KR20100135747A - 자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거 - Google Patents

자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거

Info

Publication number
KR20100135747A
KR20100135747A KR1020107020598A KR20107020598A KR20100135747A KR 20100135747 A KR20100135747 A KR 20100135747A KR 1020107020598 A KR1020107020598 A KR 1020107020598A KR 20107020598 A KR20107020598 A KR 20107020598A KR 20100135747 A KR20100135747 A KR 20100135747A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
offset
averaged
signal voltage
sensing device
sensing
Prior art date
Application number
KR1020107020598A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101454680B1 (ko
Inventor
존 커밍스
윌리엄 피. 테일러
데이비드 제이. 하아스
Original Assignee
알레그로 마이크로시스템스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알레그로 마이크로시스템스 인코포레이티드 filed Critical 알레그로 마이크로시스템스 인코포레이티드
Publication of KR20100135747A publication Critical patent/KR20100135747A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101454680B1 publication Critical patent/KR101454680B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0029—Treating the measured signals, e.g. removing offset or noise
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0035—Calibration of single magnetic sensors, e.g. integrated calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

자기장을 감지하고, 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 자기저항(magnetoresistive; MR) 감지 장치를 포함하는 센서가 소개된다. 상기 센서는 또한 상기 MR 감지 장치와 연결되고, 상기 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 회로를 포함한다. 상기 DC 오프셋은 상기 MR 감지 장치의 히스테리시스(hysteresis) 특성들과 관련될 수 있다. 상기 DC 오프셋을 제거하기 위해, 상기 회로는 평균화된 DC 오프셋을 획득할 수 있고, 상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋을 감산하여 센서 출력 신호를 생성할 수 있다.

Description

자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거{HYSTERESIS OFFSET CANCELLATION FOR MAGNETIC SENSORS}
본 발명은 자기장 센서들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기저항(magnetoresistive; MR) 감지 소자들을 이용하는 자기장 센서들에 관한 것이다.
모든 자기 물질들은 히스테리시스(hysteresis)를 가진다. 히스테리시스, 특히 자기 히스테리시스는 상기 물질에 인가되는 자기장의 이력에 의존하는 현상(history dependent nature)으로 설명된다. 자이언트 자기저항(giant magnetoresistive; GMR) 센서와 같은 자기저항(magnetoresistive; MR) 센서는 자기 물질로 구성되어 있기 때문에, 상기 자기저항 센서의 응답은 히스테리시스의 영향을 받는다. 인가되는 자기장에 대한 저항 값의 그래프(plot)는 인가되는 자기장이 증가하는 방향인 정방향(forward direction)의 저항 값의 변화에 따라 히스테리시스 루프(loop)를 형성하며, 인가되는 자기장이 감소하는 방향인 역방향(reverse direction)에 대한 루프는 이와 동일하지 않다. 따라서 상기 히스테리시스 루프는 상기 저항 값이 상기 인가된 자기장에 의존하며, 또한 이전에 인가된 자기장에 의존함을 나타낸다.
상기 히스테리시스에 의해 발생되는 오류(error)는 상기 센서의 출력에서 직류(direct current; DC) 오프셋을 발생시킨다. 일반적으로 GMR 센서들과 같은 MR 센서들이 예를 들어 홀 효과 센서들(Hall Effect sensors)과 같은 다른 종류의 자기장 센서들보다 높은 민감도(sensitivity)를 제공하지만, 히스테리시스 특성으로 인하여 현재 고해상도(high resolution)의 센서 애플리케이션들에 사용되지 않는다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 자기 저항 감지 소자들의 히스테리시스 특성으로 인한 DC 오프셋을 효과적으로 제거하는 센서를 제공하는 것이다.
일반적으로 일 측면에 따르면, 본 발명은 센서에 관한 것이다. 상기 센서는 자기장을 감지하고, 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 자기저항(magnetoresistive; MR) 감지 장치를 포함한다. 상기 센서는 상기 MR 감지 장치와 연결되고, 상기 AC 신호 전압을 수신하여 상기 수신된 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 회로를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들은 하나 이상의 다음과 같은 특징들을 포함할 수 있다. 상기 DC 오프셋은 상기 MR 감지 장치의 히스테리시스(hysteresis) 특성들과 관련될 수 있다. 상기 MR 감지 장치는 상기 자기장을 감지하는 감지 소자를 포함할 수 있고, 상기 감지 소자는 자이언트 자기저항(giant magnetoresistive; GMR) 소자, 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 소자, 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance; TMR) 소자 또는 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistance; AMR) 소자들 중 하나일 수 있다. 상기 회로는 상기 AC 신호 전압을 입력으로 수신하고 평균화된 DC 오프셋(averaged DC offset)을 출력으로 제공하는 DC 오프셋 결정기를 포함할 수 있다. 상기 회로는 상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋을 감산하여 센서 출력 신호를 생성하는 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 DC 오프셋 결정기는 양의 피크 값을 생성하는 양의 피크 검출부, 음의 피크 값을 생성하는 음의 피크 검출부, 상기 양의 피크 값과 상기 음의 피크 값을 합산하는 합산 블록, 및 상기 합산된 값을 2로 나누어 상기 평균화된 DC 오프셋을 생성하는 평균화 회로를 포함할 수 있다. 상기 양의 피크 검출부, 상기 음의 피크 검출부, 상기 합산 블록 및 상기 평균화 회로는 디지털 도메인(domain)에서 동작할 수 있다. 상기 양의 피크 검출부 및 상기 음의 피크 검출부는 상기 DC 오프셋 결정부에 의한 오프셋 결정을 적어도 하나의 클럭 사이클 동안 지연시키는 홀드 회로를 각각 포함할 수 있다.
상기 DC 오프셋 결정기는 미리 정해진 개수의 클럭 사이클 동안에 제공되는 상기 평균화된 DC 오프셋에 기초하여 사이클-평균화된 DC 오프셋을 생성하는 사이클 평균화 회로를 포함할 수 있다. 상기 회로에 포함되는 검출기는 상기 평균화된 DC 오프셋 및 상기 사이클-평균화된 DC 오프셋으로부터 에러 신호를 생성할 수 있다. 상기 DC 오프셋 결정기는 상기 평균화된 DC 오프셋을 조절하여, 상기 DC 오프셋 제거 후에 상기 AC 신호 전압이 비영점(non-zero) DC 성분을 가지도록 하는 회로를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 전류 센서에 관한 것이다. 상기 전류 센서는 측정하려는 전류가 인가되는 컨덕터, 및 전류가 상기 컨덕터에 인가되는 경우에 상기 컨덕터에서 생성되는 자기장에 응답하여 상기 전류에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 MR 감지 장치를 포함한다. 상기 전류 센서는 상기 MR 감지 장치와 연결되고, 상기 AC 신호 전압을 수신하여 상기 수신된 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 회로를 더 포함한다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 MR 감지 장치를 이용하여 자기장을 감지하고 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 단계, 및 상기 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 자기저항 감지 장치를 포함하는 센서는 상기 감지 장치의 히스테리시스 특성에 의해 센서 출력 신호에 발생하는 DC 오프셋을 효과적으로 제거할 수 있다. MR 장치들은 상대적으로 고민감도를 가지기 때문에 본 발명의 실시예들에 따른 센서는 약자기장들 및/또는 소신호들에 대하여 고민감도를 가지며, 센서 출력의 정확도가 향상된다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 센서는, 센서 출력의 정확도를 필요로 하며 약자기장들 및/또는 소신호들에 대하여 고민감도를 가지는 센서 입력을 필요로 하는 애플리케이션들에 적용될 수 있다.
본 발명 자체는 물론 앞에서 설명한 본 발명의 특징들은 하기 도면들에 대한 아래의 자세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 자기장 센서, 및 DC 오프셋 결정기를 구비하는 DC 오프셋 제거회로를 포함하는 센서의 일 예를 나타낸다.
도 2는 자이언트 자기저항(GMR) 감지 소자를 구비하는 폐루프 전류 센서로 구현된 자기장 센서의 일 예를 나타낸다.
도 3은 DC 오프셋 결정기의 일 예를 나타낸다.
도 4는 DC 오프셋을 가지는 감지된 AC 신호의 파형의 일 예를 나타낸다.
도 5는 출력 오류를 생성하는 오프셋 차이 검출기를 포함하는 센서의 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은 비영점 DC 오프셋을 위한 DC 오프셋 결정기의 다른 실시예를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 양의 피크 검출(도 7a) 및 음의 피크 검출(도 7b)의 다른 실시예들을 나타낸다.
동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, DC 오프셋 제거 회로(DC offset removal circuit, 14)에 연결된 자기장 센서(magnetic field sensor, 12)를 포함하는 센서(sensor, 10)가 도시된다. 자기장 센서(12)는 감지된 자기장(sensed magnetic field)을 감지 전압(sensed voltage Vs, 16)으로 도시된 AC 신호 전압(AC signal voltage)으로 변환한다. 감지 전압(Vs, 16)은 상기 감지된 자기장에 비례한다. DC 오프셋 제거 회로(14)는 자기 센서(12)에 의해 측정된 전압(Vs, 16)을 입력으로 수신하고, 출력 전압(output voltage Vout, 18)으로 도시된 AC 신호 전압을 센서 출력에 제공한다. DC 오프셋 제거 회로(14)는 상기 자기장을 감지하는 것과 관련된 DC 오프셋을 제거하며, 특히 자기장 센서(12)의 히스테리시스(hysteresis) 특성과 관련된 DC 오프셋을 제거한다. 보다 상세히 후술되겠지만, 예를 들어 자기장 센서(12)가 일정한 종류의 자기저항(magnetoresistive; MR) 감지 장치를 이용하는 경우에, 상기 DC 오프셋은 히스테리시스에 의해 유기된(hysteresis-induced) DC 오프셋이다.
이상적인 센서의 동작은 측정된 AC 신호가 0V DC와 같은 영점(zero point) 기준을 중심으로 하여 위치하거나, 또는 사용자가 원하는 알려진 비영점 오프셋에 기초한 비영점(non-zero point) 기준을 중심으로 하여 위치하는 것이다. 원하지 않는 임의의 DC 오프셋(undesired DC offset)으로 인하여 상기 감지된 AC 신호의 진폭이 양의 방향 또는 음의 방향으로 이동되고, 이로 인해 상기 감지된 AC 신호는 상기 영점 기준 또는 상기 원하는 비영점 기준을 중심으로 대칭하지 않는다. 대신에, 상기 감지된 AC 신호는 상기 원하지 않는 DC 오프셋과 관련하여 대칭한다. 따라서 상기 AC 신호에서 상기 원하지 않는 DC 오프셋을 제거하는 것이 바람직하다.
계속 도 1을 참조하면, DC 오프셋 제거 회로(14)는 DC 오프셋 결정기(DC offset determiner, 20)를 포함하며, DC 오프셋 결정기(20)는 상기 AC 신호에 현재 포함된 원하지 않는 DC 오프셋의 양을 결정한다. 결정기(20)에 의해 결정된 상기 원하지 않는 DC 오프셋은 평균화된 DC 오프셋(averaged DC offset)의 형태를 가질 수 있다. 후술되겠지만, 상기 평균화된 DC 오프셋은 하나의 클럭 사이클 동안의 평균화된 DC 오프셋(22)으로 도시되거나 하나 이상의 클럭 사이클 동안의 평균화된 DC 오프셋(22')으로 도시될 수 있다. 상기 하나 이상의 클럭 사이클 동안의 평균화된 DC 오프셋(22')은 사이클-평균화된 DC 오프셋(cycle-averaged DC offset, 22')으로 나타낼 수 있다. DC 오프셋 제거 회로(14)는 감지된 AC 신호 전압(16)으로부터 상기 원하지 않는 DC 오프셋을 분리하는 장치를 더 포함하며, 상기 장치는 증폭기(24)로 도시된다. 증폭기(24)는 감지된 AC 신호 전압(16), 및 평균화된 DC 오프셋(22') 또는 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')을 입력으로 수신한다. 증폭기(24)는 감지된 AC 신호 전압(16)에서 평균화된 DC 오프셋(22') 또는 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')을 감산하여 출력 전압(Vout, 18)을 생성하여 출력에 제공함으로써, 자기장의 감지 결과 발생되는 상기 원하지 않는 DC 오프셋을 효과적으로 제거한다. 이러한 방식으로 MR 센서들이 받는 히스테리시스의 영향을 제거하거나 최소화함으로써, 매우 작은 소신호가 입력되더라도 정확하게 측정될 수 있다.
일 실시예에서, 센서(10)는 센서 집적 회로(integrated circuit; IC, 26)의 형태로 구현될 수 있다. 센서 집적 회로(26)는 각각 28a, 28b 및 28c의 참조 부호로 표시된 핀들, 단자들 또는 리드들(28)을 구비한다. 도시된 것처럼, 리드(lead, 28a)는 전원 공급 장치(power supply, 30)와 연결된 VCC 핀이고, 리드(28b)는 외부 애플리케이션 장치를 활성화시켜 센서 출력 전압(Vout, 18)을 수신하거나 모니터링 하는 센서 출력(Vout) 핀이며, 리드(28c)는 접지(ground; GND, 32)와 연결된 접지 핀이다. 디커플링 커패시터(decoupling capacitor, 34)는 전원 공급 장치(30)와 접지(32) 사이에 연결된다. 전력은 VCC 핀(28a)을 통하여 IC(26)로 공급되며, VCC 핀(28a)은 전압 레귤레이터(voltage regulator, 36)와 내부적으로 연결된다. 전압 레귤레이터(36)는 센서 IC(26)의 서브회로들(subcircuits)에 실질적으로 일정한 전압을 공급한다. 자기장 센서(12) 및 DC 오프셋 제거 회로(14)와 같은 서브회로들은 전압 레귤레이터(36)로부터 전력을 공급받는다. 제너 다이오드(zener diode, 38)는 전압 레귤레이터(36)의 공급측(supply side)과 접지 사이에 제공되어, 상기 공급측이 접지와 단락(short)된 경우에 상기 전압 레귤레이터를 보호한다. GND 핀(28c)은 내부적으로 연결되어 상기 센서의 서브회로들을 접지와 연결시킨다. 예를 들어 제어 회로 및 클럭 생성 회로와 같은 다른 회로들은 도시의 편의상 생략되었다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에서 자기장 센서(12)는 전류 센서로 도시된다. 전류 센서(12)는 컨덕터(conductor, 40) 및 자기 코어(magnetic core, 42)를 포함한다. 컨덕터(40)는 종단 단자들(end terminals, IP+, IP-) 사이의 전도 경로(conduction path)를 제공한다. IC 구현에 있어서, 상기 종단 단자들은 상기 IC의 추가적인 입출력(input/output; I/O) 핀들을 나타낼 수 있다. 전류 센서(12)는 AC 전류를 측정하는 간단한 폐루프(closed-loop) 전류 센서의 형태로 도시되었다. 전류 센서(12)는 컨덕터(40)에 인접하여 위치하는 감지 소자(sensing device, 44)를 포함한다. 컨덕터(40)를 흐르는 인가된 전류는 자기장(46)을 발생시키며, 자기장(46)은 감지 장치(44)에 의해 감지되고 비례하는 전압으로 변환된다. 전류 센서(12)는 연산 증폭기(operational amplifier, 48)를 더 포함하며, 연산 증폭기(48)는 감지 장치(44) 및 백-바이어싱 회로(back-biasing circuit, 50)와 연결된다. 백-바이어싱 회로(50)는 증폭기(48) 및 감지 장치(44)와 연결된다.
도시된 것처럼, 일 실시예에서 감지 장치(44)는 GMR 감지 장치이다. GMR 감지 장치(44)는 적어도 하나의 GMR 소자, 즉 GMR 타입의 저항 또는 자기저항을 포함할 수 있다. 상기 GMR 소자는 노출되어 있고 상기 자기장을 감지하는 감지 소자이다. GMR 감지 장치(44)는 감지 소자로서 동작하는 하나의 소자를 이용하거나, 적어도 하나의 감지 소자를 포함하는 복수의 GMR 소자들을 이용하도록 디자인될 수 있다. 두 개 이상의 GMR 소자들이 이용되는 경우에, 상기 GMR 소자들은 풀 브릿지(full bridge) 또는 하프 브릿지(half bridge) 구조로 배열될 수 있다. 상기 풀 브릿지 구조는 휘트스톤(Wheatstone) 브릿지의 형태이고, 상기 하프 브릿지 구조는 전압 분배기(voltage divider)의 형태일 수 있다. 예를 들어, 자기장의 존재로 인하여 하나의 자기장이 증가하면 나머지 하나의 자기장은 감소하도록 배치된, 두 개의 스핀-밸브 소자들(spin-valve elements)과 같은 두 개의 감지 소자들일 수 있다.
도 2에는 폐루프 전류 센서의 디자인이 도시되었지만, 예를 들어 위치(displacement)와 같은 전류 이외의 다른 파라미터들을 측정하는 자기장 센서 및 예를 들어 다른 종류의 폐루프 또는 개방루프(open-loop) 디자인을 가지는 다른 종류의 전류 센서들이 고려될 수 있다. Stauth 등에게 특허 허여되고, 본 발명의 양수인인 알레그로 마이크로시스템스(Allegro Microsystems, Inc.)에게 양수된 미국 특허 제7,259,545호에는 폐루프 및 개방루프 센서들의 다른 실시예들 및 구성들이 설명된다.
또한, 감지 소자(44)는 GMR 감지 소자로 도시되었지만, 상기 감지 소자는, 언핀드 샌드위치(unpinned sandwich) 구조, 반강자성 다층(antiferromagnetic multilayer) 구조 및 스핀 밸브 구조를 포함하는 GMR; 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistance; AMR); 스핀-의존 터널링(spin-dependent tunneling; SDT)으로도 알려진 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction; MTJ); 및 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance; TMR)과 같은 임의의 종류의 MR 소자들로 구성될 수 있으며, MR 소자들의 종류는 이에 한정되지 않는다. 또한 여기에서 제공되는 DC 오프셋 제거 매커니즘은, 초퍼 안정화(chopper stabilization) 및 액티브 플레이트 스위칭(active plate switching)과 같은 알려진 홀 효과 센서의 DC 오프셋 제거 또는 조절 방법들(schemes)을 대신하여 사용될 수도 있고, 상기 알려진 홀 효과 센서의 DC 오프셋 제거 또는 조절 방법들과 함께 부가적으로 사용될 수도 있다.
감지 소자(44)에 의해 측정되는 전류는 상기 컨덕터(40)의 전도 경로에 인가될 수 있다. 동작하는 동안에, 상기 전도 경로를 흐르는 상기 인가된 전류는 자기장을 발생시키며, 상기 자기장은 상기 감지 장치의 하나 이상의 감지 소자들 또는 능동 소자들에 의해 감지된다. 감지된 자기장(46)은 감지 장치(44)의 임의의 내부 감지 소자들의 저항 값을 변화시킨다. 차동 증폭기(difference amplifier, 48)는 GMR 감지 장치(44)에 의해 생성된 전압(52)을 수신한다. 전압(52)은 신호들(Vo1, Vo2) 사이에서 이용할 수 있는 차동 전압으로 도시되었으며, 각각 52a 및 52b로 나타낸다. 결과적으로 차동 증폭기(48)는 출력 신호(54)를 통하여 백-바이어싱 회로(50)를 구동시킨다. 백-바이어싱 회로(50)는 정합된 바이폴라 접합 트랜지스터 쌍(matched bipolar junction transistor pair)으로 구성된 푸시-풀(push-pull) 출력단으로 구현될 수 있다. 결과적으로 백-바이어싱 회로(50)는 피드백 신호(56)를 생성한다. 피드백 신호(56)는 감지 소자(44)의 내부 보상 전류 루프(미도시)에 인가되며, 플럭스 기울기(flux gradient)가 0이 되도록 구동시킨다.
일반적으로, 도시된 것과 같은 폐루프 배치에서, 감지 장치(44)는 또한 상기 감지 장치와 아주 근접하여 배치되는 피드백 코일들(feedback coils)을 포함한다. 감지 장치(44)의 상기 피드백 코일들은 상기 컨덕터(40)의 전류에 의해 생성되는 상기 자기장과 반대되는 자기장을 생성하는데 사용된다. 상기 플럭스를 무효화시키는데 필요한 전류는 상기 전류 센서 출력이며, 저항(58)은 상기 전류를 감지 전압(Vs, 16)으로 변환한다. 상기 피드백 코일들과 마찬가지로, 백-바이어싱 회로(50)는 상기 감지 소자들의 자기 플럭스가 0 근처의 값을 유지하도록 폐루프 제어를 제공한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC 오프셋 결정기(20)가 상세하게 도시된다. 상기의 특정한 실시예는 AC 신호 전압(Vs, 16)으로부터 모든 DC 오프셋들 또는 실질적으로 모든 DC 오프셋들을 제거하도록 동작한다. 일 실시예에서, DC 오프셋 결정기(20)는 평균화된 DC 오프셋(22)을 출력으로 제공할 수 있다. DC 오프셋 결정기(20)는 하나 이상의 사이클 동안, 즉 미리 정해진 N(N은 1이상의 자연수)번의 사이클 동안 평균화가 수행된, 평균화된 DC 오프셋을 생성하도록 구현될 수 있으며, 이는 도 1을 참조하여 상술된 것처럼 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')으로 설명될 수 있다. DC 오프셋 결정기(20)는 DC 오프셋들(22, 22') 중 하나 또는 둘 모두를 출력으로 생성하여 이용할 수 있다.
감지된 AC 신호 전압(Vs, 16)은 DC 오프셋 결정기(20)의 두 개의 분리된 피크 검출 부분들인, 양의 피크 검출부(positive peak detecting portion, 60a) 및 음의 피크 검출부(negative peak detecting portion, 60b)로 제공된다. 도시된 실시예에서, 상기 피크 검출부는 디지털 피크 검출부로 구현되었다. 양의 피크 검출부(60a)는 감지된 AC 신호 전압(Vs, 16)의 양의 피크 편위(positive peak excursions) 값을 검출하고 홀드하며, 양의 부호 피크 값(positive-signed peak value)을 출력(62a)에서 제공한다. 이와 유사하게, 음의 피크 검출부(60b)는 감지된 AC 신호 전압(Vs)의 음의 피크 편위(negative peak excursions) 값을 검출하고 홀드하며, 음의 부호 피크 값을 출력(62b)에서 제공한다. 감지된 AC 신호 전압(Vs)에 DC 오프셋 성분이 존재하는 경우에, 상기 DC 오프셋 성분은 상기 출력들에 나타날 수 있다. 합산 블록(summing block, 64)은 출력들(62a, 62b)의 상기 양의 부호 피크 값 및 음의 부호 피크 값을 합산하는데 사용되며, 디지털 합산 값(65)을 생성한다.
도 3을 계속 참조하고, 보다 상세하게는 양의 피크 검출기(60a)를 참조하면, 아날로그 전압(Vs, 16)이 비교기(66a)에 입력되고, 비교기(66a)의 출력은 Vs의 순간 값(instantaneous value)을 나타내는 비교 신호이다. 비교기(66a)는 입력 신호(Vs)를 수신하는 비반전 입력(68a) 및 기준 신호를 수신하는 반전 입력(70a)을 포함한다. 비교기(66a)는 게이트(74a)로 출력(72a)을 제공하며, 게이트(74a)의 출력은 카운터(78a)에 입력(76a)으로 제공된다. 클럭 신호(80a) 또한 게이트(74a)에 제공되어 입력(72a)을 클럭하여 카운터(78a)에 제공하도록 한다. 카운터(78a)는 N비트의 디지털 출력(81a)을 디지털-아날로그 컨버터(digital-to-analog converter; DAC, 82a)에 제공하며, 결과적으로 DAC(82a)는 아날로그 출력 신호(70a)를 비교기(66a)에 기준 입력(70a)으로 제공한다. 아날로그 출력 신호(70a)는 카운터(78a)에 저장된 디지털 카운트 값을 나타내는 전압 레벨을 가진다. 또한, 상기 N비트의 디지털 카운터 출력은 양의 피크 홀드부(positive peak hold unit, 86a) 또는 양의 피크 래치부(positive peak latch unit, 86a)에 입력(84a)으로 제공되며, 양의 피크 홀드부(86a)는 양의 부호 피크 값(+Vpmax)을 저장한다.
비교기(66a)는 입력(68a)으로 나타나는 상기 입력 신호와 DAC(82a)로부터 제공된 아날로그 전압(70a)을 비교한다. 입력(68a)에서의 신호(Vs)의 피크 진폭이 입력(70a)에서 나타나는 상기 신호의 피크 진폭보다 큰 경우에, 비교기(66a)는 게이트(74a)에 출력을 제공하여 게이트(74a)가 카운터(78a)에 하이 신호를 제공하도록 한다. 상기 입력(68a)에서의 신호(Vs)의 피크 진폭이 입력(70a)에서 나타나는 상기 신호의 피크 진폭보다 크지 않은 경우에, 카운터(78a)는 로우 신호를 수신한다. 상기 카운터(78a)의 출력은 DAC(82a)에 입력되며, 상기 DAC의 출력은 상기 Vs 신호와의 비교를 위해 비교기(66a)에 입력되는, 램프 신호와 유사한 신호(ramp-like signal)이다. 따라서, 상기 Vs 신호가 상기 DAC(82a)의 출력보다 크거나 같은 경우에 비교 신호(72a)는 하이 신호(논리 1)이고, 상기 Vs 신호가 상기 DAC(82a)의 출력보다 작은 경우에 비교 신호(72a)는 로우 신호(논리 0)이다.
음의 피크 검출부(60b)의 구성은 양의 피크 검출부(60a)의 구성과 미러 구조이다. 비교기(66b)는 신호(Vs)를 수신하는 반전 입력(68b) 및 기준 신호를 수신하는 비반전 입력(70b)을 포함한다. 비교기(66b)는 게이트(74b)로 출력(72b)을 제공하며, 게이트(74b)의 출력은 카운터(78b)에 입력(76b)으로 제공된다. 클럭 신호(80b) 또한 게이트(74b)에 제공되어 입력(72b)을 클럭하여 카운터(78b)에 제공하도록 한다. 카운터(78b)는 N비트의 디지털 출력(81b)을 디지털-아날로그 컨버터(DAC, 82b)에 제공하며, 결과적으로 DAC(82b)는 아날로그 출력 신호를 비교기(66b)에 기준 입력(70b)으로 제공한다. 또한, 상기 N비트의 디지털 카운터 출력은 음의 피크 홀드부(86b) 또는 음의 피크 래치부(86b)에 입력(84b)으로 제공되며, 음의 피크 홀드부(86b)는 음의 부호 피크 값(-Vpmin)을 저장한다.
따라서, 각각의 피크 검출부(60a, 60b)에서 비교기(66a, 66b)는 게이트(74a, 74b)를 선택적으로 구동하며, 결과적으로 게이트(74a, 74b)는 디지털 카운트 값을 포함하는 카운터(78a, 78b)를 구동한다. 상기 카운터의 카운트 값은 상기 게이트 및 상기 카운터의 카운트 값의 조건에 따라 미리 정해진 양만큼 선택적으로 증가하거나 감소한다. 상기 카운트 값은 DAC(82a, 82b)에 의해 변환되어 비교기 기준 신호(70a, 70b)로 제공된다. 양의 피크 값(+Vpmax) 및 음의 피크 값(-Vpmin)은 0점 기준 또는 접지와 관련하여 측정된다. 합산 값(65), 즉 양의 피크 값과 음의 피크 값의 차이 또는 양의 피크 진폭과 음의 피크 진폭의 차이는 매 클럭 사이클마다 결정된다.
결정기(20)는 또한 합/2 회로로 도시된 평균화 회로(averaging circuit, 88)를 포함한다. 평균화 회로(88)는 디지털 합산 값(65)을 수신하고, 상기 합산 값을 2로 나누어 디지털 평균화된 DC 오프셋 값(digital averaged DC offset value, 90)을 생성한다. 상기 신호에 DC 오프셋이 존재하지 않는 경우에, 값(90)은 0일 수 있다. 따라서, 값(90)은 감지된 AC 신호 전압(Vs)에 존재하는 상기 DC 오프셋의 평균화된 값과 동일하다. 상술된 것처럼 N개의 클럭 사이클에 대해 평균화가 수행된, 평균화된 DC 오프셋 값을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서 도시된 것처럼, DC 오프셋 결정기(20)는 사이클 평균화 회로(cycle averaging circuit, 92)를 더 포함할 수 있다. 사이클 평균화 회로(92)는 디지털 사이클-평균화된 DC 오프셋 값(digital cycle-averaged DC offset value, 94)을 생성할 수 있다. 보다 상세하게는, 사이클 평균화 회로(92)는 매 N개의 사이클 동안 디지털 평균화된 DC 오프셋 값(90)을 수신하고 상기 N값들의 평균을 결정할 수 있다. 사이클 평균화 회로(92)는 구간 평균(running average)을 유지하거나, N개의 사이클의 값들이 수신된 경우에만 값들(90)을 저장하고 평균을 계산하여 사이클-평균화된 DC 오프셋 값(94)을 결정한다. N값의 선택은 디자인의 선택에 따라 달라진다.
일단 디지털 평균화된 DC 오프셋 값(90)이 결정되면, 제3 DAC인 DAC(96)는 디지털 평균화된 DC 오프셋 값(90)을 아날로그 DC 오프셋, 즉 평균화된 DC 오프셋(22)으로 변환한다. 평균화된 DC 오프셋(22)은 도 1의 증폭기(24)에 전압 입력으로 제공된다. 또한 디지털 사이클-평균화된 값(94)이 제공되면, DAC(98)는 상기 디지털 값을 아날로그 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')으로 변환하는데 이용될 수 있다. 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')은 하나의 사이클에 대한 평균화된 DC 오프셋(22)을 대신하여 증폭기(24)에 전압 입력으로 제공될 수 있다. 두 개의 오프셋들(22, 22') 모두 출력으로 제공될 수 있으며, 상기 두 개의 오프셋들 중 하나의 오프셋은 증폭기(24)로 제공될 수 있고, 나머지 하나의 오프셋 또는 두 개의 오프셋 모두는 다른 목적으로 사용될 수 있다. 상기 다른 목적의 일 예가 도 5를 참조하여 후술된다. 도시된 DC 오프셋 결정기(20)는 디지털 디자인으로 구현되었지만, 아날로그 구현 예로 대체될 수 있다.
도 4는 DC 오프셋(104)을 포함하는 감지된 AC 신호(102)의 AC 파형(100)의 일 예를 나타낸다. 상기 AC 신호는 정현파 형태의 신호(sinusoidal shaped signal)로 도시되었다. DC 오프셋을 가지는 상기 정현파 형태의 신호는 영점 기준과 관련하여 양의 피크 값 및 음의 피크 값이 동일하지 않으며, 상기 양의 피크 값 및 상기 음의 피크 값은 +Vpmax 및 -Vpmin으로 각각 나타내었다. 상기 AC 신호의 샘플들(106)은, 클럭 주파수에 의해 설정된 미리 정해진 샘플링 비율에 따라 도 3의 DC 오프셋 결정기(20)의 각각의 피크 검출부에 포함된 상기 카운터/및 상기 DAC 회로에 의해 획득된다. 일부 시간 간격에 대한 샘플들이 도시되었지만, 감지된 AC 신호(102)는 연속적으로 샘플링되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도 3을 참조하여 상술된 것처럼, DC 오프셋 결정기(20)는 상기 샘플들을 사용하여 각 사이클마다 상기 영점 기준과 관련된 상기 AC 신호의 양의 피크 값(+Vpmax) 및 음의 피크 값(-Vpmin)을 측정하고, 상기 피크값들로부터 상기 DC 오프셋(104)의 값들을 결정한다. 간단한 예를 들면, AC 신호(102)의 피크-대-피크(peak-to-peak) 값이 20V이고 DC 오프셋 이동(104)이 +1V인 경우에, 상기 +Vpmax 값은 +11V이고 상기 Vpmin 값은 -9V일 수 있다. DC 오프셋 결정기(20)는 상기 값들을 합산하여 +2V의 진폭 차이를 얻을 수 있고, 상기 +2V의 진폭 차이를 2로 나누어 +1V의 DC 오프셋을 얻을 수 있으며, 도 1의 증폭기(24)의 상기 AC 신호에서 상기 +1V의 DC 오프셋을 감산할 수 있다. DC 오프셋이 없는 상기 출력 신호, 즉 Vout(18) 신호의 +Vpmax 및 Vpmin 값은 +10V 및 -10V의 값을 각각 가질 수 있다.
도 3을 참조하여 상술된 것처럼, 사이클 평균화는 미리 정해진 N개의 클럭 사이클 동안의 출력을 평균화하는데 사용될 수 있다. 상기 사이클 평균화는 시간에 대한 전류 스파크들(current spikes), 및 Vs와 상기 평균화된 DC 오프셋의 시동 글리치들(start-up glitches)의 영향들을 제거하는데 사용될 수 있다. 또한, DC 오프셋들(22, 22')이 DC 오프셋 결정기(20)의 출력들로 이용 가능하도록 생성되는 경우에, 시간에 대한 기본적 평균화된 DC 오프셋 출력(22)의 현저한 이동을 추적하거나 검출하는 것이 가능하다. 도 5를 참조하면, 센서(10)의 다른 실시예인, 오프셋 차이 검출(offset difference detection) 기능을 가지는 센서(110)가 도시된다. 센서(110)는 센서 IC 또는 회로(112)를 포함하며, 회로(112)는 DC 오프셋 제거 회로(114)와 연결된 자기장 센서(12)를 포함한다. 이러한 실시예에서, DC 오프셋 결정기(116)로 도시된 DC 오프셋 결정기는 평균화된 DC 오프셋 값(22)과 사이클-평균화된 DC 오프셋 값(22') 모두를 출력으로 제공한다. 상기 값들 중 하나는 증폭기(24)에 제공된다. 도시된 실시예에서는 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')이 증폭기(24)의 입력으로 제공된다. 하지만, 사이클-평균화된 DC 오프셋(22') 대신에 평균화된 DC 오프셋(22)이 증폭기(24)에 입력으로 제공될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 도 5의 센서(110)에서, DC 오프셋 제거 회로(114)는 오프셋 차이 검출기(offset difference detector, 118)와 연결된다. 오프셋 차이 검출기(118)는 평균화된 DC 오프셋(22) 및 사이클-평균화된 DC 오프셋(22')을 입력으로 수신하고 오류 출력 신호(error output signal, 120)를 생성한다. 상기 오류 출력 신호는 오류 출력 단자(28d)로 도시된 제4 출력 단자에서 제공된다. 단자(28d)의 상기 오류 출력은 외부 장치(또는 장치들)에서 다른 목적들을 위한 제어 신호로 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 다른 목적은 빠른 결함 반응(fast fault reaction)을 초기화하기 위한 목적이거나, 센서 출력(Vout, 18)이 적절하지 않은지, 즉 즉각적인 적절한 동작이 취해지는지 여부를 간단하게 나타내기 위한 목적이거나, 또는 다른 목적들일 수 있다.
상술된 것처럼, 알려진 모든(또는 실질적으로 모든), 원하는 비영점 DC 오프셋을 제거하기 위해 DC 오프셋의 양을 조절하는 것이 바람직하다. 따라서, 출력(Vout, 18)은 상기 DC 오프셋 제거 이후에 원하는 비영점 DC 성분을 포함할 수 있다. 따라서, 도 3의 DC 오프셋 결정기(20)는 알려진 비영점 DC 오프셋, 즉 센서 사용자가 원하는 비영점 DC 오프셋을 허용하도록 디자인될 수 있다. 도 6을 참조하면, DC 오프셋 결정기(130)로 도시된 DC 오프셋 결정기의 다른 예는, 도 3의 DC 오프셋 결정기(20)와 유사하게 피크 검출기들(60a, 60b), 합산 블록(64), 사이클 평균화 회로(94) 및 DAC(98)를 포함한다. 또한, 결정기(130)는 제2 합산 블록(132)을 포함하며, 제2 합산 블록(132)은 합/2 회로(88)에서 제공된 합산 값(90), 및 사용자 또는 애플리케이션이 원하는 음의 부호 DC 오프셋(134)을 수신한다. 합산 블록(132)은 평균화된 DC 오프셋(90)과 원하는 음의 부호 DC 오프셋(134)을 합산하여 새로운 평균화된 DC 오프셋 값을 생성한다. 상기의 실시예는 센서를 사용하는 동안에 히스테리시스 효과들을 제거하거나 감소시킴과 동시에, 알려진 비영점 DC 오프셋을 허용하는 것이 바람직한 경우에 유용하게 이용될 수 있다. 합산 블록(132)에서 수행되는 상기 제2 합산 동작은, 도면에 도시된 것과 같은 상기 디지털 도메인에서 수행될 수도 있으나, 상기 회로의 아날로그 부분에 의해 수행될 수 있음을, 즉 아날로그 출력(22')과 상기 원하는 음의 부호 DC 오프셋의 아날로그 등가 값을 더하여 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 사이클 평균화 회로(94) 및 DAC(98)는 DAC(96)로 대체될 수 있다. 합산 블록(132)은 평균화된 DC 오프셋 값이 값(90)으로 제공되는 경우에만 상기 결정기 회로의 상기 디지털 도메인에서 값(90)과 값(134)을 합산할 수 있고, 또는 다른 실시예에서 합산 블록(132)은 DAC(96) 이후에 제공되어 DC 오프셋(22)과 원하는 음의 부호 DC 오프셋(134)의 아날로그 등가 값을 입력으로 수신할 수 있다. 도 3 및 도 5를 참조하여 상술된 것처럼, 가능한 또 다른 구현 예에서, 결정기(130)는 출력들(22, 22') 모두를 제공하고, 상기 출력들 모두에 대하여 결정기(130)의 디지털 부분 또는 아날로그 부분에서 수행되는 상기 비영점 오프셋 기술을 적용할 수 있다.
상기 센서에 결합될 수 있는 또 다른 유용한 특징은 상기 피크 검출기들 내에 홀드 회로를 부가하여 포함시키는 것이다. 이러한 특징의 일 예가 도 7a 및 도 7b에 도시된다. 먼저, 도 3과 관련하여 도 7a를 참조하면, 양의 피크 검출기(60a)의 다른 실시예인 도 7a에 도시된 양의 피크 검출기(140a)는 홀드 회로(hold circuit, 142a)를 포함한다. 홀드 회로(142a)는 비교기(143a)를 포함하여 구현된다. 비교기(143a)는 비교기(66a)의 출력(72a)을 제1 입력으로 수신하고, 이전 클럭 사이클 동안의 Vpmax의 값인 Vpmax-1을 제2 입력(144a)으로 수신한다. 비교기(143a)는 출력(146a)을 게이트(74a)의 입력으로 제공한다. 상기 Vpmax-1이 현재 클럭 사이클의 Vpmax보다 큰 경우에, 비교기(143a)는 하이 신호(논리 1)를 출력할 수 있다. 도 7b는 동일한 구성의 회로이지만 음의 피크 검출기로서 사용될 수 있는 음의 피크 검출기(140b)를 도시하였다. 따라서 검출기(140b)는 비교기(143b)로 도시된 홀드 회로(142b)를 포함한다. 비교기(143b)는 비교기(66b)의 출력(72b)을 제1 입력으로 수신하고, 상기 이전 클럭 사이클 동안의 Vpmin의 값인 Vpmin-1을 제2 입력(144b)으로 수신한다. 비교기(143b)는 출력(146b)을 게이트(74b)의 입력으로 제공한다. 상기 Vpmin-1이 상기 현재 클럭 사이클의 Vpmin보다 큰 경우에, 비교기(143b)는 하이 신호(논리 1)를 출력할 수 있다. 상기 홀드 회로, 즉 비교기들(143a, 143b)의 상기 출력들이 모두 논리 1인 경우에, 게이트들(74a, 74b) 각각의 상기 출력들은 논리 1이다. 이러한 결과에 따른 신호는, 내부적으로 또는 외부적으로 또는 내부적/외부적 둘 다에 대하여 상기 Vs 파형이 Vpmax 및 Vpmin 각각에 대한 최대 및 최소의 경우를 지났고 상기 오프셋 정정이 유효함을 나타낸다.
홀드 회로들(142a, 142b)은 DC 오프셋을 결정하고, 적어도 하나의 클럭 사이클 동안에, 즉 Vpmax 및 Vpmin의 순간 중 적어도 하나가 관찰될 때까지의 지연을 실질적으로 제거한다. 이러한 홀드 매커니즘이 Vs 신호(16)의 초기 추적을 방지하기 때문에, 상기 DC 오프셋 제거 회로의 초기 응답 시간이 또한 증가한다. 가능한 또 다른 구현 예의 옵션에서는 비교기 출력들(72a, 72b)을 게이트들(74a, 74b) 대신에 일부의 외부 핀으로 제공한다. 이러한 방식으로, 상기 홀드 회로 정보는 상기 DC 오프셋 제거 회로에 의한 DC 오프셋 조절이 유효하지 않음을 센서 사용자에게 경고하는데 이용될 수 있다. 이러한 후자의 옵션은 상기 DC 오프셋 결정 동작이 지연 없이 수행되도록 할 수 있다.
상술된 감지 장치 및 DC 오프셋 제거 기능을 포함하는 상기 센서는, AC 신호 센서 입력을 필요로 하고 상기 감지 장치의 히스테리시스 특성에 의해 상기 센서 출력 신호에 발생하는 DC 오프셋의 제거를 필요로 하는 임의의 애플리케이션에 사용될 수 있다. 특히 상기 센서는, 예를 들어 에너지(와트-시, watt-hour) 계량(energy metering)과 같은 고민감도(high sensitivity)의 감지 장치를 필요로 하는 약자기장(weak field) 또는 저전류의 애플리케이션들에 유용하다. GMR 장치들과 같은 MR 장치들은 상대적으로 고민감도를 가지기 때문에 상기 애플리케이션들에 포함되는 다른 종류의 감지 장치들에 더 적절하게 이용될 수 있으나, 히스테리시스의 영향을 받는다. 따라서, 여기에 상술된 것과 같은 센서는 특히 센서 출력의 정확도를 필요로 하며, 또한 약자기장들 및/또는 소신호들에 대하여 고민감도를 가지는 센서 입력을 필요로 하는 애플리케이션들에 적용될 수 있는 이점을 가진다.
여기에서 언급된 모든 참조들은 이로써 그것들의 전체에 대한 참조로써 여기에 포함된다.
발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명하였지만, 그것들의 사상을 포함하는 다른 실시예들이 사용될 수 있음은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 이러한 실시예들은 개시된 실시예들에 한정되지 않으며, 특허 청구 범위의 사상과 범위에 의해서만 한정되어야 할 것이다.

Claims (25)

  1. 자기장을 감지하고, 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 자기저항(magnetoresistive; MR) 감지 장치; 및
    상기 MR 감지 장치와 연결되고, 상기 AC 신호 전압을 수신하여 상기 수신된 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 회로를 포함하는 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 DC 오프셋은 상기 MR 감지 장치의 히스테리시스(hysteresis) 특성들과 관련된 것을 특징으로 하는 센서.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회로는,
    상기 AC 신호 전압을 입력으로 수신하고 평균화된 DC 오프셋(averaged DC offset)을 출력으로 제공하는 DC 오프셋 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 회로는,
    상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋을 감산하여 센서 출력 신호를 생성하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 DC 오프셋 결정기는,
    양의 피크 값을 생성하는 양의 피크 검출부, 음의 피크 값을 생성하는 음의 피크 검출부, 상기 양의 피크 값과 상기 음의 피크 값을 합산하는 합산 블록, 및 상기 합산된 값을 2로 나누어 상기 평균화된 DC 오프셋을 생성하는 평균화 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 양의 피크 검출부, 상기 음의 피크 검출부, 상기 합산 블록 및 상기 평균화 회로는 디지털 도메인(domain)에서 동작하는 것을 특징으로 하는 센서.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 양의 피크 검출부 및 상기 음의 피크 검출부는,
    상기 DC 오프셋 결정부에 의한 오프셋 결정을 적어도 하나의 클럭 사이클 동안 지연시키는 홀드 회로를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 DC 오프셋 결정기는,
    미리 정해진 개수의 클럭 사이클 동안에 제공되는 상기 평균화된 DC 오프셋에 기초하여 사이클-평균화된 DC 오프셋을 생성하는 사이클 평균화 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 회로는,
    상기 평균화된 DC 오프셋 및 상기 사이클-평균화된 DC 오프셋을 수신하고, 상기 평균화된 DC 오프셋 및 상기 사이클-평균화된 DC 오프셋으로부터 에러 신호를 생성하는 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 DC 오프셋 결정기는,
    상기 평균화된 DC 오프셋을 조절하여, 상기 DC 오프셋 제거 후에 상기 AC 신호 전압이 비영점(non-zero) DC 성분을 가지도록 하는 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 MR 감지 장치는 상기 자기장을 감지하는 감지 소자를 포함하고,
    상기 감지 소자는 자이언트 자기저항(giant magnetoresistive; GMR) 소자, 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 소자, 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance; TMR) 소자 또는 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistance; AMR) 소자들 중 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는 센서.
  12. 측정하려는 전류가 인가되는 컨덕터;
    전류가 상기 컨덕터에 인가되는 경우에 상기 컨덕터에서 생성되는 자기장에 응답하여 상기 전류에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 MR 감지 장치; 및
    상기 MR 감지 장치와 연결되고, 상기 AC 신호 전압을 수신하여 상기 수신된 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 회로를 포함하는 전류 센서.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 DC 오프셋은 상기 MR 감지 장치의 히스테리시스 특성들과 관련된 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 회로는,
    상기 AC 신호 전압을 입력으로 수신하고 평균화된 DC 오프셋을 출력으로 제공하는 DC 오프셋 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 회로는,
    상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋을 감산하여 센서 출력 신호를 생성하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 DC 오프셋 결정기는,
    양의 피크 값을 생성하는 양의 피크 검출부, 음의 피크 값을 생성하는 음의 피크 검출부, 상기 양의 피크 값과 상기 음의 피크 값을 합산하는 합산 블록, 및 상기 합산된 값을 2로 나누어 상기 평균화된 DC 오프셋을 생성하는 평균화 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 MR 감지 장치는 상기 자기장을 감지하는 적어도 하나의 GMR 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 MR 감지 장치는 상기 자기장을 감지하는 적어도 하나의 MTJ 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 MR 감지 장치는 폐루프 MR 감지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  20. MR 감지 장치를 이용하여 자기장을 감지하고 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 단계; 및
    상기 AC 신호 전압에서 DC 오프셋을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제거하는 단계는,
    상기 AC 신호 전압으로부터 평균화된 DC 오프셋을 결정하는 단계; 및
    상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋을 감산하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    주어진 사이클 동안 상기 AC 신호 전압의 양의 피크 값 및 음의 피크 값을 결정하는 단계; 및
    상기 양의 피크 값 및 상기 음의 피크 값을 이용하여 상기 평균화된 DC 오프셋을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 MR 감지 장치는 감지 소자를 포함하고,
    상기 감지 소자는 GMR 소자, MTJ 소자, TMR 소자 또는 AMR 소자들 중 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는 센서.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 DC 오프셋은 상기 감지 소자의 히스테리시스 특성들과 관련된 것을 특징으로 하는 센서.
  25. 자기장을 감지하고 상기 감지된 자기장에 비례하는 AC 신호 전압을 생성하는 감지 장치;
    상기 감지 장치와 연결되고 상기 AC 신호 전압에 대한 평균화된 DC 오프셋을 결정하는 제1 회로; 및
    상기 제1 회로와 연결되고 상기 AC 신호 전압에서 상기 평균화된 DC 오프셋의 적어도 일부를 제거하는 제2 회로를 포함하는 센서.
KR1020107020598A 2008-02-27 2009-01-22 자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거 KR101454680B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/038,119 US8269491B2 (en) 2008-02-27 2008-02-27 DC offset removal for a magnetic field sensor
US12/038,119 2008-02-27
PCT/US2009/031631 WO2009108420A1 (en) 2008-02-27 2009-01-22 Hysteresis offset cancellation for magnetic sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100135747A true KR20100135747A (ko) 2010-12-27
KR101454680B1 KR101454680B1 (ko) 2014-10-27

Family

ID=40765459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107020598A KR101454680B1 (ko) 2008-02-27 2009-01-22 자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8269491B2 (ko)
JP (2) JP2011513730A (ko)
KR (1) KR101454680B1 (ko)
CN (1) CN101960320B (ko)
DE (1) DE112009000449B4 (ko)
WO (1) WO2009108420A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150131264A (ko) * 2013-03-15 2015-11-24 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 외부에서 접근 가능한 코일을 갖는 자기장 센서
KR20200003729A (ko) * 2018-07-02 2020-01-10 주식회사 엘지화학 홀 효과 전류 센서를 통해 흐르는 전류의 양을 결정하기 위한 시스템 및 방법
US11680996B2 (en) 2012-05-10 2023-06-20 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8432163B2 (en) * 2007-06-27 2013-04-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for low frequency noise cancellation in magneto-resistive mixed sensors
US8269491B2 (en) 2008-02-27 2012-09-18 Allegro Microsystems, Inc. DC offset removal for a magnetic field sensor
US20100254491A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 General Electric Company Dc offset compensating system and method
US8390283B2 (en) * 2009-09-25 2013-03-05 Everspin Technologies, Inc. Three axis magnetic field sensor
JP4936030B2 (ja) * 2010-03-10 2012-05-23 Ｔｄｋ株式会社 磁気センサ
WO2011111457A1 (ja) * 2010-03-11 2011-09-15 アルプス電気株式会社 磁気センサ及びそれを備えた磁気平衡式電流センサ
US8518734B2 (en) 2010-03-31 2013-08-27 Everspin Technologies, Inc. Process integration of a single chip three axis magnetic field sensor
DE102010019484B9 (de) 2010-05-05 2012-12-06 Austriamicrosystems Ag Sensoranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung
DE102010019485B4 (de) * 2010-05-05 2012-10-31 Austriamicrosystems Ag Sensoranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung
US20130063135A1 (en) 2010-05-14 2013-03-14 Hitachi, Ltd. Magnetic-field-angle measurement device and rotational-angle measurement apparatus using same
IT1402178B1 (it) 2010-09-09 2013-08-28 St Microelectronics Srl Circuito di lettura a compensazione automatica dell'offset per un sensore di campo magnetico e relativo metodo di lettura a compensazione automatica dell'offset
EP2434363B1 (en) * 2010-09-27 2013-05-15 ST-Ericsson SA Presence and operability test of a decoupling capacitor
US8339134B2 (en) * 2010-10-08 2012-12-25 Allegro Microsystems, Inc. Apparatus and method for reducing a transient signal in a magnetic field sensor
US10473731B2 (en) 2010-11-26 2019-11-12 Stmicroelectronics S.R.L. Magnetic sensor reading device, system and method
IT1405795B1 (it) * 2010-11-26 2014-01-24 St Microelectronics Srl Circuito di lettura per un sensore di campo magnetico con calibrazione di sensibilita', e relativo metodo di lettura
IT1405794B1 (it) * 2010-11-26 2014-01-24 St Microelectronics Srl Circuito di lettura per un sensore di campo magnetico con regolazione automatica di fondo scala
CN102364880A (zh) * 2011-06-30 2012-02-29 成都芯源系统有限公司 一种采样保持电路及其方法
US8664941B2 (en) * 2011-08-24 2014-03-04 Nxp B.V. Magnetic sensor with low electric offset
FR2982674B1 (fr) * 2011-11-10 2015-01-16 Renault Sas Procede et systeme de mesure de courant electrique
US9520871B2 (en) * 2012-01-05 2016-12-13 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for supply voltage transient protection for maintaining a state of a sensor output signal
US9417297B2 (en) * 2012-02-16 2016-08-16 Honeywell International Inc. Tunneling magneto-resistive device with set/reset and offset straps
US9465052B2 (en) * 2013-06-10 2016-10-11 General Electric Company Systems and methods for monitoring fiber optic current sensing systems
US9444657B2 (en) 2013-07-10 2016-09-13 International Business Machines Corporation Dynamically calibrating the offset of a receiver with a decision feedback equalizer (DFE) while performing data transport operations
TW201518753A (zh) * 2013-11-14 2015-05-16 Voltafield Technology Corp 磁阻感測元件
EP3203254A1 (en) 2013-12-26 2017-08-09 Allegro Microsystems, LLC Methods and apparatus for sensor diagnostics
JP5811210B2 (ja) * 2014-02-20 2015-11-11 愛知製鋼株式会社 磁気検出器
JP2015219061A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 Tdk株式会社 磁界検出センサ及びそれを用いた磁界検出装置
TWI576679B (zh) * 2014-06-11 2017-04-01 宇能電科技股份有限公司 偏移電壓自動補償系統
WO2016056179A1 (ja) 2014-10-09 2016-04-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁気センサ
US9921239B2 (en) * 2014-11-20 2018-03-20 Stmicroelectronics, Inc. Offset cancellation device for micro-electromechanical system
CN105021867A (zh) * 2015-07-13 2015-11-04 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 一种测量电网电压的系统及方法
US9813049B2 (en) * 2015-08-12 2017-11-07 Qualcomm Incorporated Comparator including a magnetic tunnel junction (MTJ) device and a transistor
CN107037381A (zh) * 2015-12-29 2017-08-11 爱盛科技股份有限公司 磁场感测装置及其感测方法
US10571298B2 (en) * 2016-03-22 2020-02-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Rotation detecting device
US11294003B2 (en) 2016-03-23 2022-04-05 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic field detector
US10012518B2 (en) 2016-06-08 2018-07-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object
US10884092B2 (en) * 2016-06-13 2021-01-05 Allegro Microsystems, Llc Non-orthogonality compensation of a magnetic field sensor
JPWO2018012272A1 (ja) 2016-07-12 2019-05-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁気センサとこれを用いた検出装置
US10120017B2 (en) 2016-07-15 2018-11-06 Allegro Microsystems, Llc Enabling testing of an integrated circuit at a single temperature
CN107015171B (zh) * 2017-03-24 2023-10-24 江苏多维科技有限公司 一种具有磁滞线圈的磁传感器封装结构
US10739165B2 (en) 2017-07-05 2020-08-11 Analog Devices Global Magnetic field sensor
US10557873B2 (en) * 2017-07-19 2020-02-11 Allegro Microsystems, Llc Systems and methods for closed loop current sensing
US10578684B2 (en) 2018-01-12 2020-03-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having magnetoresistance elements with opposite bias directions
US10509058B2 (en) 2018-01-12 2019-12-17 Allegro Microsystems, Llc Current sensor using modulation of or change of sensitivity of magnetoresistance elements
US10641802B2 (en) 2018-03-22 2020-05-05 Allegro Microsystems, Llc Current fault detection systems and methods for a current sensor
JP7103836B2 (ja) * 2018-04-24 2022-07-20 エイブリック株式会社 ゼロクロス検出回路およびセンサ装置
US10734443B2 (en) 2018-08-27 2020-08-04 Allegro Microsystems, Llc Dual manetoresistance element with two directions of response to external magnetic fields
CN109194331B (zh) * 2018-08-29 2021-10-26 苏州瑞迈斯医疗科技有限公司 电子装置以及校正该电子装置中比较器的方法
US10746820B2 (en) 2018-10-11 2020-08-18 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor that corrects for the effect of a stray magnetic field using one or more magnetoresistance elements, each having a reference layer with the same magnetic direction
US10670669B2 (en) 2018-10-11 2020-06-02 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for measuring an amplitude and a direction of a magnetic field using one or more magnetoresistance elements having reference layers with the same magnetic direction
EP3644080B1 (en) * 2018-10-23 2022-08-03 Melexis Bulgaria Ltd. Sensor circuit with offset compensation
US10944368B2 (en) * 2019-02-28 2021-03-09 Advanced Micro Devices, Inc. Offset correction for pseudo differential signaling
CN110082564B (zh) * 2019-05-30 2024-03-12 东南大学 基于反馈电容力矩器的隧道磁阻式加速度计闭环控制电路
US10866287B1 (en) 2019-07-10 2020-12-15 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with magnetoresistance elements arranged in a bridge and having a common reference direction and opposite bias directions
US11047928B2 (en) 2019-07-15 2021-06-29 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for frequency effect compensation in magnetic field current sensors
US11194004B2 (en) 2020-02-12 2021-12-07 Allegro Microsystems, Llc Diagnostic circuits and methods for sensor test circuits
US11703314B2 (en) 2020-05-29 2023-07-18 Allegro Microsystems, Llc Analog angle sensor with digital feedback loop
US11761985B2 (en) 2021-02-09 2023-09-19 Analog Devices International Unlimited Company Calibration using flipped sensor for highly dynamic system
US11953565B2 (en) 2021-03-23 2024-04-09 Allegro Microsystems, Llc Electrical offset compensating in a bridge using more than four magnetoresistance elements
US11567108B2 (en) 2021-03-31 2023-01-31 Allegro Microsystems, Llc Multi-gain channels for multi-range sensor
DE102021120034A1 (de) 2021-08-02 2023-02-02 Infineon Technologies Ag Redundanter stromsensor
US11719771B1 (en) 2022-06-02 2023-08-08 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistive sensor having seed layer hysteresis suppression

Family Cites Families (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706138A (en) 1986-04-14 1987-11-10 International Business Machines Corporation Amplification of signals produced by a magnetic sensor
US4786993A (en) 1986-06-30 1988-11-22 International Business Machines Corporation Voltage amplifier for constant voltage biasing and amplifying signals from a MR sensor
JPH05126865A (ja) * 1991-10-22 1993-05-21 Hitachi Ltd 電流検出装置あるいは電流検出方法
US5247278A (en) * 1991-11-26 1993-09-21 Honeywell Inc. Magnetic field sensing device
US5270882A (en) * 1992-07-15 1993-12-14 International Business Machines Corporation Low-voltage, low-power amplifier for magnetoresistive sensor
US5331478A (en) * 1992-10-07 1994-07-19 Silicon Systems, Inc. Magnetoresistive head amplifier
DE4243358A1 (de) * 1992-12-21 1994-06-23 Siemens Ag Magnetowiderstands-Sensor mit künstlichem Antiferromagneten und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3189464B2 (ja) * 1993-02-19 2001-07-16 株式会社デンソー 回転位置検出装置
DE4319146C2 (de) * 1993-06-09 1999-02-04 Inst Mikrostrukturtechnologie Magnetfeldsensor, aufgebaut aus einer Ummagnetisierungsleitung und einem oder mehreren magnetoresistiven Widerständen
US5696445A (en) * 1994-09-26 1997-12-09 Phase Metrics Method and apparatus for testing the resistive properties of magneto resistive materials using a time variable magnetic field
US5614851A (en) * 1995-02-09 1997-03-25 National Semiconductor Corporation High-accuracy, low-power peak-to-peak voltage detector
WO1997007501A1 (en) * 1995-08-18 1997-02-27 Quantum Corporation Control loops for low power, high speed prml sampling data detection channel
US5917320A (en) * 1996-01-17 1999-06-29 Allegro Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while periodically adapting detection threshold
JPH09197030A (ja) * 1996-01-22 1997-07-31 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気センサの出力特性計測装置、および磁気センサの出力特性調整方法
US6166539A (en) * 1996-10-30 2000-12-26 Regents Of The University Of Minnesota Magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US5831426A (en) * 1996-08-16 1998-11-03 Nonvolatile Electronics, Incorporated Magnetic current sensor
US5831784A (en) * 1996-09-05 1998-11-03 Vtc, Inc. Pseudo differential voltage sense MR preamplifier with improved bandwidth
US5841318A (en) * 1997-01-21 1998-11-24 Phase Metrics, Inc. Low noise preamplifier for a magneto-resistive head tester
JP3886589B2 (ja) * 1997-03-07 2007-02-28 アルプス電気株式会社 巨大磁気抵抗効果素子センサ
US6094330A (en) * 1998-01-14 2000-07-25 General Electric Company Circuit interrupter having improved current sensing apparatus
JPH11264842A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Fujitsu Ltd 信号レベルモニタ回路
US6150876A (en) * 1998-04-06 2000-11-21 Lucent Technologies Inc. Voltage bias, current sense preamplifier for a magnetoresistive reader
JPH11337368A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Nippon Seiki Kk 磁気検出回路
DE19834153A1 (de) 1998-07-29 2000-02-10 Lust Antriebstechnik Gmbh Verfahren zur Auswertung von Signalen magnetoresistiver Sensoren
TW434411B (en) * 1998-10-14 2001-05-16 Tdk Corp Magnetic sensor apparatus, current sensor apparatus and magnetic sensing element
TW534999B (en) * 1998-12-15 2003-06-01 Tdk Corp Magnetic sensor apparatus and current sensor apparatus
DE69920890T2 (de) * 1999-01-21 2005-02-03 Tdk Corp. Stromsensor
DE10017374B4 (de) 1999-05-25 2007-05-10 Siemens Ag Magnetische Koppeleinrichtung und deren Verwendung
JP2001319424A (ja) * 1999-09-24 2001-11-16 Sanyo Electric Co Ltd 信号処理回路および半導体集積回路
US6445171B2 (en) * 1999-10-29 2002-09-03 Honeywell Inc. Closed-loop magnetoresistive current sensor system having active offset nulling
US6433981B1 (en) * 1999-12-30 2002-08-13 General Electric Company Modular current sensor and power source
US6376933B1 (en) * 1999-12-31 2002-04-23 Honeywell International Inc. Magneto-resistive signal isolator
US20020122265A1 (en) * 2000-07-10 2002-09-05 Chambers Mark J. CMOS DC offset correction circuit with programmable high-pass transfer function
US6429640B1 (en) * 2000-08-21 2002-08-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force GMR high current, wide dynamic range sensor
JP2002131342A (ja) * 2000-10-19 2002-05-09 Canon Electronics Inc 電流センサ
US6456063B1 (en) * 2000-11-03 2002-09-24 Delphi Technologies, Inc. Self compensating control circuit for digital magnetic sensors
US6992482B2 (en) * 2000-11-08 2006-01-31 Jentek Sensors, Inc. Magnetic field sensor having a switchable drive current spatial distribution
DE10159607B4 (de) 2001-03-09 2010-11-18 Siemens Ag Analog/Digital-Signalwandlereinrichtung mit galvanischer Trennung in ihrem Singalübertragungsweg
DE10128150C1 (de) 2001-06-11 2003-01-23 Siemens Ag Magnetoresistives Sensorsystem
JP2003009565A (ja) 2001-06-26 2003-01-10 Sony Corp 角度／位置検出装置およびそれを用いたモータ制御装置
DE10140043B4 (de) * 2001-08-16 2006-03-23 Siemens Ag Schichtensystem mit erhöhtem magnetoresistiven Effekt sowie Verwendung desselben
DE10155423B4 (de) 2001-11-12 2006-03-02 Siemens Ag Verfahren zur homogenen Magnetisierung eines austauschgekoppelten Schichtsystems eines magneto-resistiven Bauelements, insbesondere eines Sensor-oder Logikelements
US6667682B2 (en) * 2001-12-26 2003-12-23 Honeywell International Inc. System and method for using magneto-resistive sensors as dual purpose sensors
DE10202287C1 (de) 2002-01-22 2003-08-07 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Brückenschaltung bestehend aus mehreren, als magneto-resistive Elemente ausgebildeten Brückengliedern und eine hiernach hergestellte monolithische Brückenschaltung
DE10222395B4 (de) 2002-05-21 2010-08-05 Siemens Ag Schaltungseinrichtung mit mehreren TMR-Sensorelementen
US7259545B2 (en) 2003-02-11 2007-08-21 Allegro Microsystems, Inc. Integrated sensor
JP2004301741A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Denso Corp 磁気センサ
US7164263B2 (en) * 2004-01-16 2007-01-16 Fieldmetrics, Inc. Current sensor
DE102004003369A1 (de) 2004-01-22 2005-08-18 Siemens Ag Magnetisches Bauelement mit hoher Grenzfrequenz
JP4433820B2 (ja) * 2004-02-20 2010-03-17 Ｔｄｋ株式会社 磁気検出素子およびその形成方法ならびに磁気センサ、電流計
DE102004009267B3 (de) 2004-02-26 2005-09-22 Siemens Ag Ausleseeinrichtung wenigstens eines magnetoresistiven Elementes
DE102004062474A1 (de) * 2004-03-23 2005-10-13 Siemens Ag Vorrichtung zur potenzialfreien Strommessung
US7391204B2 (en) 2004-04-07 2008-06-24 Honrywell International Inc. Sensor signal conditioning circuit
DE102004038847B3 (de) 2004-08-10 2005-09-01 Siemens Ag Einrichtung zur potenzialfreien Messung eines in einer elektrischen Leiterbahn fließenden Stromes
DE102004040079B3 (de) 2004-08-18 2005-12-22 Siemens Ag Magnetfeldsensor
DE102005037905A1 (de) 2004-08-18 2006-03-09 Siemens Ag Magnetfeldsensor zum Messen eines Gradienten eines magnetischen Feldes
DE102004043737A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-30 Siemens Ag Vorrichtung zum Erfassen des Gradienten eines Magnetfeldes und Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
US7268544B2 (en) * 2004-10-01 2007-09-11 Alps Electric Co., Ltd. Magnetism detecting device for canceling offset voltage
JP4360998B2 (ja) * 2004-10-01 2009-11-11 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
FR2876800B1 (fr) * 2004-10-18 2007-03-02 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de mesure de champ magnetique a l'aide d'un capteur magnetoresitif
JP4105142B2 (ja) * 2004-10-28 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
DE102004053551A1 (de) 2004-11-05 2006-05-18 Siemens Ag Vorrichtung zum Erfassen eines beweglichen oder bewegbaren elektrisch und/oder magnetisch leitenden Teiles
JP4105145B2 (ja) * 2004-11-30 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4105147B2 (ja) * 2004-12-06 2008-06-25 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4131869B2 (ja) 2005-01-31 2008-08-13 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
KR100611508B1 (ko) * 2005-01-31 2006-08-11 삼성전자주식회사 채널을 분리하여 출력하는 디스플레이 구동 회로,디스플레이 구동 방법 및 전류 샘플/홀드 회로
US7259624B2 (en) * 2005-02-28 2007-08-21 Texas Instruments Incorporated Low noise AC coupled amplifier with low band-pass corner and low power
DE102006008257B4 (de) 2005-03-22 2010-01-14 Siemens Ag Magnetoresistives Mehrschichtensystem vom Spin Valve-Typ mit einer magnetisch weicheren Elektrode aus mehreren Schichten und dessen Verwendung
JP2006266909A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Alps Electric Co Ltd 磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計
DE102006021774B4 (de) 2005-06-23 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Stromsensor zur galvanisch getrennten Strommessung
JP4466487B2 (ja) * 2005-06-27 2010-05-26 Ｔｄｋ株式会社 磁気センサおよび電流センサ
DE102005038655B3 (de) 2005-08-16 2007-03-22 Siemens Ag Magnetfeldsensitive Sensoreinrichtung
DE102005040539B4 (de) 2005-08-26 2007-07-05 Siemens Ag Magnetfeldsensitive Sensoreinrichtung
JP2007064851A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Tdk Corp コイル、コイルモジュールおよびその製造方法、ならびに電流センサおよびその製造方法
US7626777B2 (en) * 2005-09-23 2009-12-01 Agere Systems Inc. Variable threshold bipolar signal peak detector
JP4298691B2 (ja) * 2005-09-30 2009-07-22 Ｔｄｋ株式会社 電流センサおよびその製造方法
JP4415923B2 (ja) * 2005-09-30 2010-02-17 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP4224483B2 (ja) * 2005-10-14 2009-02-12 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
DE102005052688A1 (de) 2005-11-04 2007-05-24 Siemens Ag Magnetfeldsensor mit einer Messbrücke mit MR-Sensor
JP2007155668A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 回転角度センサ、および、回転角度検出方法
JP2007218700A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Tdk Corp 磁気センサおよび電流センサ
DE102006007770A1 (de) 2006-02-20 2007-08-30 Siemens Ag Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Magnetfeldgröße
DE102006028698B3 (de) 2006-06-22 2007-12-13 Siemens Ag OMR-Sensor und Anordnung aus solchen Sensoren
JP2008005357A (ja) 2006-06-23 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｄｃオフセット除去装置及びｄｃオフセット除去方法
CN101094008A (zh) 2007-07-18 2007-12-26 天津市中环高科技有限公司 一种网孔结构的手机多功能装饰件及其生产方法
US8269491B2 (en) 2008-02-27 2012-09-18 Allegro Microsystems, Inc. DC offset removal for a magnetic field sensor
US7929240B2 (en) * 2008-12-18 2011-04-19 Lsi Corporation Systems and methods for adaptive MRA compensation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11680996B2 (en) 2012-05-10 2023-06-20 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil
KR20150131264A (ko) * 2013-03-15 2015-11-24 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 외부에서 접근 가능한 코일을 갖는 자기장 센서
US10725100B2 (en) 2013-03-15 2020-07-28 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having an externally accessible coil
KR20200003729A (ko) * 2018-07-02 2020-01-10 주식회사 엘지화학 홀 효과 전류 센서를 통해 흐르는 전류의 양을 결정하기 위한 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE112009000449T5 (de) 2011-01-13
US9046562B2 (en) 2015-06-02
JP2011513730A (ja) 2011-04-28
JP2014209124A (ja) 2014-11-06
US20090212771A1 (en) 2009-08-27
US8269491B2 (en) 2012-09-18
CN101960320B (zh) 2014-12-17
US20120313636A1 (en) 2012-12-13
KR101454680B1 (ko) 2014-10-27
DE112009000449B4 (de) 2020-01-16
JP5844425B2 (ja) 2016-01-13
WO2009108420A1 (en) 2009-09-03
CN101960320A (zh) 2011-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101454680B1 (ko) 자기 센서들의 히스테리시스 오프셋 제거
EP3123188B1 (en) Circuits and methods for self-calibrating or self-testing a magnetic field sensor using phase discrimination
US9404990B2 (en) Sensor offset error compensation systems and methods using a correction factor
US10380879B2 (en) Sensor integrated circuits and methods for safety critical applications
US11846687B2 (en) Devices and methods for measuring a magnetic field gradient
US9551762B1 (en) Circuits and methods for removing a gain offset in a magnetic field sensor
US7923996B2 (en) Magnetic field sensor with automatic sensitivity adjustment
US9024629B2 (en) Hall sensors having forced sensing nodes
US8957676B2 (en) Magnetic field sensor having a control node to receive a control signal to adjust a threshold
CN113432517A (zh) 基于磁场梯度的位置传感器设备、方法和系统
US8072208B2 (en) Integrated circuit with tracking logic
US20220308131A1 (en) Electrical offset compensating in a bridge using more than four magnetoresistance elements
Pascal et al. Electronic front end for Rogowski coil current transducers with online accuracy self monitoring
US11609283B2 (en) Electrical offset compensating in a magnetoresistance bridge
WO2007097268A1 (ja) 磁気式スイッチ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 6