JP7202316B2 - 磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
- 少なくとも1つの磁気抵抗センサを含み、前記磁気抵抗センサは、第1の動作点における第1の感度および第2の動作点における第2の感度を有し、第2の動作点における感度は低いかまたはゼロである、磁場を測定するためのデバイスと、
- 磁気抵抗センサを第1の動作点から第2の動作点に、および、第2の動作点から第1の動作点に切り換えるのに適しており、第1の動作点に対応する第1の構成および第2の動作点に対応する第2の構成を有する変調手段と、
- 変調手段の第1の構成に対応する第1の動作点における、磁場が存在する場合の測定デバイスの第1の応答と、変調手段の第2の構成に対応する第2の動作点における、磁場が存在する場合の測定デバイスの第2の応答との一次結合を作ることに適している、磁場を測定するためのデバイスから導かれた信号を処理するための手段と
を含む。
- 測定デバイスDによって第1の動作点201で測定された信号M1を記録することが意図された第1のサンプル・アンド・ホールド回路と、
- 測定デバイスDによって第2の動作点202で測定された信号M2を記録することが意図された第2のサンプル・アンド・ホールド回路と、
- 第1および第2のサンプル・アンド・ホールド回路から導かれた信号を一次結合するためのデジタルDSPまたはアナログ1301獲得システムと
を含む。
- 少なくとも1つの磁気抵抗センサの第1の動作点および第2の動作点を識別するステップであって、磁気抵抗センサは、第1の動作点における第1の感度および第2の動作点における第2の感度を有し、第2の動作点における感度は低いかまたはゼロである、ステップと、
- 磁気抵抗センサを、第1の感度を有する第1の動作点から第2の感度を有する第2の動作点に、および、第2の動作点から第1の動作点に切り換えることによって、磁気抵抗センサの感度を変調するステップと、
- 変調の間、第1の動作点S1における、磁場が存在する場合の測定デバイスDの第1の応答、および第2の動作点における、磁場が存在する場合の測定デバイスの第2の応答M2を測定するステップと、
- 測定システムDの第1の応答M1および第2の応答M2の一次結合を計算するステップ。
- 少なくとも1つの磁気抵抗センサの感度を変調するために使用される変調手段Mであって、例えばDC電圧Vの発生器、および電流または電圧パルス発生器GIを含む変調手段Mと、
- 外部磁場Bを測定するためのデバイスDであって、デバイスDは、少なくとも1つの磁気抵抗センサCと、磁気抵抗センサCから導かれた信号を増幅するための低雑音増幅器PAと、Dによって測定された信号の低周波数成分および高周波数成分を除去するための帯域通過フィルタFPBとを含み、デバイスDの部分を形成している個々の磁気抵抗センサが、外部磁場Bに対する異なる感度を伴う異なる動作点を有することに留意することが重要であり、デバイスDは、デバイスDから導かれた第1の測定値M1および第2の測定値M2を供給する、デバイスDと、
- 2つの測定値M1およびM2を記録し、および/または第1の測定値M1および第2の測定値M2の一次結合をおこなうように、信号を処理するためのデバイスTと
を含む。
Claims (10)
- 磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)であって、
- 少なくとも1つの磁気抵抗センサ(C)を含み、前記磁気抵抗センサ(C)が、第1の動作点(201)における第1の感度(S1)および第2の動作点(202)における第2の感度(Ssat)を有し、第2の動作点における感度(Ssat)が、第1の動作点(201)における感度(S1)よりも低いかまたはゼロである、磁場(B)を測定するためのデバイス(D)と、
- 磁気抵抗センサ(C)を、第1の動作点(201)から第2の動作点(202)に、および、第2の動作点(202)から第1の動作点に切り換えるように構成されており、第1の動作点(201)に対応する第1の構成および第2の動作点(202)に対応する第2の構成を有する変調手段(M)と、
- 変調手段(M)の第1の構成に対応する第1の動作点(S1)における、磁場(B)が存在する場合の測定デバイス(D)の第1の応答(M1)と、変調手段(M)の第2の構成に対応する第2の動作点(Ssat)における、磁場(B)が存在する場合の測定デバイス(D)の第2の応答(M2)との一次結合を作るように構成されている、磁場(B)を測定するためのデバイス(D)から導かれた信号を処理するための手段(T)と
を含む、磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。 - 磁場(B)を測定するためのデバイス(D)が、ハーフブリッジ構成に従って構成された2つの磁気抵抗センサ(301、302)と、低雑音前置増幅器(PA)とを含み、2つの磁気抵抗センサが磁場に対する逆応答を有し、ハーフブリッジ構成が第1のアーム(B1)および第2のアーム(B2)を含み、2つのアームが並列に接続され、アームの各々が抵抗(R)および磁気抵抗センサ(301、302)のうちの一方を含み、ハーフブリッジ構成が第1の出力(V+)および第2の出力(V-)をさらに含み、2つの出力が低雑音前置増幅器(PA)に接続され、個々の出力(V+、V-)が、抵抗(R)のうちの1つと、磁気抵抗センサ(301、302)のうちの1つとの間の接合点であることを特徴とする、請求項1に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 測定システム(D)がハーフブリッジ構成に供給するためのDC電圧源(V)を含み、DC電圧(V)が2つの抵抗(R)の間の接合点に、または2つの磁気抵抗センサ(301、302)の間の接合点に接続されることを特徴とする、請求項2に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 測定デバイス(D)が、第1の対の磁気抵抗センサ(401、401a)および第2の対の磁気抵抗センサ(402、402a)と、低雑音前置増幅器(PA)とを含み、第1の対のセンサ(401、401a)は、第2の対のセンサ(402、402a)と比べて逆応答を有し、磁気抵抗センサ(401、401a、402、402a)がブリッジ構成に従って構成され、ブリッジ構成が第1のアーム(B1)および第2のアーム(B2)を含み、2つのアームが並列に接続され、アームの各々が、第1の対の磁気抵抗センサ(401、401a)、および第2の対の磁気抵抗センサ(402、402a)を含み、ブリッジ構成が第1の出力(V+)および第2の出力(V-)をさらに含み、2つの出力が低雑音前置増幅器に接続され、個々の出力(V+、V-)が、第1の対の磁気抵抗センサ(401、401a)と、第2の対の磁気抵抗センサ(402、402a)との間の接合点であることを特徴とする、請求項1に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 測定システム(D)がブリッジ構成に供給するためのDC電圧源(V)を含み、DC電圧源(V)が第1の対の磁気抵抗センサと第2の対の磁気抵抗センサの間の接合点に接続されることを特徴とする、請求項4に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 測定デバイス(D)が、磁気抵抗センサの層の平面に磁場を印加するための電流線(303、304、403、404)を含み、線に電流が存在する場合、個々の磁気抵抗センサ(C)が第2の動作点(202)にあり、線に電流が存在しない場合、個々の磁気抵抗センサ(C)が第1の動作点(201)にあることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 変調手段(M)が、第1の動作点(201)と第2の動作点(202)の間の切換え信号(L1/L2)を発生させるための高周波マスタクロックを含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 切換え信号(L1/L2)が、個々の磁気抵抗センサを第1の動作点(201)と第2の動作点(202)の間で切り換えるための、電流線(303、304、403、404)を循環する電流パルスを含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。
- 磁場(B)を測定するためのデバイス(D)から導かれた信号を処理するための手段(T)が、
- 測定デバイス(D)によって第1の動作点(201)で測定された信号(M1)を記録することが意図された第1のサンプル・アンド・ホールド回路と、
- 測定デバイス(D)によって第2の動作点(202)で測定された信号(M2)を記録することが意図された第2のサンプル・アンド・ホールド回路と、
- 第1および第2のサンプル・アンド・ホールド回路から導かれた信号を一次結合するためのデジタル(DSP)またはアナログ(1301)獲得システムと
を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の磁気抵抗センサの低周波雑音を抑制するためのシステム(S)。 - 少なくとも1つの磁気抵抗センサ(C)を含む測定デバイス(D)による、磁場(B)の測定に関連付けられた低周波雑音を抑制するための方法(1)であって、
- 磁気抵抗センサの第1の動作点(201)および第2の動作点(202)を識別するステップ(ID)であって、磁気抵抗センサが、第1の動作点(201)における第1の感度(S1)および第2の動作点(202)における第2の感度(Ssat)を有し、第2の動作点における感度(Ssat)が、第1の動作点(201)における感度(S1)よりも低いかまたはゼロである、ステップと、
- 磁気抵抗センサ(C)を、第1の感度(S1)を有する第1の動作点(201)から第2の感度(Ssat)を有する第2の動作点(202)に、および、第2の動作点(202)から第1の動作点(201)に切り換えることによって、磁気抵抗センサ(C)の感度を変調するステップ(MOD)と、
- 変調(MOD)の間、第1の動作点(S1)における、磁場(B)が存在する場合の測定デバイス(D)の第1の応答(M1)、および第2の動作点(Ssat)における、磁場(B)が存在する場合の測定デバイス(D)の第2の応答(M2)を測定するステップ(MES)と、
- 測定システム(D)の第1の応答(M1)および第2の応答(M2)の一次結合を計算するステップ(LIN)と
を含む、方法(1)。
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