KR101943337B1

KR101943337B1 - 온도에 따른 감도 및/또는 오프셋을 조절하는 자기장 센서 및 이의 방법

Info

Publication number: KR101943337B1
Application number: KR1020187014962A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 제이. 하스; 라비 비그
Original assignee: 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2019-01-29
Also published as: EP2609441B1; KR20180061417A; JP2013545085A; JP6215983B2; EP2899560B1; KR20130100317A; JP2016145830A; US20120086442A1; KR101863602B1; EP2609441A1; WO2012050711A1; EP2899560A1; US8350563B2; US9052349B2; US20130093416A1

Abstract

자기장 센서 및 자기장 센서에 관한 방법은 자기장 센서 내에 디지털 형식으로 저장된 이득 교정 계수들 및/또는 오프셋 교정 계수들을 제공한다. 이득 교정 계수들 및/또는 오프셋 교정 계수들을 이용하여 자기장 센서의 아날로그 신호 경로의 감도 및/또는 오프셋을 제어하는 아날로그 제어 신호들을 생성할 수 있다.

Description

온도에 따른 감도 및/또는 오프셋을 조절하는 자기장 센서 및 이의 방법{MAGNETIC FIELD SENSOR AND METHOD USED IN A MAGNETIC FIELD SENSOR THAT ADJUSTS A SENSITIVITY AND/OR AN OFFSET OVER TEMPERATURE}

본 발명은 자기장 센서들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 감지된 온도에 응답하여 이득(gain) 및/또는 오프셋(offset)을 조절할 수 있는 자기장 센서에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 자기장 센서(magnetic field sensor)들은 다양하게 응용될 수 있다. 일 응용에서, 자기장 센서는 전류를 감지하도록 이용될 수 있다. 전류 센서의 한 종류는 전류 운반 전도체(current-carrying conductor)에 근접하여 배치된 홀 효과(Hall effect) 자기장 감지 소자를 이용한다. 상기 홀 효과 자기장 감지 소자는 상기 전도체에 흐르는 전류에 의해 유도된 자기장에 비례하는 크기를 가진 출력 신호를 생성한다. 이러한 종류의 전류 센서들은 일반적으로 토로이드 갭(toroid gap) 내부에 홀 효과 소자가 위치한 갭형 토로이드 자속 집중기(gapped toroid magnetic flux concentrator)를 포함한다. 이러한 홀 효과 소자 및 토로이드는 인쇄 회로 기판에 장착 가능한 하우징 내부에 조립된다. 사용 시, 와이어와 같은 별개의 전류 운반 전도체가 상기 토로이드의 중심을 관통하도록 배치되고, 예를 들어 상기 와이어의 노출된 말단들을 도금된 관통 홀들에 납땜함으로써, 상기 와이어를 상기 인쇄 회로 기판에 납땜한다.

다른 구성의 전류 센서들 또한 알려져 있다. 다른 구성의 전류 센서들은 2004년 8월 24일자로 등록된 미국등록특허 제6,781,359호 및 2007년 9월 4일자로 등록된 미국등록특허 제7,265,531호에 개시되어 있으며, 이들은 모두 본 발명의 출원인에 의한 특허들로서 본원에 그 전체가 참조로서 인용된다.

다양한 파라미터들이 자기장 센서들, 예를 들어 전류 센서들의 성능을 특징지을 수 있다. 예를 들어, 자기장 센서의 감도(sensitivity)는 상기 자기장 센서가 감지한 자기장에 비례하는 상기 자기장 센서의 출력 신호의 변화이다. 다른 예에서, 오프셋(offset) 전압은 상기 자기장 센서의 출력 신호의 원치 않는 DC 오프셋 전압으로서, 일반적으로 두 개로 분할된 상기 자기장 센서의 전원, 예를 들어 두 개로 분할된 5V 또는 2.5V로 바이어스될 수 있다. 또 다른 예에서, 선형도(linearity)는 자기장 센서의 출력 신호가 상기 자기장 센서에 의해 감지된 자기장(예를 들어, 전류)에 직접적으로 선형 비례하는 정도이다.

일부의 자기장 센서들이 온도에 따라 변화하는 감도 및 오프셋을 가지는 경향이 있다는 것이 알려져 있다. 감도 변화는, 예를 들어 자기장 센서의 패키지 또는 자기장 감지 소자가 배치된 기판의 확대 또는 축소에 기인하여, 온도가 변화함에 따라 상기 자기장 센서에 사용되는 자기장 감지 소자, 예를 들어 홀 효과 소자에 가해지는 스트레스(stress) 및/또는 압박(strain)에 관련되는 경향이 있다. 오프셋 변화는 자기장 센서에 이용되는 증폭기들의 온도 가변 특징들에 관련되는 경향이 있다.

자기장 센서들은 종종, 예를 들어 배리스터(varistor) 또는 이와 유사한 것을 이용하여, 온도에 대한 이득(gain)(즉, 감도) 및/또는 오프셋을 조절할 수 있는 아날로그 보상 기술(analog compensation technique)들을 채용한다. 이러한 기술들은 감도 및 오프셋이 상당히 온도에 따라 가변되지 않도록 할 수 있으나, 종종 감도 또는 오프셋의 상온에서의 정확도를 악화시킨다. 게다가, 아날로그 보상 기술들은 고정되어 이러한 보상에 대한 생산 또는 현장 변경에 적합하지 않다.

디지털 회로들을 가지는 자기장 센서들은 아날로그 회로들을 가지는 자기장 센서들보다 저속인 경향이 있다. 다시 말해서, 디지털 회로들을 가지는 자기장 센서들은 (예를 들어, 전류의 빠른 변화에 기인하여) 빠르게 변화하는 자기장들에 제대로 대응하지 못할 수 있다.

아날로그 회로들의 고속의 장점을 가지면서도 온도에 대한 감도 및 오프셋 교정에 대한 다른 기술을 이용하는 자기장 센서를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 목적은 디지털 회로에 의해 감도(sensitivity) 및/또는 오프셋(offset)이 교정되는 아날로그 신호 경로를 가지는 자기장 센서 및 이의 조절 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장 센서는 자기장 신호를 생성하는 자기장 감지 소자를 포함한다. 상기 자기장 센서는, 상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 이득 제어 신호를 수신하며, 상기 이득 제어 신호에 대응하는 이득을 가진 이득 조절된 신호를 생성하는 이득 조절가능 아날로그 회로를 더 포함한다. 상기 자기장 센서는, 복수의 이득 교정 계수들을 수신 및 저장하는 계수 테이블 메모리를 더 포함한다. 상기 복수의 이득 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되고, 각 온도 세그먼트는 한 쌍의 온도들을 경계로 가진다. 상기 자기장 센서는, 온도를 나타내는 온도 신호를 생성하는 온도 센서를 더 포함한다. 상기 자기장 센서는, 상기 온도 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 온도 신호가 속하는 온도 세그먼트를 확인하며, 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 이득 교정 계수들을 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 이득 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 이득 교정 값을 생성하는 세그먼트 프로세서를 더 포함한다. 상기 이득 제어 신호는 상기 보간된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 상기 자기장 센서는 사용자 이득 교정 값을 수신하는 사용자 이득 교정 값 레지스터를 더 포함한다. 상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 이득 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 이득 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 이득 교정 값을 상기 보간된 이득 교정 값과 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하고, 상기 이득 제어 신호는 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 상기 자기장 센서는, 상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 오프셋 제어 신호를 수신하며, 상기 오프셋 제어 신호에 대응하는 오프셋을 가진 오프셋 조절된 신호를 생성하는 오프셋 조절가능 아날로그 회로를 더 포함한다. 상기 계수 테이블 메모리는 복수의 오프셋 교정 계수들을 더욱 수신 및 저장하고, 상기 복수의 오프셋 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되며, 상기 세그먼트 프로세서는 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 오프셋 교정 계수들을 더욱 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 오프셋 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하며, 상기 오프셋 제어 신호는 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 상기 자기장 센서는, 사용자 이득 교정 값을 수신하는 사용자 이득 교정 값 레지스터를 더 포함한다. 상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 이득 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 이득 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 이득 교정 값을 상기 보간된 이득 교정 값과 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하며, 상기 이득 제어 신호는 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 사용자 오프셋 교정 값 레지스터를 더 포함한다. 상기 조합 프로세서는 상기 사용자 오프셋 교정 값을 더욱 수신하고, 상기 보간된 오프셋 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 상기 보간된 오프셋 교정 값과 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 더욱 생성하고, 상기 오프셋 제어 신호는 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 상기 자기장 센서는, 프로그램 제어 값을 수신하는 프로그램 제어 레지스터를 더 포함한다. 상기 세그먼트 프로세서는 상기 프로그램 제어 값을 나타내는 신호를 수신하고, 상기 프로그램 제어 값에 응답하여 복수의 소정의 보간 타입들 중 하나의 보간 타입을 선택한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장 센서의 조절 방법은 자기장 센서로 현장 동작 중 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 소정의 복수의 온도 세그먼트들 중 상기 현장 측정된 온도가 속하는 온도 세그먼트를 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 한 쌍의 소정의 조정(calibration) 온도들을 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 이득 조정 계수들을 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 한 쌍의 이득 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장된다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 이득 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 이득 교정 값을 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서 내의 이득 조절 회로에 상기 보간된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 자기장 센서로 사용자 이득 교정 값을 수신하는 단계, 상기 자기장 센서로 상기 보간된 이득 교정 값과 상기 사용자 이득 교정 값을 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 단계, 및 상기 이득 조절 회로에 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함한다.

*일 실시예에서, 상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 오프셋 조정 계수들을 확인하는 단계, -상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장됨-, 상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계, 및 상기 자기장 센서 내의 오프셋 조절 회로에 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 자기장 센서로 사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 단계, 상기 자기장 센서로 상기 보간된 오프셋 교정 값과 상기 사용자 오프셋 교정 값을 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계, 및 상기 오프셋 조절 회로에 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 자기장 센서로 프로그램 제어 값을 수신하는 단계, 및 상기 자기장 센서로 상기 프로그램 제어 값에 응답하여 복수의 소정의 보간 타입들 중 하나의 보간 타입을 선택하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 자기장 센서의 생산 시, 상기 선택된 복수의 조정 온도들의 일부에서 상기 자기장 센서의 이득들을 측정하는 단계, 상기 측정에 부합되도록 상기 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 이득 교정 계수들을 생성하는 단계, 상기 선택된 복수의 조정 온도들의 다른 일부에서 추가 이득 교정 계수들을 생성하는 단계, 및 상기 자기장 센서에 상기 이득 교정 계수들 및 상기 추가 이득 교정 계수들을 저장하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법의 일 실시예에서, 상기 추가 이득 교정 계수들을 생성하는 단계는, 복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 이득을 파악하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 자기장 센서의 생산 시, 상기 선택된 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 상기 자기장 센서의 오프셋들을 측정하는 단계, 상기 측정에 부합되도록 상기 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계, 상기 선택된 복수의 조정 온도들의 상기 다른 일부에서 추가 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계, 및 상기 자기장 센서에 상기 오프셋 교정 계수들 및 상기 추가 오프셋 교정 계수들을 저장하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법의 일 실시예에서, 상기 추가 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계는, 복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 이득을 파악하는 단계, 및 상기 복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 오프셋을 파악하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장 센서는 자기장 신호를 생성하는 자기장 감지 소자를 포함한다. 상기 자기장 센서는, 상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 오프셋 제어 신호를 수신하며, 상기 오프셋 제어 신호에 대응하는 오프셋을 가진 오프셋 조절된 신호를 생성하는 오프셋 조절가능 아날로그 회로를 더 포함한다. 상기 자기장 센서는, 복수의 오프셋 교정 계수들을 수신 및 저장하는 계수 테이블 메모리를 더 포함한다. 상기 복수의 오프셋 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되고, 각 온도 세그먼트는 한 쌍의 온도들을 경계로 가진다. 상기 자기장 센서는, 온도를 나타내는 온도 신호를 생성하는 온도 센서를 더 포함한다. 상기 자기장 센서는, 상기 온도 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 온도 신호가 속하는 온도 세그먼트를 확인하며, 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 오프셋 교정 계수들을 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 오프셋 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 세그먼트 프로세서를 더 포함한다. 상기 오프셋 제어 신호는 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

일 실시예에서, 상기 자기장 센서는, 사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 사용자 오프셋 교정 값 레지스터를 더 포함한다. 상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 오프셋 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 상기 보간된 오프셋 교정 값과 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하고, 상기 오프셋 제어 신호는 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장 센서의 조절 방법은 자기장 센서로 현장 동작 중 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 소정의 복수의 온도 세그먼트들 중 상기 현장 측정된 온도가 속하는 온도 세그먼트를 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 한 쌍의 소정의 조정(calibration) 온도들을 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 오프셋 조정 계수들을 확인하는 단계를 더 포함한다. 상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장된다. 상기 방법은 상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 센서 내의 오프셋 조절 회로에 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 자기장 센서 및 이의 조절 방법은 디지털 회로에 의해 감도(sensitivity) 및/또는 오프셋(offset)이 교정되는 아날로그 신호 경로를 가진다. 이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 자기장 센서 및 이의 조절 방법은 아날로그 회로의 빠른 응답 시간을 가지고, 특히 상온에서, 감도 및/또는 오프셋 정확성을 가지며, 생산 동요(production perturbations) 없이 생산 (또는 현장) 변경가능성(changeability)을 가질 수 있다.

본 발명 및 본 발명의 상술한 특징은 도면 및 후술될 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 온도에 따른 이득(gain) 및/또는 오프셋(offset) 변화들을 교정하는 디지털 세그먼트 프로세서(digital segment processor)를 포함하고, 전류를 감지하도록 이용되는 자기장 센서를 나타내는 블록도이다.
도 2는 자기장 센서의 온도에 따른 감도의 예시적인 특성 커브를 나타내고, 이득 교정 계수들을 나타내는 그래프이다.
도 3은 자기장 센서의 온도에 따른 오프셋의 예시적인 특성 커브를 나타내고, 오프셋 교정 계수들을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 자기장 센서의 세그먼트 프로세서를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 자기장 센서의 온도에 따른 이득 및/또는 오프셋을 교정하는 과정을 나타내는 순서도이다.

본 발명을 기술하기 전에, 일부의 도입 개념 및 용어가 설명된다. 여기에 사용되는 바와 같이, 용어 "자기장 감지 소자(magnetic field sensing element)"는 자기장을 감지할 수 있는 다양한 전자 소자들을 기술하도록 사용된다. 상기 자기장 감지 소자들은, 이에 한정되지 않으나, 홀 효과(Hall effect) 소자들, 자기 저항(magnetoresistance) 소자들, 또는 자기 트랜지스터(magnetotransistor)들일 수 있다. 알려진 바와 같이, 다양한 종류의 홀 효과 소자들, 예를 들어 평면 홀 소자(planar Hall element), 수직 홀 소자(vertical Hall element) 및 원형 홀 소자(circular Hall element)가 존재한다. 또한, 알려진 바와 같이, 다양한 종류의 자기 저항 소자들, 예를 들어 거대 자기 저항(giant magnetoresistance; GMR) 소자, 이방성 자기 저항(anisotropic magnetoresistance; AMR) 소자, 터널링 자기 저항(tunneling magnetoresistance; TMR) 소자, 안티몬화 인듐(Indium antimonide; InSb) 센서, 및 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction; MTJ)이 존재한다.

알려진 바와 같이, 일부의 상술한 자기장 감지 소자들은 상기 자기장 감지 소자를 지지하는 기판에 평행한 최대 감도의 축을 가질 수 있고, 다른 상술한 자기장 감지 소자들은 상기 자기장 감지 소자를 지지하는 기판에 수직인 최대 감도의 축을 가질 수 있다. 특히, 대부분의 자기 저항 소자들은 상기 기판에 평행한 최대 감도의 축을 가지고, 대부분의 홀 소자들은 상기 기판에 수직인 최대 감도의 축을 가질 수 있다.

여기에 사용되는 바와 같이, 용어 "자기장 센서(magnetic field sensor)"는 자기장 감지 소자를 포함하는 회로를 기술하도록 사용된다. 자기장 센서들은 다양한 응용들, 예를 들어, 이에 한정되지는 않으나, 전류 운반 전도체(current-carrying conductor)에 의해 운반되는 전류에 의해 생성되는 자기장을 감지하는 전류 센서, 강자성 물체의 근접을 감지하는 자기 스위치, 예를 들어 환형 자석(ring magnet)의 자기 구역(magnetic domain)들과 같은, 통과하는 강자성 물품들을 감지하는 회전 검출기(rotation detector), 및 자기장의 자기장 밀도를 감지하는 자기장 센서를 포함할 수 있다.

후술되는 예들에서는 홀 효과 소자들을 가지는 자기장 센서들이 도시되고 기재되어 있으나, 동일한 기술들이 임의의 종류의 자기장 감지 소자를 가지는 자기장 센서에 적용될 수 있다. 다만, 홀 효과 소자들이 온도 편위(temperature excursion)에 의해 상기 홀 효과 소자에 가해지는 스트레스(stress) 및/또는 압박(strain)에 특히 민감한 경향을 가지고, 이러한 스트레스 및 압박이 상기 홀 효과 소자들의 감도의 변화를 가져오는 것이 알려져 있다.

후술되는 예들에서 전류 센서들이 도시되고 기재된다. 다만, 동일한 기술들이 임의의 자기장 센서, 바람직하게는 온도 편위를 경험하는 임의의 자기장 센서에 적용될 수 있다.

후술되는 예들에서 자속 집중기들이 없는 전류 센서들이 도시되고 기재된다. 자속 집중기를 사용하면 자기장 센서의 감도를 증가시킬 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 후술되는 회로들 및 기술들은 자속 집중기들을 가지는 자기장 센서들로도 또한 이용될 수 있다.

본 발명이 적용되는 전류 센서들의 다른 구성들이 2004년 8월 24일자로 등록된 미국등록특허 제6,781,359호 및 2007년 9월 4일자로 등록된 미국등록특허 제7,265,531호에 개시되어 있으며, 이들은 모두 본 발명의 출원인에 의한 특허들로서 본원에 그 전체가 참조로서 인용된다.

도 1을 참조하면, 자기장 센서(10)는 전류원(14)에 의해 구동되는 홀 효과 소자(12)를 포함한다. 홀 효과 소자(12)는, 예를 들어 홀 효과 소자(12)에 근접한 전류 운반 전도체(16)를 지나는 전류(16a)에 의해 생성될 수 있는 자기장에 반응한다. 전류 운반 전도체(16)는 자기장 센서(10)의 일부이거나, 또는 자기장 센서(10)의 외부에 위치할 수 있다.

자기장 센서(10)는 증폭기(18), 프로그램 가능한 필터일 수 있는 필터(20), 합산 회로(22) 및 증폭기(24)로 구성된 아날로그 신호 경로를 포함한다. 홀 효과 소자(12)는 상기 자기장에 응답하여 자기장 신호(12a)를 생성하도록 구성된다. 증폭기(18)(이득 조절가능 아날로그 회로)는 자기장 신호(12a)를 수신하고 이득 제어 신호(26a)를 수신하도록 연결되고, 이득 조절된 신호(18a)를 생성하도록 구성된다. 필터(20a)는 이득 조절된 신호(18a)를 수신하도록 연결되고, 필터링된 신호(20a)를 생성하도록 구성된다. 합산 회로(22)(오프셋 조절가능 아날로그 회로)는 필터링된 신호(20a)를 수신하고 오프셋 제어 신호(28a)를 수신하도록 연결되고, 오프셋 조절된 신호(22a)를 생성하도록 구성된다. 증폭기(24a)는 오프셋 조절된 신호(22a)를 수신하도록 연결되고, 이득 및 오프셋 교정된 출력 신호(24a)를 생성하도록 구성된다.

자기장 센서(10)는, 바람직하게는 자기장 센서(10)의 다른 회로들과 동일한 기판에 배치된, 온도 센서(30)를 더 포함한다. 온도 센서(30)는 온도 센서(30)가 감지한 온도를 나타내는 온도 신호(30a)를 생성하도록 구성된다. 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC)(32)는 온도 신호(30a)를 수신하도록 연결되고, 온도 신호(30a)를 나타내는 디지털 온도 신호를 생성하도록 구성된다.

자기장 센서(10)는 디지털 온도 신호(32a)를 수신하도록 연결된 세그먼트 프로세서(34)를 더 포함한다. 세그먼트 프로세서(34)가 다양한 기능들을 수행하는 것이 아래의 기재로부터 명확하게 될 것이다. 세그먼트 프로세서(34)는 디지털 온도 신호(32a)(즉, 온도 신호(30a))가 속하는 온도 세그먼트를 확인하도록 구성된다. 온도 세그먼트(34)는 또한 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)을 수신하도록 연결될 수 있다. 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)은 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들의 온도들에 연관된다. 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)은 세그먼트 프로세서(34)에 의해 요청될 수 있다.

세그먼트 프로세서(34)는 디지털 온도 신호(32a)에 부합되도록 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 사이를 보간하여 센서 이득 교정 값(40a)을 생성하도록 구성될 수 있다. 이득 제어 신호(26a)는, 센서 이득 교정 값(40a)에 연관되며 센서 이득 교정 값(40a)에 의해 결정되는 아날로그 신호이다.

세그먼트 프로세서(34)는 또한 디지털 온도 신호(32a)에 부합되도록 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b) 사이를 보간하여 센서 오프셋 교정 값(42a)을 생성하도록 구성될 수 있다. 오프셋 제어 신호(46a)는, 센서 오프셋 교정 값(42a)에 연관되며 센서 오프셋 교정 값(42a)에 의해 결정되는 아날로그 신호이다.

세그먼트 프로세서(34)가 디지털 신호들 또는 값들을 처리하는 디지털 회로인 것이 이해될 수 있을 것이다. 세그먼트 프로세서(34)는 상술한 아날로그 회로들의 이득 및/또는 오프셋을 제어한다.

자기장 센서(10)는, 각각이 복수의 선택된 온도들 중 각각의 하나에 연관되는 복수의 이득 교정 계수들 및/또는 복수의 오프셋 교정 계수들을 보유하는 EEPROM(52)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각이 각각의 이득 교정 계수(TDSense) 및 각각의 오프셋 교정 계수(DQVO)에 연관되는 다섯 개의 선택된 온도들이 존재할 수 있다.

상기 복수의 이득 교정 계수들 및 상기 복수의 오프셋 교정 계수들은, 직렬 통신 링크일 수 있는 통신 링크(48) 상의 신호(48a)를 통하여 자기장 센서(10)의 제조 시, 또는 그 후의 임의의 시점에서 EEPROM(52)에 저장될 수 있다. 상기 복수의 이득 교정 계수들 및 상기 복수의 오프셋 교정 계수들을 생성하는 방법이 도 5를 참조하여 후술된다.

자기장 센서(10)는, 세그먼트 프로세서(34)에 사용자 이득 교정 값(54a)을 제공하도록 연결된 사용자 이득 교정 EEPROM(54)을 더 포함할 수 있다. 자기장 센서(10)는, 세그먼트 프로세서(34)에 사용자 오프셋 교정 값(56a)을 제공하도록 연결된 사용자 오프셋 EEPROM(56)을 더 포함할 수 있다. 사용자 이득 EEPROM(54)은 상기 통신 링크 상의 신호(48c)를 통하여 사용자 이득 교정 값(54a)을 수신할 수 있다. 사용자 오프셋 EEPROM(56)은 상기 통신 링크 상의 신호(48d)를 통하여 사용자 오프셋 교정 값(56a)을 수신할 수 있다.

자기장 센서(10)는, 세그먼트 프로세서(34)에 보간 제어 신호(50a)를 제공하도록 연결된 프로그램 제어 EEPROM(50)을 더 포함할 수 있다. 보간 제어는 아래에 보다 상세히 설명된다. 프로그램 제어 EEPROM(50)은 상기 통신 링크 상의 신호(48b)를 통하여 보간 제어 신호(50a)를 수신할 수 있다.

세그먼트 프로세서(34)는, 디지털 온도 신호(32a)를 수신하도록 연결되고 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)을 수신하도록 연결된 보간 프로세서(36)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보간 프로세서(36)는 제어 신호(50a)를 수신하도록 더욱 연결될 수 있다. 제어 신호(50a)는 보간 프로세서(36)에 의해 수행될 이득 및/또는 오프셋 보간의 타입을 결정할 수 있다. 보간의 타입들은 아래에서 더욱 설명될 것이다.

보간 프로세서(36)는 보간된 이득 교정 값(36a) 및/또는 보간된 오프셋 교정 값(36b)을 생성하도록 구성된다. 이를 위하여, 보간 프로세서(36)는 디지털 온도 신호(32a)를 수신하도록 연결되고, 디지털 온도 신호(32a)(즉, 온도 신호(30a)가 속하는 상술한 온도 세그먼트를 확인하도록 구성된다. 보간 프로세서(36)는 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들인 두 개의 온도들에 연관된 상술한 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 상술한 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)을 수신하도록 더욱 연결된다.

보간 프로세서(36)는 디지털 온도 신호(32a)를 이용하여 상기 복수의 온도 세그먼트들 중 어느 하나에 상기 측정된 온도가 속하는지를 확인할 수 있다. 이에 따라, 적절한 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a) 및/또는 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)이 보간 프로세서(36)에 의해 요청될 수 있다.

자기장 센서(10)는, 보간된 이득 교정 값(36a) 및/또는 보간된 오프셋 교정 값(36b)을 수신하도록 연결되고 사용자 이득 교정 값(54a) 및/또는 사용자 오프셋 교정 값(56a)을 수신하도록 연결된 조합 프로세서(38)를 더 포함할 수 있다. 상기 조합 프로세서는 보간된 이득 교정 값(36a)을 사용자 이득 교정 값(54a)에 조합하도록 및/또는 보간된 오프셋 교정 값(36b)을 사용자 오프셋 교정 값(56a)에 조합하도록 구성된다. 이에 따라, 조합 프로세서(38)는 조합된, 이득 조절 레지스터(40) 및 오프셋 조절 레지스터(42)에 각각 저장될 수 있는 이득 교정 값(38a) 및/또는 조합된 오프셋 교정 값(38b)을 생성하도록 구성된다.

디지털 아날로그 변환기(digital-to-analog converter; DAC)(44)는 저장된 이득 교정 값(40a)을 수신하도록 연결되고, 이득 제어 신호(26a)를 이에 상응하게 생성하도록 구성된 이득 조절 회로(26)에 의해 수신되는 이득 교정 신호(44a)를 생성하도록 구성될 수 있다. DAC(46)는 저장된 오프셋 교정 값(42a)을 수신하도록 연결되고, 오프셋 제어 신호(28a)를 이에 상응하게 생성하도록 구성된 오프셋 조절 회로(28)에 의해 수신되는 오프셋 교정 신호(46a)를 생성하도록 구성될 수 있다.

하나의 특정한 실시예에서, 보간된 이득 교정 값(36a)을 생성하도록 보간 프로세서(36)에 의해 수행되는 상기 이득 보간은 다음과 같은 선형 보간일 수 있다.

(1)

여기서, CoeffA 및 CoeffB는 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 대한 한 쌍의 이득 교정 계수들(52a)이고, temp[4:0]은 7 비트 값일 수 있는 디지털 온도 신호(32a)의 하위 다섯 비트들을 나타낸다.

일 실시예에서, 보간 프로세서(36)는 복수의 이득(감도) 처리 옵션들을 보유하고, 상기 처리 옵션(상기 보간 타입, 즉 상술한 수식)이 제어 신호(50a)에 부합되도록 선택된다.

일 실시예에서, 조합 프로세서(38)는 아래의 수식에 따라 보간된 이득 교정 값(36a)을 사용자 이득 교정 값(54a)과 조합하고, 이에 따라 조합된 이득 교정 값(38a)이 도출된다.

(2)

여기서, SENS_FINE은 사용자 이득 교정 값(54a)이고, K_DEV는 특정한 종류의 자기장 센서의 감도를 나타내는 장치 특정 상수(예를 들어, 74 데시벨 또는 206 데시벨)이다.

하나의 특정한 실시예에서, 보간된 오프셋 교정 값(36b)을 생성하도록 보간 프로세서(36)에 의해 수행되는 상기 오프셋 보간은 다음과 같은 선형 보간일 수 있다.

(3)

여기서, CoeffA 및 CoeffB는 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 대한 한 쌍의 오프셋 교정 계수들(52b)이고, temp[4:0]은 7 비트 값일 수 있는 디지털 온도 신호(32a)의 하위 다섯 비트들을 나타낸다.

일 실시예에서, 보간 프로세서(36)는 복수의 오프셋 처리 옵션들을 보유하고, 상기 처리 옵션(상기 보간 타입, 즉 상술한 수식)이 제어 신호(50a)에 부합되도록 선택된다. 일 실시예에서, 상기 선택은, 각각이 두 배(한 비트 쉬프트)만큼 다른 다음의 선형 보간 타입들 중 선택될 수 있다.

(4)

(5)((3)과 동일)

(6)

일 실시예에서, 조합 프로세서(38)는 아래의 수식에 따라 보간된 오프셋 교정 값(36b)을 사용자 오프셋 교정 값(56a)과 조합하고, 이에 따라 조합된 오프셋 교정 값(38a)이 도출된다.

(7)

여기서, QVO는 사용자 이득 교정 값(56a)이다.

예상되는 바와 같이, 사용자 이득 교정 값(54a)이 승산에 적용되고, 사용자 오프셋 교정 값(56a)이 합산에 적용되는 것이 상술한 이득 및 오프셋 수식들로부터 명확하게 될 것이다.

다른 실시예에서, 예를 들어, 자기장 센서(10)가 강자성 물체의 근접에 반응하는 자기장 스위치로 이용될 때, 자기장 센서(10)는, 신호(24a)를 수신하도록 연결되고, 문턱 신호(60)를 수신하도록 연결되며, 비교 신호(58a)를 생성하도록 구성된 비교기(58)를 포함할 수 있다. 비교 신호(58a)는 상기 강자성 물체의 근접 또는 비근접을 나타내는 2-상태 신호일 수 있다.

도 2를 참조하면, 그래프(100)는 백분율 단위의 감도 변화의 눈금을 가지는 수직 축(108)을 가진다. 제1 수평 축(110)은 자기장 센서에 의해(즉, 도 1의 온도 센서(30)에 의해) 감지되는 섭씨온도 단위의 눈금을 가지고, 제2 수평 축(112)은 온도를 나타내는 7-비트 디지털 코드가 0부터 127까지의 십진수로 표현된 눈금을 가진다. 축(112)은 도 1의 디지털 온도 신호(32a)에 상응한다.

특징 커브(102)는 이득 교정 값들이 적용되지 않은 자기장 센서의 (상온(106)에서의 감도에 대하여) 상대적인 감도를 나타낸다. 특징 커브(102)에 의해 표현된 상기 상대적인 감도가 저온에서 보다 낮은 경향을 가지고, 고온에서 보다 높은 경향을 가지는 것이 도시되어 있다.

제1 온도, 즉 섭씨 -40도에서, 이득 교정 계수(TDSense0)(104a)는 특징 커브(102)의 상기 상대적인 감도의 하락과 반대된다. 상기 자기장 센서가 -40도의 온도를 감지하였을 때 이득 교정 계수(104a)가 상기 자기장 센서에 적용될 수 있고, 이에 따라 감도가 상온(106)에서의 상기 감도로부터 본질적으로 변화되지 않을 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 유사하게, 다른 이득 계수들(각각 TDSense1, TDSense2, TDSense3 및 TDSense4)(104b, 104c, 104d, 104e)이 이들에 연관된 다른 온도들(각각 섭씨 11.25도, 섭씨 62.5도, 섭씨 113.75도 및 섭씨 165.00도)에서 적용됨으로써, 이러한 특정한 온도들에서 감도가 상온(106)에서의 상기 감도로부터 본질적으로 변화되지 않을 수 있다.

다섯 개의 온도 세그먼트들, 즉 섭씨 -40.00도에서 섭씨 11.25도, 섭씨 11.25도에서 섭씨 62.5도, 섭씨 62.5도에서 섭씨 113.75도, 및 섭씨 113.75도에서 섭씨 165.00도가 도시되어 있다.

도 1의 디지털 온도 신호(32a)가 나타내는 상기 자기장 센서에 의해 감지된 실제 측정된 온도에 따라 확인되는 임의의 온도 세그먼트 내에서, 예를 들어, 11.25도에서 62.5도의 온도 세그먼트에서, 도 1의 보간 프로세서(36)는 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 상기 이득 교정 계수들(예를 들어, 104b, 104c) 사이를 보간함으로써 상기 특정한 측정된 온도에서 이용될 보간된 이득 교정 값(예를 들어, 도 1의 36a)을 생성할 수 있다. 상기 보간된 이득 교정 값은 상기 자기장 센서의 감도가 상온(106)에서의 감도로부터 본질적으로 변화되지 않도록 자기장 센서(10)에 적용될 수 있다.

도시 및 상술한 바와 같이, 상기 감도 보간은 선형 보간일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 이득 보간은 다른 방식, 예를 들어 이차 보간(quadratic interpolation)일 수 있다.

다섯 개의 이득 교정 계수들(104a-104e) 및 다섯 개의 연관된 온도 세그먼트들이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 다섯 개 초과 또는 다섯 개 미만의 이득 교정 계수들 및 연관된 온도 세그먼트들이 존재할 수 있다. 이득 교정 계수들 및 연관된 온도 세그먼트들의 수는 원하는 정확도에 따라 또는 상기 이득 교정 계수들을 저장하는 도 1의 EEPROM(52)의 원하는 최대 물리적 크기에 따라 선택될 수 있다. 일반적으로, EEPROM(52)에 저장된 이득 교정 계수들의 수가 클수록, 상기 보간된 이득 교정 계수들이 보다 정확하고, 상기 자기장 센서의 상기 교정된 상대적 감도가 보다 정확할 수 있다.

온도 폭이 동일한 온도 세그먼트들이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 상온(106)에 가까운 온도 세그먼트들은 상온(106)으로부터 먼 온도 세그먼트들에 비하여 보다 큰 (또는 작은) 온도 폭(span)을 가질 수 있다.

특정한 종류의 각 개별적인 자기장 센서는, 도 5를 참조하여 보다 자세히 후술되는 과정에 의해 생성되는, 서로 다른 이득 교정 계수들(104a-104e)을 가질 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 특정한 종류의 자기장 센서의 각각은 동일한 이득 교정 계수들(104a-104e)을 가질 수 있다.

도 5를 참조하여 보다 자세히 후술될 바와 같이, 상기 이득 교정 계수들(104a-104e)의 일부(또는 전부)는, 상기 자기장 센서의 생산 시(또는 그 후) 상기 특정한 이득 교정 계수들(104a-104e)이 저장될 상기 자기장 센서들 중 특정한 하나의 상기 복수의 온도들에서의 상대적인 감도를 직접 측정함으로써 선택(즉, 측정)될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 모든 이득 교정 계수들(104a-104e)보다 적은 수가 직접 측정에 의해 생성되고, 다른 이득 교정 계수들(104a-104e)이 감도 특징 커브(102)로부터 도출될 수 있다. 다시 말해서, 예를 들어, 이득 교정 계수(104a)가 -40.00도와 상온(106)에서의 상대적 감도 측정에 의해 생성될 수 있고, 다른 이득 교정 계수들(104b-104e)은 감도 특징 커브(102)의 알려진 형태(shape)로부터 추정될 수 있다.

도시된 특징 커브(102)는 복수의 동일한 종류의 자기장 센서로부터 도출된 평균 감도 특징을 나타낼 수 있다. 다른 종류의 자기장 센서들은 다른 형태의 특징 커브들을 가질 수 있다.

특정한 자기장 센서에 대한 이득 교정 계수들(104a-104e)의 일부(또는 전부)를 도출하도록 특징 커브(102)를 이용함에 있어서, 특징 커브(102)가 동일한 종류의 자기장 센서들 모두에 공통적으로 동일한 형태를 가질 수 있으나, 상기 동일한 종류의 개별적인 자기장 센서들 각각에 대하여 크기(magnitude)가 확대(scaled up) 또는 축소(scaled down)될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상온 및 -40도에서 개별적인 자기장 센서의 상대적인 감도가 측정되고, -40도에서의 상기 상대적인 감도가 특징 커브(102)가 나타내는 감도보다 낮은 경우, 상기 자기장 센서의 특징 커브는 -40도에서 보다 아래로 향하고, 165도에서 보다 위로 향하면서 동일한 형태가 유지되는 것으로 추정될 수 있다. 따라서, 오직 상온 감도 측정 및 임의의 다른 온도에서의 (상온의 감도에 대하여) 상대적인 감도 측정만을 수행함으로써, 특징 커브(102)에 유사한(동일한 형태를 가지나, 서로 다른 크기조정(scaling)이 될 수 있는) 특징 커브가 도출될 수 있고, 다른 이득 교정 계수들이 추정될 수 있다.

감도 특징 커브(102)의 특정한 형태가 자기장 센서의 특정한 종류에 의해 결정되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 게다가, 특징 커브(102)는 상기 특정한 종류의 자기장 센서들의 서로 다른 각각에 대하여 (크기조정(scaling)이) 일부 서로 다를 수 있다. 그러므로, 상기 특정한 종류의 자기장 센서들의 복수의 서로 다른 각각을 특징짓고, 감도 특징 커브(102)의 형태를 확인하도록 평균을 취함으로써, 이후 상기 동일한 종류의 개별적인 자기장 센서 각각에 부합하도록 확대(scaled up) 또는 축소(scaled down)하는 것이 바람직할 수 있다.

도 3을 참조하면, 그래프(100)는 9-비트 디지털 값으로 표현되는 선형 단위의 DC 오프셋 전압 변화의 눈금을 가지는 수직 축(128)을 가진다. 제1 수평 축(130)은 자기장 센서에 의해(즉, 도 1의 온도 센서(30)에 의해) 감지되는 섭씨온도 단위의 눈금을 가지고, 제2 수평 축(132)은 온도를 나타내는 7-비트 디지털 코드가 0부터 127까지의 십진수로 표현된 눈금을 가진다. 축(132)은 도 1의 디지털 온도 신호(32a)에 상응한다.

특징 커브(122)는 오프셋 교정 값들이 적용되지 않은 자기장 센서의 (상온(126)에서의 오프셋에 대하여) 상대적인 오프셋을 나타낸다. 특징 커브(122)에 의해 표현된 상기 오프셋이 상온에서의 오프셋(일반적으로 2.5V)에 대하여 저온에서 일 방향을 향하고, 고온에서 다른 방향을 향하는 가지는 것이 도시되어 있다.

제1 온도, 즉 섭씨 -40도에서, 오프셋 교정 계수(DQVO_0)(124a)는 특징 커브(122)의 상기 상대적인 오프셋의 하락과 반대된다. 상기 자기장 센서가 -40도의 온도를 감지하였을 때 오프셋 교정 계수(124a)가 상기 자기장 센서에 적용될 수 있고, 이에 따라 오프셋이 상온(126)에서의 상기 오프셋(2.5V)으로부터 본질적으로 변화되지 않을 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 유사하게, 다른 오프셋 계수들(각각 DQVO_1, DQVO_2, DQVO_3 및 DQVO_4)(124b, 124c, 124d, 124e)이 이들에 연관된 다른 온도들(각각 섭씨 11.25도, 섭씨 62.5도, 섭씨 113.75도 및 섭씨 165.00도)에서 적용됨으로써, 이러한 특정한 온도들에서 오프셋이 상온(126)에서의 상기 오프셋으로부터 본질적으로 변화되지 않을 수 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 다섯 개의 온도 세그먼트들, 즉 섭씨 -40.00도에서 섭씨 11.25도, 섭씨 11.25도에서 섭씨 62.5도, 섭씨 62.5도에서 섭씨 113.75도, 및 섭씨 113.75도에서 섭씨 165.00도가 도시되어 있다.

도 1의 디지털 온도 신호(32a)가 나타내는 상기 자기장 센서에 의해 감지된 실제 측정된 온도에 따라 확인되는 임의의 온도 세그먼트 내에서, 예를 들어, 11.25도에서 62.5도의 온도 세그먼트에서, 도 1의 보간 프로세서(36)는 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 상기 오프셋 교정 계수들(예를 들어, 124b, 124c) 사이를 보간함으로써 상기 특정한 측정된 온도에서 이용될 보간된 오프셋 교정 값(예를 들어, 도 1의 36b)을 생성할 수 있다. 상기 보간된 오프셋 교정 값은 상기 자기장 센서의 오프셋이 상온(126)에서의 오프셋으로부터 본질적으로 변화되지 않도록 자기장 센서(10)에 적용될 수 있다.

도시 및 상술한 바와 같이, 상기 오프셋 보간은 선형 보간일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 오프셋 보간은 다른 방식, 예를 들어 이차 보간(quadratic interpolation)일 수 있다.

다섯 개의 오프셋 교정 계수들(124a-124e) 및 다섯 개의 연관된 온도 세그먼트들이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 다섯 개 초과 또는 다섯 개 미만의 오프셋 교정 계수들 및 연관된 온도 세그먼트들이 존재할 수 있다. 오프셋 교정 계수들 및 연관된 온도 세그먼트들의 수는 원하는 오프셋 정확도에 따라 또는 상기 오프셋 교정 계수들을 저장하는 도 1의 EEPROM(52)의 원하는 최대 물리적 크기에 따라 선택될 수 있다. 일반적으로, EEPROM(52)에 저장된 오프셋 교정 계수들의 수가 클수록, 상기 보간된 오프셋 교정 계수들이 보다 정확하고, 상기 자기장 센서의 상기 교정된 상대적 오프셋이 보다 정확할 수 있다.

온도 폭이 동일한 온도 세그먼트들이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 상온(126)에 가까운 온도 세그먼트들은 상온(126)으로부터 먼 온도 세그먼트들에 비하여 보다 큰 (또는 작은) 온도 폭(span)을 가질 수 있다.

특정한 종류의 각 개별적인 자기장 센서는, 도 5를 참조하여 보다 자세히 후술되는 과정에 의해 생성되는, 서로 다른 오프셋 교정 계수들(124a-124e)을 가질 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 특정한 종류의 자기장 센서의 각각은 동일한 오프셋 교정 계수들(124a-124e)을 가질 수 있다.

도 5를 참조하여 보다 자세히 후술될 바와 같이, 상기 오프셋 교정 계수들(124a-124e)의 일부(또는 전부)는, 상기 자기장 센서의 생산 시(또는 그 후) 상기 특정한 오프셋 교정 계수들(124a-124e)이 저장될 상기 자기장 센서들 중 특정한 하나의 상기 복수의 온도들에서의 상대적인 오프셋을 직접 측정함으로써 선택(즉, 측정)될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 모든 오프셋 교정 계수들(124a-124e)보다 적은 수가 직접 측정에 의해 생성되고, 다른 오프셋 교정 계수들(124a-124e)이 오프셋 특징 커브(122)로부터 도출될 수 있다. 다시 말해서, 예를 들어, 오프셋 교정 계수(124a)가 -40.00도와 상온(126)에서의 상대적 오프셋 측정에 의해 생성될 수 있고, 다른 오프셋 교정 계수들(124b-124e)은 오프셋 특징 커브(122)의 알려진 형태로부터 추정될 수 있다.

도시된 특징 커브(122)는 복수의 동일한 종류의 자기장 센서로부터 도출된 평균 오프셋 특징을 나타낼 수 있다. 다른 종류의 자기장 센서들은 다른 형태의 특징 커브들을 가질 수 있다.

특정한 자기장 센서에 대한 오프셋 교정 계수들(124a-124e)의 일부(또는 전부)를 도출하도록 특징 커브(122)를 이용함에 있어서, 특징 커브(122)가 동일한 종류의 자기장 센서들 모두에 공통적으로 동일한 형태를 가질 수 있으나, 상기 동일한 종류의 개별적인 자기장 센서들 각각에 대하여 크기(magnitude)가 확대(scaled up) 또는 축소(scaled down)될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상온 및 -40도에서 개별적인 자기장 센서의 상대적인 오프셋이 측정되고, -40도에서의 상기 상대적인 오프셋이 특징 커브(122)가 나타내는 오프셋보다 낮은 경우, 상기 자기장 센서의 특징 커브는 -40도에서 보다 아래로 향하고, 165도에서 보다 위로 향하면서 동일한 형태가 유지되는 것으로 추정될 수 있다. 따라서, 오직 상온 오프셋 측정 및 임의의 다른 온도에서의 (상온의 오프셋에 대하여) 상대적인 오프셋 측정만을 수행함으로써, 특징 커브(122)에 유사한(동일한 형태를 가지나, 서로 다른 크기조정(scaling)이 될 수 있는) 특징 커브가 도출될 수 있고, 다른 오프셋 교정 계수들이 추정될 수 있다.

오프셋 특징 커브(122)의 특정한 형태가 자기장 센서의 특정한 종류에 의해 결정되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 게다가, 특징 커브(122)는 상기 특정한 종류의 자기장 센서들의 서로 다른 각각에 대하여 (크기조정(scaling)이) 일부 서로 다를 수 있다. 그러므로, 상기 특정한 종류의 자기장 센서들의 복수의 서로 다른 각각을 특징짓고, 오프셋 특징 커브(122)의 형태를 확인하도록 평균을 취함으로써, 이후 상기 동일한 종류의 개별적인 자기장 센서 각각에 부합하도록 확대(scaled up) 또는 축소(scaled down)하는 것이 바람직할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 예에서는, 다섯 개의 온도들에 연관된 다섯 개의 이득 교정 계수들, 및 동일한 다섯 개의 온도들에 연관된 다섯 개의 오프셋 교정 계수들이 도시되어 있다. 그러나, 상기 이득 교정 계수들 및 상기 오프셋 교정 계수들은 반드시 동일한 온도들에 연관될 필요는 없다. 한편, 도 1에는 EEPROM(52)이 예시적인 5개의 이득 교정 계수들(TDSense0-TDSense4) 및 예시적인 5개의 오프셋 교정 계수들(DQVO_0-DQVO_4)을 저장하는 예가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 회로(150)는 도 1의 자기장 센서(10)의 보다 자세한 일부를 나타낸다.

ADC(156)는 도 1의 ADC(32)에 상응한다. ADC(156)는 도 1의 온도 신호(30a)에 상응하는 아날로그 신호(154)를 수신하도록 연결된다. ADC(156)는 도 1의 디지털 온도 신호(32a)에 상응하는 신호(162)를 생성하도록 구성된다.

세그먼트 프로세서(170)는 도 1의 세그먼트 프로세서(34)에 상응한다. 세그먼트 프로세서(170) 내의 승산기(multiplier)(172) 및 합산기(summer)(174)는 도 1의 조합 프로세서(38)에 상응한다. 상술한 바와 같이, 사용자 이득 교정 값(도 1의 54a)이 승산을 통하여 적용되고, 사용자 오프셋 교정 값(도 1의 56a)이 합산을 통하여 적용되는 것이 상술한 수식들로부터 이해될 수 있을 것이다. 세그먼트 프로세서(170) 내의 레지스터(176)는 도 1의 이득 조절 레지스터(40)에 상응한다. 세그먼트 프로세서(170) 내의 레지스터(178)는 도 1의 오프셋 조절 레지스터(42)에 상응한다.

DAC들(188, 190)은 도 1의 DAC들(44, 46)에 각각 상응한다. DAC(188)는 세그먼트 프로세서(170)로부터 도 1의 신호(40a)에 상응하는 신호(184)를 수신하도록 연결된다. DAC(190)는 세그먼트 프로세서(170)로부터 도 1의 신호(42a)에 상응하는 신호(186)를 수신하도록 연결된다.

EEPROM(222)은 도 1의 계수 테이블 EEPROM(52)에 상응한다. EEPROM(222)으로부터의 양방향 신호(220)는 도 1의 이득 교정 계수들의 선택된 쌍들(52a) 및 오프셋 교정 계수들의 선택된 쌍들(52b)에 상응하고, 또한 디지털 온도 신호(162)가 속한 확인된 온도 세그먼트에 부합하도록 원하는 한 쌍의 이득 교정 값들 및 원하는 한 쌍의 오프셋 교정 값들을 선택하는 도 1에 도시되지 않은 EEPROM(222)으로의 선택 신호에 상응한다. EEPROM(222)으로의 신호(218)는 EEPROM(222)에 대한 독출/기입 제어 라인에 상응한다.

정적 레지스터들(226)은 도 1의 사용자 이득 교정 값 EEPROM(54), 사용자 오프셋 교정 값 EEPROM(56) 및 프로그램 제어 EEPROM(50)에 상응한다. 정적 레지스터들(226)로부터의 신호(228)는 도 1의 사용자 이득 교정 값(54a) 및 사용자 오프셋 교정 값(56a)에 상응한다.

직렬 입출력 통신 링크(196)는 도 1의 통신 링크(48)에 상응한다.

직렬 인터페이스 회로(198)는 직렬 통신 링크(196)에 연결될 수 있고, 직렬 통신 링크(196)로부터 데이터를 수신하도록 하나 이상의 직렬 통신 프로토콜들을 이해할 수 있다. 일 실시예에서, 직렬 통신 프로토콜은 자동차 직렬 통신 프로토콜, 예를 들어 CAN 통신 프로토콜일 수 있다.

회로(230)는 제어 및 데이터 신호들(202, 204)로 직렬 인터페이스 회로(198)에 연결된 메모리 컨트롤러(206)를 포함할 수 있다. 회로(230)는 데이터 및 제어 신호들(212, 214)로 메모리 컨트롤러(206)에 연결된 EEPROM 컨트롤러(216)를 더 포함할 수 있다. EEPROM 컨트롤러(216)는 상술한 신호들(218, 220)로 EEPROM(222)에 연결될 수 있다.

회로(230)는 데이터 및 제어 신호들(180, 182)로 세그먼트 프로세서(170)에 연결된 마스터 컨트롤러(152)(예를 들어, 프로그램 가능한 프로세서)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 회로(230)는 제어 라인들(158, 160)로 ADC(156)에 연결된 이중 경사 ADC 컨트롤러(166)를 더 포함할 수 있다. 이중 경사 ADC 컨트롤러(166)는 사용자 제어 시 ADC(156)의 경사(즉, 범위)를 변경하도록 구성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 디지털 온도 신호(168)는 일곱 비트들을 가질 수 있고, 신호(184)는 아홉 비트들을 가질 수 있으며, 신호(186)는 아홉 비트들을 가질 수 있다.

파워 온 리셋(POR) 신호(224)는 회로(230)의 파워-업 시 기능 및 다양한 레지스터들을 리셋하도록 회로(230)내에 분배될 수 있다.

회로(150)의 전부, 및/또는 도 1의 자기장 센서(10)의 전부는 공통 집적 회로 기판 상에 위치할 수 있다.

도 5에 도시된 순서도에 상응하는 하기의 기술이 도 1의 회로(10)에서 구현될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 여기서 "처리 블록들"을 의미하는 직사각형 구성요소들(예를 들어, 구성요소(254))은 컴퓨터 소프트웨어 명령어(instruction)들 또는 명령어들의 그룹들을 나타낸다. 여기서 "결정 블록들"을 의미하는 다이아몬드형 구성요소들(미도시)은 컴퓨터 소프트웨어 명령어들 또는 명령어들의 그룹들을 나타내고, 이들은 상기 처리 블록들이 나타내는 컴퓨터 소프트웨어 명령어들의 실행에 영향을 미칠 수 있다.

상기 처리 및 결정 블록들은 디지털 신호 처리기 회로 또는 특정 용도 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC)와 같은 기능적으로 동등한 회로들에 의해 수행되는 단계들을 나타낼 수 있다. 순서도들은 임의의 특정한 프로그래밍 언어의 문법(syntax)을 도시하지 않는다. 오히려, 순서도들은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 특정한 장치에 요구되는 처리를 수행하는 회로들을 제작하거나 컴퓨터 프로그램을 생성하는 데에 요구되는 기능적 정보를 도시한다. 루프들 및 변수들의 초기화, 임시 변수들의 사용 등과 같은 일반적인 프로그램 구성요소들이 도시되어 있지 않음에 주의하여야 한다. 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는, 여기에 달리 명시되지 않은 한, 개시된 블록들의 특정한 순서는 예시적으로만 도시되어 있는 것으로서 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변경될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 다르게 설명되지 않는 한, 후술될 블록들은 순서를 가지지 않고, 가능한 경우, 단계들은 임의의 편리한 또는 원하는 순서로 수행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 예시적인 방법(250)은 도 1의 자기장 센서(10)의 제조 시 공장에서 수행될 수 있는 블록들의 집합(252)에서 시작된다. 블록(252)에서, 조정(calibration) 온도들의 집합 및 연관된 온도 세그먼트들이 선택된다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 예들에서, 다섯 개의 선택된 온도들, 예를 들어 섭씨 -40.00도, 섭씨 11.25도, 섭씨 62.5도, 섭씨 113.75도 및 섭씨 165.00도, 및 상기 선택된 온도들의 인접한 쌍들을 경계들로 가지는 다섯 개의 관련 온도 세그먼트들이 존재한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 다섯 개 초과 또는 다섯 개 미만의 선택된 온도들 및 관련된 온도 세그먼트들이 존재할 수 있고, 상기 선택된 온도들이 균등하게 배치될 필요가 없다.

블록(256)에서, (상온에서의 이득 및 오프셋에 대하여) 상대적인 이득들 및 상대적인 오프셋들이, 상기 선택된 온도들의 전부에서, 또는 상기 선택된 온도들의 일부, 예를 들어 섭씨 -40.00도에서만 측정될 수 있다.

블록(258)에서, 상기 상대적인 감도 측정(들)에 기초하여, 측정이 수행된 온도(들)에 대한 이득 및 오프셋 교정 계수들이 생성된다. 상기 이득 및 오프셋 교정 계수들은 상기 측정된 상대적인 감도 및 상대적인 오프셋 편차들로부터 반대될 수 있다.

블록(260)에서, 고려 대상인 특정한 자기장 센서의 상대적인 감도 및 오프셋의 직접 측정이 수행되지 않은 선택된 온도들에 대한 다른 이득 및 오프셋 교정 계수들이 생성된다. 상술한 바와 같이, 상기 다른 이득 및 오프셋 교정 계수들의 생성은, 동일한 종류의 복수의 자기장 센서들의 평균 측정에 의해 도출된 커브의 형태에 대한 지식을 이용하여 감도 특징 커브 및/또는 오프셋 특징 커브를 생성함으로써 수행될 수 있다. 동일한 형태를 이용함으로써, 상기 감도(이득) 특징 커브 및 상기 오프셋 특징 커브가 상기 측정된 평균과 동일한 형태를 가질 수 있으나, 블록(256)에서 수행된 감도 및 오프셋 측정(들)에 따라 크기(magnitude)가 확대(scaled up) 또는 축소(scaled down)될 수 있다.

블록(262)에서, 상기 이득 및 오프셋 교정 계수들(예를 들어, 다섯 개의 이득 교정 계수들 및 다섯 개의 오프셋 교정 계수들)은 상기 자기장 센서 내에, 예를 들어 도 1의 통신 링크(48)와 같은 직렬 통신 링크를 통하여 도 1의 EEPROM(52) 내에 저장된다.

블록(264)에서, 일 실시예에서, 이득 보간 및/또는 오프셋 보간 타입(수식)이 복수의 보간 타입들로부터 선택될 수 있다. 상술한 수식들 (1), (3), (4) 및 (5)를 참조하라.

블록(266)에서, 상기 보간 타입들의 선택은, 예를 들어 도 1의 통신 링크(48)와 같은 상기 직렬 통신 링크를 통하여 도 1의 EEPROM(52) 내에, 어떠한 값으로 저장될 수 있다.

처리(250)의 나머지 블록들은 현장(field)에서 정상 동작 중인 상기 자기장 센서에 의해 계속하여(continuously) 또는 때때로(from time to time) 수행될 수 있다.

블록(268)에서, 상기 자기장 센서는, 예를 들어 도 1의 온도 센서(30)를 통하여, 이의 온도를 측정한다.

블록(270)에서, 상기 자기장 센서는 블록(254)에서 선택된 상기 온도 세그먼트들 중 상기 측정된 온도가 속한 온도 세그먼트를 확인한다.

블록(272)에서, 상기 자기장 센서, 예를 들어 도 1의 보간 프로세서(272)는 상기 측정된 온도에 부합되도록 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 상응하는 블록(262)에서 저장된 이득 교정 계수들의 사이를 보간한다. 따라서, 보간된 이득 교정 값(예를 들어, 도 1의 36a)이 생성된다. 상기 보간은 상술한 수식 (1)에 부합하여 수행될 수 있다.

블록(274)에서 또는 이전에, 상기 자기장 센서는 사용자 이득 교정 값, 예를 들어 도 1의 통신 링크(48)를 통하여 도 1의 사용자 이득 교정 값 EEPROM(54)에 저장된 값(54a)을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 사용자 이득 교정 값은 상기 자기장 센서의 감도를 사용자 선호에 따라 단지 0.75에서 1.25 사이의 비율로 조절할 수 있다.

블록(276)에서, 상기 보간된 이득 교정 값은 상기 사용자 이득 교정 값과 (예를 들어, 도 1의 조합 프로세서(38)에 의해) 조합되어 조합된 이득 교정 값(예를 들어, 도 1의 38a)이 생성될 수 있다.

블록(278)에서, 상기 조합된 이득 교정 값은, 예를 들어 도 1의 이득 조절 레지스터(40)에, 저장된다.

블록(280)에서, 상기 저장된 이득 교정 값은 도 1의 DAC(44) 및 이득 조절 회로(26)를 통하여 상기 자기장 센서의 감도(즉, 이득)를 조절하도록 적용된다.

블록(282)에서, 상기 자기장 센서, 예를 들어 도 1의 보간 프로세서(272)는 상기 측정된 온도에 부합되도록 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 상응하는 블록(262)에서 저장된 오프셋 교정 계수들의 사이를 보간한다. 따라서, 보간된 오프셋 교정 값(예를 들어, 도 1의 36b)이 생성된다. 상기 보간은 상술한 수식 (3)에 부합하여 수행될 수 있다.

블록(284)에서 또는 이전에, 상기 자기장 센서는 사용자 오프셋 교정 값, 예를 들어 도 1의 통신 링크(48)를 통하여 도 1의 사용자 오프셋 교정 값 EEPROM(56)에 저장된 값(56a)을 수신할 수 있다.

블록(286)에서, 상기 보간된 오프셋 교정 값은 상기 사용자 오프셋 교정 값과 (예를 들어, 도 1의 조합 프로세서(38)에 의해) 조합되어 조합된 오프셋 교정 값(예를 들어, 도 1의 38b)이 생성될 수 있다.

블록(288)에서, 상기 조합된 오프셋 교정 값은, 예를 들어 도 1의 오프셋 조절 레지스터(42)에, 저장된다.

블록(290)에서, 상기 저장된 오프셋 교정 값은 도 1의 DAC(46) 및 오프셋 조절 회로(28)를 통하여 상기 자기장 센서의 오프셋을 조절하도록 적용된다.

상술한 기술에 의해, 자기장 센서는 상온에서의 상기 자기장 센서의 감도 및 오프셋과 비교하여 상기 자기장 센서의 온도에 따라 감도 및 오프셋을 변화가 없거나 거의 없도록 유지할 수 있다.

여기에 인용된 모든 참조문헌들은 본원에 그 전체가 참조로서 인용된다.

본 특허의 대상인 다양한 개념들, 구조들 및 기술들을 설명하도록 바람직한 실시예들이 기재되었으나, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이러한 개념들, 구조들 및 기술들이 다른 실시예들에 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이에 따라, 본 특허의 범위는 상술한 실시예들로 제한되지 않고, 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위에 의해서만 제한되어야 할 것이다.

Claims

자기장 센서에 있어서,
자기장 신호를 생성하는 자기장 감지 소자;
상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 이득 조절 회로로부터 이득 제어 신호를 수신하며, 상기 이득 제어 신호에 대응하는 이득을 가진 이득 조절된 신호를 생성하는 이득 조절가능 아날로그 회로;
복수의 이득 교정 계수들을 저장하는 계수 테이블 메모리, -상기 복수의 이득 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되고, 각 온도 세그먼트는 한 쌍의 온도들을 경계로 가지며, 상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭(span)들을 가지며, 상기 온도 세그먼트들 중 상온에 가까운 온도 세그먼트는 상기 온도 세그먼트들 중 상기 상온으로부터 먼 온도 세그먼트에 비하여 큰 온도 폭을 가짐-;
온도를 나타내는 온도 신호를 생성하는 온도 센서; 및
상기 온도 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 온도 신호가 속하는 온도 세그먼트를 확인하며, 상기 계수 테이블 메모리로부터 상기 복수의 이득 교정 계수들 중 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 이득 교정 계수들을 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 이득 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 이득 교정 값을 생성하는 세그먼트 프로세서를 포함하고,
상기 이득 제어 신호는 상기 보간된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 1 항에 있어서,
사용자 이득 교정 값을 수신하는 사용자 이득 교정 값 레지스터를 더 포함하고,
상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 이득 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 이득 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 이득 교정 값을 상기 보간된 이득 교정 값과 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하고,
상기 이득 제어 신호는 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 오프셋 조절 회로로부터 오프셋 제어 신호를 수신하며, 상기 오프셋 제어 신호에 대응하는 오프셋을 가진 오프셋 조절된 신호를 생성하는 오프셋 조절가능 아날로그 회로를 더 포함하고,
상기 계수 테이블 메모리는 복수의 오프셋 교정 계수들을 더욱 저장하고, 상기 복수의 오프셋 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되며,
상기 세그먼트 프로세서는 상기 계수 테이블 메모리로부터 상기 복수의 오프셋 교정 계수들 중 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 오프셋 교정 계수들을 더욱 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 오프셋 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하며,
상기 오프셋 제어 신호는 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서,
사용자 이득 교정 값을 수신하는 사용자 이득 교정 값 레지스터를 더 포함하고,
상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 이득 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 이득 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 이득 교정 값을 상기 보간된 이득 교정 값과 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하며,
상기 이득 제어 신호는 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 4 항에 있어서,
사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 사용자 오프셋 교정 값 레지스터를 더 포함하고,
상기 조합 프로세서는 상기 사용자 오프셋 교정 값을 더욱 수신하고, 상기 보간된 오프셋 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 상기 보간된 오프셋 교정 값과 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 더욱 생성하고,
상기 오프셋 제어 신호는 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 1 항에 있어서,
프로그램 제어 값을 수신하는 프로그램 제어 레지스터를 더 포함하고,
상기 세그먼트 프로세서는 상기 프로그램 제어 값을 나타내는 신호를 수신하고, 상기 프로그램 제어 값에 응답하여 복수의 소정의 보간 타입들 중 하나의 보간 타입을 선택하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
자기장 센서의 조절 방법에 있어서,
상기 자기장 센서로 현장 동작 중 온도를 측정하는 단계;
상기 자기장 센서로 소정의 복수의 온도 세그먼트들 중 상기 현장 측정된 온도가 속하는 온도 세그먼트를 확인하는 단계, -상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭(span)들을 가지며, 상기 온도 세그먼트들 중 상온에 가까운 온도 세그먼트는 상기 온도 세그먼트들 중 상기 상온으로부터 먼 온도 세그먼트에 비하여 큰 온도 폭을 가짐-;
상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 한 쌍의 소정의 조정 온도들을 확인하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 이득 조정 계수들을 확인하는 단계, -상기 한 쌍의 이득 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장됨-;
상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 이득 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 이득 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 자기장 센서 내의 이득 조절 회로에 상기 보간된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 포함하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 사용자 이득 교정 값을 수신하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 보간된 이득 교정 값과 상기 사용자 이득 교정 값을 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 이득 조절 회로에 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 오프셋 조정 계수들을 확인하는 단계, -상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장됨-;
상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 자기장 센서 내의 오프셋 조절 회로에 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 사용자 이득 교정 값을 수신하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 보간된 이득 교정 값과 상기 사용자 이득 교정 값을 조합하여 조합된 이득 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 이득 조절 회로에 상기 조합된 이득 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 보간된 오프셋 교정 값과 상기 사용자 오프셋 교정 값을 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 오프셋 조절 회로에 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 프로그램 제어 값을 수신하는 단계; 및
상기 자기장 센서로 상기 프로그램 제어 값에 응답하여 복수의 소정의 보간 타입들 중 하나의 보간 타입을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 자기장 센서의 생산 시, 상기 복수의 온도 세그먼트들의 경계들에 상응하는 복수의 조정 온도들의 일부에서 상기 자기장 센서의 이득들을 측정하는 단계;
상기 이득들의 측정에 부합되도록 상기 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 이득 교정 계수들을 생성하는 단계;
상기 복수의 조정 온도들의 나머지에서 추가 이득 교정 계수들을 생성하는 단계; 및
상기 자기장 센서에 상기 이득 교정 계수들 및 상기 추가 이득 교정 계수들을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 추가 이득 교정 계수들을 생성하는 단계는,
복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 이득을 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 자기장 센서의 생산 시, 상기 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 상기 자기장 센서의 오프셋들을 측정하는 단계;
상기 오프셋들의 측정에 부합되도록 상기 복수의 조정 온도들의 상기 일부에서 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계;
상기 복수의 조정 온도들의 상기 나머지에서 추가 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계; 및
상기 자기장 센서에 상기 오프셋 교정 계수들 및 상기 추가 오프셋 교정 계수들을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 추가 오프셋 교정 계수들을 생성하는 단계는,
복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 이득을 파악하는 단계; 및
상기 복수의 자기장 센서들의 온도에 따른 오프셋을 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
자기장 센서에 있어서,
자기장 신호를 생성하는 자기장 감지 소자;
상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 오프셋 조절 회로로부터 오프셋 제어 신호를 수신하며, 상기 오프셋 제어 신호에 대응하는 오프셋을 가진 오프셋 조절된 신호를 생성하는 오프셋 조절가능 아날로그 회로;
복수의 오프셋 교정 계수들을 저장하는 계수 테이블 메모리, -상기 복수의 오프셋 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되고, 각 온도 세그먼트는 한 쌍의 온도들을 경계로 가지며, 상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭(span)들을 가지며, 상기 온도 세그먼트들 중 상온에 가까운 온도 세그먼트는 상기 온도 세그먼트들 중 상기 상온으로부터 먼 온도 세그먼트에 비하여 큰 온도 폭을 가짐-;
온도를 나타내는 온도 신호를 생성하는 온도 센서; 및
상기 온도 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 온도 신호가 속하는 온도 세그먼트를 확인하며, 상기 계수 테이블 메모리로부터 상기 복수의 오프셋 교정 계수들 중 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 오프셋 교정 계수들을 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 오프셋 교정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 세그먼트 프로세서를 포함하고,
상기 오프셋 제어 신호는 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 17 항에 있어서,
사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 사용자 오프셋 교정 값 레지스터를 더 포함하고,
상기 세그먼트 프로세서는, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 수신하고, 상기 보간된 오프셋 교정 값을 수신하며, 상기 사용자 오프셋 교정 값을 상기 보간된 오프셋 교정 값과 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 생성하는 조합 프로세서를 포함하고,
상기 오프셋 제어 신호는 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
자기장 센서의 조절 방법에 있어서,
상기 자기장 센서로 현장 동작 중 온도를 측정하는 단계;
상기 자기장 센서로 소정의 복수의 온도 세그먼트들 중 상기 현장 측정된 온도가 속하는 온도 세그먼트를 확인하는 단계, -상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭(span)들을 가지며, 상기 온도 세그먼트들 중 상온에 가까운 온도 세그먼트는 상기 온도 세그먼트들 중 상기 상온으로부터 먼 온도 세그먼트에 비하여 큰 온도 폭을 가짐-;
상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 경계들에 연관된 한 쌍의 소정의 조정 온도들을 확인하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 확인된 온도 세그먼트의 상기 경계들에 연관된 한 쌍의 오프셋 조정 계수들을 확인하는 단계, -상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들은 상기 자기장 센서 내에 저장됨-;
상기 자기장 센서로 상기 한 쌍의 오프셋 조정 계수들 사이를 보간하여 보간된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 자기장 센서 내의 오프셋 조절 회로에 상기 보간된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 포함하는 자기장 센서의 조절 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 자기장 센서로 사용자 오프셋 교정 값을 수신하는 단계;
상기 자기장 센서로 상기 보간된 오프셋 교정 값과 상기 사용자 오프셋 교정 값을 조합하여 조합된 오프셋 교정 값을 생성하는 단계; 및
상기 오프셋 조절 회로에 상기 조합된 오프셋 교정 값과 관련된 아날로그 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서의 조절 방법.
자기장 센서에 있어서,
자기장 신호를 생성하는 자기장 감지 소자;
상기 자기장 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 이득 조절 회로로부터 이득 제어 신호를 수신하며, 상기 이득 제어 신호에 대응하는 이득을 가진 이득 조절된 신호를 생성하는 이득 조절가능 아날로그 회로;
복수의 이득 교정 계수들을 저장하는 계수 테이블 메모리, -상기 복수의 이득 교정 계수들의 쌍들은 각각의 온도 세그먼트들의 경계들에 연관되고, 각 온도 세그먼트는 한 쌍의 온도들을 경계로 가지며, 상기 온도 세그먼트들은 동일하지 않은 온도 폭(span)들을 가지며, 상기 온도 세그먼트들 중 상온에 가까운 온도 세그먼트는 상기 온도 세그먼트들 중 상기 상온으로부터 먼 온도 세그먼트에 비하여 큰 온도 폭을 가짐-;
온도를 나타내는 온도 신호를 생성하는 온도 센서; 및
상기 온도 신호를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 온도 신호가 나타내는 상기 온도가 속하는 온도 세그먼트를 확인하며, 상기 계수 테이블 메모리로부터 상기 복수의 이득 교정 계수들 중 상기 확인된 온도 세그먼트에 연관된 한 쌍의 이득 교정 계수들을 수신하고, 상기 온도 신호에 부합되도록 상기 한 쌍의 이득 교정 계수들 사이를 비선형 보간(nonlinear interpolation)으로 보간하여 보간된 이득 교정 값을 생성하는 세그먼트 프로세서를 포함하고,
상기 이득 제어 신호는 상기 보간된 이득 교정 값과 관련된 것을 특징으로 하는 자기장 센서.