten zu erzeugen, aufweist, wobei die Logikschaltung die Steuerdaten als die Daten in Übereinstimmung mit den Betriebsarteneinstelldaten und Adressendaten an die Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) anlegt und wobei die Logikschaltung, wenn die Betriebsarteneinstelldaten eine Betriebsart zum Ausgeben des Signals mit einem vorbestimmten Spannungspegel anzeigen, die Daten aus der Speicherschaltung (61) aufnimmt und die aufgenommenen Daten an die analoge Schaltung anlegt und den Schalter steuert, um das Signal mit einem vorbestimmten Spannungspegel an dem Ausgangsanschluß auf der Grundlage der Daten aus der Logikschaltung auszugeben.
  10. Abstimmschaltung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal mit ersten bis vierten Spannungspegeln dargestellt ist, wobei der vierte Pegel höher als der dritte Spannungspegel ist, welcher höher als der zweite Spannungspegel ist, welcher höher als der erste Spannungspegel ist, und wobei die Logikschaltung einen Rücksetzvorgang von ihr als Reaktion auf den ersten Spannungspegel bewirkt, einen Rücksetzauslösvorgang von ihr als Reaktion auf den zweiten Spannungspegel bewirkt, den zweiten Spannungspegel als einen logisch niedrigen Pegel des Taktsignals und einen logisch niedrigen Pegel der Daten aufnimmt und den Rücksetzauslösvorgang der Logikschaltung (8) als Reaktion auf den dritten Spannungspegel bewirkt, den dritten Spannungspegel als einen logisch hohen Pegel des Taktsignals und einen logisch niedrigen Pegel der Daten aufnimmt und den Rücksetzauslösvorgang der Logikschaltung als Reaktion auf den vierten Spannungspegel bewirkt, den vierten Spannungspegel als den logisch hohen Pegel des Taktsignals und einen logisch hohen Pegel der Daten aufnimmt.
  11. Abstimmschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibspannung höher als eine Versorgungsspannung für die Signaltrennschaltung (30), die Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) und die Logikschaltung (8) ist und wobei die Signaltrennschaltung erste und zweite Dioden (14, 15) zum Zuführen entweder der Versorgungsspannung oder der Schreibspannung beinhaltet, wobei eine Anode der ersten Diode (14) mit dem Abstimmsignaleingangsanschluß verbunden ist, eine Kathode der ersten Diode mit einem Spannungseingang der Abstimmwertsteuerschaltung verbunden ist, einer Anode der zweiten Diode (15) die Versorgungsspannung zugeführt wird, eine Kathode der zweiten Dioden mit dem Spannungseingang der Abstimmwertsteuerschaltung verbunden ist.
  12. Abstimmschaltung für einen Sensor für eine physikalische Größe, die aufweist: eine Speicherschaltung (61), die eine Mehrzahl von Speicherblöcken (60a) zum Speichern von Daten beinhaltet, die erste und zweite Daten beinhalten, wobei jeder der Speicherblöcke einen Speicher beinhaltet; eine erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) zum Fehlerkorrigieren der ersten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein erstes Fehlerkorrekturverfahren; eine zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) zum Fehlerkorrigieren der zweiten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein zweites Fehlerkorrekturverfahren, wobei das erste Fehlerkorrekturverfahren von dem zweiten Fehlerkorrekturverfahren verschieden ist; und eine Gewichtungsschaltung (60c) zum Gewichten eines Ausgangssignals der ersten Fehlerkorrekturschaltung (91a) mit einem ersten Koeffizienten, um einen ersten Abstimmwert für den Sensor (2) für eine physikalische Größe auszugeben, und eines Ausgangssignals der zweiten Fehlerkorrekturschaltung (91b) mit einem zweiten Koeffizienten, um einen zweiten Abstimmwert für den Sensor für eine physikalische Größe auszugeben, wobei der erste Koeffizient höher als der zweite Koeffizient ist.
  13. Abstimmschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fehlerkorrekturverfahren eine erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist und das zweite Fehlerkorrekturverfahren eine zweite Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist, welche höher als die erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz ist.
  14. Abstimmschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fehlerkorrekturverfahren eine erste Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist und das zweite Fehlerkorrekturverfahren eine zweite Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, welche niedriger als die erste Fehlerkorrekturfähigkeit ist.
  15. Abstimmschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten weiterhin Fehlerkorrekturdaten beinhalten und die erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) eine Majoritätsentscheidungsschaltung zum Durchführen einer Majoritätsentscheidung aus den ersten Daten aus einem Abschnitt der Speicherblöcke (60a) aufweist und wobei die zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) die zweiten Daten aus der Speicherschaltung (61) mit den Fehlerkorrekturdaten aus der Speicherschaltung fehlerkorrigiert.
  16. Abstimmschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten weiterhin dritte Daten beinhalten und eine Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) eine Nichtfehlerkorrekturschaltung (93) zum Ausgeben der dritten Daten aus der Speicherschaltung (61), wie sie sind, aufweist, wobei die Gewichtungsschaltung (60c) ein Ausgangssignal der Nichtfehlerkorrekturschaltung mit einem dritten Koeffizienten gewichtet, welcher niedriger als der zweite Koeffizient ist.
  17. Abstimmschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Daten eine höhere Priorität als die zweiten Daten aufweisen und die zweiten Daten eine höhere Priorität als die dritten Daten aufweisen.
  18. Abstimmschaltung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch: eine analoge Schaltung (10) zum Bewirken von mindestens einem von Vorgängen eines Einstellens einer Versorgungsspannung zu dem Sensor (2) für eine physikalische Größe und eines Abstimmens für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit den ersten und zweiten Abstimmwerten; einen Abstimmsignaleingangsanschluß (6) zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet; eine Signaltrennschaltung (30) zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten aus dem Steuersignal; und eine Logikschaltung (8), die auf das Taktsignal und das Rücksetzsignal reagiert, zum Zuführen der Daten aus der Signaltrennschaltung (30) zu der Speicherschaltung (61) als die ersten und zweiten Daten, um den Abstimmwert aus einer Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) der analogen Schaltung (10) zuzuführen.
  19. Abstimmschaltung für einen Sensor (2) für eine physikalische Größe, die aufweist: eine analoge Schaltung (10) zum Bewirken von mindestens einem von Vorgängen eines Einstellens einer Versorgungsspannung zu dem Sensor (2) für eine physikalische Größe und eines Abstimmens für eine Ausgangsspannung des Sensors für eine physikalische Größe in Übereinstimmung mit einem Abstimmwert; eine Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60), die eine Speicherschaltung (61) zum Speichern von Daten aufweist, die erste und zweite Daten beinhalten, und den Abstimmwert in Übereinstimmung mit den Daten erzeugt; eine Logikschaltung (8) zum Zuführen der Daten zu der Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) und zum Empfangen der Daten aus der Abstimmwertsteuerschaltung, wobei die Speicherschaltung (61) eine Mehrzahl von Speicherblöcken (60a) beinhaltet, von denen jeder einen Speicher beinhaltet; und die Abstimmwertsteuerschaltung aufweist: eine erste Fehlerkorrekturschaltung (91a) zum Fehlerkorrigieren der ersten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein erstes Fehlerkorrekturverfahren; eine zweite Fehlerkorrekturschaltung (91b) zum Fehlerkorrigieren der zweiten Daten aus der Speicherschaltung (61) durch ein zweites Fehlerkorrekturverfahren, wobei das erste Fehlerkorrekturverfahren von dem zweiten Fehlerkorrekturverfahren verschieden ist; und eine Gewichtungsschaltung (60c) zum Gewichten eines Ausgangssignals der ersten Fehlerkorrekturschaltung (91a) mit einem ersten Koeffizienten, um einen ersten Abstimmwert auszugeben, und eines Ausgangssignals der zweiten Fehlerkorrekturschaltung (91b) mit einem zweiten Koeffizienten, um einen zweiten Abstimmwert auszugeben, wobei der erste Koeffizient höher als der zweite Koeffizient ist, wobei die Logikschaltung (8) die ersten und zweiten Abstimmwerte als den Abstimmungswert der analogen Schaltung (10) zuführt.
  20. Abstimmschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten weiterhin dritte Daten beinhalten und die Abstimmwertsteuerschaltung (9, 60) eine Nichtfehlerkorrekturschaltung (93) zum Ausgeben der dritten Daten aus der Speicherschaltung (61), wie sie sind, aufweist, wobei die Gewichtungsschaltung (60c) ein Ausgangssignal der Nichtfehlerkorrekturschaltung mit einem dritten Koeffizienten gewichtet, welcher niedriger als der zweite Koeffizient ist.
  21. Abstimmschaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Daten eine höhere Priorität als die zweiten Daten aufweisen und die zweiten Daten eine höhere Priorität als die dritten Daten aufweisen.
  22. Abstimmschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fehlerkorrekturverfahren eine erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist und das zweite Fehlerkorrekturverfahren eine zweite Eingangspro-Ausgangsbit-Effizienz aufweist, welche höher als die erste Eingangs-pro-Ausgangsbit-Effizienz ist.
  23. Abstimmschaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fehlerkorrekturverfahren eine erste Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist und das zweite Fehlerkorrekturverfahren eine zweite Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist, welche niedriger als die erste Fehlerkorrekturfähigkeit ist.
  24. Abstimmschaltung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch: einen Abstimmsignaleingangsanschluß (6) zum Eingeben eines Steuersignals, das ein Taktsignal, ein Rücksetzsignal und die Daten als Komponenten beinhaltet; und eine Signaltrennschaltung (30) zum Trennen des Taktsignals, des Rücksetzsignals und der Daten von dem Steuersignal, um das Taktsignal, das Rücksetzsignal und die Daten der Logikschaltung (8) zuzuführen.
  25. Abstimmschaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal weiterhin eine Schreibspannung für die Speicherschaltung (61) als eine Komponente beinhaltet und die Signaltrennschaltung (30) weiterhin die Schreibspannung von dem Steuersignal trennt.
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