DE112011100892B4

DE112011100892B4 - Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator mit schneller Ansprechzeit

Info

Publication number: DE112011100892B4
Application number: DE112011100892.9T
Authority: DE
Inventors: Hernan D. Romero
Original assignee: Allegro Microsystems Inc
Current assignee: Allegro Microsystems Inc
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: WO2011112290A1; US8416014B2; JP2013522959A; US20110221518A1; JP5624162B2; DE112011100892T5

Abstract

Kerbfilter (100, 200) mit geschaltetem Kondensator, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker (105), welcher einen negativen Eingangsknoten (105a), welcher mit einem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist, einen Eingangsknoten (105b) und einen Ausgangsknoten (115) aufweist, an welchem ein Ausgangssignal des Filters vorgesehen ist; einen ersten Abtast-Kondensator (120a), welcher einen ersten Anschluss (130a) hat, welcher wahlweise durch einen ersten Schalter (122) mit einem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (132a) hat, welcher wahlweise durch einen zweiten Schalter (124) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen zweiten Abtast-Kondensator (120b), welcher einen ersten Anschluss (130b) hat, welcher wahlweise durch einen dritten Schalter (126) mit einem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (132b) hat, welcher wahlweise durch einen vierten Schalter (128) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen ersten Referenzschalter (122R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (132a) des ersten Abtast-Kondensators (120a) und einem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen zweiten Referenzschalter (124R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (130a) des ersten Abtast-Kondensators (120a) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen dritten Referenzschalter (126R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (132b) des zweiten Abtast-Kondensators (120b) und dem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen vierten Referenzschalter (128R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (130b) des zweiten Abtast-Kondensators (120b) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; ...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf elektronische Filter und genauer auf elektronische Kerbfilter bzw. Sperrfilter (Notch-Filter), welche Abtast- und Mittelungs- bzw. Mittelwertbildungsfunktionen besitzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kerbfilter werden oft verwendet, um ungewollte Signalbestandteile bzw. Signalkomponenten innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches für eine bestimmte Schaltung zu entfernen. Eine Anwendung für einen Kerbfilter ist in Chopper- bzw. Zerhacker- oder getaktet stabilisierten Hall-Effekt-Sensoren, in welchen ein Kerbfilter, auf welchen manchmal als ein idealer Tiefpass bzw. si-Filter (Sinc-Filter) Bezug genommen wird, verwendet werden kann, um ungewollte Bestandteile zu entfernen, wie beispielsweise einen modulierten Offset-Signal-Bestandteil, welcher als eine Welligkeit auftritt, welche aus dem Zerhackungsvorgang bzw. Taktungsvorgang resultiert, ohne eine Multipol-Filter-Herangehensweise zu benötigen, welche zu unakzeptablen Zeitverzögerungen für das Sensor-Ausgangssignal führen kann. Ein Offset in einem Sensor ist unerwünscht, da er das minimal erfassbare Signal des Sensors beschränken kann. Eine solche Anordnung ist im U.S.-Patent mit der Nr. 7,425,821 beschrieben, welches den Titel „Chopped Hall Effekt Sensor” trägt, welches am 16. September 2008 für Allegro MicroSystems, Inc. of Worcester, MA, den Assignaten bzw. Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung erteilt wurde.
Einige Kerbfilter tasten ein Eingangssignal ab und mitteln dieses. Eine typische Implementierung kann zwei Abtaststufen verwenden, um übermäßige residuelle harmonische Bestandteile zu vermeiden. Die erste Stufe führt zu manchen Zeiten eine Abtast- und eine Haltefunktion durch. Eine zweite Stufe tastet den Ausgang bzw. die Ausgabe der ersten Stufe unter einer 90°-Phasenverschiebung hinsichtlich der ersten Stufe ab, um das dV/dt, welches durch die nicht idealen Abtastpulse der ersten Stufe erzeugt wird, zu vermeiden. Der Ausgang der zweiten Abtaststufe wird der Mittelwertbildungsstufe zugeführt, welche ein resistives Mitteln anwenden mag, ein Multi-Gate/Base-Mitteln oder eine Ladungsrückverteilungs-Mittelungstechnik. Die ersten zwei Herangehensweisen sind zeitlich kontinuierliche Herangehensweisen und die Ladungs-Wiederverteilung ist eine zeitlich diskrete Herangehensweise. Die zeitlich kontinuierlichen Herangehensweisen benötigen im Allgemeinen zwei Abtaststufen, relativ große Abtast-Kondensatorgrößen, wie beispielsweise in der Größenordnung von 4 bis 10 Picofarad und einen Ausgangspuffer zum Isolieren der Abtaststufen von der Mittelwertbildungsstufe, welche einen signifikanten Raum bzw. ein signifikantes Gebiet verbrauchen können. Diese Pufferstufe – wie auch die Mittelwertbildungsstufe – können einen Offset für die Schaltung einbringen. Zusätzlich mag die Pufferstufe für ein dynamisches Auslöschen ihres Offset-Beitrags für die Schaltung nicht geeignet sein. Die zeitlich diskrete Herangehensweise der Ladungsverteilung verwendet die zweite Abtaststufe als die Ladungs-Wiederverteilungs-Mittelwertbildungsstufe und benötigt auch relativ große Abtast-Kondensatorgrößen, wie beispielsweise in der Größenordnung von 4 bis 10 Picofarad und einen Ausgangspuffer zum Isolieren der Kondensatoren, welche das gemittelte Signal halten, von dem Rest der Schaltung, wobei der Ausgangspuffer auch ein Gebiet benötigen kann und nicht geeignet sein mag zur Verwendung einer dynamischen Offset-Auslöschungstechnik zum Entfernen seines Offset-Beitrags zu der Schaltung.
In der US-Patentanmeldung Nr. 12/487965 mit dem Titel „Switched Capacitor Notched Filter”, welche am 19. Juni 2009 eingereicht wurde und an Allegro MicroSystems, Inc. of Worcester, MA, den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung, abgetreten wurde, ist ein Abtast- und Mittelwertbildungs-Kerbfilter beschrieben, in welchem Ladung von den Abtast-Kondensatoren simultan gemittelt wird und zu dem Filterausgang übertragen bzw. transferiert wird, wodurch die Notwendigkeit für ein herkömmliches Puffer zwischen Abtast- und Mittelwertbildungsstufen und die damit verbundenen Nachteile beseitigt werden. Aufgrund der Verwendung eines festen Rückkoplungs-Kondensators jedoch können gewisse Ansprechzeitbeschränkungen existieren.
Andere Kerbfilter tasten ein Eingangssignal, wie beispielsweise ein getaktetes Signal, welches mit dem Taktgeber in einer solchen Art und Weise synchronisiert ist, dass die ungewollte Welligkeit, welche aus dem Taktungsvorgang resultiert, über jede Taktgeber-Periode zu Null integriert wird, ab und integrieren dieses (eher als es zu mitteln). Die Genauigkeit dieser Herangehensweise hängt jedoch in höchstem Maße von den Integrationstaktphasen relativ zu dem Taktgeber ab und ist auch auf nicht ideale Abtast-Effekte empfindlich, wie Ladungsinjektion und Takt-Störsignale, wobei solche Effekte verringert werden, wenn an Stelle dessen eine Mittelwertbildung verwendet wird.
Eine Nachfilterstufe kann benötigt werden, wenn ein Kerbfilter verwendet wird, um weiterhin verbleibende Hochfrequenzkomponenten, welche nicht entfernt (oder erzeugt) werden, durch den Kerbfilter zu entfernen. Als ein Beispiel kann die Nachfilterstufe mit einer Tiefpassfilter-Topologie implementiert werden, welche aus einem Widerstand parallel mit einem festen Kondensator in einem Operationsverstärker-Rückkoppelungsnetzwerk bestehen kann. Dieser Widerstand kann mit einer Topologie eines geschalteten Kondensators implementiert werden, um die Größe der Schaltung zu verringern.
Die Erfindung stellt diesbezüglich Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator gemäß Anspruch 1 und Anspruch 21 bereit. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Kerbfilter bzw. Sperrfilter mit geschaltetem Kondensator gemäß der Erfindung weist einen ersten Abtast-Kondensator, einen zweiten Abtast-Kondensator, einen dritten Abtast-Kondensator, einen vierten Abtast-Kondensator und einen Operationsverstärker auf. Jeder Abtast-Kondensator ist mit einem jeweiligen Satz von Schaltern gekoppelt, welche derart gesteuert werden, dass der dritte und vierte Abtast-Kondensator während einer ersten Zeitperiode bzw. Zeitdauer parallel zwischen einem gemeinsamen Knoten und einem Ausgangsknoten des Verstärkers verbunden sind, und dass während einer zweiten, nicht überlappenden Zeitdauer der erste und zweite Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Verstärkers verbunden sind. Die Schalter werden weiterhin derart gesteuert, dass während einer dritten Zeitdauer der erste Abtast-Kondensator durch den Eingang zu dem Filter geladen wird, während einer vierten Zeitdauer der zweite Abtast-Kondensator durch den Eingang zu dem Filter geladen wird, während einer fünften Zeitdauer der dritte Abtast-Kondensator durch durch den Eingang zu dem Filter geladen wird, und während einer sechsten Zeitdauer der vierte Abtast-Kondensator durch den Eingang zu dem Filter geladen wird.
Genauer weist ein solcher Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator einen Operationsverstärker, welcher einen ersten Eingangsknoten hat, welcher mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, einen zweiten Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten, an welchem ein Ausgangssignal des Filters vorgesehen ist; einen ersten Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit einem Eingangssignal durch einen ersten Schalter gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Knoten durch einen zweiten Schalter gekoppelt ist; einen zweiten Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem Eingangssignal durch einen dritten Schalter gekoppelt ist, und einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Knoten durch einen vierten Schalter gekoppelt ist; einen ersten Referenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des ersten Abtast-Kondensators und einem Referenzknoten gekoppelt ist; einen zweiten Referenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des ersten Abtast-Kondensators und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen dritten Referenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des zweiten Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; einen vierten Referenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des zweiten Abtast-Kondensators und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen dritten Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem Eingangssignal durch einen fünften Schalter gekoppelt ist, und einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Knoten durch einen sechsten Schalter gekoppelt ist,; einen vierten Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem Eingangssignal durch einen siebten Schalter gekoppelt ist, und einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Knoten durch einen achten Schalter gekoppelt ist; einen fünften Referenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des dritten Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; einen sechsten Referenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des dritten Abtast-Kondensators und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen siebten Referenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des vierten Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; und einen achten Referenzschalter auf, welcher zwischen dem ersten Anschluss des vierten Abtast-Kondensators und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist. Der Filter kann weiterhin einen Taktsignalerzeuger aufweisen zum Vorsehen eines ersten Taktsignals zum Schließen des sechsten Schalters, des sechsten Referenzschalters, des achten Schalters und des achten Referenzschalters während eines ersten Abschnittes jedes Taktzyklus', und eines zweiten Taktsignals zum Schließen des zweiten Schalters, des zweiten Referenzschalters, des vierten Schalters und des vierten Referenzschalters während eines zweiten Abschnittes jedes Taktzyklus', und das erste und das zweite Taktsignal mögen nicht überlappend sein. Der Taktsignalerzeuger kann weiterhin ein drittes Taktsignal zum Schließen des ersten Schalters und des ersten Referenzschalters, ein viertes Taktsignal zum Schließen des dritten Schalters und des dritten Referenzschalters, ein fünftes Taktsignal zum Schließen des fünften Schalters und des fünften Referenzschalters und ein sechstes Taktsignal zum Schließen des siebten Schalters und des siebten Referenzschalters vorsehen, wobei das dritte und vierte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal überlappen und das fünfte und sechste Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal überlappen, und wobei das zweite Taktsignal das Inverse des ersten Taktsignals sein kann.
Im Allgemeinen weist der Filter wenigstens zwei Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitte auf, welche wenigstens zwei geschaltete Kondensator-Abtastnetzwerke aufweisen, wobei jedes solche Netzwerk einen jeweiligen Abtast-Kondensator und zugeordnete Schalter und einen Operationsverstärker aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt zwei geschaltete Kondensator-Abtastnetzwerke aufweisen, während in anderen Ausführungsformen der Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt mehr als zwei geschaltete Kondensator-Abtastnetzwerke aufweisen mag.
Solch ein Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator weist einen Operationsverstärker auf, welcher einen ersten Eingangsknoten, welcher mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, einen zweiten Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten hat, an welchem ein Ausgangssignal des Filters vorgesehen ist; einen ersten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren, welche wahlweise zwischen einem Eingangssignal und einem Referenzknoten während einer ersten Zeitdauer zum abwechselnden Abtasten des Eingangssignals während der ersten Zeitdauer gekoppelt sind, und welche während einer zweiten Zeitdauer zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt sind; und einen zweiten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren, welche wahlweise zwischen dem Eingangssignal und einem Referenzknoten während der zweiten Zeitdauer zum abwechselnden Abtasten des Eingangssignals während der zweiten Zeitdauer gekoppelt sind, und welche während der ersten Zeitdauer zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt sind. Das Eingangssignal zu dem Kerbfilter kann durch einen Magnetfeld-Transducer vorgesehen sein, und der Magnetfeld-Transducer kann Chopped-Hall-Sensor bzw. Hallsensor mit aktiver Fehlekorrektur sein. In einer Ausführungsform weist der Filter wenigstens acht Abtast-Kondensatoren auf.
Mit dieser Anordnung wird die Ladung von einem ersten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren gleichzeitig gemittelt und während einer Zeitdauer zu dem Verstärkerausgang übertragen, während der Eingang durch einen zweiten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren in getrennten Zeitdauern abgetastet wird, welche mit der ersten Zeitdauer überlappen, und während einer zweiten Zeitdauer wird die Ladung von dem zweiten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren gleichzeitig gemittelt und zu dem Verstärkerausgang übertragen, während der Eingang durch den ersten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren in getrennten Zeitdauern abgetastet wird, welche mit der zweiten Zeitdauer überlappen, wodurch die Notwendigkeit für einen Mittelwertbildungs-Taktzyklus oder eine herkömmliche Pufferung zwischen Abtast- und Mittelwertbildungsstufen eines Kerbfilters und die verknüpften Nachteile beseitigt werden.
In anderen Ausführungsformen werden ein fünfter und ein sechster Abtast-Kondensator und ein zugeordneter Satz von Steuerschaltern zu dem Filter hinzugefügt derart, dass der fünfte und der sechste Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Verstärkers während einer dritten Zeitdauer verbunden sind, welche mit der ersten und zweiten Zeitdauer nicht überlappt. Die Schalter werden weiterhin derart gesteuert, dass während einer vierten Zeitdauer der dritte und der fünfte Abtast-Kondensator durch den Eingang zu dem Filter geladen werden, während einer fünften Zeitdauer der erste und sechste Abtast-Kondensator durch den Eingang zu dem Filter geladen werden, und während einer sechsten Zeitdauer der zweite und vierte Abtast-Kondensator durch den Filtereingang geladen werden.
Genauer weist solch ein Filter mit einem fünften und sechsten Abtast-Kondensator weiterhin einen fünften Abtast-Kondensator und einen sechsten Abtast-Kondensator auf, welche parallel mit dem ersten und dem zweiten Abtast-Kondensator zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während des zweiten Abschnittes jedes Taktzyklus gekoppelt sind, und er weist weiterhin einen siebten Abtast-Kondensator und einen achten Abtast-Kondensator auf, welche parallel mit dem dritten Abtast-Kondensator und dem vierten Abtast-Kondensator zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während des ersten Abschnitts jedes Taktzyklus gekoppelt sind. Der Taktsignalerzeuger kann weiterhin ein siebtes Taktsignal vorsehen, um den fünften Abtast-Kondensator mit dem Eingangsanschluss zu koppeln, ein achtes Taktsignal, um den sechsten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsanschluss zu koppeln, ein neuntes Taktsignal, um den siebten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsanschluss zu koppeln, und ein zehntes Taktsignal, um den achten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsanschluss zu koppeln, wobei das siebte und das achte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal überlappen, und das neunte und das zehnte Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal überlappen. Alternativ kann in einem solchen Filter mit einem fünften und sechsten Abtast-Kondensator der Taktsignalerzeuger weiterhin ein drittes Taktsignal vorsehen, um den fünften Abtast-Kondensator und den sechsten Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu koppeln, und das erste, zweite und dritte Taktsignal können nicht-überlappend sein.
Referenzschalter sind vorgesehen, um Anschlüsse jedes Abtast-Kondensators wahlweise mit Referenzknoten zu koppeln. In einigen Ausführungsformen ist eine gemeinsame Referenzspannung an den Referenzknoten vorgesehen.
In Differential-Implementierungen weist der Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator auch einen ersten Differential-Abtast-Kondensator, einen zweiten Differential-Abtast-Kondensator, einen dritten Differential-Abtast-Kondensator, einen vierten Differential-Abtast-Kondensator und einen Differential-Operationsverstärker auf. Jeder Abtast-Kondensator und Differential-Abtast-Kondensator ist mit einem jeweiligen Satz von Schaltern gekoppelt, welche derart gesteuert werden, dass der dritte und vierte Abtast-Kondensator während einer ersten Zeitdauer parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten und einem ersten Ausgangsknoten des Differential-Verstärkers verbunden sind, und dass der dritte und vierte Differential-Abtast-Kondensator parallel zwischen einem gemeinsamen Differential-Knoten und einem zweiten Ausgangsknoten des Differential-Verstärkers gekoppelt sind, und dass während einer zweiten, nicht-überlappenden Zeitdauer der erste und der zweite Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten und dem ersten Ausgangsknoten des Differential-Verstärkers gekoppelt sind, und der erste und zweite Differential-Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Differential-Knoten und dem zweiten Ausgangsknoten des Differential-Verstärkers gekoppelt sind. Die Schalter werden weiterhin derart gesteuert, dass während einer dritten Zeitdauer der erste Abtast-Kondensator und der erste Differential-Abtast-Kondensator jeweils durch den Eingang und den Differential-Eingang zu dem Filter geladen werden, dass während einer vierten Zeitdauer der zweite Abtast-Kondensator und der zweite Differential-Abtast-Kondensator jeweils durch den Eingang und den Differential-Eingang zu dem Filter geladen werden, dass während einer fünften Zeitdauer der dritte Abtast-Kondensator und der dritte Differential-Abtast-Kondensator jeweils durch den Filtereingang und den Differential-Eingang geladen werden, und dass während einer sechsten Zeitdauer der vierte Abtast-Kondensator und der vierte Differential-Abtast-Kondensator jeweils durch den Filtereingang und Differential-Eingang geladen werden.
Genauer hat in einem solchen Differential-Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator der Operationsverstärker einen zweiten Ausgangsknoten und einen Referenzknoten und der Filter weist weiterhin Folgendes auf: einen ersten Differential-Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit einem zweiten Eingangssignal durch einen ersten Differentialschalter gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit einem gemeinsamen Differentialknoten durch einen zweiten Differentialschalter gekoppelt ist; einen zweiten Differential-Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen dritten Differentialschalter gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten durch einen vierten Differentialschalter gekoppelt ist; einen ersten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des ersten Differential-Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; einen zweiten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des ersten Differential-Abtast-Kondensators und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen dritten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des zweiten Differential-Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; einen vierten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des zweiten Differential-Abtast-Kondensators und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen dritten Differential-Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen fünften Differentialschalter gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten durch einen sechsten Differentialschalter gekoppelt ist; einen vierten Differential-Abtast-Kondensator, welcher einen ersten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen siebten Differentialschalter gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten durch einen achten Differentialschalter gekoppelt ist; einen fünften Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des dritten Differential-Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; einen sechsten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des dritten Differential-Abtast-Kondensators und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist; einen siebten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem zweiten Anschluss des vierten Differential-Abtast-Kondensators und dem Referenzknoten gekoppelt ist; und einen achten Differentialreferenzschalter, welcher zwischen dem ersten Anschluss des vierten Differential-Abtast-Kondensators und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers gekoppelt ist. Ein Taktsignalerzeuger kann ein erstes Taktsignal, um den sechsten Differentialschalter, den sechsten Differentialreferenzschalter, den achten Differentialschalter und den achten Differentialreferenzschalter während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen und ein zweites Taktsignal vorsehen, um den zweiten Differentialschalter, den zweiten Differentialreferenzschalter, den vierten Differentialschalter und den vierten Differentialreferenzschalter während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen, und das erste und das zweite Taktsignal können nicht-überlappend sein. Der Taktsignalerzeuger kann weiterhin ein drittes Taktsignal, um den ersten Differentialschalter und den ersten Differentialreferenzschalter zu schließen, ein viertes Taktsignal, um den dritten Differentialschalter und den dritten Differentialreferenzschalter zu schließen, ein fünftes Taktsignal, um den fünften Differentialschalter und den fünften Differentialreferenzschalter zu schließen und ein sechstes Taktsignal vorsehen, um den siebten Differentialschalter und den siebten Differentialreferenzschalter zu schließen, wobei das dritte und vierte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal überlappen, und das fünfte und sechste Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal überlappen, und das zweite Taktsignal das Inverse des ersten Taktsignals sein kann. Der Filter kann weiterhin einen fünften Differential-Abtast-Kondensator und einen sechsten Differential-Abtast-Kondensator aufweisen, welche parallel mit dem ersten und zweiten Differential-Abtast-Kondensator zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während des zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind, und kann weiterhin einen siebten Differential-Abtast-Kondensator und einen achten Differential-Abtast-Kondensator aufweisen, welcher parallel mit dem dritten Differential-Abtast-Kondensator und dem vierten Differential-Abtast-Kondensator zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während des ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind. Der Taktsignalerzeuger kann weiterhin ein siebtes Taktsignal vorsehen, um den fünften Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, ein achtes Taktsignal, um den sechsten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, ein neuntes Taktsignal, um den siebten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln und ein zehntes Taktsignal, um den achten Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, wobei das siebte und achte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal überlappen, und das neunte und zehnte Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal überlappen. Das erste und zweite Eingangssignal zu dem Kerbfilter kann durch eine Magnetfeld-Sensorschaltung vorgesehen sein und die Magnetfeld-Sensierschaltung kann eine geschaltete Hall-Schaltung aufweisen. Der Filter kann einen fünften Differential-Abtast-Kondensator und einen sechsten Differential-Abtast-Kondensator aufweisen, wobei der Taktsignalerzeuger weiterhin ein drittes Taktsignal vorsieht, um den fünften Differential-Abtast-Kondensator und den sechsten Differential-Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten und dem zweiten Ausgangsknoten des Operationsverstärkers während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu koppeln, und das erste, zweite und dritte Taktsignal können nicht-überlappend sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorangehenden Merkmale der Erfindung, sowie die Erfindung selbst können aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen vollständiger verstanden werden, in welchen:
1 eine schematische Ansicht eines Kerbfilters mit geschaltetem Kondensator gemäß der Erfindung ist;
1A veranschaulichende Taktsignale für den Filter der 1 zeigt;
1B eine schematische Ansicht des Kerbfilters mit geschaltetem Kondensator in 1 während einem ersten Betriebszustand ist;
1C eine schematische Ansicht des Kerbfilters mit geschaltetem Kondensator in 1 während eines zweiten Betriebszustandes ist;
1D ein Beispiel eines Eingangs- und Ausgangssignals zu dem Filter zeigt;
1E einen alternativen Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt zeigt, welcher n Abtast-Kondensatoren für eine Verwendung in dem Filter der 1 hat;
1F veranschaulichende Taktsignale für das Abtastnetzwerk mit geschaltetem Kondensator der 1E zeigt;
1G ein Beispiel eines Eingangs- und Ausgangssignals zu dem Filter für den Fall von vier Eingangs-Abtast-Kondensatoren zeigt;
1H ein Beispiel einer Ausführungsform mit gleitendem Mittelwert des Filters zeigt;
1I veranschaulichende Taktsignale für die Schaltung der 1H zeigt;
2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Differential-Kerbfilters mit geschaltetem Kondensator ist;
2A eine schematische Ansicht des Differential-Abtastnetzwerkes 201 und 202, welches in 2 gezeigt ist, ist; und
3 eine schematische Ansicht eines Chopped-Hall Sensors bzw. Hallsensors mit aktiver Fehlerkorrektur ist, welcher einen Kerbfilter mit geschaltetem Kondensator aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf 1 weist ein einen Ausgang aufweisender bzw. unsymmetrischer (single-ended) Kerbfilter 100 mit geschaltetem Kondensator einen Eingangsknoten 111, welcher zum Empfangen eines Eingangssignals 181 (1D) angepasst ist, wenigstens zwei Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitte 101, 102, einen gemeinsamen Knoten 113 und einen Verstärker 105, welcher einen Ausgangsknoten 105c hat, welcher den Filterausgangsknoten vorsieht, einen negativen Eingangsknoten 105a, welcher mit dem gemeinsamen Knoten 113 gekoppelt ist, und einen positiven Eingangsknoten 105b auf, welcher mit einer Referenzspannung beispielsweise Masse oder einem Spannungswert über der Masse basierend auf dem jeweiligen Schaltungsdesign verbunden ist. Jeder Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 101 und 102 weist jeweils wenigstens zwei Abtastnetzwerke 101a und 101b und 102a und 102b mit geschaltetem Kondensator auf. Die Anzahl von Abtastnetzwerken in jedem Abschnitt 101, 102 entspricht der Anzahl von Eingangssignal-Abtastungen, welche verarbeitet (d. h. gemittelt) werden. Beispielsweise würde in dem Fall, in dem vier Abtastungen gemittelt werden, jeder Abtast-Abschnitt 101, 102 vier Abtastnetzwerke für eine Gesamtzahl von acht Abtast-Kondensatoren in dem Filter haben. Beispiele eines Kerbfilter-Abtast- und -Mittelwertbildungsabschnitts, welche mehr als zwei Abtastnetzwerke beinhalten, sind in der oben genannten U.S.-Patentanmeldung Nr. 12/487,965 und in Verbindung mit den 1E und 1F untenstehend beschrieben.
Jedes Abtastnetzwerk 101a, 101b, 102a, 102b mit geschaltetem Kondensator weist einen jeweiligen Abtast-Kondensator und zugeordnete Schalter auf. Genauer weist das erste Abtast-Netzwerk 101a mit geschaltetem Kondensator einen ersten Abtast-Kondensator 120a und zugeordnete Schalter 122, 122R, 124 und 124R auf; das zweite Abtastnetzwerk 101b mit geschaltetem Kondensator weist einen zweiten Abtast-Kondensator 120b und zugeordnete Schalter 126, 126R, 128 und 128R auf; das dritte Abtastnetzwerk 102a mit geschaltetem Kondensator weist einen dritten Abtast-Kondensator 140a und zugeordnete Schalter 142, 142R, 144 und 144R auf; und das vierte Abtastnetzwerk 102b mit geschaltetem Kondensator weist einen vierten Abtast-Kondensator 140b und zugeordnete Schalter 146, 146R, 148 und 148R auf. Der erste Abtast-Kondensator 120a hat einen ersten Anschluss 130a, welcher mit einem ersten Schalter 122 gekoppelt ist, um wahlweise den ersten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten 111 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 132a, welcher mit einem zweiten Schalter 124 gekoppelt ist, um wahlweise den ersten Abtast-Kondensator mit dem gemeinsamen Knoten 113 zu koppeln. Der zweite Anschluss 132a des ersten Abtast-Kondensators 120a ist auch wahlweise mit einem Referenzknoten 117 durch einen ersten Referenzschalter 122R gekoppelt. Der erste Anschluss 130a des ersten Abtast-Kondensators 120a ist wahlweise mit dem Ausgangsknoten 105c des Verstärkers 105 durch einen zweiten Referenzschalter 124R gekoppelt.
Der zweite Abtast-Kondensator 120b hat einen ersten Anschluss 130b, welcher mit einem dritten Schalter 126 gekoppelt ist, um wahlweise den zweiten Abtast-Kondensator 120b mit dem Eingangsknoten 111 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 132b, welcher mit einem vierten Schalter 128 gekoppelt ist, um wahlweise den zweiten Abtast-Kondensator 120b mit dem gemeinsamen Knoten 113 zu koppeln. Der zweite Anschluss 132b des zweiten Abtast-Kondensators 120b ist auch wahlweise mit dem Referenzknoten 117 durch einen dritten Referenzschalter 126R gekoppelt. Der erste Anschluss 130b des zweiten Abtast-Kondensators 120b ist wahlweise mit dem Ausgangsknoten 105c des Verstärkers 105 durch einen vierten Referenzschalter 128R gekoppelt.
Der dritte Abtast-Kondensator 140a hat einen ersten Anschluss 150a, welcher mit einem fünften Schalter 142 gekoppelt ist, um wahlweise den dritten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten 111 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 152a, welcher mit einem sechsten Schalter 144 gekoppelt ist, um wahlweise den dritten Abtast-Kondensator 140a mit dem gemeinsamen Knoten 113 zu koppeln. Der zweite Anschluss 152a des dritten Abtast-Kondensators 140a ist auch wahlweise mit dem Referenzknoten 117 durch einen fünften Referenzschalter 142R gekoppelt. Der erste Anschluss 150a des dritten Abtast-Kondensators 140a ist wahlweise mit dem Ausgangsknoten 105c des Verstärkers 105 durch einen sechsten Referenzschalter 144R gekoppelt.
Der vierte Abtast-Kondensator 140b hat einen ersten Anschluss 150b, welcher mit einem siebten Schalter 146 gekoppelt ist, um wahlweise den vierten Abtast-Kondensator 140b mit dem Eingangsknoten 111 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 152b, welcher mit einem achten Schalter 148 gekoppelt ist, um wahlweise den vierten Abtast-Kondensator 140b mit dem gemeinsamen Knoten 113 zu koppeln. Der zweite Anschluss 152b des vierten Abtast-Kondensators 140b ist auch wahlweise mit dem Referenzknoten 117 durch einen siebten Referenzschalter 146R gekoppelt. Der erste Anschluss 150b des zweiten Abtast-Kondensators 140b ist wahlweise mit dem Ausgangsknoten 105c des Verstärkers 105 durch einen achten Referenzschalter 148R gekoppelt.
Der Filter 100 weist weiterhin einen Taktsignalerzeuger 107 auf, welcher angepasst ist, Taktsignale zum Steuern der verschiedenen Schalter vorzusehen. Insbesondere ist ein erstes Taktsignal 171 vorgesehen, um den sechsten Schalter 144, den sechsten Referenzschalter 144R, den achten Schalter 148 und den achten Referenzschalter 148R während eines ersten Abschnitts jedes Taktsignals zu schließen.
Der Taktsignalerzeuger 107 sieht weiterhin ein zweites Taktsignal 172 vor, um den ersten Schalter 122 und den ersten Referenzschalter 122R während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen, und ein drittes, nicht-überlappendes Taktsignal 173, um den dritten Schalter 126 und den dritten Referenzschalter 126R während eines vierten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Die Taktsignale 172 und 173 sind beide aktiv während das Taktgebersignal 171 aktiv ist.
Der Taktsignalerzeuger sieht weiterhin ein viertes Taktsignal 176 vor, um den zweiten Schalter 124, den zweiten Referenzschalter 124R, den vierten Schalter 128 und den vierten Referenzschalter 128R während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Ein fünftes Taktsignal 177 ist vorgesehen, um den fünften Schalter 142 und den fünften Referenzschalter 142R während eines fünften Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen und ein sechstes, nicht-überlappendes Taktsignal 178, um den siebten Schalter 146 und den siebten Referenzschalter 146R während eines sechsten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Die Taktsignale 177 und 178 sind beide aktiv während das Taktgebersignal 176 aktiv ist.
In Betrieb werden während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' die Abtast-Kondensatoren 120a, 120b wechselweise während nicht-überlappenden Zeitdauern geladen, während Kondensatoren 140a, 140b gemittelt werden und ihre gemittelte Ladung zu dem Filterausgang übertragen wird. Ähnlich werden während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' (welcher hinsichtlich des ersten Abschnitts nicht-überlappend ist) Abtast-Kondensatoren 140a, 140b wechselweise während nicht-überlappender Zeitdauern geladen, während die Ladung in Kondensatoren 120a, 120b gemittelt wird und ihre gemittelte Ladung zu dem Filterausgang übertragen wird.
Bezug nehmend auf die 1A und 1D sind veranschaulichende Schaltersteuersignale zusammen mit einem veranschaulichenden Filtereingangssignal 181 zum Koppeln an den Eingangsknoten 111, die Mittelwerte 182 des Eingangssignals der gegenwärtigen Zeitdauer, welches während der nächsten Mittelwertbildungsphase des Taktyklus' zu dem Ausgang übertragen wird, und ein veranschaulichendes Filterausgangssignal 187, welches an dem Filterausgangsknoten 105c vorgesehen ist, gezeigt.
Während eines ersten Abschnitts T₁ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die erste Zeitdauer) ist das erste Taktsignal 171 in einem Logik-Zustand, hier high bzw. hoch, um gesteuerte Schalter 144, 144R, 148, 148R zu schließen. Es ist während der ersten Zeitdauer T₁, dass die Ladung in dem dritten und vierten Abtast-Kondensator 140a, 140b gemittelt wird, wenn die Ladung gleichzeitig von den Abtast-Kondensatoren zu dem Filterausgang 115 übertragen wird. In anderen Worten werden während der ersten Zeitdauer die Abtast-Kondensatoren 140a, 140b parallel von dem gemeinsamen Knoten 113 zu dem Verstärkerausgang 115 gekoppelt, so dass das Rückkoppelungsnetzwerk des Operationsverstärkers 105 die Abtast-Kondensatoren 140a, 140b, welche zwischen dem Verstärkereingangsknoten 105 und dem Ausgangsknoten 105c gekoppelt sind, einschließt, wie in 1B gezeigt ist.
Während eines zweiten Abschnitts T₂ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die zweite Zeitdauer) ist das zweite Taktsignal 176 in einem Logik-Zustand, hier high bzw. hoch, um gesteuerte Schalter 124, 124R, 128, 128R zu schließen. Es ist während der zweiten Zeitdauer T₂, dass die Ladung in dem ersten und zweiten Abtast-Kondensator 120a, 120b gemittelt wird, wenn die Ladung gleichzeitig von den Abtast-Kondensatoren zu dem Filterausgang 115 übertragen wird. In anderen Worten werden während der zweiten Zeitdauer die Abtast-Kondensatoren 120a, 120b parallel von dem gemeinsamen Knoten 113 zu dem Verstärkerausgang 115 gekoppelt, so dass das Rückkoppelungsnetzwerk des Operationsverstärkers 105 die Abtast-Kondensatoren 120a, 120b, welche zwischen dem Verstärkereingangsknoten 105 und dem Ausgangsknoten 105c gekoppelt sind, einschließt, wie in 1C gezeigt ist.
Während einer dritten Zeitdauer T₃ jedes Taktzyklus' (hierin die dritte Zeitdauer), welche während der ersten Zeitdauer T₁ auftritt, schließt das Taktsignal 172 die Schalter 122 und 122R. Demnach ist während der dritten Zeitdauer T₃ der erste Abtast-Kondensator 120a zwischen dem Eingangsknoten 111 und dem Referenzknoten 117 gekoppelt.
Während eines vierten Abschnitts T₄ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die vierte Zeitdauer) ist das vierte Taktsignal 173 in einem Logik-Zustand, hier high bzw. hoch, um gesteuerte Schalter 126, 126R zu schließen. Demnach ist während der vierten Zeitdauer T₄ der zweite Abtast-Kondensator 120b mit dem Eingangsknoten 111 und dem Referenzknoten 117 gekoppelt. Demnach wird während der dritten Zeitdauer T₃ der Abtast-Kondensator 120a durch das Eingangssignal 181 geladen, und während der vierten Zeitdauer T₄ wird der Abtast-Kondensator 120b durch das Eingangssignal 181 geladen.
Während einer fünften Zeitdauer T₅ jedes Taktzyklus' (hierin die fünfte Zeitdauer), welche während der zweiten Zeitdauer T₂ auftritt, schließt das Taktsignal 177 die Schalter 142 und 142R. Demnach ist während der fünften Zeitdauer T₅ der dritte Abtast-Kondensator 140a zwischen dem Eingangsknoten 111 und dem Referenzknoten 117 gekoppelt.
Während eines sechsten Abschnitts T₆ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die sechste Zeitdauer) ist das sechste Taktsignal 178 in einem Logik-Zustand, hier high bzw. hoch, um gesteuerte Schalter 146, 146R zu schließen. Demnach ist während der sechsten Zeitdauer T₆ der vierte Abtast-Kondensator 140b mit dem Eingangsknoten 111 und dem Referenzknoten 117 gekoppelt. Demnach wird während der fünften Zeitdauer T₅ der Abtast-Kondensator 140a durch das Eingangssignal 181 geladen, und während der sechsten Zeitdauer T₆ wird der Abtast-Kondensator 140b durch das Eingangssignal 181 geladen.
Der oben beschriebene Kerbfilter 100 kann, zusätzlich zum Vorsehen eines Filters von Signalen, welche eine vorbestimmte Frequenz haben (d. h. der Kerbfunktionalität bzw. Sperrfunktionalität) eine Tiefpass-Charakteristik vorsehen, da die Abtast-Kondensatoren während der Zeitdauer T₁ und T₂ zwischen dem Ausgangsknoten und einer Referenzspannung verbunden sind. Die Tiefpassfilter-Charakteristik sollte so weit-bandig bzw. breitbandig wie möglich sein, um die Ansprechzeit des Filterausgangs 115 auf Änderungen des Filtereingangs 111 zu minimieren.
Typische Kondensatorwerte für Kondensatoren 120a, 120b, 140a und 140b sind in der Größenordnung von 0,1 bis 1 pF. Die Abtast-Kondensatorwerte, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können kleiner gemacht werden verglichen zu früheren Kondensatoren, welche im Stand der Technik diskutiert sind, was zu einem Platzsparen führt, im Vergleich zu denjenigen einer typischen Zweistufen-Abtast- und -Mittelwertbildungsschaltung, da die Kondensatoren in der vorliegenden Erfindung floating sind, wie in der Streuverlust-insensitiven Anordnung, welche für geschaltete Kondensatoren verwendet wird.
Die Betriebsfrequenz, Mittelwertbildungsfrequenz oder Kerbfrequenz f_ck des Kerbfilters 100 wird durch die Frequenz der Zeitdauer T₁ und T₂ bestimmt, d. h. 1/T₁ oder 1/T₂. Die maximale Taktfrequenz wird durch die Anzahl von Abtast-Kondensatoren und die Einstellzeit der zugeordneten Schalter bestimmt werden, welche in einer bestimmten Filterausführungsform verwendet werden, so dass jeder Abtast-Kondensator den Eingang abtasten kann und sich dann einstellt, bevor er in die Rückkopplungsschleife des Verstärkers geschaltet wird. Demnach würde, wenn mehr Abtast-Kondensatoren hinzugefügt werden, die maximale Taktfrequenz verringert werden, gegeben dass die Einstellzeit der Schalter konstant verbleibt. Typische Betriebsfrequenzen oder Kerbfilter-Frequenzen oder in einigen Anwendungen die Modulationsfrequenz, können in dem Bereich von 2 kHz bis 2 MHz sein, obwohl diese Frequenzen größer oder geringer sein können, abhängig von der exakten Anwendung der Filterschaltung. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Betriebsfrequenz des Filters 100 in der Größenordnung von 100 kHz bis 400 kHz sein. In dieser bestimmten Ausführungsform mit vier Abtastungen pro Taktzyklus, d. h. vier Abtast-Kondensatoren in Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitten 101, 102, wäre die effektive Abtast-Frequenz in der Größenordnung von 400 kHz bis 1.600 kHz. In Anwendungen, in welchen der Kerbfilter 100 Frequenzkomponenten bei einer Modulationsfrequenz filtert, kann die minimale Kerbfrequenz durch die Modulationsfrequenz beschränkt sein. Die maximale Kerbfrequenz ist typischerweise durch das Verstärkungs-Bandbreitenprodukt (gain-bandwidth product) des Operationsverstärkers beschränkt, welches von der Herstellungstechnologie abhängig ist, welche verwendet wird, um die Schaltung aufzubauen.
Die Einstellzeit, welche mit den Schaltern und Kondensatoren verknüpft ist, welche zum Abtasten und Mitteln verwendet werden, bestimmt die benötigte Dauer der unterschiedlichen Pulsbreiten (d. h. die Zeitdauer T₁ des Taktsignals 171, die Zeitdauer T₃ des Taktsignals 172, die Zeitdauer T₄ des Taktsignals 173, die Zeitdauer T₂ des Taktsignals 176, die Zeitdauer T₅ des Taktsignals 177 und die Zeitdauer T₆ des Taktsignals 178). Um die harmonische Verzerrung und den Verstärkungsverlust bzw. Verstärkungsgradverlust zu minimieren, sollte die Zeitkonstante des Widerstands der Schalter und der Abtast-Kondensatoren derart ausgelegt sein, dass das Signal sich auf 99,9% einstellt, oder welcher Prozentsatz auch immer für die zugelassene Fehlergrenze innerhalb der Taktpulsbreite eines bestimmten Filters erlaubt ist. Die Breite der Taktpulse kann angepasst werden, wenn die Abtast-Kondensatoren und Schalter in einem gegebenen Filterdesign ausgelegt worden sind.
In einigen Ausführungsformen können die Taktsignale 171 und 176 das Inverse voneinander sein, beispielsweise kann das Taktsignal 176 realisiert sein durch ein Hindurchpassieren das Taktsignals 171 durch einen Inverter. Solch eine Ausführungsform würde benötigen, dass jede Verzögerungszeit von einem Inverter ausreichend gering ist, um einen Kondensator in der Rückkoppelungsschleife des Verstärkers zu platzieren, um zu verhindern, dass der Verstärker instabil wird. Wenn die Schalter den Rückkoppelungsweg bzw. Rückkopplungspfad offen ließen, oder ohne einen Abtast-Kondensator in dem Rückkopplungspfad, beispielsweise wenn sowohl 171 als auch 176 in dem Low bzw. Niedrig- oder „AUS”-Zustand in dem obigen Beispiel wären, oder wo beide Sätze von Schaltern für die Abtast-Kondensatoren für eine signifikante Zeitdauer des Taktzyklus T_ck in einem Offen- oder „AUS”-Zustand wären, dann würde die Ausgabe unstabil werden. Dies kann vermieden werden, wie obenstehend beschrieben ist, wenn die Zeit, welche der Rückkopplungsweg offen ist, für eine gegebene Filterausführungsform ausreichend gering ist. In anderen Ausführungsformen kann der Verstärker instantan in einer Konfiguration mit einer offenen Schleife arbeiten, wenn beide Taktsignale 171 und 176 in demselben Zustand sind, beispielsweise in dem Low-Zustand. Dies ist akzeptabel, gegeben dass die Zeitdauer, in welcher die zwei Signale in demselben Zustand sind (beispielsweise sowohl 171 als auch 176 in dem Low-Zustand sind) ausreichend gering ist, wie beispielsweise eine Zeit von weniger als einigen Zehnteln von Millisekunden.
Der Referenzknoten 117 kann typischerweise mit Masse gekoppelt sein oder einer anderen Referenzspannung, wie sie für ein gegebenes Schaltungsdesign, welches den Kerbfilter der vorliegenden Erfindung verwendet, angemessen ist.
In anderen Ausführungsformen kann es mehr als zwei Abtast-Netzwerke mit geschaltenem Kondensator für jeden Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 101 und 102 geben. Die Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitte 101 und 102 des Kerbfilters 100 in 1 können n Abtast-Kondensator-Netzwerke haben, beispielsweise kann der Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 101 durch einen Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 101' ersetzt werden, welcher Abtast-Kondensator-Netzwerke 101'a, 101'b, ... 101'(n-1) und 101'n, wie in 1E gezeigt, hat. Jedes Abtast- und Mittelwertbildungs-Netzwerk hat einen Schalter 122a bis 122n und 122r bis 122nR, um den Abtast-Kondensator 120a bis 120n zwischen dem Eingangsknoten 111 und dem Referenzknoten 117 während nicht-überlappender Zeitdauern T_174a bis T_174n zu verbinden, welche während der Zeit auftreten würden, zu der der Taktgeber T₁ der 1F high oder in einem „AN”-Zustand ist. Gleichermaßen hat jeder Abtast-Kondensator 120a bis 120n ein Paar von Schaltern 124a bis 124n und 124aR bis 124nR, welche die Abtast-Kondensatoren zwischen dem Ausgangsknoten 105c und dem gemeinsamen Knoten 113 während der Zeitdauer T₂, welche durch das Signal 176 in der 1F repräsentiert wird, verbinden. Die Schaltung 102 würde auch in einer ähnlichen Art und Weise modifiziert werden müssen, um die Anzahl von Abtast-Kondensatoren, welche in 1E gezeigt ist, zu treffen, die Schaltung 102' erzeugend. Die Signale 179a bis 179n in 1F repräsentieren eine Zeitabstimmungsanordnung für die Schaltung 102', welche in einer ähnlichen Art und Weise arbeitet, wie dies für die Schaltung 101' obenstehend beschrieben ist, jedoch während der Zeitdauer T₂, wenn das Signal 176 high ist. 1G zeigt ein Beispiel des Eingangssignals 181, ein Beispiel der Mittelwerte 182 der Eingänge und ein Ausgangssignal 187 für den Fall von n = 4 geschalteten Abtast-Kondensator-Netzwerken.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Version mit gleitendem Mittelwert, wobei die Abtast-Kondensatoren in einem Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 101, 102, 101' oder 102' während verschiedenen Zeitdauern geladen und in verschiedenen Zeitdauern gemittelt werden. Ein Beispiel einer solchen Ausführungsform ist in 1H vorgesehen mit einem zugeordneten Zeitabstimmungs- bzw. Zeitpunktsdiagramm in 11. Die Schaltungen 101 und 102 sind durch Schaltungen 101'', 102'' und 103'' in dem Kerbfilter ersetzt. Die Schaltung 101'' ist ähnlich im Betrieb zur Schaltung 101 mit der Ausnahme, dass die Zeitabstimmung der Schalter geändert ist. Das Taktsignal 193 steuert die Schalter, welche die Abtast-Kondensatoren 120a und 120b mit dem gemeinsamen Knoten 113 und dem Ausgang des Verstärkers am Knoten 115 während einer ersten Zeitdauer T_A verbinden. Das Eingangssignal 181 wird durch den Schaltungsabschnitt 101'' über den Knoten 111 zu zwei unterschiedlichen Abtast-Zeiten abgetastet; der Abtast-Kondensator 120a ist mit dem Eingangsknoten 111 während einer fünften Zeitdauer T_e, welche durch das Signal 197 repräsentiert wird, verbunden, und der Abtast-Kondensator 120 ist mit dem Eingangsknoten während einer sechsten Zeitdauer T_f, welche durch das Signal 198 repräsentiert wird, verbunden.
Die Abtast-Kondensatoren 140a und 140b der Schaltung 102'' sind mit dem gemeinsamen Knoten 113 und dem Ausgangsknoten 105c während einer zweiten Zeitdauer T_B und ihrem Signal 194 verbunden. Das Eingangssignal 181 wird durch einen Schaltungsabschnitt 102'' über den Knoten 111 zu zwei unterschiedlichen Abtast-Zeiten abgetastet; der Abtast-Kondensator 140a ist mit dem Eingangsknoten 111 während einer vierten Zeitdauer T_d verbunden, welche durch das Signal 196 repräsentiert wird, und der Abtast-Kondensator 140b ist mit dem Eingangsknoten während der sechsten Zeitdauer T_f verbunden, welche durch das Signal 198 repräsentiert wird.
Die Abtast-Kondensatoren 160a und 160b der Schaltung 103'' sind mit dem gemeinsamen Knoten 113 und dem Ausgangsknoten 115 während einer dritten Zeitdauer T_C und ihrem Signal 195 verbunden. Das Eingangssignal 181 wird durch eine Schaltung 103'' über einen Knoten 111 zu zwei unterschiedlichen Abtast-Zeiten abgetastet; der Abtast-Kondensator 160a ist mit dem Eingangsknoten 111 während einer vierten Zeitdauer T_d, welche durch das Signal 196 repräsentiert ist, verbunden, und der Abtast-Kondensator 160b ist mit dem Eingangsknoten während der fünften Zeitdauer T_c, welche durch das Signal 197 repräsentiert wird, verbunden. Schalter 162, 162R, 164, 164R, 166, 166R, 168 und 168R arbeiten in einer ähnlichen Art und Weise zu den Schaltern, welche vorangehend für die Abtast-Kondensator-Netzwerke 101 und 102 beschrieben worden sind, jedoch mit verschiedenen Zeitabstimmungs-Eingängen 195 bis 197, wie in 1H gezeigt ist.
Demnach werden während irgendeinem Abtast-Abschnitt T_d, T_c oder T_f zwei Abtast-Kondensatoren durch den Eingangsknoten 111 geladen. Während eines Mittelwertbildungsabschnittes T_A, T_B oder T_C werden die Abtast-Kondensatoren, welche gemittelt werden von verschiedenen Eingangszeitdauern zu dem Ausgang des Kerbfilters am Knoten 115 gemittelt. Die Ausführungsform mit dem gleitenden Mittelwert hat den Vorteil, dass die Ausgabe teilweise schneller als die Vollendung einer gesamten Zeitdauer T_ck aktualisiert wird. In bestimmten Ausführungsformen wird die Ausgabe in einer Zeitdauer T_A, T_B oder T_C, welche ungefähr ein Drittel der Zeitdauer T_ck ist, geändert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Differential-Implementierung eines Kerbfilters 200 in den 2 und 2A gezeigt, wo gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In den Differential-Ausführungsformen hat der Operationsverstärker 105 eine Differential-Ausgabe an Knoten 115 und 215. Knoten 117 ist ein Referenzknoten, beispielsweise Masse oder eine Referenzspannung gleich zu V_CC/2, wobei V_CC die Versorgungsspannung für die Schaltung ist. Der Filter 200 weist einen zweiten Eingangsknoten 211, welcher angepasst ist zum Empfangen eines Eingangssignals ähnlich zu dem Eingangssignal 181, welches in 1B gezeigt ist, wenigstens zwei Differential-Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitte 201, 202 und einen gemeinsamen Differentialknoten 213 auf, welcher mit einem Eingang 105b des Operationsverstärkers 105 gekoppelt ist. Jeder Differential-Abtast- und Mittelwertbildungsabschnitt 201 und 202 weist jeweils wenigstens zwei Differential-Abtast-Netzwerke 201a, 201b, 202a, 202b mit geschaltetem Kondensator auf. Die Anzahl von Abtast-Netzwerken in jedem Abschnitt 201, 202 entspricht der Anzahl von Eingangssignal-Abtastungen, welche verarbeitet werden (d. h. gemittelt werden).
Jedes Differential-Abtast-Netzwerk mit geschaltetem Kondensator 201a, 201b, 202a, 202b weist einen jeweiligen Differential-Abtast-Kondensator und zugeordnete Differentialschalter auf. Genauer weist das erste Differential-Abtast-Netzwerk 201a mit geschaltetem Kondensator einen ersten Differential-Abtast-Kondensator 220a und zugeordnete Differentialschalter 222, 222R, 224 und 224R auf; das zweite Differential-Abtast-Netzwerk 201b mit geschaltetem Kondensator weist einen zweiten Differential-Abtast-Kondensator 220b und zugeordnete Differentialschalter 226, 226R, 228 und 228R auf; das dritte Differential-Abtast-Netzwerk 202a mit geschaltetem Kondensator weist einen dritten Differential-Abtast-Kondensator 240a und zugeordnete Differentialschalter 242, 242R, 244 und 244R auf; und das vierte Differential-Abtast-Netzwerk 202a mit geschaltetem Kondensator weist einen vierten Differential-Abtast-Kondensator 240b und zugeordnete Differentialschalter 246, 246R, 248 und 248R auf. Der erste Differential-Abtast-Kondensator 220a hat einen ersten Anschluss 230a, welcher mit einem ersten Differentialschalter 222 gekoppelt ist, um wahlweise den ersten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss 211 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 232a, welcher mit einem zweiten Differentialschalter 224 gekoppelt ist, um wahlweise den ersten Differential-Abtast-Kondensator mit dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu koppeln. Der zweite Anschluss 232a des ersten Differential-Abtast-Kondensators 220a ist auch wahlweise mit einem Differential-Referenzknoten 217 durch einen ersten Differential-Referenzschalter 222R gekoppelt. Der erste Anschluss 230a des ersten Differential-Abtast-Kondensators 220a ist wahlweise mit dem zweiten Ausgangsknoten 215 des Verstärkers 105 durch einen zweiten Differential-Referenzschalter 224R gekoppelt. In einigen Ausführungsformen sind der Differential-Referenzknoten 217 und der Referenzknoten 117 auf dem gleichen Potential.
Der zweite Differential-Abtast-Kondensator 220b hat einen ersten Anschluss 230b, welcher mit einem dritten Differentialschalter 226 gekoppelt ist, um wahlweise den zweiten Differential-Abtast-Kondensator 220b mit dem zweiten Eingangsanschluss 211 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 232b, welcher mit einem vierten Differentialschalter 228 gekoppelt ist, um wahlweise den zweiten Differential-Abtast-Kondensator 220b mit dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu koppeln. Der zweite Anschluss 232b des zweiten Differential-Abtast-Kondensators 220b ist auch wahlweise mit dem Differential-Referenzknoten 217 durch einen dritten Differential-Referenzschalter 226R gekoppelt. Der erste Anschluss 230b des zweiten Differential-Abtast-Kondensators 220b ist wahlweise mit dem zweiten Ausgangsknoten 215 des Verstärkers 105 durch einen vierten Differential-Referenzschalter 228R gekoppelt.
Der dritte Differential-Abtast-Kondensator 240a hat einen ersten Anschluss 250a, welcher mit einem fünften Differentialschalter 242 gekoppelt ist, um wahlweise den dritten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss 211 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 252a, welcher mit einem sechsten Differentialschalter 244 gekoppelt ist, um wahlweise den dritten Differential-Abtast-Kondensator 240a mit dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu koppeln. Der zweite Anschluss 252a des dritten Differential-Abtast-Kondensators 240a ist auch wahlweise mit einem Differential-Referenzknoten 217 durch einen fünften Differential-Referenzschalter 242R gekoppelt. Der erste Anschluss 250a des dritten Differential-Abtast-Kondensators 240a ist wahlweise mit dem zweiten Ausgangsknoten 215 des Verstärkers 105 durch einen sechsten Differential-Referenzschalter 244R gekoppelt.
Der vierte Differential-Abtast-Kondensator 240b hat einen ersten Anschluss 250b, welcher mit einem siebten Differentialschalter 246 gekoppelt ist, um wahlweise den vierten Differential-Abtast-Kondensator 240b mit dem zweiten Eingangsanschluss 211 zu koppeln, und einen zweiten Anschluss 252b, welcher mit einem achten Differentialschalter 248 gekoppelt ist, um wahlweise den vierten Differential-Abtast-Kondensator 240b mit dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu koppeln. Der zweite Anschluss 252b des vierten Differential-Abtast-Kondensators 240b ist auch wahlweise mit dem Differential-Referenzknoten 217 durch einen siebten Differential-Referenzschalter 246R gekoppelt. Der erste Anschluss 250b des vierten Differential-Abtast-Kondensators 240b ist wahlweise mit dem zweiten Ausgangsknoten 215 des Verstärkers 105 durch einen achten Differential-Referenzschalter 248R gekoppelt.
Der Filter 200 weist weiterhin einen Takterzeuger 107 auf, welcher angepasst ist, um Taktsignale zum Steuern der verschiedenen Schalter vorzusehen, wie beispielsweise die veranschaulichenden Signale, welche obenstehend in Verbindung mit 1A gezeigt und beschrieben sind. Insbesondere ist ein erstes Taktsignal 171 vorgesehen, um den sechsten Differentialschalter 244, den sechsten Differential-Referenzschalter 244R, den achten Differentialschalter 248 und den achten Differential-Referenzschalter 248R während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen.
Der Taktsignalerzeuger 107 sieht weiterhin ein zweites Taktsignal 172 vor, um den ersten Differentialschalter 222 und den ersten Differential-Referenzschalter 222R während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen, und ein drittes, nicht-überlappendes Taktsignal 173, um den dritten Differentialschalter 226 und den dritten Differential-Referenzschalter 226R während eines vierten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Die Taktsignale 172 und 173 sind beide aktiv, während das Taktgebersignal 171 aktiv ist.
Der Taktsignalerzeuger sieht weiterhin ein viertes Taktsignal 176 vor, um den zweiten Differentialschalter 224, den zweiten Differential-Referenzschalter 224R, den vierten Differentialschalter 228 und den vierten Differential-Referenzschalter 228R während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Ein fünftes Taktsignal 177 ist vorgesehen, um den fünften Differentialschalter 242 und den fünften Differential-Referenzschalter 242R während eines fünften Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen und ein sechstes nicht-überlappendes Taktsignal 178, um den siebten Differentialschalter 246 und den siebten Differential-Referenzschalter 246R während eines sechsten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen. Die Taktsignale 177 und 178 sind beide aktiv, während das Taktgebersignal 176 aktiv ist.
In Betrieb werden während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' die Differential-Abtast-Kondensatoren 220a, 220b wechselweise während nicht-überlappenden Zeitdauern geladen, während Differential-Kondensatoren 240a, 240b gemittelt werden, und deren gemittelte Ladung zu dem Filterausgang übertragen wird. Ähnlich werden während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' (welcher hinsichtlich des ersten Abschnitts nicht-überlappend ist) Differential-Abtast-Kondensatoren 240a, 240b wechselweise während nicht-überlappenden Zeitdauern geladen, während die Ladung in Differential-Kondensatoren 220a, 220b gemittelt wird und ihre gemittelte Ladung zu dem Filterausgang übertragen wird.
Genauer ist während eines ersten Abschnitts T₁ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die erste Zeitdauer) das erste Taktsignal 171 in einem Logikzustand, hier high, um gesteuerte Differentialschalter 244, 244R, 248, 248R zu schließen. Es ist während der ersten Zeitdauer T₁, dass die Ladung auf dem dritten und vierten Differential-Abtast-Kondensator 240a, 240b gemittelt wird, wenn die Ladung gleichzeitig von den Differential-Abtast-Kondensatoren zu dem zweiten Filterausgang 215 übertragen wird. In anderen Worten werden während der ersten Zeitdauer Differential-Abtast-Kondensatoren 240a, 240b parallel von dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu dem zweiten Verstärkerausgang 215 gekoppelt, so dass das Rückkopplungsnetzwerk des Operationsverstärkers 105 die Differential-Abtast-Kondensatoren 240a, 240b einschließt, welche zwischen dem Verstärkereingangsknoten 105b und dem zweiten Ausgangsknoten 105d gekoppelt sind.
Während des zweiten Abschnitts T₂ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die zweite Zeitdauer) ist das zweite Taktsignal 176 in einem Logikzustand, hier high, um gesteuerte Differentialschalter 224, 224R, 228, 228R zu schließen. Es ist während der zweiten Zeitdauer T₂, dass die Ladung auf dem ersten und zweiten Differential-Abtast-Kondensator 220a, 220b gemittelt wird, wenn die Ladung gleichzeitig von den Differential-Abtast-Kondensatoren zu dem zweiten Filterausgang 215 übertragen wird. In anderen Worten werden während der zweiten Zeitdauer Differential-Abtast-Kondensatoren 220a, 220b parallel von dem gemeinsamen Differentialknoten 213 zu dem zweiten Verstärkerausgang 215 gekoppelt, so dass das Rückkopplungsnetzwerk des Operationsverstärkers 105 die Differential-Abtast-Kondensatoren 220a, 220b einschließt, welche zwischen dem Verstärkereingangsknoten 105b und dem zweiten Ausgangsknoten 105d gekoppelt sind.
Während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' T₃ (hierin die dritte Zeitdauer), welche während der ersten Zeitdauer T₁ auftritt, schließt das Taktsignal 172 Differentialschalter 222 und 222R. Demnach ist während der dritten Zeitdauer T₃ der erste Differential-Abtast-Kondensator 220a zwischen dem Differential-Eingangsanschluss 211 und dem Differential-Referenzknoten 217 gekoppelt.
Während eines vierten Abschnitts T₄ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die vierte Zeitdauer) ist das vierte Taktsignal 173 in einem Logikzustand, hier high, um gesteuerte Differentialschalter 226, 226R zu schließen. Demnach ist während der vierten Zeitdauer T₄ der zweite Differential-Abtast-Kondensator 220b mit dem Differential-Eingangsanschluss 211 und dem Differential-Referenzknoten 217 gekoppelt. Demnach wird während der dritten Zeitdauer T₃ der Differential-Abtast-Kondensator 220a durch ein Differential-Eingangssignal am Anschluss 211 geladen, welches ähnlich zu dem Eingangssignal 181 der 1D oder 1G ist, und während der vierten Zeitdauer T₄ wird der Differential-Abtast-Kondensator 220b durch das Differential-Eingangssignal am Anschluss 211 geladen.
Während eines fünften Abschnitts jedes Taktzyklus' T₅ (hierin die fünfte Zeitdauer), welche während der zweiten Zeitdauer T₂ auftritt, schließt das Taktsignal 177 Differentialschalter 242 und 242R. Demnach ist während der fünften Zeitdauer T₅ der dritte Differential-Abtast-Kondensator 240a zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 211 und dem Differential-Referenzknoten 217 gekoppelt.
Während eines sechsten Abschnitts T₆ jedes Taktzyklus' T_ck (hierin die sechste Zeitdauer) ist das sechste Taktsignal 178 in einem Logikzustand, hier high, um gesteuerte Differentialschalter 246, 246R zu schließen. Demnach ist während der sechsten Zeitdauer T₆ der vierte Differential-Abtast-Kondensator 240b mit dem Differential-Eingangsanschluss 211 und dem Differential-Referenzknoten 217 gekoppelt. Demnach wird während der fünften Zeitdauer T₅ der Differential-Abtast-Kondensator 240a durch ein Differential-Eingangssignal am Anschluss 211 geladen, und während der sechsten Zeitdauer T₆ wird der Differential-Abtast-Kondensator 240b durch das Differential-Eingangssignal am Anschluss 211 geladen.
Es wird durch Fachleute anerkannt werden, dass, während die Differential-Kerbfilter-Ausführungsform mit zwei Abtast-Netzwerken mit geschaltetem Kondensator gezeigt ist, welche mit jedem Eingangsanschluss 111, 211 gekoppelt sind, andere Anzahlen von Abtast-Netzwerken mit geschaltetem Kondensator verwendet werden können. Es wird weiterhin verstanden werden, dass, obwohl gezeigt ist, dass jedes Abtast-Netzwerk 101a, 101b, 201a, 201b zwei Abtast-Kondensatoren aufweist, mehr Abtast-Kondensatoren in jedem Abtast-Netzwerk verwendet werden können.
Wie bekannt ist, gibt es eine Vielzahl von Typen von Magnetfeld-Sensierelementen einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Hall-Effekt-Elemente, einschließlich beispielsweise einem planaren Hall-Element und einem vertikalen Hall-Element. Hall-Effekt-Elemente erzeugen eine Ausgangsspannung proportional zu einem Magnetfeld. Das Material, welches für ein Hall-Element verwendet wird, kann Si, GaAs, InGaAsP, InSb, InAs, Ge, SiGe oder andere Halbleitermaterialien einschließen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Magnetfeldsensoren, d. h. Schaltungen, welche Magnetfeld-Sensierelemente verwenden, werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Stromsensor, welcher ein Magnetfeld sensiert bzw. erfasst, welches durch einen Strom erzeugt wird, welcher durch einen stromführenden Leiter geführt wird, einen linearen Magnetfeldsensor, welcher eine analoge oder eine digitale Ausgabe in Proportion zu der Stärke eines Magnetfeldes erzeugt, einen Magnetschalter, welcher die Nachbarschaft eines ferromagnetischen Objekts sensiert bzw. erfasst, einen Drehdetektor, welcher vorbeitretende ferromagnetische Partikel sensiert, beispielsweise magnetische Domänen eines Ringmagneten, und einen Magnetfeldsensor, welcher eine Magnetfelddichte eines Magnetfeldes sensiert.
Viele Transducer, welche Hall-Effekt-Elemente aufweisen, tendieren dazu, durch eine Vielzahl von Faktoren in ihrer Genauigkeit beschränkt zu sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen DC-Offset des Ausgangssignals von dem Hall-Effekt-Element. Wenn es einen DC-Offset hat, erzeugt das Hall-Effekt-Element oder ein anderes Magnetfeld wie ein Magneto-Widerstandselement ein Ausgangssignal, welches ein Magnetfeld, welches nicht Null ist, repräsentiert, wenn ein Magnetfeld von Null anwesend ist. Besonders für kleine sensierte Magnetfelder kann der Offset zu einem wesentlichen Fehler führen.
Eine Vielzahl von Techniken wird verwendet, um einen DC-Offset, welcher mit einem Magnetfeld-Sensierelement verknüpft ist, zu verringern, beispielsweise Techniken, welche im US-Patent mit der Nr. 5 621 319 beschrieben sind, welches den Titel „Chopped Hall Sensor with Synchronuously Chopped Sample and Hold Circuit” trägt, welches am 15. April 1997 erteilt wurde; Techniken, welche im US-Patent Nr. 7 425 821 mit dem Titel „Chopped Hall Effect Sensor” beschrieben werden, welches am 16. September 2008 erteilt wurde; Techniken, welche im US-Patent 7 605 647 mit dem Titel „Chopper-stabilized Amplifier and Magnetic Field Sensor” beschrieben sind, welches am 20. Oktober 2009 erteilt wurde, welche jeweils dem Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung abgetreten sind, und von welchen jedes durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit mit eingeschlossen ist.
Um die Leistungsfähigkeit eines Chopped-Hall-Effekt Sensors, eines Sinc bzw. si-Filters oder eines Kerbfilters zu verbessern, kann beispielsweise hilfreich sein, was im US-Patent Nr. 7 425 821 beschrieben ist. Der Kerbfilter der vorliegenden Erfindung ist insbesondere wünschenswert, da er eine verringerte Größe haben kann, wenn er mit früheren solchen Filtern verglichen wird. Die Größenverringerung ist aufgrund der gleichzeitigen Mittelwertbildung und des Übertragens der Kondensatorladung (wodurch die Notwendigkeit für eine Pufferstufe beseitigt wird) und auch möglicherweise aufgrund der Beseitigung eines Glättungsfilters in Anwendungen, in welchen die Tiefpass-Filterung, welche durch den beschriebenen Kerbfilter vorgesehen wird, ausreicht. Zusätzlich haben die beschriebenen Kerbfilter eine schnellere Ansprechzeit als bisher erreichbar, da die Abtastung und Ladungsmittelung oder die Übertragung gleichzeitig stattfinden. Während der Zeit, während der die Abtast-Netzwerke 201a und 201b den Eingang abtasten, sind die Netzwerke 101a, 101b in der Rückkopplung des Filters platziert, um Ladung zu übertragen, wodurch das Abtasten des Eingangs mit einem Satz von Abtast-Netzwerken auftritt, während die Ladungsübertragung und das Mitteln mit einem anderen Satz von Netzwerken stattfindet.
Bezug nehmend nunmehr auf 3 weist ein Chopped-Hall-Effekt Sensor 300 einen Differential-Kerbfilter 200 (2) und eine Hall-Plattenschaltung 301 auf. Der Transducer 303, welcher hier als Hall-Element gezeigt ist, kann aufweisen, ist jedoch nicht beschränkt auf ein planares Hall-Element oder ein vertikales Hall-Element. Alternativ kann das Hall-Element durch ein Magneto-Widerstandselement (beispielsweise einschließend, jedoch nicht beschränkt auf ein anisotropes Magneto-Widerstands(AMR = Anisotropic Magneto Resistance)-Element ein Riesen-Magneto-Widerstands(GMR = Giant Magneto Resistance)-Element, ein Tunnelmagneto-Widerstandselement (TMR = Tunnelling Magneto Resistance) sein), oder einen allgemeiner Transducer (beispielsweise ein Beschleunigungsmesser, Flusssensor oder Drucksensor)). Das Hall-Element 303 hat einen Ausgang bzw. eine Ausgabe 313, welche in Übereinstimmung mit einem sensierten Magnetfeld variiert, und eine Hall-Modulationsschaltung 305 ist empfindlich auf die Ausgabe 313 und sieht ein Modulationsschaltungsausgangssignal an einem Ausgang 315 vor. Das Hall-Element 303 und die Hall-Modulationsschaltung 305 kombinieren, um eine geschaltene Hall-Platte 306 zu bilden. Das Modulationsschaltungsausgangssignal 315 ist mit dem Eingang der Verstärkerstufe 307 gekoppelt, welche einen Chopped-Verstärker bzw. einen Zerhackungsverstärker aufweisen mag. In einigen Ausführungsformen kann ein Anti-Aliasing-Filter 319 zwischen dem Verstärkerausgang 317 und Eingänge 111 und 211 zu bzw. an dem Differential-Kerbfilter 200 gekoppelt sein. Der Anti-Aliasing-Filter 319 entfernt Frequenzkomponenten über der Modulationsfrequenz um sicherzustellen, dass der Kerbfilter das Nyquist-Kriterium für Rauschsignale erfüllt. Die Kerb- bzw. Sperr- oder Betriebsfrequenz des Kerbfilters 200 wird ausgewählt, um die modulierte Offset-Signalkomponente (Welligkeit) zu entfernen und wird demnach auf die Modulationsfrequenz eingestellt, bei welcher die Offset-Signalkomponente moduliert wird, wenn sie den Kerbfilter erreicht. In einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise in denjenigen, in welchen die Hall-Modulationsschaltung 305 die Magnetsignalkomponente an Stelle der Offset-Signalkomponente moduliert, kann ein Satz von Demodulierschaltern (nicht gezeigt) zwischen dem Verstärker 307 und dem Anti-Aliasing-Filter 309 benötigt werden, wie im US-Patent Nr. 7 425 821 beschrieben ist.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Vier-Phasen Chopped-Hall-Effekt-Schaltung implementiert werden. In diesem Fall würde es vier Abtast-Netzwerke mit geschaltetem Kondensator in jedem Abtast-Netzwerk 101 und 201 geben.

Claims

Kerbfilter (100, 200) mit geschaltetem Kondensator, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker (105), welcher einen negativen Eingangsknoten (105a), welcher mit einem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist, einen Eingangsknoten (105b) und einen Ausgangsknoten (115) aufweist, an welchem ein Ausgangssignal des Filters vorgesehen ist; einen ersten Abtast-Kondensator (120a), welcher einen ersten Anschluss (130a) hat, welcher wahlweise durch einen ersten Schalter (122) mit einem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (132a) hat, welcher wahlweise durch einen zweiten Schalter (124) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen zweiten Abtast-Kondensator (120b), welcher einen ersten Anschluss (130b) hat, welcher wahlweise durch einen dritten Schalter (126) mit einem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (132b) hat, welcher wahlweise durch einen vierten Schalter (128) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen ersten Referenzschalter (122R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (132a) des ersten Abtast-Kondensators (120a) und einem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen zweiten Referenzschalter (124R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (130a) des ersten Abtast-Kondensators (120a) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen dritten Referenzschalter (126R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (132b) des zweiten Abtast-Kondensators (120b) und dem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen vierten Referenzschalter (128R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (130b) des zweiten Abtast-Kondensators (120b) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen dritten Abtast-Kondensator (140a), welcher einen ersten Anschluss (150a) hat, welcher wahlweise durch einen fünften Schalter (142) mit dem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (152a) hat, welcher wahlweise durch einen sechsten Schalter (144) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen vierten Abtast-Kondensator (140b), welcher einen ersten Anschluss (150b) hat, welcher wahlweise durch einen siebten Schalter (146) mit dem Eingangssignal gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (152b) hat, welcher wahlweise durch einen achten Schalter (148) mit dem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist; einen fünften Referenzschalter (142R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (152a) des dritten Abtast-Kondensators (140a) und dem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen sechsten Referenzschalter (144R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (150a) des dritten Abtast-Kondensators (140a) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen siebten Referenzschalter (146R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (152b) des vierten Abtast-Kondensators (140b) und dem Referenzknoten (117) gekoppelt ist; einen achten Referenzschalter (148R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (150b) des vierten Abtast-Kondensators (140b) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist;
Filter (100, 200) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Taktsignalerzeuger (107) zum Vorsehen eines ersten Taktsignals (171), um den sechsten Schalter (144), den sechsten Referenzschalter (144R), den achten Schalter (148) und den achten Referenzschalter (148R) während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen, und eines zweiten Taktsignals (176), um den zweiten Schalter (124), den zweiten Referenzschalter (124R), den vierten Schalter (128) und den vierten Referenzschalter (128R) während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 2, wobei das erste und zweite Taktsignal (171, 176) nicht-überlappend sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 2, wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein drittes Taktsignal (172), um den ersten Schalter (122) und den ersten Referenzschalter (122R) zu schließen, ein viertes Taktsignal (173), um den dritten Schalter (126) und den dritten Referenzschalter (126R) zu schließen, ein fünftes Taktsignal (177), um den fünften Schalter (142) und den fünften Referenzschalter 142R) zu schließen und ein sechstes Taktsignal (178), um den siebten Schalter (146) und den siebten Referenzschalter (146R) zu schließen, erzeugt, wobei das dritte und das vierte Taktsignal (172, 173) mit dem ersten Taktsignal (171) überlappen und das fünfte und das sechste Taktsignal (177, 178) mit dem zweiten Taktsignal (176) überlappen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 3, wobei das zweite Taktsignal (176) das Inverse des ersten Taktsignals (171) ist.
Filter (100, 200) nach Anspruch 4, weiterhin aufweisend einen fünften Abtast-Kondensator und einen sechsten Abtast-Kondensator, welche parallel mit dem ersten und dem zweiten Abtast-Kondensator (120a, 120b) zwischen dem gemeinsamen Knoten (113) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) während des zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind, und weiterhin aufweisend einen siebten Abtast-Kondensator und einen achten Abtast-Kondensator, welche parallel mit dem dritten Abtast-Kondensator (140a) und dem vierten Abtast-Kondensator (140b) zwischen dem gemeinsamen Knoten (113) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) während des ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 6, wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein siebtes Taktsignal, um den fünften Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten (111) zu koppeln, ein achtes Taktsignal, um den sechsten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten (111) zu koppeln, ein neuntes Taktsignal, um den siebten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten (111) zu koppeln und ein zehntes Taktsignal, um den achten Abtast-Kondensator mit dem Eingangsknoten (111) zu koppeln, vorsieht, wobei das siebte und das achte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal (171) überlappen und das neunte und das zehnte Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal (176) überlappen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend einen fünften Abtast-Kondensator und einen sechsten Abtast-Kondensator und wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein drittes Taktsignal vorsieht, um den fünften Abtast-Kondensator und den sechsten Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Knoten (113) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu koppeln.
Filter (100, 200) nach Anspruch 8, wobei das erste, das zweite und das dritte Taktsignal nicht-überlappend sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 1, wobei der Operationsverstärker (105) einen zweiten Ausgangsknoten (215) und einen Differential-Referenzknoten (217) hat, und wobei der Filter (100, 200) weiterhin Folgendes aufweist: einen ersten Differential-Abtast-Kondensator (220a), welcher einen ersten Anschluss (230a) hat, welcher wahlweise mit einem zweiten Eingangssignal durch einen ersten Differentialschalter (222) gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (232a) hat, welcher wahlweise mit einem gemeinsamen Differentialknoten (213) durch einen zweiten Differentialschalter (224) gekoppelt ist; einen zweiten Differential-Abtast-Kondensator (220b), welcher einen ersten Anschluss (230b) hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen dritten Differentialschalter (226) gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (232b) hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten (213) durch einen vierten Differentialschalter (228) gekoppelt ist; einen ersten Differential-Referenzschalter (222R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (232a) des ersten Differential-Abtast-Kondensators (220a) und dem Differential-Referenzknoten (217) gekoppelt ist; einen zweiten Differential-Referenzschalter (224R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (230a) des ersten Differential-Abtast-Kondensators (220a) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen dritten Differential-Referenzschalter (226R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (232b) des zweiten Differential-Abtast-Kondensators und dem Differential-Referenzknoten (217) gekoppelt ist; einen vierten Differential-Referenzschalter (228R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (230b) des zweiten Differential-Abtast-Kondensators (220b) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen dritten Differential-Abtast-Kondensator (240a), welcher einen ersten Anschluss (250a) hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen fünften Differentialschalter (242) gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (252a) hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten (213) durch einen sechsten Differentialschalter (244) gekoppelt ist; einen vierten Differential-Abtast-Kondensator (240b), welcher einen ersten Anschluss (250b) hat, welcher wahlweise mit dem zweiten Eingangssignal durch einen siebten Differentialschalter (246) gekoppelt ist, und welcher einen zweiten Anschluss (252b) hat, welcher wahlweise mit dem gemeinsamen Differentialknoten (213) durch einen achten Differentialschalter (248) gekoppelt ist; einen fünften Differential-Referenzschalter (242R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (252a) des dritten Differential-Abtast-Kondensators (240a) und dem Differential-Referenzknoten (217) gekoppelt ist; einen sechsten Differential-Referenzschalter (244R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (250a) des dritten Differential-Abtast-Kondensators (240a) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist; einen siebten Differential-Referenzschalter (246R), welcher zwischen dem zweiten Anschluss (252b) des vierten Differential-Abtast-Kondensators (240b) und dem Differential-Referenzknoten (217) gekoppelt ist; und einen achten Differential-Referenzschalter (248R), welcher zwischen dem ersten Anschluss (250b) des vierten Differential-Abtast-Kondensators (240b) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) gekoppelt ist.
Filter (100, 200) nach Anspruch 10, weiterhin aufweisend einen Taktsignalerzeuger (107) zum Vorsehen eines ersten Taktsignals (171), um den sechsten Differentialschalter (244), den sechsten Differential-Referenzschalter (244R), den achten Differentialschalter (248) und den achten Differential-Referenzschalter (248R) während eines ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen, und eines zweiten Taktsignals (176), um den zweiten Differentialschalter (224), den zweiten Differential-Referenzschalter (224R), den vierten Differentialschalter (228) und den vierten Differential-Referenzschalter (228R) während eines zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu schließen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 11, wobei das erste und das zweite Taktsignal (171, 176) nicht-überlappend sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 11, wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein drittes Taktsignal (172), um den ersten Differentialschalter (222) und den ersten Differential-Referenzschalter (222R) zu schließen, ein viertes Taktsignal (173), um den dritten Differentialschalter (226) und den dritten Differential-Referenzschalter (226R) zu schließen, ein fünftes Taktsignal (177), um den fünften Differentialschalter (242) und den fünften Differential-Referenzschalter (242R) zu schließen, und ein sechstes Taktsignal (178), um den siebten Differentialschalter (246) und den siebten Differential-Referenzschalter (246R) zu schließen, erzeugt, wobei das dritte und das vierte Taktsignal (172, 173) mit dem ersten Taktsignal (171) überlappen, und das fünfte und das sechste (177, 178) Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal (176) überlappen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 12, wobei das zweite Taktsignal (176) das Inverse des ersten Taktsignals (171) ist.
Filter (100, 200) nach Anspruch 13, weiterhin aufweisend einen fünften Differential-Abtast-Kondensator und einen sechsten Differential-Abtast-Kondensator, welche parallel mit dem ersten und dem zweiten Differential-Abtast-Kondensator (220a, 220b) zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten (213) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) während des zweiten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind, und weiterhin aufweisend einen siebten Differential-Abtast-Kondensator und einen achten Differential-Abtast-Kondensator, welche parallel mit dem dritten Differential-Abtast-Kondensator (240a) und dem vierten Differential-Abtast-Kondensator (240b) zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten (213) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) während des ersten Abschnitts jedes Taktzyklus' gekoppelt sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 15, wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein siebtes Taktsignal, um den fünften Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, ein achtes Taktsignal, um den sechsten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, ein neuntes Taktsignal, um den siebten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln und ein zehntes Taktsignal, um den achten Differential-Abtast-Kondensator mit dem zweiten Eingangsanschluss zu koppeln, vorsieht, wobei das siebte und das achte Taktsignal mit dem ersten Taktsignal (171) überlappen, und das neunte und das zehnte Taktsignal mit dem zweiten Taktsignal (176) überlappen.
Filter (100, 200) nach Anspruch 16, wobei das erste und das zweite Eingangssignal zu dem Kerbfilter (100, 200) durch eine Magnetfeld-Sensorschaltung vorgesehen sind.
Filter (100, 200) nach Anspruch 17, wobei die Magnetfeld-Sensierschaltung eine geschaltete Hall-Schaltung aufweist.
Filter (100, 200) nach Anspruch 10, weiterhin aufweisend einen fünften Differential-Abtast-Kondensator und einen sechsten Differential-Abtast-Kondensator, und wobei der Taktsignalerzeuger (107) weiterhin ein drittes Taktsignal vorsieht, um den fünften Differential-Abtast-Kondensator und den sechsten Differential-Abtast-Kondensator parallel zwischen dem gemeinsamen Differentialknoten (213) und dem zweiten Ausgangsknoten (215) des Operationsverstärkers (105) während eines dritten Abschnitts jedes Taktzyklus' zu koppeln.
Filter (100, 200) nach Anspruch 19, wobei das erste, das zweite und das dritte Taktsignal nicht-überlappend sind.
Kerbfilter (100, 200) mit geschaltetem Kondensator, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker (105), welcher einen negativen Eingangsknoten (105a), welcher mit einem gemeinsamen Knoten (113) gekoppelt ist, einen Eingangsknoten (111) und einen Ausgangsknoten (105c) hat, an welchem ein Ausgangssignal des Filters (100, 200) vorgesehen ist; einen ersten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren (120a, 120b), welche wahlweise zwischen einem Eingangssignal und einem Referenzknoten (117) während einer ersten Zeitdauer zum wechselweisen Abtasten des Eingangssignals während der ersten Zeitdauer gekoppelt sind, und zwischen dem gemeinsamen Knoten (113) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) während einer zweiten Zeitdauer gekoppelt sind; und einen zweiten Satz von wenigstens zwei Abtast-Kondensatoren (140a, 140b), welche wahlweise zwischen dem Eingangssignal und dem Referenzknoten (117) während einer zweiten Zeitdauer zum wechselweisen Abtasten des Eingangssignals während der zweiten Zeitdauer gekoppelt sind, und zwischen dem gemeinsamen Knoten (113) und dem Ausgangsknoten (105c) des Operationsverstärkers (105) während der ersten Zeitdauer gekoppelt sind
Kerbfilter (100, 200) nach Anspruch 21, wobei das Eingangssignal zu dem Kerbfilter (100, 200) durch einen Magnetfeld-Transducer vorgesehen ist.
Kerbfilter (100, 200) nach Anspruch 22, wobei der Magnetfeld-Transducer ein Chopped-Hall Sensor ist.
Kerbfilter (100, 200) nach Anspruch 21, wobei der Filter (100, 200) wenigstens acht Abtast-Kondensatoren aufweist.