DE112012001676T5 - Magnetfeldsensor, welcher ein Ausgangssignal vorsieht, das einen Drehwinkel und eine Drehgeschwindigkeit eines Zielobjekts repräsentiert - Google Patents

Magnetfeldsensor, welcher ein Ausgangssignal vorsieht, das einen Drehwinkel und eine Drehgeschwindigkeit eines Zielobjekts repräsentiert Download PDF

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Abstract

Ein Magnetfeldsensor und ein Verfahren, welches darin verwendet wird, sehen ein Ausgangssignal in Winkeleinheiten vor, welches einen Drehwinkel eines Ziels repräsentiert und welche ebenso ein Ausgangssignal in Geschwindigkeitseinheiten vorsehen, welches eine Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes repräsentiert. Ein Leistungssteuerschaltkreis kann einen Magnetfeldsensor in Übereinstimmung mit einer gemessenen Drehgeschwindigkeit des Objektes an- und austakten.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Magnetfeldsensoren und insbesondere einen Magnetfeldsensor, welcher ein Ausgangssignal vorsehen kann, das einen Drehwinkel und eine Drehgeschwindigkeit eines Zielobjekts repräsentiert.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Magnetfeldmesselemente bzw. Magnetfeldsensierungselemente können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Bei einer Anwendung kann ein Magnetfeldmesselement bzw. Magnetfeldsensierungselement verwendet werden, um eine Richtung eines Magnetfelds zu erfassen, d. h. einen Winkel der Richtung des Magnetfelds. Bei einer anderen Anwendung kann ein Magnetfeldmesselement verwendet werden, um einen elektrischen Strom zu messen. Eine Art eines Stromsensors verwendet ein Halleffektsensorelement in der Nähe eines durchströmten Leiters.
  • Planare Hallelemente und vertikale Hallelemente sind bekannte Arten von Magnetfeldmesselementen. Ein planares Hallelement tendiert dahin, auf ein magnetisches Feld zu reagieren, welches zu einer Oberfläche eines Substrats senkrecht ist, auf welchem das planare Hallelement ausgebildet ist. Ein vertikales Hallelement tendiert dahin, auf ein Magnetfeld zu reagieren, welches zu einer Oberfläche eines Substrats parallel ist, auf welchem das vertikale Hallelement ausgebildet ist.
  • Andere Arten von Magnetfeldmesselementen sind bekannt. Beispielsweise ist ein sogenanntes „circular vertical Hall” (CVH) Sensorelement, welches eine Mehrzahl von vertikalen Hallelementen beinhaltet, bekannt und in der PCT Patentanmeldung PCT/EP2008/056517 beschrieben, welche mit „Magnetic Field Sensor for Measuring Direction of a Magnetic Field in a Plane” bezeichnet ist, und am 28. Mai 2008 eingereicht wurde, und in englischer Sprache als PCT mit der Publikationsnr. WO 2008/145662 publiziert wurde, wobei die Anmeldung und deren Publikation hierin durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen werden. Das CVH Messelement ist eine zirkulare bzw. kreisförmige Anordnung von vertikalen Hallelementen, welche in einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich in einem Substrat angeordnet sind. Das CVH Messelement kann verwendet werden, um eine Richtung (d. h., einen Winkel) (und optional eine Stärke) eines Magnetfelds in einer Ebene des Substrats zu messen.
  • Verschiedene Parameter charakterisieren die Performance des Magnetfeldmesselements und der Magnetfeldsensoren, welche die Magnetfeldmesselemente verwenden. Diese Parameter beinhalten eine Empfindlichkeit, welche eine Änderung in einem Ausgangssignal eines Magnetfeldmesselements in Reaktion auf eine Änderung des Magnetfelds ist, welche durch das Magnetfeldmesselement erfahren wird, und eine Linearität, welche ein Grad bzw. ein Maß ist, bei dem das Ausgangssignal des Magnetfeldmesselements in einer direkten bzw. linearen Proportionalität zu dem Magnetfeld schwankt. Diese Parameter beinhalten ebenso einen Offset, welcher durch ein Ausgangssignal des Magnetfeldmesselements charakterisiert ist, das nicht für ein Null-Magnetfeld bzw. für ein nicht existierendes Magnetfeld repräsentativ ist, wenn das Magnetfeldmesselement ein Null-Magnetfeld erfährt.
  • Das vorstehend beschriebene CVH Messelement ist mit den assoziierten Schaltkreisen funktionsfähig, ein Ausgangssignal vorzusehen, welches einen Winkel einer Richtung eines Magnetfelds repräsentiert. Daher, wie nachstehend beschrieben, falls ein Magnet auf einem sogenannten „Zielobjekt”, beispielsweise einer Nockenwelle einer Maschine, angeordnet ist oder mit diesem in einer anderen Weise gekoppelt ist, kann das CVH Messelement verwendet werden, um ein Ausgangssignal vorzusehen, welches einen Drehwinkel des Zielobjekts repräsentiert.
  • Das CVH Messelement ist nur ein Element, welches ein Ausgangssignal vorsehen kann, das einen Winkel eines Magnetfelds repräsentiert, d. h. welches ein Winkelsensor ist. Beispielsweise kann ein Winkelsensor durch eine Mehrzahl von getrennten vertikalen Hallelementen oder durch eine Mehrzahl von magnet-resistiven Elementen vorgesehen werden.
  • Es wäre wünschenswert, Schaltkreise vorzusehen, welche Ausgangssignale von einem Winkelsensor verarbeiten können, um ein Ausgangssignal vorzusehen, welches sowohl einen Winkel eines Magnetfelds (d. h. eines Zielobjekts) und ebenso eine Drehgeschwindigkeit des Zielobjekts vorzugsweise in herkömmlichen Einheiten, beispielsweise Umdrehungen pro Minute (RPM bzw. UpM), repräsentiert.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung sieht Schaltkreise vor, welche Ausgangssignale von einem Winkelsensor verarbeiten können, um ein Ausgangssignal vorzusehen, was sowohl einen Winkel eines Magnetfelds (d. h. eines Zielobjekts) als auch eine Drehgeschwindigkeit des Zielobjekts, vorzugsweise in herkömmlichen Einheiten, beispielsweise Umdrehungen pro Minute (RPM bzw. UpM) repräsentiert.
  • Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Magnetfeldsensor für das Messen einer Drehung eines Objekts ein Halbleitersubstrat mit ersten und zweiten parallelen Hauptoberflächen. Der Magnetfeldsensor beinhaltet ebenso eine Mehrzahl von Magnetfeldmesselementen, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind. Die Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente ist derart konfiguriert, dass diese eine jeweilige Mehrzahl von Magnetfeldmesselementausgangssignalen bzw. Magnetfeldsensierungselementausgangssignalen in Reaktion auf ein Magnetfeld mit einer Richtungskomponente in einer X-Y Ebene, welche parallel zu der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ist, erzeugen. Die X-Y Ebene weist eine X-Richtung und eine Y-Richtung auf, welche orthogonal zur X-Richtung ist. Der Magnetfeldsensor beinhaltet ebenso einen X-Y Richtungskomponentenschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und derart gekoppelt ist, dass dieser ein erstes Zwischensignal empfängt, welches die Mehrzahl der Magnetfeldmesselementausgangssignale bzw. Magnetfeldsensierungselementausgangssignale repräsentiert, und derart konfiguriert ist, dass dieser ein X-Y Winkelsignal als ein erstes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor erzeugt, das indikativ für einen Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y Ebene ist. Der Magnetfeldsensor beinhaltet ebenso einen Drehgeschwindigkeitsmessschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser ein Signal empfängt, welches das X-Y Winkelsignal repräsentiert, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Drehgeschwindigkeitssignal als ein zweites Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor erzeugt, welches indikativ für eine Drehgeschwindigkeit des Objekts ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors ist die Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente als eine kreisförmige vertikale Hall (CVH) Struktur angeordnet, wobei jedes der Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente ein jeweiliges vertikales Hallelement der CVH Struktur ist, welches auf einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich der ersten Hauptoberfläche des Hauptleitersubstrats angeordnet ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors, weist der Magnetfeldsensor ferner eine Mehrzahl von Speicherregistern auf, welche auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind, und welche derart konfiguriert ist, dass diese einen aktuellen Winkelwert speichern, welcher von dem X-Y Winkelsignal bei einem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird, und welche derart konfiguriert ist, dass diese einen vorausgegangen Winkelwert speichert, welcher von dem X-Y Winkelsignal bei einem zweiten Zeitpunkt vor dem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der vorstehend beschriebene Drehgeschwindigkeitsmessschaltkreis einen Subtraktionsschaltkreis auf, der derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser den vorausgegangenen Winkelwert bzw. Vorwinkelwert empfängt und, der derart konfiguriert ist, dass dieser eine Differenz zwischen einem Wert, welcher den gegenwärtigen bzw. aktuellen Winkelwert repräsentiert, und einem Wert, der Vorwinkelwert repräsentiert, berechnet, um einen Differenzwert zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der vorstehend beschriebene Drehgeschwindigkeitsmessschaltkreis ferner einen Teilerschaltkreis auf, der derart gekoppelt ist, dass dieser den Differenzwert empfängt, und derart gekoppelt ist, dass dieser einen Zeitwert empfängt, und derart konfiguriert ist, dass dieser den Differenzwert durch den Zeitwert dividiert bzw. teilt, um das Drehgeschwindigkeitssignal zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor ferner ein Leistungssteuerungs-Vorwinkelregister, welches auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welches derart konfiguriert ist, dass dieses einen Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert speichert, der von dem X-Y Winkelsignal abgeleitet wird, wobei der Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert einen Wert des X-Y Winkelsignals bei einem vorausgegangenen Zeitpunkt repräsentiert; und einen Richtungsdetektorschaltkreis auf, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert mit dem Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert vergleicht, um ein Richtungssignal als ein drittes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Richtung der Drehung des Objekts ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor ferner einen null und einhundertachtzig Grad bzw. einen 0 und 180 Grad Detektorschaltkreis auf, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und der derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und derart gekoppelt ist, dass dieser den Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert mit den Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert vergleicht, um ein Durchgangssignal zu erzeugen, was zumindest indikativ für eine Drehung des Objekts durch 0 Grad ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor einen Umdrehungszählerschaltkreis auf, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser das Richtungssignal empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser das Durchgangssignal empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Richtungsausgangssignal und das Durchgangssignal verwendet, um ein Umdrehungszählsignal als ein viertes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Zählung einer Anzahl der Drehungen des Objekts ist, wobei die Zählung der Anzahl der Drehungen durch das Addieren der Drehungen des Objekts, welche in eine erste Richtung auftreten, und das Subtrahieren der Drehungen des Objekts, welche in eine zweite, unterschiedliche Richtung auftreten, abgeleitet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors ist der Subtraktionsschaltkreis ebenso derart gekoppelt, dass dieser das Richtungssignal und das Durchgangssignal empfängt, und der Subtraktionsschaltkreis ist derart konfiguriert, dass dieser zumindest eines des Richtungssignals oder des Durchgangssignals verwendet, um zu identifizieren, ob zumindest einer des aktuellen Winkelwerts oder des vorausgegangenen Winkelwerts bzw. Vorwinkelwerts invertiert werden sollte, um entweder den Wert, der den aktuellen Winkelwert repräsentiert, durch Invertieren des aktuellen Winkelwerts zu erzeugen, oder den Wert, welcher den Vorwinkelwert durch Invertieren des Vorwinkelwerts repräsentiert, zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors, weist der X-Y Richtungskomponentenprozessor einen Bandpassfilter, der derart gekoppelt ist, dass dieser ein zweites Zwischensignal empfängt, das die Mehrzahl der Magnetfeldmesselementausgangssignale repräsentiert, und der derart konfiguriert ist, dass dieser ein gefiltertes Signal erzeugt; und einen Zählerschaltkreis auf, der derart gekoppelt ist, dass dieser das gefilterte Signal empfängt, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser ein Taktsignal empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Phase des Taktsignals mit einer Phase des gefilterten Signals vergleicht, um das X-Y Winkelsignal vorzusehen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist das gefilterte Signal eine Wechselspannungs- bzw. AC Signalkomponente mit einer Phase auf, welche auf den Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y Ebene reagiert.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor ferner einen Leistungssteuerungsschaltkreis auf, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und der Leistungssteuerungsschaltkreis weist einen Timer auf, der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Timingsignal mit ersten und zweiten Zuständen erzeugt, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet und sich in Reaktion auf den zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor ferner einen Leistungscontroller auf, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und der derart gekoppelt ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal empfängt, und derart gekoppelt ist, dass dieser einen Geschwindigkeitsschwellwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal mit dem Geschwindigkeitsschwellwert vergleicht, und derart konfiguriert ist, dass dieser ein Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich erzeugt.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors weist der Leistungssteuerungsschaltkreis ferner ein Gate bzw. ein Gatter auf, das derart gekoppelt ist, dass dieses das Timingsignal empfängt, und das derart gekoppelt ist, dass dieses das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal empfängt, und derart konfiguriert ist, dass dieses den Abschnitt des Magnetfeldsensors einschaltet, falls sich das Timingsignal in dem ersten Zustand befindet, während sich das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal in dem ersten Zustand befindet.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors wird die Mehrzahl der vertikalen Hallelemente in einer Mehrzahl von Kombinationen angetrieben und abgearbeitet, wobei jede Kombination eine unterschiedliche Gruppe von vertikalen Hallelementen aufweist, und wobei jede Gruppe von vertikalen Hallelementen eine vorbestimmte Anzahl von vertikalen Hallelementen aufweist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Magnetfeldsensors wird jede Gruppe von vertikalen Hallelementen gemultiplext bzw. gebündelt, wobei ein Unterschiedlicher von jeder Gruppe von vertikalen Hallelementen derart gekoppelt ist, dass dieser einen entsprechenden Strom zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt empfängt.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren, welches in einem Magnetfeldsensor verwendet wird, das Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, einer Mehrzahl von Magnetfeldmesselementausgangssignalen mit einer entsprechenden Mehrzahl von Magnetfeldmesselementen, welche auf einem Halbleitersubstrat angeordnet sind. Die Mehrzahl der Magnetfeldmesselementausgangssignale reagiert auf ein magnetisches Feld mit einer Richtungskomponente in einer X-Y Ebene parallel zu der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats. Die X-Y Ebene weist eine X-Richtung und eine Y-Richtung, welche zu der X-Richtung orthogonal ist, auf. Das Verfahren beinhaltet ebenso das Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines X-Y Winkelsignals als ein erstes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor, welches indikativ für einen Winkel der Richtungskomponente in der X-Y Ebene in Reaktion auf ein erstes Zwischensignal ist, welches die Mehrzahl der Magnetfeldmesselementausgangssignale repräsentiert. Das Verfahren beinhaltet ebenso das Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Drehgeschwindigkeitssignals als ein zweites Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor, welches indikativ für eine Drehgeschwindigkeit des Objekts ist, in Reaktion auf ein Signal, das das X-Y Winkelsignal repräsentiert.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist die Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente als eine kreisförmige vertikale Hall (CVH) Struktur angeordnet, wobei jeder der Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente ein jeweiliges vertikales Hallelement der CVH Struktur ist, welche auf einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines aktuellen Winkelwerts, welcher von dem X-Y Winkelsignal bei einem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird, und ein Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines vorausgegangen Winkelwerts bzw. eines Vorwinkelwerts, welcher von dem X-Y Winkelsignal bei einem zweiten Zeitpunkt vor dem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird, auf.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Erzeugen des Drehgeschwindigkeitssignals ein Berechnen eines Unterschieds zwischen einem Wert, welcher den aktuellen Winkelwert repräsentiert, und einem Wert, welcher den Vorwinkelwert repräsentiert, auf, um einen Differenzwert zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Erzeugen des Drehgeschwindigkeitssignals ferner das Teilen des Differenzwertes durch einen Zeitwert auf, um das Drehgeschwindigkeitssignal zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines Leistungssteuer-Vorwinkelwerts, welcher von dem X-Y Winkelsignal abgeleitet wird, wobei der Leistungssteuer-Vorwinkelwert einen Wert des X-Y Winkelsignals bei einem vorausgegangenen Zeitpunkt repräsentiert; und das Vergleichen, in dem Magnetfeldsensor, des aktuellen Winkelwerts mit dem Leistungssteuerungsvorwinkelwert auf, um ein Richtungssignal als ein drittes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, das indikativ für eine Richtung der Drehung des Objekts ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren in dem Magnetfeldsensor ferner das Vergleichen des aktuellen Winkelwerts mit dem Leistungssteuerungsvorwinkelwert auf, um ein Durchgangssignal zu erzeugen, das zumindest indikativ für das Drehen des Objekts über 0 Grad hinaus ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Verwenden, in dem Magnetfeldsensor, des Richtungsausgangssignals und des Durchgangssignals auf, um ein Umdrehungszählsignal als ein viertes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Zählung einer Anzahl der Drehungen des Objekts ist, wobei die Zählung der Anzahl der Drehungen durch das Addieren der Drehungen des Objekts, welche in einer ersten Richtung auftreten, und durch das Subtrahieren der Drehungen des Objekts, welche in eine zweite, unterschiedliche Richtung auftreten, abgeleitet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Berechnen der Differenz das Verwenden, in dem Magnetfeldsensor, von zumindest einem des Richtungssignals oder des Durchgangssignals auf, um zu identifizieren, falls zumindest eines des aktuellen Winkelwerts oder des Vorwinkelwerts invertiert werden sollte, um entweder den Wert, der den aktuellen Winkelwert repräsentiert, durch das Invertieren des aktuellen Winkelwerts zu erzeugen, oder den Wert, der den Vorwinkelwert repräsentiert, durch das Invertieren des Vorwinkelwerts zu erzeugen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Erzeugen des X-Y Winkelsignals das Filter eines zweiten Zwischensignals, welches die Mehrzahl der Magnetfeldmesselementausgangssignale repräsentiert, um ein gefiltertes Signal zu erzeugen; und das Vergleichen einer Phase eines Taktsignals mit einer Phase des gefilterten Signals auf, um das X-Y Signal vorzusehen.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das gefilterte Signal eine Wechselspannungs- bzw. eine AC-Signalkomponente mit einer Phase auf, welche auf den Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y Ebene reagiert.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Timingsignals mit ersten und zweiten Zuständen auf, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet, und sich in Reaktion auf den zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Vergleichen, in dem Magnetfeldsensor, des Drehgeschwindigkeitssignals mit einem Geschwindigkeitsschwellwert; und das Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignals mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich des Drehgeschwindigkeitssignals mit dem Geschwindigkeitsschwellwert auf.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Verfahrens weist das Verfahren ferner das Einschalten des Abschnitts des Magnetfeldsensors auf, falls sich das Timingsignal in dem ersten Zustand befindet, während sich das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal in dem ersten Zustand befindet.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Magnetfeldsensor zum Messen einer Drehung eines Objekts einen Leistungssteuerschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Der Leistungssteuerschaltkreis beinhaltet einen Timer, der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Timingsignal mit ersten und zweiten Zuständen erzeugt, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet und sich in Reaktion des zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet.
  • Bei einigen Ausführungsformen des vorstehenden Magnetfeldsensors weist der Magnetfeldsensor ferner einen Leistungscontroller auf, der auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, wobei dieser derart gekoppelt ist, dass dieser ein Drehgeschwindigkeitssignal empfängt, welches indikativ für ein Drehgeschwindigkeitsobjekt ist, und der derart gekoppelt ist, dass dieser einen Geschwindigkeitsschwellwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal mit dem Geschwindigkeitsschwellwert vergleicht, und derart konfiguriert ist, dass dieser ein Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich erzeugt, wobei der erste Zustand des Geschwindigkeitsschwellwertsteuersignals darin resultiert, dass sich der Magnetfeldsensor in einem kontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, in welchem der Abschnitt des Magnetfeldsensors kontinuierlich eingeschaltet ist, und wobei der zweite Zustand des Geschwindigkeitsschwellwertsteuersignals darin resultiert, dass der Abschnitt des Magnetfeldsensors durch das Timingsignal in dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs gesteuert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden Merkmale der Erfindung sowie die Erfindung selbst kann mit Hilfe der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Zeichnung vollständiger verstanden werden. Es zeigt/es zeigen:
  • 1 ein Bild, welches ein kreisförmiges vertikales Hall(CVH)-Messelement mit einer Mehrzahl von vertikalen Hallelementen zeigt, die in einem Kreis über einem gemeinsamen Implantationsbereich angeordnet sind, und einem Zweipolmagneten, welcher in der Nähe zum CVH-Messelement angeordnet ist;
  • 1A ein Bild, welches eine Mehrzahl von anderen Magnetfeldmesselementen zeigt;
  • 2 einen Graph, welcher ein Ausgangssignal zeigt, so wie dieses durch das CVH-Messelement der 1 oder durch die Messelemente der 1A erzeugt werden kann;
  • 3 ein Blockdiagramm, welches einen Magnetfeldsensor mit einem Winkelmessschaltkreis, der funktionsfähig ist, ein Signal vorzusehen, dass einen Drehwinkel eines Zielobjekts repräsentiert, und mit einem Geschwindigkeitsmessschaltkreis, der funktionsfähig ist, ein Signal vorzusehen, dass eine Drehgeschwindigkeit des Zielobjekts repräsentiert, und optional mit einem Richtungsmesschaltkreis, der funktionsfähig ist, ein Ausgangssignal vorzusehen, dass eine Richtung der Drehung des Zielobjektes repräsentiert, und mit einem Umdrehungszählerschaltkreis, der funktionsfähig ist, ein Signal vorzusehen, das eine Umdrehungsanzahl der Drehungen des Zielobjektes repräsentiert, und ferner mit einem Leistungsteuerschaltkreis, um ein Einschalten und ein Ausschalten zu Abschnitten des Magnetfeldsensors zu takten, zeigt;
  • 4 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das durch den Magnetfeldsensor von 3 verwendet werden kann, wobei dieses einen Schritt zum berechnen der Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes beinhaltet; und
  • 5 ein Flussdiagramm, dass ein Verfahren zeigt, welches verwendet werden kann, um die Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes zu berechnen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Vor der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden einführende Konzepte und die Terminologie erläutert.
  • So wie dies hierin verwendet wird, wird der Begriff „Magnetfeldmesselement” verwendet, um eine Vielfalt von elektronischen Elementen zu beschreiben, welche ein Magnetfeld messen können. Die Magnetfeldmesselemente können, wobei sie nicht darauf beschränkt sind, Halleffektelemente, magnetresistive Elemente, oder Magnetotransistoren sein. So wie dies bekannt ist, gibt es verschiedene Arten von Halleffektelementen, beispielsweise ein planares Hallelement, ein vertikales Hallelement, und ein kreisförmiges Hallelement. Sowie dies ebenso bekannt ist, gibt es verschiedene Arten von magnetresistiven Elementen, beispielsweise ein Riesenmagnetowiderstand (GMR), ein anisothropisches Magnetowiderstandselement (AMR), ein Tunnel-Magnetwiderstandselement (TMR), ein Indiumantimonit-Sensor (InSb), und eine magnetische Tunnelverbindung (MTJ).
  • Vertikale Hallelemente können in einem sogenannten kreisförmigen vertikalen Hallmesselement (CVH) über bzw. auf einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich in einem Substrat angeordnet werden.
  • So wie dies bekannt ist, tendieren einige der vorstehend beschriebenen Magnetfeldmesselemente dahin, eine Achse der maximalen Empfindlichkeit aufzuweisen, welche Parallel zu einem Substrat liegt, welches das Magnetfeldmesselement lagert, und andere der vorstehend beschriebenen Magnetfeldmesselemente tendieren dahin, eine Achse der maximalen Empfindlichkeit aufzuweisen, die senkrecht zu einem Substrat liegt, welche das Magnetfeldmesselement lagert. Insbesondere tendieren planare Hallelemente dahin, Achsen der Empfindlichkeit aufzuweisen, welche senkrecht zu einem Substrat liegen, während magnetoresistive Elemente und vertikale Hallelemente (beinhaltend kreisförmige vertikale Hallmesselemente (CVH)) dahin tendieren, Achsen der Empfindlichkeit aufzuweisen, welche parallel zu einem Substrat liegen.
  • So wie hierin verwendet, wird der Begriff „Magnetfeldsensor” verwendet, um einen Schaltkreis zu beschreiben, welcher ein Magnetfeldmesselement verwendet, im Allgemeinen in Kombination mit anderen Schaltkreisen. Magnetfeldsensoren werden in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet, beinhaltend, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Winkelsensor, welcher einen Winkel einer Richtung eines Magnetfelds misst, einen Stromsensor, welcher ein magnetisches Feld misst, dass durch einen Strom erzeugt wird, der durch einen stromführenden Leiter fließt, einen magnetischen Schalter, welcher die Nähe eines ferromagnetischen Objekts misst, einen Drehdetektor, welcher das Passieren von ferromagnetischen Gegenständen, beispielsweise magnetischen Domains eines Ringmagneten, misst, und ein Magnetfeldsensor, welcher eine Magnetfelddichte eines magnetischen Feldes misst.
  • Während in den nachstehenden Beispielen ein kreisförmiges vertikales Hallmagnetfeldmesselement (CVH), welches eine Mehrzahl von vertikalen Hallelementen aufweist, beschrieben ist, sollte es verstanden werden, dass die gleichen oder ähnliche Techniken und Schaltkreise auf irgendeine Art eines Magnetfeldmesselements Anwendung finden, welche in einer Art und Weise angeordnet sind, dass diese einen Winkel einer Zielrichtung eines Magnetfelds erfassen, d. h. einen Drehwinkel eines Zielobjekts, an welchem ein Magnet befestigt ist.
  • Bezug nehmend auf 1, beinhaltet ein kreisförmiges vertikales Hallmesselement 12 (CVH) einen kreisförmigen Implantationsbereich 18 in einem Substrat (nicht näher dargestellt). Das CVH-Messelement 12 weist eine Mehrzahl von vertikalen Hallelementen auf, von denen ein vertikales Hallelement 12a nur ein Beispiel ist. Die Mehrzahl der Kontakte der vertikalen Hallelemente ist über dem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich 18 angeordnet. Jedes vertikale Hallelement weist eine Mehrzahl von Hallelementkontakten auf (z. B., vier oder fünf Kontakte). Jeder Kontakt eines vertikalen Hallelements kann aus einem Metallkontakt über einem Kontaktdiffusionsbereich in dem Substrat gebildet werden, welcher in den kreisförmigen Implantationsbereich 18 diffundiert ist.
  • Ein spezielles vertikales Hallelement (z. B., 12A) innerhalb des CVH-Messelements 12, welches beispielsweise fünf benachbarte Kontakte aufweisen kann, kann beispielsweise vier der fünf Kontakte mit dem nächsten vertikalen Hallelement teilen (z. B., 12B). Auf diese Weise kann ein nächstes vertikales Hallelement um einen Kontakt von bzw. zu einem vorausgehenden vertikalen Hallelement versetzt sein. Für eine derartige Versetzung um einen Kontakt wird es verstanden werden, dass die Anzahl der vertikalen Hallelemente gleich der Anzahl der Kontakte des vertikalen Hallelements ist, z. b. 32. Allerdings wird es ebenso verstanden werden, dass ein nächstes vertikales Hallelement um mehr als einen Kontakt von dem vorausgehenden vertikalen Hallelement versetzt sein kann, wobei in diesem Fall weniger vertikale Hallelemente existieren, als es vertikale Hallelementkontakte in dem CVH-Messelement gibt.
  • Eine Mitte eines vertikalen Hallelements 0 ist entlang einer X-Achse 20 positioniert und eine Mitte eines vertikalen Hallelements 8 ist entlang einer Y-Achse 22 positioniert. Bei dem beispielhaften CVH-Messelement 12 gibt es 32 vertikale Hallelemente und 32 vertikale Hallelementkontakte. Allerdings kann ein CVH mehr als oder weniger als 32 vertikale Hallelemente und mehr als oder weniger als 32 vertikale Hallelementkontakte aufweisen.
  • Bei einigen Anwendungen kann ein kreisförmiger Magnet 14 mit einer Nordseite 14A bzw. einem Nordpol 14A und einer Südseite 14B bzw. einem Südpol 14B über dem CVH 12 angeordnet sein. Der kreisförmige Magnet 14 tendiert dahin, ein Magnetfeld 16 mit einer Richtung von der Nordseite 14A zu der Südseite 14B zu erzeugen, wobei dies hier derart gezeigt ist, dass dieses in eine Richtung von etwa 45 Grad relativ zu der X-Achse 20 ausgerichtet ist.
  • Bei einigen Anwendungen ist der kreisförmige Magnet 14 mechanisch mit einem drehenden Zielobjekt, beispielsweise ein automobiler Lenkschaft einer automobilen Nockenwelle, gekoppelt und ist einer Drehung relativ zu dem CVH-Messelement 12 unterworfen. Mit dieser Anordnung kann das CVH-Messelement 12 in Kombination mit einem nachstehend beschriebenen elektronischen Schaltkreis ein Signal erzeugen, welches sich auf den Drehwinkel des Magneten 14 bezieht, d. h., einen Drehwinkel des Zielobjektes, an den der Magnet gekoppelt ist.
  • Nun Bezug nehmend auf 1A, kann eine Mehrzahl der Magnetfeldmesselemente 30A bis 30H im allgemeinen Fall irgendeine Art eines Magnetfeldmesselements sein. Die Magnetfeldmesselemente 30A bis 30H können beispielsweise getrennte vertikale Hallelemente oder getrennte magnetoresistive Elemente sein. Diese Elemente können mit einem elektrischen Schaltkreis gekoppelt werden, welcher der gleiche wie oder ähnlich zu den nachstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen elektrischen Schaltkreisen ist. Es kann ebenso einen Magneten geben, der der gleiche wie oder ähnlich zu dem Magnet 14 der 1 ist, welcher benachbart zu den Magnetfeldmesselementen 30A bis 30H angeordnet ist.
  • Nun Bezug nehmend auf 2, weist ein Graph 50 eine Horizontalachse mit einer Skala in Einheiten von einer CVH-Vertikal-Hallelementposition, N, um ein CVH-Messelement, beispielsweise das CVH-Messelement 12 von 1. Der Graph 50 weist ebenso eine Vertikalachse mit einer Skala mit einer Amplitude in der Einheit von Millivolt auf. Die Vertikalachse repräsentiert Ausgangssignalpegel von der Mehrzahl der vertikalen Hallelemente des CVH-Messelements.
  • Der Graph 50 beinhaltet ein Signal 52, welches Ausgangssignalpegel von der Mehrzahl der vertikalen Hallelemente des CVH repräsentiert, welches mit dem Magnetfeld von 1, welches in eine Richtung von 45 Grad zeigt, vorgenommen bzw. aufgenommen wurde.
  • Kurz Bezug nehmend auf 1, wie vorstehend beschrieben, ist das vertikale Hallelement 0 entlang der X-Achse 20 zentriert und das vertikale Hallelement 8 ist entlang der Y-Achse 22 zentriert. Bei dem beispielhaften CVH-Messelement 12 gibt es 32 vertikale Hallelementkontakte und entsprechend 32 vertikale Hallelemente, wobei jedes vertikale Hallelement eine Mehrzahl von vertikalen Hallelementkontakten, beispielsweise fünf Kontakte, aufweist. Bei anderen Ausführungsformen gibt es 64 vertikale Hallelementkontakte und entsprechend 64 vertikale Hallelemente.
  • Bei 2 wird ein maximales positives Signal bei einem vertikalen Hallelement erreicht, welches bei Position 4 zentriert ist, welche mit dem Magnetfeld 16 der 1 solcher Maßen ausgerichtet ist, dass eine Linie, welche zwischen den vertikalen Hallelementkontakten (z. B., 5 Kontakte) des vertikalen Hallelements bei Position 4 gezeichnet wird, auf dem Magnetfeld senkrecht steht. Ein maximales negatives Signal wird bei einem vertikalen Hallelement erreicht, welches bei Position 20 zentriert ist, welche ebenso mit dem Magnetfeld 16 der 1 solcher Maßen ausgerichtet ist, dass eine Linie, die zwischen den vertikalen Hallelementkontakten (z. B., 5 Kontakten) des vertikalen Hallelements bei Position 20 gezeichnet wird, ebenso auf dem Magnetfeld senkrecht steht.
  • Eine Sinuswelle 54 ist vorgesehen, um ein Idealverhalten des Signals 52 klarer darzustellen. Das Signal 52 weist Variationen aufgrund des Versatzes bzw. des Offset der vertikalen Hallelemente auf, welche dahin tendieren, dass diese irgendwie zufallsartig verursachen, dass die Ausgangssignale relativ zu der Sinuswelle 54 in Übereinstimmung mit den Offset-Fehlern von jedem Element zu hoch oder zu niedrig sind. Diese Offset-Signalfehler sind nicht gewünscht.
  • Ein vollständiger Betrieb des CVH-Messelements 12 der 1 und der Erzeugung des Signals 52 der 2 werden in größerem Detail in der vorstehend beschriebenen PCT-Anmeldung mit der Nummer PCT/EP2008/056517 , mit dem Titel „Magnetfeldsensor zum Messen einer Richtung eines Magnetfelds in einer Ebene”, eingereicht am 28. Mai 2008, welche in der Englischen Sprache als PCT mit der Publikationsnummer WO2008/145662 publiziert ist, beschrieben.
  • So wie dies aus der PCT-Anmeldung mit der Nummer PCT/EP2008/056517 verstanden werden wird, können Gruppen von Kontakten von jedem vertikalen Hallelement in einer gemultiplexten oder gechoppten bzw. zerhackten Anordnung verwendet werden, um gechoppte Ausgangssignale von jedem vertikalen Hallelement zu erzeugen. Danach kann eine neue Gruppe von benachbarten vertikalen Hallelementkontakten ausgewählt werden, (d. h., ein neues vertikales Hallelement), welche um ein Element von der vorausgegangenen Gruppe versetzt sein kann. Die neue Gruppe kann in der gemultiplexten oder gechoppten Anordnung verwendet werden, um ein anderes gechopptes Ausgangssignal von der nächsten Gruppe zu erzeugen, und so weiter.
  • Jede Stufe bzw. jeder Schritt des Signals 52 kann ein gechopptes Ausgangssignal von einer jeweiligen Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten repräsentieren, d. h., von einem jeweiligen vertikalen Hallelement. Allerdings wird in anderen Ausführungsformen kein Choppen bzw. Zerhacken durchgeführt, und jeder Schritt des Signals 52 repräsentiert ein nichtgechopptes Ausgangssignal von einer jeweiligen Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten, d. h. von einem jeweiligen vertikalen Hallelement. Auf diese Weise repräsentiert der Graph 52 ein CVH-Ausgangssignal mit oder ohne der vorstehend beschriebenen Gruppierung und dem Choppen der vertikalen Hallelemente.
  • Es wird verstanden werden, dass bei Verwendung der vorstehend in der PCT-Anmeldung mit der Nummer PCT/EP2008/056517 beschriebenen Technologie eine Phase des Signals 52 (z. B., eine Phase des Signals 54) gefunden werden kann und verwendet werden kann, um die Ausrichtung bzw. Richtung des Magnetfelds 16 der 1 relativ zu dem CVH 12 zu identifizieren.
  • Nun Bezug nehmend auf 3, beinhaltet ein Magnetfeldsensor 70 einen Messschaltkreis 71 mit einem CVH-Messelement 72 mit einer Mehrzahl von vertikalen Hallelementen, wobei jedes vertikale Hallelement eine Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten aufweist (z. B., 5 vertikale Hallelementkontakte), von denen ein vertikaler Hallelementkontakt 73 nur ein Beispiel ist. Bei einigen Ausführungsformen wird das CVH-Messelement 72 durch eine Gruppe von Magnetfeldmesselementen, welche in Verbindung mit 1A beschrieben werden, ersetzt.
  • Ein Magnet (nicht näher dargestellt) kann benachbart zu dem CVH-Messelement 72 angeordnet werden, und kann mit einem Zielobjekt (nicht näher dargestellt) gekoppelt werden. Der Magnet kann der Gleiche wie oder so ähnlich wie der Magnet (14) der 1 sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein Schaltschalkreis 74 ein differenzielles CVH-Ausgangssignal 72A, 72B von dem CVH-Messelement 72 vorsehen.
  • Das differenzielle CVH-Ausgangssignal72A, 72B weist sequenzielle Ausgangssignale auf, welche eines zu jedem Zeitpunkt um das CVH-Messelement 72 aufgenommen werden, wobei jedes Ausgangssignal auf bzw. in einem getrennten Signalpfad erzeugt wird und durch den Schaltschaltkreis 74 in den Pfad des differenziellen Signals 72A, 72B geschaltet wird. Daher kann das differenzielle CVH-Ausgangssignal 72A, 72B als ein geschaltetes Set von CVH-Ausgangssignalen xn = x0 bis xN-1 dargestellt werden, wobei diese einer zu jedem Zeitpunkt aufgenommen werden, wobei n gleich einer Position des vertikalen Hallelements in dem CVH-Messelement 72 ist (d. h., einer Position einer Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten, welche ein vertikales Hallelement ausbilden), und wobei es N solche Positionen gibt. Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Anzahl der vertikalen Hallelemente (wobei jedes eine Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten aufweist) in dem CVH-Messelement 72 gleich der Gesamtanzahl der Messelementpositionen N. In anderen Worten kann das differenzielle CVH-Ausgangssignal 72A, 72B sequenzielle Ausgangssignale aufweisen, wobei das differenzielle CVH-Ausgangssignal 72A, 72B mit den jeweiligen der vertikalen Hallelemente in dem CVH-Messelement 72 assoziiert ist, so wie der Schaltschaltkreis 74 um die vertikalen Hallelemente des CVH-Messelements 72 um ein Inkrement voranschreitet bzw. weiter schaltet, und N gleich der Anzahl der vertikalen Hallelemente in dem CVH-Messelement 72 ist. Allerdings können in anderen Ausführungsformen die Inkremente größer als ein vertikales Hallelement sein, wobei in diesem Fall N kleiner ist, als die Anzahl der vertikalen Hallelemente in dem CVH-Messelement 72.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform weist das CVH-Messelement 72 32 vertikale Hallelemente auf, d. h., N = 32, und jeder Schritt ist ein Schritt von einer vertikalen Hallelementkontaktposition (d. h., eine vertikale Hallelementposition). Allerdings kann es bei anderen Ausführungsformen mehr als 32 oder weniger als 32 vertikale Hallelemente in dem CVH-Messelement 72 geben, beispielsweise 64 vertikale Hallelemente. Ebenso können die Inkremente der vertikalen Hallelementpositionen, n, größer sein, als ein vertikaler Hallelementkontakt.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein anderer Schaltschaltkreis 76 das vorstehend beschriebene „Chopping” der Gruppen der vertikalen Hallelemente innerhalb des CVH-Messelements 72 vorsehen. Das Choppen wird derart verstanden werden, dass dieses eine Anordnung ist, bei welcher eine Gruppe von vertikalen Hallelementkontakten, beispielsweise 5 vertikale Hallelementkontakte, welche ein vertikales Hallelement ausbilden, mit Stromquellen 84, 86 in einer Mehrzahl von Verbindungskonfigurationen angetrieben wird, und Signale von der Gruppe der vertikalen Hallelementkontakte in entsprechenden Konfigurationen empfangen werden, um das differenzielle CVH-Ausgangssignal 72A, 72B zu erzeugen. Auf diese Weise kann es in Übereinstimmung mit jeder vertikalen Hallelementposition eine Mehrzahl von sequenziellen Ausgangssignalen während des Choppens geben, und dann Inkrementiert die Gruppe in eine neue Gruppe, beispielsweise, um ein Inkrement von einem vertikalen Hallelementkontakt.
  • Der Magnetfeldsensor 70 beinhaltet einen Oszillator 78, welcher Taktsignale 78A, 78B, 78C vorsieht, welche die gleichen oder unterschiedliche Frequenzen aufweisen können. Ein Teiler 80 ist derart gekoppelt, dass dieser das Taktsignal 78A empfängt, und ist derart konfiguriert, dass dieser ein geteiltes Taktsignal 80A erzeugt. Ein Schaltersteuerschaltkreis 82 ist derart gekoppelt, dass dieser das geteilte Taktsignal 80A empfängt, und ist derart konfiguriert, dass dieser Schaltsteuersignale 82A erzeugt, welche durch die Schaltschaltkreise 74, 76 derart empfangen werden, dass diese das Sequenzieren um das CVH-Messelement 72 steuern, und optional, um das Stoppen der Gruppen der vertikalen Hallelemente innerhalb des CVH-Messelements 72 auf die vorstehend beschriebenen Arten und Weisen zu steuern.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann einen Teiler 88 beinhalten, der gekoppelt ist, um das Taktsignal 78C zu empfangen, und der konfiguriert ist, um ein geteiltes Taktsignal 88a zu erzeugen, welches hierin als ein „Winkelupdatetakt”-Signal bezeichnet wird.
  • Eines oder mehrere Leistungssteuerregister 108 können einen oder mehrere Parameter des Messschaltkreises 71 auf Arten und Weisen steuern, welche nachstehend vollständiger beschrieben werden.
  • Der Magnetfeldsensor 70 beinhaltet ebenso einen X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis 90. Der X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis 90 kann einen Verstärker 92 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das Differenzielle CVH-Ausgangssignal 72A, 72B empfängt. Der Verstärker 92 ist derart konfiguriert, dass dieser ein verstärktes Signal 92A erzeugt. Ein Bandpassfilter 94 ist derart gekoppelt, dass dieser das verstärkte Signal 92A empfängt, und ist derart konfiguriert, dass dieser ein gefiltertes Signal 94A erzeugt. Ein Komparator 96, ohne oder mit Hysterese, ist derart konfigurieret, dass dieser das gefilterte Signal 94A empfängt, der Komparator 96 ist ebenso derart gekoppelt, dass dieser ein Schwellwertsignal 120 empfängt. Der Komparator 96 ist derart konfiguriert, dass dieser ein mit einem Schwellwert beaufschlagtes Signal 96A erzeugt, wobei dieses durch den Vergleich des gefilterten Signals 94A mit dem Schwellwertsignal 120 erzeugt wird.
  • Der X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis 90 beinhaltet ebenso einen Verstärker 114, der derart gekoppelt ist, dass dieser das geteilte Taktsignal 88a empfängt. Der Verstärker 114 ist derart konfiguriert, dass dieser ein verstärktes Signal 114A erzeugt. Ein Bandpassfilter 116 ist derart gekoppelt, dass dieser das verstärkte Signal 114A empfängt, und ist derart konfiguriert, dass dieser ein gefiltertes Signal 116A erzeugt. Ein Komparator 118, ohne oder mit Hysterese, ist derart gekoppelt, dass dieser das gefilterte Signal 116A empfängt. Der Komparator 118 ist ebenso derart gekoppelt, dass dieser ein Schwellwertsignal 122 empfängt. Der Komparator 118 ist derart konfiguriert, dass dieser ein mit einem Schwellwert beaufschlagtes Signal 118A erzeugt, wobei dieses durch Vergleich des gefilterten Signals 116A mit dem Schwellwertsignal 122 erzeugt wird.
  • Es sollte verstanden werden, dass der Verstärker 114, der Bandpassfilter 116 und ein Komparator 118 ein Delay bzw. eine Verzögerung des geteilten Taktsignals 88a vorsehen, um eine Verzögerung des Schaltkreiskanals, welcher den Verstärker 92, den Bandpassfilter 94 und den Komparator 96 aufweist, anzupassen. Die angepassten Verzögerungen sehen eine Phasenanpassung vor, insbesondere während Temperaturexkursionen des Magnetfeldsensors 70.
  • Ein Zähler 98 bzw. ein Counter 98 kann derart gekoppelt sein, dass dieser das mit einem Schwellwert beaufschlagte Signal 96A bei einem Enable- bzw. Aktivierungseingang empfängt, dass dieser das Taktsignal 78B bei einem Takteingang empfängt, und dass dieser das mit einem Schwellwert beaufschlagte Signal 118A bei einem Reset-Eingang bzw. einem Rücksetzeingang empfängt.
  • Der Zähler 98 ist derart konfiguriert, dass dieser ein Phasensignal 98A mit einer Zählung erzeugt, welche einen Phasenunterschied zwischen dem mit einem Schwellwert beaufschlagten Signal 96A und dem mit einem Schwellwert beaufschlagten Signal 118A repräsentiert. Das Phasensignal 98A wird durch ein Latch 100 empfangen, welches in Übereinstimmung mit dem geteilten Taktsignal 88a gelatched bzw. verriegelt wird. Das Latch 100 ist derart konfiguriert, dass dieses ein gelatchtes Signal 100a erzeugt, welches hierin als ein „X-Y-Richtungssignal” bezeichnet wird.
  • Es wird deutlich werden, dass das gelatchte Signal 100a ein Multi-Bit-Digitalsignal ist, welches einen Wert hat, der einen Winkel der Magnetfelderfahrung bzw. der Feststellung des Magnetfeldes durch das CVH-Messelement 72 repräsentiert, und auf diese Weise einen Winkel des Magneten und des Zielobjektes.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die Taktsignale 78A, 78B, 78C jeweils eine Frequenz von etwa 20 MHz auf. Das geteilte Taktsignal 80A weist eine Frequenz von etwa 1,2 MHz auf, und das Winkelupdatetaktsignal 88a weist eine Frequenz von etwas 4,8 kHz auf. Allerdings können bei anderen Ausführungsformen die Frequenzen höher oder niedriger als diese Frequenzen sein. Bei einigen Ausführungsformen sind die Teile 80, 88 durch einen Benutzer auf Arten und Weisen programmierbar, welche nachstehend vollständiger beschrieben werden.
  • Der X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis 90 kann ebenso einen oder mehrere Steuerregister 112 aufweisen, welche verwendet werden, um einen oder mehrere Parameter des X-Y-Richtungskomponentenschaltkreises 90 auf Arten und Weisen einzustellen, welche nachstehend vollständiger beschrieben werden.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann ebenso laufende Historieregister 124 bzw. Verlaufsregister 124 beinhalten. Die Verlaufsregister 124 können ein Set von Registern 126a bist 126N beinhalten, welche als ein Multibit-Schieberegister angeordnet sind. Das X-Y-Winkelsignal 100a kann durch ein aktuelles Winkelregister 126a empfangen werden, und kann als ein aktueller Winkelwert gespeichert werden. Die Verlaufsregister 124 können durch das geteilte Taktsignal 88a getaktet werden (das Winkelupdatetaktsignal). Auf diese Weise wird mit jedem Takt des geteilten Taktsignals 88a der aktuelle Winkelwert, welcher in dem aktuellen Winkelregister 126a gespeichert ist, nach unten durch die Verlaufsregister 124 verschoben, wobei diese ein vorausgegangener Winkelwert werden, und ein neuer aktueller Winkelwert des X-Y-Winkelsignals 100a wird in dem aktuellen Winkelregister 126a gespeichert.
  • Das X-Y-Winkelsignal 100a wird auch durch ein Leistungssteuerungs-Vorwinkelregister 156 empfangen und als ein Leistungsteuerungsvorwinkelwert 156a in Übereinstimmung mit dem Winkelupdatetakt 110A gespeichert. Das Vorwinkelverlaufsregister 156 kann ein nicht-flüchtiges Speicherelemente, beispielsweise ein EEPROM sein. Die Verlaufsregister 124 können flüchtige oder nicht-flüchtige Speicher sein.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann ebenso einen Schaltkreis 132 beinhalten. Wie nachstehend vollständiger beschrieben, ist der Schaltkreis 132 derart konfiguriert, dass dieser ein oder mehrere Richtungssignale 144a, welches indikativ für eine Drehrichtung des Zielobjekts ist, die durch das CVH-Messelement 72 vermessen wird, ein Drehgeschwindigkeitssignal 138a, welches indikativ für die Drehgeschwindigkeit des Zielobjekts ist, oder ein Umdrehungszahlsignal 148a, welches indikativ für eine Anzahl der Umdrehungen des Zielobjektes ist, erzeugt.
  • Zu diesem Zweck kann der Schaltkreis 132 einen Geschwindigkeitsmessschaltkreis 134 beinhalten. Der Geschwindigkeitsmessschaltkreis 134 kann einen Schaltschaltkreis 132 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser einen oder mehrere vorausgegangene Winkelwerte bzw. Vorwinkelwerte von dem Verlaufsregister 124 empfangt. Der Schaltschaltkreis 132 kann einen ausgewählten Vorwinkelwert 132a vorsehen, welcher einen Drehwinkel des Zielobjekts bei einem vorausgegangenen Zeitpunk repräsentiert. Der Geschwindigkeitsmessschaltkreis 134 kann ebenso einen Subtraktionsschaltkreis 136 beinhalten. Der Subtraktionsschaltkreis 136 ist derart gekoppelt, dass dieser einen aktuellen Winkelwert 128 von dem aktuellen Winkelregister 126a empfängt. Der Subtraktionsschaltkreis 136 ist ebenso derart gekoppelt, dass dieser den gewählten Vorwinkelwert 132a empfängt. Aus Gründen, welche nachstehend vollständiger beschrieben werden, ist der Subtraktionsschaltkreis 136 ebenso derart gekoppelt, dass dieser das Richtungssignal 144a und ein Durchgangssignal 146a empfangt.
  • Der Subtraktionsschaltkreis 136 ist derart funktionsfähig, dass dieser den Vorwinkelwert 132a von dem aktuellen Winkelwert 128 subtrahiert, wobei die Differenz ein Drehwinkel des Zielobjektes zwischen den Zeitpunkten ist, bei denen der aktuelle Winkelwert 128 und der Vorwinkelwert 132a gespeichert worden sind. Auf diese Weise kann der Subtraktionsschaltkreis 136 ein subtrahiertes Signal 136A erzeugen, welches einen Drehwinkel des Zielobjektes zwischen Zeiten repräsentiert, bei denen der aktuelle Winkelwert 128 und der ausgewählte Vorwinkelwert 132a gespeichert worden sind.
  • Der Geschwindigkeitsmessschaltkreis 134 kann ebenso einen Teilerschaltkreis 138 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das subtrahierte Signal 136A von dem Subtraktionsschaltkreis 136 empfängt. Ein Zeitregister 140 kann einen Zeitpunktwert, bzw. einen Zeitwert halten, und kann den Zeitwert 140a zu dem Teilerschaltkreis 138 kommunizieren. Der Teilerschaltkreis 138 kann das subtrahierte Signal 136A durch den Zeitwert 140a dividieren, wobei dies in dem Drehgeschwindigkeitssignal 138a resultiert.
  • Es wird verstanden werden, dass eine geeignete Auswahl der Zeitwerts 140a in Verbindung mit dem einen (Wert) des Verlaufsregisters 124 verwendet wird, um den ausgewählten Vorwinkelwert 132a zu erzeugen, wobei das Drehgeschwindigkeitssignal 138 irgendeine gewünschte Drehgeschwindigkeitseinheit aufweisen kann, beispielsweise Umdrehungen pro Minute (UpM). Der Betrieb des Geschwindigkeitsmessschaltkreises 134 wird weiter nachstehend in Verbindung mit den 4 und 5 beschrieben.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann bei einigen Ausführungsformen in zwei Betriebsmodi arbeiten, einem kontinuierlichen Modus und einem diskontinuierlichen Modus. Wenn es sich in dem kontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, wählt ein Schalter 157 mit dem Signal 157A den Vorwinkelwert 132a aus. Wenn es sich in dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, wählt der Schalter 157 mit dem Signal 157A den PC-Vorwinkelwert 156a aus, welcher in dem PC-Vorwinkelregister 156 gespeichert ist.
  • Der Schaltkreis 132 kann ebenso einen Umdrehungszähler-Messchaltkreis 142 beinhalten. Der Umdrehungszählermessschaltkreis 142 kann einen Richtungsdetektor 144 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert 128 empfängt, und dieser ist derart gekoppelt, dass dieser das Signal 157A als ein Ausgewähltes des Leistungssteuerungs-(PC)-Vorwinkelwerts 156a oder des Vorwinkelwert 132a empfängt. Wie vorstehend erläutert, wird die Auswahl durch den Schalter 157 in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus getätigt. Der Richtungsdetektor 44 ist derart konfiguriert, dass dieser das Richtungssignal 144a erzeugt, welches eine Drehrichtung des Zielobjektes, welches durch das CVH-Messelement 72 vermessen wird, repräsentiert.
  • Es wird verstanden werden, dass der Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert 156a ein Wert sein kann, welcher indikativ für einen Drehwinkel des Zielobjektes bei einem Zeitpunkt des letzten Abschaltens des Schaltkreises ist. Auf diese Weise ist das Richtungssignal 144a in dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs repräsentativ für eine Drehrichtung des Zielobjektes seit dem letzen Abschalten des Magnetfeldsensors 70.
  • Es wird verstanden werden, dass der Vorwinkelwert 132a ein Wert sein kann, welcher indikativ für einen Drehwinkel des Zielobjekts bei einiger vorausgegangener Zeit bzw. bei einem früheren Zeitpunkt während des kontinuierlichen Betriebs ist. Auf diese Weise ist das Richtungssignal 144a in dem kontinuierlichen Modus des Betriebs repräsentativ für eine Drehrichtung des Zielobjektes zwischen den Zeitpunkten, bei denen der aktuelle Winkelwert 128 und der Vorwinkelwert 132a aufgenommen wurden.
  • Der Umdrehungszählerschaltkreis 142 kann ebenso einen Null oder einhundertachtzig Grad Detektor 146 beinhalten, welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert 128 empfängt, und dieser ist derart gekoppelt, dass dieser das Signal 157A als ein Ausgewähltes des Leistungssteuerungs-(PC)-Vorwinkelwerts 156a oder des Vorwinkelwerts 132a empfängt. Wie vorstehend beschrieben, wird die Auswahl durch den Schalter 157 entsprechend dem Betriebsmodus getätigt.
  • Wenn es sich im dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, kann der Null oder einhundertachtzig Grad Detektor 146 ein Durchgangssignal 146a erzeugen, welches das Auftreten von Durchgängen der Drehungen des Zielobjektes durch Null Grad und/oder durch einhundertachtzig Grad repräsentiert, welche seit dem letzten Zeitpunkt des Ausschaltens des Magnetfeldsensors 70 aufgetreten sind.
  • Wenn es sich in dem kontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, kann der Null oder einhundertachtzig Grad Detektor 146 ein Durchgangssignal 146a erzeugen, welches das Auftreten von Durchgängen der Drehungen des Zielobjektes durch Null Grad und/oder durch einhundertachtzig Grad repräsentiert, welche zwischen den Zeitpunkten aufgetreten sind, bei denen der aktuelle Winkelwert 128 und der Vorwinkelwert 132a aufgenommen wurden.
  • Der Umdrehungszählerschaltkreis 142 kann ebenso einen Umdrehungszähler 146 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das Richtungssignal 144a und das Durchgangssignal 146a empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Umdrehungszählsignal erzeugt, welches eine Anzahl der Umdrehungen repräsentiert, die das Zielobjekt erfahren hat. Der Betrieb des Umdrehungszählerschalkreises 142 wird nachstehend weiter in Verbindung mit 4 beschrieben.
  • Der Schaltkreis 132 kann ebenso einen Geschwindigkeitstestschaltkreis 150 beinhalten. Der Geschwindigkeitstestschalkreis 150 kann einen Leistungskontroller 152 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal 138a empfängt. Der Geschwindigkeitstestschaltkreis 150 kann ebenso ein Geschwindigkeitsschwellwertregister 145 beinhalten, das derart konfiguriert ist, dass dieses einen Geschwindigkeitsschwellwert 154a speichert. Der Leistungskontroller 152 ist ebenso derart gekoppelt, dass dieser den Geschwindigkeitsschwellwert 154a empfängt, und ist derart konfiguriert, dass dieser ein Geschwindigkeitsschwellwert-Modussignal 152a erzeugt. Das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a repräsentiert das Sein der Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes oberhalb oder unterhalb des Geschwindigkeitsschwellwerts 154a.
  • Von der nachstehenden Diskussion in Verbindung mit 4 wird deutlich werden, dass ein Zustand des Geschwindigkeitsschwellwert-Leistungsmodussteuersignals 152a indikativ dafür ist, in welchem der zwei Betriebsmodi der Magnetfeldsensor 70 arbeitet. Es sei ausreichend zu sagen, dass, falls die Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes niedrig ist, die Leistung zum Abschnitt des Magnetfeldsensors 70 an und ausgeschaltet bzw. an- und ausgetaktet werden kann, um Leistung zu sparen, wobei dies der vorstehend beschriebene diskontinuierliche Modus des Betriebs ist. Falls die Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes schnell ist, dann kann der Magnetfeldsensor kontinuierlich angeschaltet sein, wobei dies der vorstehend beschriebene kontinuierliche Modus des Betriebs ist.
  • Eines oder mehrere Leistungssteuerregister 156 können einen oder mehrere Parameter des Schaltkreises 132 auf Arten und Weisen steuern, welche nachstehend vollständig beschrieben werden.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann ebenso einen Bus-Interface-Schaltkreis 160 beinhalten. Der Bus-Interface-Schaltkreis 160 kann derart gekoppelt sein, dass dieser das X-Y-Winkelsignal 100a und das Drehgeschwindigkeitssignal 138a empfängt. Optional kann der Bus-Interfaceschaltkreis 160 derart gekoppelt sein, dass dieser das Richtungssignal 144a und/oder das Umdrehungszählsignal 148a empfängt. Der Bus-Interface-Schaltkreis 160 ist mit einer Bus-Interface-Struktur 162 gekoppelt, um mit einem anderen Prozessor (nicht näher dargestellt) über ein Standartformat, beispielsweise ein SENT-Format ein serial-peripheral-interface formst (SPI) oder ein I2C-Format zu kommunizieren. Die Bus-Interface-Struktur kann das X-Y-Winkelsignal 100a oder das Drehgeschwindigkeitssignal 138a zu dem anderen Prozessor kommunizieren. Optional kann der Bus-Interface-Schaltkreis 160 das Richtungssignal 144a und/oder das Umdrehungszählsignal 148a zu dem anderen Prozessor kommunizieren.
  • So wie dies hierin verwendet wird, beschreibt der Begriff „Bus” entweder einen parallelen Bus oder einen seriellen Bus.
  • Der Bus-Interface-Schaltkreis 160 kann verschiedene Kontrolldaten auf der Bus-Interface-Struktur 162 empfangen. Der Bus-Interface-Schaltkreis 160 kann die Kontrolldaten 160A zu einem Dekoderschaltkreis 162 kommunizieren, welcher die dekodierte Information 162A zu Hauptkontrollregistern 164 kommuniziert, welcher die dekodierten Steuerdaten speichern kann. Die Hauptsteuerregister 164 können ein Modulssteuersignal 164A kommunizieren, um Register innerhalb der verschiedenen vorstehend beschriebenen und nachstehend beschriebenen Module zu steuern, um das Verhalten der Module zu beeinflussen.
  • Der Magnetfeldsensor 70 kann ebenso einen Leistungssteuerschaltkreis 166 beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a empfängt. Der Leistungssteuerschaltkreis 166 kann ebenso derart gekoppelt sein, dass dieser ein Signal 176 von einem Leistungssteuerpin des Magnetfeldsensors 70 empfängt, d. h. von einem externen integrierten Schaltkreispin.
  • Der Leistungssteuerschaltkreis 166 kann einen Oszillator 170 beinhalten, der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Taktsignal 170a erzeugt. Der Leistungssteuerschaltkreis 166 kann ebenso einen Timerschaltkreis beinhalten, der derart gekoppelt ist, dass dieser das Taktsignal 170a empfängt, und dieser kann derart konfiguriert sein, dass dieser ein Timingsignal 172a synchron mit dem Taktsignal 170a erzeugt (d. h., ein Signal mit Pulsen).
  • Das Timingsignal 172a kann einen Strang bzw. eine Abfolge von Pulsen beinhalten, welche in einer Rate auftreten, die durch eine Frequenz des Taktsignals 170a bestimmt ist. Bei einigen Ausführungsformen können die Pulse des Timingsignals 172a mit einer Rate von etwa 10 ms auftreten und haben Pulsdauern von etwa 500 μs.
  • Ein Gatter 174, beispielsweise ein Oder-Gatter kann derart gekoppelt sein, dass dieser das Timingsignal 172a empfängt, und dieses kann derart gekoppelt sein, dass dieses das Leistungssteuer-Pin-Signal 176 empfängt, und kann derart gekoppelt sein, dass dieser das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152 empfängt. In Reaktion auf die Eingangssignale, kann das Gatter 174 ein Leistungssteuersignal 174a erzeugen, welches auf irgendeines der Eingangssignale reagiert.
  • Im Betrieb arbeitet das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 174a als ein Torsignal bzw. ein Gating-Signal, um es beiden Signalen 172, 176 zu erlauben, die Module 71, 90 und 132 an oder aus zu schalten, wenn sich das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a in einem ersten von zwei Zuständen befindet (d. h., in dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs). Falls es sich in dem anderen Zustand befindet, erlaubt das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a dem Leistungsteuerschaltkreis 166 nicht, die Module 71, 90 und 132 an oder aus zu schalten (d. h., in dem kontinuierlichen Modus des Betriebs).
  • Wenn es durch das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a in den diskontinuierlichen Modus des Betriebs gebracht wird, kann ein wesentlicher Teil des Magnetfeldsensors 70 an- und ausgetaktet werden, beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Timingsignal 172a, um Leistung zu sparen. Jedes Mal, wenn der Magnetfeldsensor 70 ausgeschaltet wird, wird ein Winkel des Zielobjektes bei diesem Zeitpunkt in dem Leistungsteuer-Vorwinkelregister 156 gespeichert. Jedes mal, wenn der Magnetfeldsensor 70 angeschaltet wird, wird der Leistungssteuerungs-Vorwinkelwert 156a durch den Umdrehungszählermessschaltkreis 142 verarbeitet, um zu identifizieren, ob sich das Zielobjekt gedreht hat, in welche Richtung es gedreht hat, und ob die Drehung durch 0 oder 180 Grad seit dem Zeitpunkt, bei dem der Magnetfeldsensor 70 ausgeschaltet wurde, gekreuzt hat.
  • Ebenso kann der Geschwindigkeitstestschaltkreis 150 jedes mal, wenn der Magnetfeldsensor 70 eingeschaltet wird, die Drehgeschwindigkeit des Objektes testen, um zu identifizieren, ob das Geschwindigkeitsschwellwerts-Modussteuersignal 152 in einem Zustand sein sollte oder darin verbleiben sollte, um es dem Magnetfeldsensor 70 zu ermöglichen, an- und auszuschalten (diskontinuierlicher Modus des Betriebs), oder ob das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a in einem Zustand sein sollte, um es dem Magnetfeldsensor 70 nicht zu erlauben, an- und auszuschalten (kontinuierlicher Modus des Betriebs).
  • Die einen oder mehreren Steuerregister 180 in dem Messschaltkreis 71 können eine Vielfalt von Parameter von den Hauptsteuerregistern 164 empfangen und speichern, beinhaltend, aber nicht darauf beschränkt, einen Frequenzwert, welcher einer Frequenz entspricht, bei dem der Oszillator 78 tätig sein wird, einen Schrittwert, welcher zu dem Schaltschaltkreis 74 kommuniziert wird, entsprechend den Schrittgrößen zwischen benachbarten vertikalen Hallelementen innerhalb des CVH-Messelements 72, Stromausgangswerte, welche den Stromquellen 86, 84 entsprechen, Teilerverhältnisse der Teiler 80, 88, und ein Choppen-Aktivierungswert, der dem entspricht, ob der Schaltschaltkreis 76 ein Choppen erzeugt oder ein Choppen nicht erzeugt.
  • Das eine oder die mehreren Steuerregister 112 des X-Y-Richtungskomponentenschaltkreises 90 kann ebenso eine Vielfalt von Parameter von dem Bus-Interfaceschaltkreis 160 empfangen und speichern, beinhaltend, jedoch nicht darauf beschränkt, Filtercharakteristiken des Bandpassfilters 94, 116, (z. B., mit Frequenz und Bandbreite) und die Schwellwerte 120, 122.
  • Das eine oder die mehreren Steuerregister 156 des Schaltkreises 132 können ebenso eine Vielfalt von Parameter von den Hauptsteuerregistern 164 empfangen und speichern, beinhaltend, jedoch nicht darauf beschränkt, den Geschwindigkeitsschwellwert 154a, den Zeitwert 140a, und eine Schaltereinstellung für den Schalterschaltkreis 132, der dem entspricht, welcher der Vorwinkelregister verwendet wird, um den Vorwinkelwert 132a zu erzeugen.
  • Das eine oder die mehreren Steuerregister 178 innerhalb des Leistungssteuerschaltkreises 166 können ebenso eine Vielfalt von Parameter von den Hauptsteuerregistern 146 speichern, beinhaltend, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Frequenz des Oszillators 170, ein Steuersignalwert 178A, um eine Pulsbreite des Timingsignal 172a zu steuern und/oder den Timerschaltkreis 172 an- oder auszuschalten, wobei die automatische Leistungstaktung an- oder ausgeschaltet wird, welcher aus dem Timingsignal 172a resultiert.
  • Es ist sollte geschätzt werden, dass die 4 und 5 Flussdiagramme zeigen, welche der nachstehend in Erwägung gezogenen Technik entsprechen, welche in den Magnetfeldsensor 70 implementiert werden würde (3). Rechteckförmige Elemente (verkörpert durch das Element 208 in 4), hierin als „Verarbeitungsblöcke” bezeichnet, repräsentieren Computersoftwareinstruktionen oder Gruppen von Instruktionen. Diamantförmige Elemente (verkörpert durch Element 204 in 3), hierin als „Entscheidungsblöcke” bezeichnet, repräsentieren Computersoftwareinstruktionen oder Gruppen von Instruktionen, welche die Ausführung der Computersoftwareinstruktionen, welche durch die Verarbeitungsblöcke repräsentiert werden, beeinflussen.
  • Alternativ repräsentieren Verarbeitungs- und Entscheidungsblöcke Schritte, die durch funktional äquivalente Schaltkreise, wie zum Beispiel einen Schaltkreis eines digitalen Signalprozessors oder eine applikationsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC), durchgeführt werden. Die Flussdiagramme geben nicht die Syntax von irgendeiner speziellen Programmiersprache wieder. Sondern geben die Flussdiagramme die funktionale Information wieder, welche für den Fachmann erforderlich ist, um Schaltkreise herzustellen oder Computersoftware zu erzeugen, um die Verarbeitung durchzuführen, welche für die spezielle Vorrichtung erforderlich ist. Es wird angemerkt, dass viele standardmäßige Programmelemente, wie zum Beispiel die Initialisierung von Schleifen und Variablen oder die Verwendung von temporären Variablen, nicht gezeigt sind. Es wird durch den Fachmann gewürdigt werden, dass, solange dies nicht hierin anders angegeben ist, die spezielle Sequenz von Blöcken nur illustrativ beschrieben ist und variiert werden kann, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Daher sind diese von nicht geordneter Bedeutung, soweit dies nicht in den nachstehend beschriebenen Blöcken anders beschrieben wird, so dass, soweit dies möglich ist, die Schritte in irgendeiner geeigneten oder gewünschten Reihenfolge durchgeführt werden können.
  • Nunmehr Bezug nehmend auf 4 kann ein Verfahren 200 den Betrieb des Magnetfeldsensors 70 von 3 in dem kontinuierlichen und dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs beschreiben.
  • Das Verfahren kann in dem vorstehend beschriebenen diskontinuierlichen Modus des Betriebs beginnen, wobei in diesem Fall der Modus zuerst auf den diskontinuierlichen Modus festgelegt wird (z. B., das Geschwindigkeitsschwellwert-Leistungsmodussteuersignal 152a der 3 ist gelöscht) und das Verfahren 200 wird bei dem Schlafzustand 202 aufgenommen. Alternativ kann das Verfahren in dem vorstehend beschriebenen kontinuierlichen Modus des Betriebs beginnen, wobei in diesem Fall der Modus zuerst auf den kontinuierlichen Modus festgelegt wird (z. B., das Geschwindigkeitsschwellwert-Leistungsmodussteuersignal 152a der 3 wird gesetzt) und das Verfahren 200 wird in dem Wachzustand 206 aufgenommen.
  • Zum Zwecke der Diskussion wird angenommen, dass das Verfahren bei Schritt 202 beginnt, wo ein Schlafzustand des Magnetfeldsensors 70 der 3 mit dem Modus aufgenommen wird, welcher auf den diskontinuierlichen Modus festgelegt ist.
  • Bei Block 204 wird bestimmt, ob entweder ein Anschaltsignal bei dem Leistungssteuerungs-Pin-Signal 176 oder ein Puls in dem Timingsignal 172a erfasst wird und indikativ für eine Anschaltbedingung ist. Falls eines von beiden Signalen Indikativ für eine Einschaltbedingung bzw. einen Einschaltzustand ist, dann fährt das Verfahren mit Block 206 fort, bei dem der Wachzustand, d. h., eine Anschaltbedingung, aufgenommen wird, und alle Module des Magnetfeldsensors 70 der 3 werden mit Hilfe des Leistungssteuer-(PC)-Signals 174a eingeschaltet. Sobald der Wachzustand erreicht ist, fährt das Verfahren mit Block 208 fort, wo der aktuelle Winkel gemessen wird, beispielsweise durch den X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis 90 der 3, um das X-Y-Winkelsignal 100a zu erzeugen.
  • Dies ist nicht in Schritten gezeigt, sollte dies jedoch das erste Mal des Durchführens des Verfahrens 200 sein, können vor dem nächsten Block 210 Verlaufsregister 124 der 3 zuerst mit einer aktuellen Winkelmessung geladen werden und die Verlaufsregister 124 können ein weiteres Mal getaktet werden, um einen aktuellen Winkelwert in dem aktuellen Winkelregister 126a zu etablieren, welcher zu den Werten in den anderen Registern 126B–126N unterschiedlich ist, falls sich das Zielobjekt dreht. Das PC-Vorwinkelregister 156 kann ebenso zuerst mit dem unterschiedlichen Wert in den anderen Registern geladen werden.
  • Anstelle dessen wird nun angenommen, dass dieses Verfahren für eine Zeit aktiv war, werden die Verlaufsregister 126a–126N unterschiedliche Werte halten bzw. aufweisen, falls sich das Zielobjekt dreht und das PC-Vorwinkelregister wird einen Wert eines Winkels des Zielobjektes halten, welcher das letzte Mal gespeichert wurde, wo der Magnetfeldsensor 70 ausgeschaltet war (d. h., in dem Schlafzustand 202).
  • Bei Block 210 wird der gemessene aktuelle Winkel des X-Y-Winkelwerts 100a mit dem anderen Winkelwert verglichen, der entweder von dem PC-Vorwinkelwert 156a oder dem Vorwinkelwert 132a der 3 ausgewählt wird, beispielsweise durch den Umdrehungszähler-Messschaltkreis 142 der 3. Die Auswahl wird durch den Schalter 157 der 3 in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus ausgewählt, in welchem das Verfahren 200 aufgenommen wird. Beispielsweise, falls dieses in dem diskontinuierlichen Modus aufgenommen wird, wählt der Schalter 52A den PC-Vorwinkelwert 156a zum Vergleich aus.
  • Auf diese Weise wird bei Block 220 bestimmt, beispielsweise durch den 0 oder 180 Grad Detektor 146 der 3, ob die Drehung des Zielobjektes durch 0 oder 180 Grad seit dem letzen Mal, bei dem der Magnetfeldsensor 70 der 3 ausgeschaltet war, gekreuzt, bzw. durchschritten hat.
  • Falls das Kreuzen von 0 oder 180 Grad aufgetreten ist, fährt das Verfahren mit Block 220 fort, wo die Richtung der Drehung des Objektes seit dem letzten Mal, bei dem es ausgeschaltet war, bestimmt wird, beispielsweise durch den Richtungsdetektor 144 der 3. Da der Modus der diskontinuierliche Modus ist, wird wieder der PC-Vorwinkel zum Vergleich mit dem aktuellen Winkelwert verwendet.
  • Bei Block 224 wird bestimmt, ob die Richtung der Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn war, seit der Magnetfeldsensor 70 das letzte Mal abgeschaltet war. Falls die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn war, fährt das Verfahren mit Block 226 weiter, wo ein Umdrehungszähler, beispielsweise der Umdrehungszähler 148a der 3, inkrementiert wird. Auf der anderen Seite, falls die Richtung bei Block 224 nicht entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn war, dann fährt das Verfahren anstelle dessen mit Block 228 fort, wo der Umdrehungszähler dekrementiert wird. Es wird erkannt werden, dass der Umdrehungszähler 148 der 3 ebenso das Durchgangssignal 146a empfängt, welches bei Block 220 identifiziert wird. Das Verfahren fährt dann mit Block 230 fort.
  • Bei Block 230 wird die Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes berechnet, beispielsweise durch den Schaltkreis 134 der 3. Auf diese Weise verwenden der Schaltkreis 134 der 3 und der Block 230 den Zeitwert 140a der 3, den aktuellen Winkelwert 128 der 3, den Vorwinkelwert 132a der 3, das Durchgangssignal 146a der 3, als Eingang für das Richtungssignal 144a der 3. Das Verfahren des Blocks 230 wird nachstehend in Verbindung mit 5 vollständiger beschrieben. Es sei hier ausreichend zu sagen, dass bei Block 230 das Drehgeschwindigkeitssignal 138a der 3 berechnet wird. Das Verfahren fährt dann mit Block 232 fort.
  • Bei Block 232, falls die erfasste Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes größer ist, als der Geschwindigkeitsschwellwert, beispielsweise als der Geschwindigkeitsschwellwert 154a der 3, dann fährt das Verfahren mit Block 238 fort.
  • Bei Block 238, da das Zielobjekt bei Block 232 als schnell drehend identifiziert worden ist, wird das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152 der 3 auf die Bedingung bzw. den Zustand gesetzt, dass der Einschaltzustand oder Wachzustand mit Hilfe des Leistungsteuerschaltkreises 166 der 3 beibehalten wird. Zu diesem Wert wird das Geschwindigkeitsschwellwert-Leistungsmodussteuersignal 152a der 3 gesetzt.
  • Bei Block 240 wird der aktuelle Winkelwert des Y-X-Winkelsignals 100a in dem Leistungssteuer-Vorwinkelregister 156 der 3 gespeichert. Dann kehrt das Verfahren 200 zu dem Wachzustand bei Block 206 zurück.
  • Bei Block 232, falls die Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes nicht größer ist, als der Geschwindigkeitsschwellwert, d. h., das Zielobjekt dreht sich langsam, fährt das Verfahren an Stelle dessen mit Block 234 fort.
  • Bei Block 234, da das Zielobjekt bei Block 232 als langsam drehend identifiziert wurde, wird das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal 152a der 3 auf den Zustand gelöscht, der die Leistung zwischen Schlaf- und Wachzuständen mit Hilfe des Leistungsteuerschaltkreises 166 der 3 takten wird. Zu diesem Zweck wird das Geschwindigkeitsschwellwert-Leistungsmodussteuersignal 152a der 3 gelöscht.
  • Bei Block 236 wird der aktuelle Winkelwert des X-Y-Winkelsignals 100a in das Leistungssteuer-Vorwinkelregister 156 der 3 gespeichert, und das Verfahren 200 kehrt zu Block 204 zurückt.
  • Bei Block 204, falls entweder das Leistungssteuer-Pin-Signal 167 oder das Leistungsteuertimersignal 17A nicht indikativ für den Wachzustand sind, kehrt das Verfahren zu Block 202 zurück, wobei dadurch eine Schleife in dem Schlafzustand ausgeführt wird.
  • Bei Block 220, falls die Drehung des Zielobjektes 0 oder 180 Grad nicht gekreuzt hat, dann fährt das Verfahren 200 direkt mit Block 230 fort, so wie es keinen Bedarf gibt, die Richtung bei Block 220 zu bestimmen oder den Umdrehungszähler bei den Blöcken 226, 228 jeweils zu inkrementieren oder dekrementieren.
  • Es sollte verstanden werden, dass falls der Wachzustand des Blocks 206 bei Block 240 erreicht wird, d. h., in dem kontinuierlichen Modus des Betriebs, dann wird bei den Blöcken 210 und 222 zum Vergleich mit dem aktuellen Winkelwert der Vorwinkelwert 132a der 3 (anstelle des PC-Vorwinkelwerts 156a) verwendet.
  • Nun Bezug nehmen auf 5 entspricht ein Verfahren 250 zum Bestimmen der Drehgeschwindigkeit des Zielobjektes dem Block 230 der 4. Das Verfahren beginnt bei Block 254, wo der Winkelupdatetakt 88a der 3 inspiziert wird.
  • Bei Block 254 fährt das Verfahren dann mit Block 256 fort, falls eine Flanke, beispielsweise eine steigende Flanke, des Winkelupdatetaktes 88a erfasst wird.
  • Bei Block 256 werden die Inhalte der Verlaufsregister 124 der 3 nach unten verschoben, beispielsweise um ein Register, und bei Block 258 wird das aktuelle X-Y-Winkelsignal 88a in das aktuelle Winkelregister 126a der 3 eingegeben.
  • Bei Block 260 wird bestimmt, beispielsweise durch den 0 oder 180 Grad Detektor 146, ob sich das Zielobjekt durch 0 oder 180 Grad gedreht hat.
  • Falls sich das Zielobjekt durch 0 oder 180 Grad gedreht hat, fährt dann das Verfahren mit Block 262 fort.
  • Bei Block 262, falls sich das Zielobjekt entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung gedreht hat, so wie dies beispielsweise durch den Richtungsdetektor 144 erfasst wird, fährt das Verfahren dann mir Block 246 fort.
  • Bei Block 264 wird ein Gegenteil des aktuellen Winkelwerts 128 der 3 berechnet, beispielsweise durch den Subtraktionsprozessor 136 der 3.
  • Bei Block 266 wird beispielsweise durch den Subtraktionsprozessor 136 eine Differenz zwischen dem Gegenteil des aktuellen Winkelwerts 128 und dem Vorwinkelwert 132a der 3 berechnet.
  • Bei Block 268 wird die vorstehende Differenz durch den Zeitwert 140a der 3 dividiert, beispielsweise durch den Teilerschaltkreis 138 der 3, wobei dies in dem Drehgeschwindigkeitssignal 144a resultiert.
  • Bei Block 260, falls die Drehung des Zielobjekts nicht durch 0 oder 180 Grad hindurchgetreten ist, fährt das Verfahren anstelle dessen mit Block 276 fort, wo eine Differenz zwischen dem aktuellen Winkelwert 128 und dem Vorwinkelwert 132 berechnet wird.
  • Bei Block 278 wird die vorstehende Differenz durch den Zeitwert 140a der 3 dividiert, beispielsweise durch den Teilerschaltkreis 138 der 3, wobei dies in dem Drehgeschwindigkeitssignal 144a resultiert.
  • Bei Block 262, falls die Drehung des Zielobjektes nicht entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erfolgt ist, fährt das Verfahren 250 dann mit Block 270 fort, wo ein Gegenteil des Vorwinkelwerts 132a der 3 berechnet wird, beispielsweise durch den Subtraktionsprozessor 136 der 3.
  • Bei Block 272 wird eine Differenz zwischen dem Gegenteil des Vorwinkelwerts 132a und dem aktuellen Winkelwert 128 beispielsweise durch den Subtraktionsprozessor 136 berechnet.
  • Bei Block 247 wird die vorstehende Differenz durch den Zeitwert 140a der 3 dividiert, beispielsweise durch den Teilerschaltkreis 138 der 3, wobei dies in dem Drehgeschwindigkeitssignal 144a resultiert.
  • Bei Block 254, falls keine Flanke des Winkelupdatetaktsignals 88a erfasst wird, fährt das Verfahren mit der Schleife am Anfang fort, wobei auf eine Flanke des Winkelupdatetaktsignals 88a gewartet wird.
  • Alle hierin zitierten Referenzen sind mit durch Referenzierung vollständig hierin mit aufgenommen.
  • Nachdem die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben sind, welche der Illustration von verschiedenen Konzepten, Strukturen und Techniken dienen, welche Gegenstand dieses Patents sind, so wird es nun für den Fachmann klar werden, dass andere Ausführungsformen, welche diese Konzepte, Strukturen und Techniken beinhalten, verwendet werden können. Entsprechend wird mitgeteilt, dass der Umfang des Patents nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein sollte, sondern nur durch den Geist und Umfang der nachfolgenden Ansprüche begrenzt sein sollte.

Claims (32)

  1. Magnetfeldsensor zum Abtasten einer Drehung eines Objekts, aufweisend: ein Halbleitersubstrat mit ersten und zweiten parallelen Hauptoberflächen; eine Mehrzahl von Magnetfeldsensierungselementen, welche auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind, wobei die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselemente derart konfiguriert ist, dass diese eine jeweilige Mehrzahl von Magnetfeldsensierungselementausgangssignalen in Reaktion auf ein Magnetfeld mit einer Richtungskomponente in einer X-Y-Ebene, welche parallel zu der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ist, erzeugen, und wobei die X-Y-Ebene eine X-Richtung und eine Y-Richtung, welche orthogonal zu der X-Richtung ist, aufweist; einen X-Y-Richtungskomponentenschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, welcher derart gekoppelt ist, dass dieser ein erstes Zwischensignal empfängt, welches die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselementausgangssignale repräsentiert, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein X-Y-Winkelsignal als ein erstes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor erzeugt, welches indikativ für einen Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y-Ebene ist; und einen Drehgeschwindigkeitsabtastschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser ein Signal empfängt, welches das X-Y-Winkelsignal repräsentiert, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Drehgeschwindigkeitssignal als ein zweites Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor erzeugt, welches indikativ für eine Drehgeschwindigkeit des Objekts ist.
  2. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselemente als eine kreisförmige vertikale Hall(CVH)-Struktur angeordnet ist, wobei jedes der Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselemente ein jeweiliges vertikales Hallelement der CVH-Struktur ist, welche auf einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist.
  3. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: eine Mehrzahl von Speicherregistern, welche auf dem Halbleitersubstrat angeordnet sind, und welche derart konfiguriert sind, dass diese einen aktuellen Winkelwert speichert, welcher von dem X-Y-Winkelsignal bei einem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird, und welche derart konfiguriert ist, dass diese einen Vorwinkelwert speichert, welcher von dem X-Y-Winkelsignal bei einem zweiten Zeitpunkt vor dem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird.
  4. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 3, wobei der Drehgeschwindigkeitsabtastschaltkreis folgendes aufweist: einen Subtraktionsschaltkreis, der derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser den Vorwinkelwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser eine Differenz zwischen einem Wert, welcher den aktuellen Winkelwert repräsentiert, und einem Wert, welcher den Vorwinkelwert repräsentiert, berechnet, um einen Differenzwert zu erzeugen.
  5. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 4, wobei der Drehgeschwindigkeitsabtastschaltkreis ferner folgendes aufweist: einen Teilerschaltkreis, der derart gekoppelt ist, dass dieser den Differenzwert empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser einen Zeitwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, das dieser den Differenzwert durch den Zeitwert dividiert, um das Drehgeschwindigkeitssignal zu erzeugen.
  6. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: ein Leistungssteuer-Vorwinkelregister, welches auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welches derart konfiguriert ist, dass dieses einen Leistungssteuer-Vorwinkelwert speichert, welcher von dem X-Y-Winkelsignal abgeleitet wird, wobei der Leistungssteuer-Vorwinkelwert einen Wert des X-Y-Winkelsignals bei einem vorausgegangenen Zeitpunkt repräsentiert; und einen Richtungsdetektorschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den Leistungssteuer-Vorwinkelwert empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert mit dem Leistungssteuer-Vorwinkelwert vergleicht, um ein Richtungssignal als ein drittes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Richtung der Drehung des Objekts ist.
  7. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend: einen 0 und 180 Grad Detektorschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert empfängt, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser den Leistungssteuer-Vorwinkelwert empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den aktuellen Winkelwert mit dem Leistungssteuer-Vorwinkelwert vergleicht, um ein Durchgangssignal zu erzeugen, was zumindest indikativ für eine Drehung des Objekts durch 0 Grad ist.
  8. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend: einen Umdrehungszählerschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser das Richtungssignal empfängt, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser das Durchgangssignal empfängt, und welcher derart konfiguriert ist, dass dieser das Richtungsausgangssignal und das Durchgangssignal verwendet, um ein Umdrehungszählsignal als ein viertes Ausgangssignal vom dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Zählung einer Anzahl der Drehungen des Objektes ist, wobei die Zählung der Anzahl der Drehungen durch das Addieren der Drehungen des Objektes, welche in eine erste Richtung auftreten, und das Subtrahieren von Drehungen des Objektes, welche in eine zweite, unterschiedliche Richtung auftreten, abgeleitet wird.
  9. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 7, wobei der Subtraktionsschaltkreis ebenso derart gekoppelt ist, dass dieser das Richtungssignal und das Durchgangssignal empfängt, und der Subtraktionsschaltkreis derart konfiguriert ist, dass dieser zumindest eines des Richtungssignals oder des Durchgangssignals verwendet, um zu identifizieren, ob zumindest einer des aktuellen Winkelwerts oder des Vorwinkelwerts invertiert werden sollte, um entweder den Wert, welcher den aktuellen Winkelwert repräsentiert, durch Invertieren des aktuellen Winkelwerts zu erzeugen, oder den Wert, der den Vorwinkelwert repräsentiert, durch Invertieren des Vorwinkelwerts zu erzeugen.
  10. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 2, wobei der X-Y-Richtungskomponentenprozessor folgendes aufweist: einen Bandpassfilter, der derart gekoppelt ist, dass dieser ein zweites Zwischensignal empfängt, dass die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselementausgangssignale repräsentiert, und der derart konfiguriert ist, dass dieser ein gefiltertes Signal erzeugt; einen Zählerschaltkreis, der derart gekoppelt ist, dass dieser das gefilterte Signal empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser ein Taktsignal empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser eine Phase des Taktsignals mit einer Phase des gefilterten Signals vergleicht, um das X-Y-Winkelsignal vorzusehen.
  11. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 10, wobei das gefilterte Signal eine AC-Signalkomponente mit einer Phase aufweist, die auf den Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y-Ebene reagiert.
  12. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend einen Leistungssteuerschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, wobei der Leistungsteuerschaltkreis folgendes aufweist: einen Timer der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Timingsignal mit ersten und zweiten Zuständen erzeugt, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet und sich in Reaktion auf den zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet.
  13. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend: einen Leistungskontroller, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und der derart gekoppelt ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal empfängt, und der derart gekoppelt ist, dass dieser einen Geschwindigkeitsschwellwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal mit dem Geschwindigkeitsschwellwert vergleicht, und der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich erzeugt.
  14. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 13, wobei der Leistungssteuerschaltkreis ferner ein Gate aufweist, dass derart gekoppelt ist, dass dieses das Timingsignal empfängt, und das derart gekoppelt ist, dass dieses das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal empfängt, und derart konfiguriert ist, dass dieses den Abschnitt des Magnetfeldsensors einschaltet, falls sich das Timingsignal in dem ersten Zustand befindet, während sich das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal in dem ersten Zustand befindet.
  15. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 2, wobei die Mehrzahl der vertikalen Hallelemente in einer Mehrzahl von Kombinationen angetrieben und abgearbeitet, wobei jede Kombination eine unterschiedliche Gruppe von vertikalen Hallelementen aufweist, und wobei jede Gruppe von vertikalen Hallelementen eine vorbestimmte Anzahl von vertikalen Hallelementen aufweist.
  16. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 15, wobei jede Gruppe von vertikalen Hallelementen gemultiplext wird, wobei ein Unterschiedlicher von jeder Gruppe von vertikalen Hallelementen derart gekoppelt ist, dass dieser einen entsprechenden Strom zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt empfängt.
  17. Ein Verfahren, welches in einem Magnetfeldsensor verwendet wird, aufweisend: Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, einer Mehrzahl von Magnetfeldsensierungselementausgangssignalen mit einer entsprechenden Mehrzahl von Magnetfeldsensierungselementen, welche auf einem Halbleitersubstrat angeordnet sind, wobei die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselementausgangssignale auf ein Magnetfeld reagiert, welches eine Richtungskomponente in einer Y-X-Ebene aufweist, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ist, wobei die X-Y-Ebene eine X-Richtung und eine Y-Richtung, die orthogonal zu der Y-Richtung ist, aufweist; Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Y-X-Winkelsignals als ein erstes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor, welches indikativ für einen Winkel der Richtungskomponente in der Y-X-Ebene in Reaktion auf ein erstes Zwischensignal ist, welches die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselementausgangssignale repräsentiert; und Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Drehgeschwindigkeitssignals als zweites Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor, welches indikativ für eine Drehgeschwindigkeit des Objektes ist, in Reaktion auf ein Signal, das das X-Y-Winkelsignal repräsentiert.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselemente als eine kreisförmige, vertikale Hall-(CVH)-Struktur angeordnet ist, wobei jeder der Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselemente ein jeweiliges vertikales Hallelement der CVH-Struktur ist, welche auf einem gemeinsamen kreisförmigen Implantationsbereich in der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend: Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines aktuellen Winkelwerts, welcher von dem X-Y-Winkelsignal bei einem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird; und Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines Vorwinkelwerts, welcher von dem X-Y-Winkelsignal bei einem zweiten Zeitpunkt vor dem ersten Zeitpunkt abgeleitet wird.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Erzeugen des Drehgeschwindigkeitssignals folgendes aufweist: Berechnung einer Differenz zwischen einem Wert, der den aktuellen Winkelwert repräsentiert, und einem Wert, der dem Vorwinkelwert repräsentiert, um einen Differenzwert zu erzeugen.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei das Erzeugen des Drehgeschwindigkeitssignals ferner folgendes aufweist: Teilen des Differenzwerts durch einen Zeitwert, um das Drehgeschwindigkeitssignal zu erzeugen.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 21, ferner aufweisend: Speichern, in dem Magnetfeldsensor, eines Leistungssteuer-Vorwinkelwerts, welcher von dem X-Y-Winkelsignal abgeleitet wird, wobei der Leistungssteuer-Vorwinkelwert einen Wert des X-Y-Winkelsignals bei einem vorausgegangenen Zeitpunkt repräsentiert; und Vergleichen, in dem Magnetfeldsensor, des aktuellen Winkelwerts mit dem Leistungssteuer-Vorwinkelwert, um ein Richtungssignal als ein drittes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Richtung der Drehung des Objekts ist.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend: Vergleichen, in dem Magnetfeldsensor, des aktuellen Winkelwerts mit dem Leistungssteuer-Vorwinkelwert, um ein Durchgangssignal zu erzeugen, das zumindest indikativ für das Drehen des Objekts über 0 Grad ist.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 23, ferner aufweisend: Verwenden, in dem Magnetfeldsensor, des Richtungsausgangssignals und des Durchgangssignals, um ein Umdrehungszählsignal als ein viertes Ausgangssignal von dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, welches indikativ für eine Zählung einer Anzahl der Drehungen des Objekts ist, wobei die Zählung der Anzahl der Drehungen durch das Addieren der Drehungen des Objekts, welche in eine erste Richtung auftreten, und das Subtrahieren von Drehungen des Objekts, welche in eine zweite, unterschiedliche Richtung auftreten, abgeleitet wird.
  25. Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei das Berechnen des Unterschieds folgendes aufweist: Verwenden, in dem Magnetfeldsensor, zumindest eines des Richtungssignals oder des Durchgangssignals, um zu identifizieren, ob zumindest einer des aktuellen Winkelwerts oder des Vorwinkelwerts invertiert werden sollte, um entweder den Wert, der den aktuellen Winkelwert repräsentiert, durch das Invertieren des aktuellen Winkelwerts zu erzeugen, oder um den Wert, der den Vorwinkelwert repräsentiert, durch Invertieren des Vorwinkelwerts zu erzeugen.
  26. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Erzeugen des X-Y-Winkelsignals folgendes aufweist: Filtern eines zweiten Zwischensignals, welches die Mehrzahl der Magnetfeldsensierungselementausgangssignale repräsentiert, um ein gefiltertes Signal zu erzeugen; und Vergleichen einer Phase eines Taktsignals mit einer Phase des gefilterten Signals, um das X-Y-Winkelsignal vorzusehen.
  27. Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das gefilterte Signal eine AC-Signalkomponente mit einer Phase aufweist, welche auf den Winkel der Richtungskomponente des Magnetfelds in der X-Y-Ebene reagiert.
  28. Verfahren gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend: Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Timingsignals mit ersten und zweiten Zuständen, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet, und sich in Reaktion auf den zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet.
  29. Verfahren gemäß Anspruch 28, ferner aufweisend: Vergleichen, in dem Magnetfeldsensor, des Drehgeschwindigkeitssignals mit einem Geschwindigkeitsschwellwert; und Erzeugen, in dem Magnetfeldsensor, eines Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignals mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich des Drehgeschwindigkeitssignals mit dem Geschwindigkeitsschwellwert.
  30. Verfahren gemäß Anspruch 29, ferner aufweisend: Einschalten des Abschnitts des Magnetfeldsensors, falls sich das Timingsignal in dem ersten Zustand befindet, während sich das Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal in dem ersten Zustand befindet.
  31. Magnetfeldsensor zum Abtasten einer Drehung eines Objekts, aufweisend: einen Leistungssteuerschaltkreis, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, wobei der Leistungssteuerschaltkreis folgendes aufweist: einen Timer, der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Timingsignal mit ersten und zweiten Zuständen erzeugt, wobei sich ein Abschnitt des Magnetfeldsensors in Reaktion auf den ersten Zustand des Timingsignals einschaltet, und sich in Reaktion auf den zweiten Zustand des Timingsignals ausschaltet, was einem diskontinuierlichen Modus des Betriebs entspricht.
  32. Magnetfeldsensor gemäß Anspruch 31, ferner aufweisend: einen Leistungscontroller, welcher auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser ein Drehgeschwindigkeitssignal empfängt, welches indikativ für die Drehgeschwindigkeit des Objekts ist, und welcher derart gekoppelt ist, dass dieser einen Geschwindigkeitsschwellwert empfängt, und der derart konfiguriert ist, dass dieser das Drehgeschwindigkeitssignal mit dem Geschwindigkeitsschwellwert vergleicht, und der derart konfiguriert ist, dass dieser ein Geschwindigkeitsschwellwert-Modussteuersignal mit ersten und zweiten Zuständen in Übereinstimmung mit dem Vergleich erzeugt, wobei der erste Zustand des Geschwindigkeitsschwellwertsteuersignals darin resultiert, dass sich der Magnetfeldsensor in einem kontinuierlichen Modus des Betriebs befindet, bei dem der Abschnitt des Magnetfeldsensors kontinuierlich angeschaltet ist, und wobei der zweite Zustand des Geschwindigkeitsschwellwertsteuersignals darin resultiert, dass der Abschnitt des Magnetfeldsensors durch das Timingsignal in dem diskontinuierlichen Modus des Betriebs gesteuert wird.
DE112012001676.9T 2011-04-12 2012-04-04 Magnetfeldsensor, welcher ein Ausgangssignal vorsieht, das einen Drehwinkel und eine Drehgeschwindigkeit eines Zielobjekts repräsentiert Active DE112012001676B8 (de)

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US13/084,745 US8729890B2 (en) 2011-04-12 2011-04-12 Magnetic angle and rotation speed sensor with continuous and discontinuous modes of operation based on rotation speed of a target object
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WO (1) WO2012141950A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023021130A1 (de) * 2021-08-19 2023-02-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ermittlung einer geschwindigkeit eines einspurigen fahrzeugs

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9606190B2 (en) * 2012-12-21 2017-03-28 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor arrangements and associated methods
US9417295B2 (en) * 2012-12-21 2016-08-16 Allegro Microsystems, Llc Circuits and methods for processing signals generated by a circular vertical hall (CVH) sensing element in the presence of a multi-pole magnet
US9523589B2 (en) * 2013-02-12 2016-12-20 Asahi Kasei Microdevices Corporation Rotation angle measurement apparatus
US9389060B2 (en) * 2013-02-13 2016-07-12 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and related techniques that provide an angle error correction module
US9400164B2 (en) * 2013-07-22 2016-07-26 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and related techniques that provide an angle correction module
US10120042B2 (en) * 2013-12-23 2018-11-06 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and related techniques that inject a synthesized error correction signal into a signal channel to result in reduced error
US9574867B2 (en) 2013-12-23 2017-02-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and related techniques that inject an error correction signal into a signal channel to result in reduced error
KR102185620B1 (ko) 2013-12-23 2020-12-02 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 자기장 센서 및 운동 라인을 따른 자기장 센서와 타겟 물체의 상대적 위치를 감지하는 방법
DE102014203467A1 (de) * 2014-02-26 2015-08-27 Siemens Aktiengesellschaft Erfassung einer Position einer Tür
DE102014110974A1 (de) * 2014-08-01 2016-02-04 Micronas Gmbh Verfahren zur Unterdrückung von Streufeldeinflüssen von stromdurchflossenen Leitern auf Systeme zur Messung von Winkeln mittels X/Y Hall-Sensoren und Permanentmagneten
US9739637B2 (en) 2014-10-31 2017-08-22 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field motion sensor and related techniques
US9823092B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor providing a movement detector
WO2016109392A1 (en) 2014-12-29 2016-07-07 The Timken Company Programmable sensor
US10359478B2 (en) 2015-05-15 2019-07-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Magnetic sensor
US11163022B2 (en) 2015-06-12 2021-11-02 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for angle detection with a phase-locked loop
US9816838B2 (en) 2015-08-24 2017-11-14 Infineon Technologies Ag Magnetoresistive angle sensor with linear sensor elements
FR3044087B1 (fr) * 2015-11-25 2018-11-16 Continental Automotive France Procede de calibration automatique d’un capteur d’arbre a cames pour moteur de vehicule automobile et capteur associe
WO2017090153A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱電機株式会社 角度検出装置および電動パワーステアリング装置
US9739847B1 (en) 2016-02-01 2017-08-22 Allegro Microsystems, Llc Circular vertical hall (CVH) sensing element with signal processing
US10481220B2 (en) 2016-02-01 2019-11-19 Allegro Microsystems, Llc Circular vertical hall (CVH) sensing element with signal processing and arctangent function
US9739848B1 (en) 2016-02-01 2017-08-22 Allegro Microsystems, Llc Circular vertical hall (CVH) sensing element with sliding integration
US9869566B2 (en) 2016-02-12 2018-01-16 Allegro Microsystems, Llc Angle sensing using differential magnetic measurement and a back bias magnet
US10323958B2 (en) 2016-03-18 2019-06-18 Allegro Microsystems, Llc Assembly using a magnetic field sensor for detecting a rotation and a linear movement of an object
US10260905B2 (en) 2016-06-08 2019-04-16 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors to cancel offset variations
US10012518B2 (en) 2016-06-08 2018-07-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object
US10215590B2 (en) 2016-06-08 2019-02-26 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a proximity and/or a location of an object
US10041810B2 (en) 2016-06-08 2018-08-07 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors
CA3038350C (en) 2016-10-21 2023-09-19 Lutron Technology Company Llc Battery-powered control device
KR101856675B1 (ko) * 2017-01-04 2018-05-10 부산대학교 산학협력단 자기장 센서를 이용한 이동체의 속도 측정 장치 및 방법
US10480957B2 (en) * 2017-07-20 2019-11-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor to detect direction of angular rotation of a rotating magnetic structure, speed of the rotating magnetic structure or fault
US10839920B2 (en) 2017-09-29 2020-11-17 Allegro Microsystems, Llc Circuit having a low power charge pump for storing information in non-volatile memory during a loss of power event
US10430296B2 (en) 2017-09-29 2019-10-01 Allegro Microsystems, Llc Circuit and method for storing information in non-volatile memory during a loss of power event
US10386427B1 (en) 2018-02-09 2019-08-20 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having at least two CVH elements and method of operating same
JP7193635B2 (ja) * 2018-12-06 2022-12-20 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ デュアルアブソリュートエンコーダ
JP7357289B2 (ja) * 2019-04-30 2023-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 センサ処理システム、及びセンサシステム
CN113040610B (zh) * 2019-12-27 2023-05-02 九阳股份有限公司 一种液体加热器
US11368533B2 (en) 2020-11-19 2022-06-21 Allegro Microsystems, Llc Signaling between master and one or more slave components to share absolute and incremental data
US12107710B2 (en) 2020-11-19 2024-10-01 Allegro Microsystems, Llc Sensor signaling of absolute and incremental data
US11473935B1 (en) 2021-04-16 2022-10-18 Allegro Microsystems, Llc System and related techniques that provide an angle sensor for sensing an angle of rotation of a ferromagnetic screw
US11885646B2 (en) 2021-08-12 2024-01-30 Allegro Microsystems, Llc Programmable active pixel test injection
WO2023021129A1 (de) * 2021-08-19 2023-02-23 Robert Bosch Gmbh Auswertesystem zur ermittlung einer geschwindigkeit eines fahrrads
US11722141B1 (en) 2022-04-22 2023-08-08 Allegro Microsystems, Llc Delay-locked-loop timing error mitigation
US11894844B1 (en) 2022-08-01 2024-02-06 Allegro Microsystems, Llc Rapid data transfer sensor arrays
US11972154B2 (en) 2022-08-02 2024-04-30 Allegro Microsystems, Llc Configurable variable-length shift register circuits
US12104900B2 (en) 2022-09-29 2024-10-01 Allegro Microsystems, Llc Sensor with estimated real-time parameter data

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855688A (ja) 1981-09-28 1983-04-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd 金属水素化物を利用した蓄熱システム
DE3346646A1 (de) 1983-12-23 1985-07-04 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Magnetfeldsensor
DE3516064A1 (de) 1985-05-04 1986-11-06 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Anstauvorrichtung fuer die anzucht von pflanzen oder aussaaten
CH669068A5 (de) 1986-04-29 1989-02-15 Landis & Gyr Ag Integrierbares hallelement.
US4761569A (en) 1987-02-24 1988-08-02 Sprague Electric Company Dual trigger Hall effect I.C. switch
FR2633889B1 (fr) * 1988-07-05 1993-08-13 Bendix Electronics Sa Procede et dispositif de mesure de l'angle de rotation de l'arbre de direction d'un vehicule automobile
JP2833964B2 (ja) 1993-06-28 1998-12-09 日本電気株式会社 折畳型携帯電話機
US5541506A (en) 1993-10-28 1996-07-30 Nippondenso Co., Ltd. Rotational position detector having initial setting function
JPH0888425A (ja) 1994-09-19 1996-04-02 Fujitsu Ltd ホール効果磁気センサおよび薄膜磁気ヘッド
JPH08105707A (ja) 1994-10-06 1996-04-23 Nippondenso Co Ltd 回転位置検出装置
US5844411A (en) 1995-05-31 1998-12-01 Borg-Warner Automotive, Inc. Diagnostic detection for hall effect digital gear tooth sensors and related method
US5572058A (en) 1995-07-17 1996-11-05 Honeywell Inc. Hall effect device formed in an epitaxial layer of silicon for sensing magnetic fields parallel to the epitaxial layer
DE59609089D1 (de) 1995-10-30 2002-05-23 Sentron Ag Zug Magnetfeldsensor und Strom- oder Energiesensor
US5621319A (en) 1995-12-08 1997-04-15 Allegro Microsystems, Inc. Chopped hall sensor with synchronously chopped sample-and-hold circuit
US5694038A (en) 1996-01-17 1997-12-02 Allegro Microsystems, Inc. Detector of passing magnetic articles with automatic gain control
US6100680A (en) 1996-01-17 2000-08-08 Allegro Microsystems, Inc. Detecting the passing of magnetic articles using a transducer-signal detector having a switchable dual-mode threshold
US6525531B2 (en) 1996-01-17 2003-02-25 Allegro, Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while adapting the detection threshold
US6297627B1 (en) 1996-01-17 2001-10-02 Allegro Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles with a peak-to-peak percentage threshold detector having a forcing circuit and automatic gain control
US6232768B1 (en) 1996-01-17 2001-05-15 Allegro Microsystems Inc. Centering a signal within the dynamic range of a peak detecting proximity detector
US5619137A (en) * 1996-02-12 1997-04-08 Allegro Microsystems, Inc. Chopped low power magnetic-field detector with hysteresis memory
WO1998010302A2 (en) 1996-09-09 1998-03-12 Physical Electronics Laboratory Method for reducing the offset voltage of a hall device
DE19650935A1 (de) 1996-12-07 1998-06-10 Teves Gmbh Alfred Verfahren und Schaltungsanordnung zur Übertragung von Drehzahlinformationen und Zusatzdaten
US5831513A (en) 1997-02-04 1998-11-03 United Microelectronics Corp. Magnetic field sensing device
EP0875733B1 (de) 1997-04-28 2004-03-03 Allegro Microsystems Inc. Detektion von sich vorbeibewegenden magnetischen Gegenständen mit einem Schwellwertdetektor, wobei der Schwellwert ein prozentualer Anteil der Spitzenwerte ist
EP0916074B1 (de) 1997-05-29 2003-07-30 AMS International AG Magnetischer drehgeber
DE19738834A1 (de) 1997-09-05 1999-03-11 Hella Kg Hueck & Co Induktiver Winkelsensor für ein Kraftfahrzeug
DE19738836A1 (de) 1997-09-05 1999-03-11 Hella Kg Hueck & Co Induktiver Winkelsensor
US6064202A (en) 1997-09-09 2000-05-16 Physical Electronics Laboratory Spinning current method of reducing the offset voltage of a hall device
US6064199A (en) 1998-02-23 2000-05-16 Analog Devices, Inc. Magnetic field change detection circuitry having threshold establishing circuitry
EP0954085A1 (de) 1998-04-27 1999-11-03 Roulements Miniatures S.A. Senkrechter Hallsensor und bürstenloser Elektromotor mit einem senkrechten Hallsensor
ATE337617T1 (de) 1998-07-02 2006-09-15 Austria Mikrosysteme Int Integrierte hallanordnung
US6356741B1 (en) 1998-09-18 2002-03-12 Allegro Microsystems, Inc. Magnetic pole insensitive switch circuit
US6265864B1 (en) 1999-02-24 2001-07-24 Melexis, N.V. High speed densor circuit for stabilized hall effect sensor
DE19943128A1 (de) 1999-09-09 2001-04-12 Fraunhofer Ges Forschung Hall-Sensoranordnung zur Offset-kompensierten Magnetfeldmessung
JP4936299B2 (ja) 2000-08-21 2012-05-23 メレクシス・テクノロジーズ・ナムローゼフェンノートシャップ 磁場方向検出センサ
JP2002213944A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Niles Parts Co Ltd 回転角測定装置
EP1260825A1 (de) 2001-05-25 2002-11-27 Sentron Ag Magnetfeldsensor
WO2003012455A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Delphi Technologies, Inc. Tachometer apparatus and method for motor velocity measurement
JP3775257B2 (ja) 2001-07-30 2006-05-17 アイシン精機株式会社 角度センサ
DE10150950C1 (de) 2001-10-16 2003-06-18 Fraunhofer Ges Forschung Kompakter vertikaler Hall-Sensor
JP4123761B2 (ja) * 2001-11-15 2008-07-23 松下電器産業株式会社 回転角度検出装置
CN1330939C (zh) 2002-03-22 2007-08-08 旭化成电子材料元件株式会社 角度检测装置和角度检测系统
US7259556B2 (en) 2002-08-01 2007-08-21 Melexis Technologies Sa Magnetic field sensor and method for operating the magnetic field sensor
DE50215023D1 (de) 2002-09-10 2011-06-01 Melexis Tessenderlo Nv Magnetfeldsensor mit einem hallelement
US6872467B2 (en) 2002-11-12 2005-03-29 Nve Corporation Magnetic field sensor with augmented magnetoresistive sensing layer
DE10313642A1 (de) 2003-03-26 2004-10-14 Micronas Gmbh Offset-reduzierter Hall-sensor
WO2005029106A1 (de) 2003-08-22 2005-03-31 Sentron Ag Sensor für die detektion der richtung eines magnetfeldes in einer ebene
JP2005241269A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Aisin Seiki Co Ltd 角度センサ
JP4792215B2 (ja) 2004-09-09 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP1637898A1 (de) 2004-09-16 2006-03-22 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Dauerhaft kalibrierter Magnetfeldsensor
DE102004057163B3 (de) 2004-11-26 2006-08-03 A. Raymond & Cie Anordnung zum dichten Abdecken eines Trägerteils im Bereich einer Ausnehmung
EP1679524A1 (de) 2005-01-11 2006-07-12 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Epfl - Sti - Imm - Lmis3 Hallsensor und Verfahren zum Betrieb eines Hallsensors
DE102005014509B4 (de) 2005-03-30 2007-09-13 Austriamicrosystems Ag Sensoranordnung und Verfahren zur Bestimmung eines Drehwinkels
US7362094B2 (en) 2006-01-17 2008-04-22 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for magnetic article detection
US7714570B2 (en) 2006-06-21 2010-05-11 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for an analog rotational sensor having magnetic sensor elements
DE102006037226B4 (de) 2006-08-09 2008-05-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Im Messbetrieb kalibrierbarer magnetischer 3D-Punktsensor
EP2000813A1 (de) 2007-05-29 2008-12-10 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne Magnetfeldsensor zum Messen der Richtung eines Magnetfelds
EP2000814B1 (de) 2007-06-04 2011-10-26 Melexis NV Magnetfeld-Richtungs-Sensor
EP2170664B1 (de) * 2007-06-06 2018-05-09 Hydro-Aire, Inc. Winkelpositionssensor
DE102007029817B9 (de) 2007-06-28 2017-01-12 Infineon Technologies Ag Magnetfeldsensor und Verfahren zur Kalibration eines Magnetfeldsensors
DE102007036984A1 (de) 2007-07-06 2009-01-08 Austriamicrosystems Ag Messverfahren, Sensoranordnung und Messsystem
CN101918796B (zh) 2008-01-04 2012-09-05 阿莱戈微系统公司 用于角度传感器的方法和装置
EP2108966A1 (de) 2008-04-08 2009-10-14 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Stromsensor und Baugruppe zur Strommessung
JP2010014607A (ja) 2008-07-04 2010-01-21 Aisin Seiki Co Ltd 回転角検出装置
JP2010078366A (ja) 2008-09-24 2010-04-08 Aisin Seiki Co Ltd 角度検出装置
JP5083196B2 (ja) 2008-12-19 2012-11-28 株式会社デンソー 回転状態検出装置
US20100156397A1 (en) 2008-12-23 2010-06-24 Hitoshi Yabusaki Methods and apparatus for an angle sensor for a through shaft
US8089270B2 (en) 2009-03-10 2012-01-03 Allegro Microsystems, Inc. Magnetic field detector having a variable threshold
US8058864B2 (en) 2009-04-17 2011-11-15 Allegro Microsystems, Inc. Circuits and methods for providing a magnetic field sensor with an adaptable threshold
US20110025311A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Logitech Europe S.A. Magnetic rotary system for input devices
US8508218B2 (en) 2011-05-11 2013-08-13 Sensima Technology Sa Hall-effect-based angular orientation sensor and corresponding method
US9182456B2 (en) 2012-03-06 2015-11-10 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing rotation of an object

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023021130A1 (de) * 2021-08-19 2023-02-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ermittlung einer geschwindigkeit eines einspurigen fahrzeugs

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