KR20110129454A - 가변 임계값을 가지는 자기장 검출기 - Google Patents

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Abstract

통과하는 자성 물체를 검출하는 장치가 개시된다. 장치는 자기장 신호가 자기장 추적 신호와 임계 오프셋량 이상으로 차이 나는 경우 상태를 바꾸는 검출기 출력 신호를 제공하는 피크 검출기를 포함한다. 임계 오프셋량은 자성 물체의 회전 속도 및 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨 검출 결과에 따라 동적으로 변한다. 피크 검출기의 임계 오프셋량은 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 정밀하게 맞춰질 수 있다.

Description

가변 임계값을 가지는 자기장 검출기{MAGNETIC FIELD DETECTOR HAVING A VARIABLE THRESHOLD}
본 발명은 자기장 피크 검출기들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동적 가변 임계(dynamically variable threshold) 형상을 가지는 자기장 피크 검출기들에 관한 것이다.
이동 가능한 자석 또는 강자성 물체와 연관된 자기장을 검출하기 위한 자기장 검출기들 또는 센서들이 알려져 있다. 자기장은 예를 들어 홀 효과(Hall Effect) 소자 또는 자기저항성(magnetoresistive) 소자와 같은 하나 또는 그 이상의 자기장 트랜스듀서에 의해 검출되고, 상기 홀 효과 소자 또는 자기저항성 소자는 검출된 자기장에 비례하는 신호, 즉 자기장 신호를 제공한다. 상기 자기장 신호는 임계 신호(threshold signal)와 비교되고, 상기 자기장 신호가 상기 임계 신호를 넘어설 때 상태를 바꾸는 출력 신호가 생성된다.
자기장 검출기들은 종종 기어 톱니(gear teeth) 및/또는 기어 슬롯(gear slots)과 같은 기어 형상들을 감지하기 위해 사용된다. 이때 사용되는 자기장 검출기는 보통 기어 톱니 센서라고 불린다. 기어 톱니 센서들은 자동차 분야에서 사용되고, 구체적으로 연소 타이밍 제어, 연료 관리 및 다른 동작들을 위한 정보를 엔진 제어부에 제공하는데 사용된다.
때때로 경사에 의해 활성화되는(slope-activated) 검출기 또는 피크 값 참조(peak-referenced) 검출기라고 불리는 자기장 검출기의 일 유형에서는 임계 신호가 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크(즉, 피크와 밸리)와 미리 정해진 임계 오프셋량만큼 차이가 난다. 따라서, 이 유형의 검출기에서는 자기장 신호가 피크 또는 밸리 값과 상기 미리 정해진 오프셋량만큼 차이가 날 때 출력 신호의 상태가 바뀐다. 이러한 실시예로, 디지털-투-아날로그 회로(digital-to-analog circuit; DAC)가 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크를 추적하여 추적 신호(tracking signal)를 공급하기 위해 사용된다.
임계 신호를 설정하기 위한 하나의 방법은 비교기와 연관된 히스테리시스를 이용하는 것이고, 비교기 출력 신호는 자기장 신호가 추적 신호와 비교기 히스테리시스 양만큼 차이 날 때 천이된다(transition). 따라서, 이 경우 상기 미리 정해진 임계 오프셋량은 상기 비교기 히스테리시스 양에 의해 설정된다. 다른 실시예로, 임계 신호는 추적 신호에 미리 설정된 오프셋 전압이 가산된 임계 신호를 제공하는 오프셋 전압원에 의해 생성된다. 임계 신호를 제공하기 위한 또 다른 방법은 DAC를 사용하는 방법으로, 추적 신호 및 상기 추적 신호로부터 몇 비트 차이 나는 임계 신호를 모두 제공하는 DAC를 사용하는 것이다.
검출 정확도는 통과하는 자성 물체 외의 요인들에 의한 자기장의 변화에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다. 이러한 자기장 변화를 초래하는 일 요인으로 상기 자성 물체와 자기장 트랜스듀서 사이의 간격(또는 에어갭(airgap))이 있다. 에어갭의 크기는 자기장 신호의 피크-투-피크 레벨에 반비례하고, 따라서 자기장 신호는 작은 에어갭을 가질 경우 큰 에어갭을 가질 경우보다 더 큰 피크-투-피크 신호 레벨을 가지게 된다.
작은 에어갭 구성 및 큰 에어갭 구성 모두에 적합한 임계 신호 레벨을 선택하는 것은 어려울 수 있다. 특히 큰 에어갭의 경우, 비교기 출력 신호가 원하는 대로 전환될 수 있도록 임계 신호가 추적 신호에 더 가까워지는 것(즉, 더 작은 임계 오프셋량)이 바람직하다. 반면에 작은 에어갭의 경우, 출력 신호가 자기장 신호의 오버슈트(overshoot)로 인해 전환되는 것을 방지하기 위해 임계 신호가 추적 신호로부터 더 멀어지는 것(즉, 더 큰 임계 오프셋량)이 바람직하다.
매사추세츠주 우스터(Worcester, MA)에 위치한 알레그로 마이크로시스템스 인코포레이티드(Allegro Microsystems, Inc.)에 의해 판매되는 특정 기어 톱니 센서들(부품 번호 ATS631, ATS1637, ATS1633)의 경우, 임계 오프셋량은 자기장 신호의 피크 레벨 측정에 응답하여 구동 시에(at startup) 때 선택된다. 상기 자기장 신호의 피크 레벨이 미리 설정된 양보다 클 경우, 에어갭은 작은 것으로 간주되고 상대적으로 큰 임계 오프셋량이 사용된다. 반대로, 상기 자기장 신호의 피크 레벨이 상기 미리 설정된 양보다 작을 경우, 에어갭은 큰 것으로 간주되고 상대적으로 작은 임계 오프셋량이 사용된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 가변적인 임계 오프셋량을 구비하는 자기장 피크 검출기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 통과하는 자성 물체를 검출하고 상기 통과하는 자성 물체를 나타내는 검출기 출력 신호를 제공하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 자기장에 비례하는 자기장 신호를 공급하는 자기장 트랜스듀서 및 상기 자기장 신호에 응답하여 상기 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크를 추적하는 추적 신호를 생성하고, 상기 자기장 신호가 상기 추적 신호와 임계 오프셋량 이상으로 차이가 날 때 제1 신호 레벨에서 제2 신호 레벨로 천이하는 검출기 출력 신호를 제공하는 피크 검출기를 포함한다. 상기 장치는 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨을 검출하는 피크-투-피크 신호 레벨 검출기 및 상기 자성 물체의 회전 속도를 나타내는 속도 신호를 제공하는 속도 결정 회로를 더 포함한다. 임계 오프셋 결정 회로는 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨 및 상기 속도 신호에 응답하여 상기 임계 오프셋량을 설정한다.
일 실시예에서, 상기 임계 오프셋 결정 회로는 상기 자성 물체의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작을 경우 제1 임계 오프셋량에 대응하는 제1 신호 레벨의 인에이블 신호를 상기 피크 검출기에 공급하고, 상기 자성 물체의 회전 속도가 상기 미리 설정된 속도보다 크고 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨이 미리 설정된 레벨보다 작을 경우 상기 제1 임계 오프셋량보다 작은 제2 임계 오프셋량에 대응하는 제2 신호 레벨의 상기 인에이블 신호를 공급한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 자기장 검출기의 피크 검출기와 연관된 임계 오프셋량을 설정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 통과하는 자성 물체와 연관된 자기장에 비례하는 자기장 신호를 생성하는 단계, 상기 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크를 추적하는 추적 신호를 제공하는 단계 및 상기 자기장 신호가 상기 추적 신호와 임계 오프셋량 이상으로 차이 나는 경우 제1 신호 레벨에서 제2 신호 레벨로 천이하는 피크 검출기 출력 신호를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨을 검출하는 단계, 및 상기 통과하는 자성 물체의 회전 속도 및 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 응답하여 상기 임계 오프셋량을 설정하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 자성 물체의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작을 경우 상기 임계 오프셋량을 제1 임계 오프셋량으로 설정하는 단계 및 상기 자성 물체의 회전 속도가 상기 미리 설정된 속도보다 크고 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨이 미리 설정된 레벨보다 작을 경우 상기 임계 오프셋량을 상기 제1 임계 오프셋량보다 작은 제2 임계 오프셋량으로 설정하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 피크 검출기의 임계 오프셋량은 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 정밀하게 맞춰질 수 있다. 따라서 큰 에어갭 구성의 경우 상기 피크-투-피크 자기장 신호 레벨이 작고, 상기 임계 오프셋량도 검출기 출력 신호가 통과하는 자성 물체에 응답하여 적절하게 전환될 수 있도록 작은 값을 갖는다. 반면에, 작은 에어갭 구성의 경우 상기 피크-투-피크 자기장 신호 레벨이 크고, 상기 임계 오프셋량은 자기장 신호의 오버슈트로 인해 원하지 않는 출력 신호 전환이 일어나는 것을 방지하기 위해 큰 값을 갖는다. 임계 오프셋량이 피크 자기장 신호 레벨의 절대값 상에 기초하도록 하여 근접한 에어갭에서 자성 오버슈트로 인한 스위칭을 방지하도록 하는 종래의 실시예들과 달리, 피크-투-피크 자기장 신호 레벨을 사용하면 차동형 센서 또는 싱글 엔드(single-ended) 센서를 사용할 수 있는 이점이 있다. 추가적으로, 상기 임계 오프셋량은 자성 물체의 회전 속도에 더욱 정밀하게 맞춰지고, 상기 임계 오프셋량은 초기 작동 시작 때 더 큰 값으로 설정되며 상기 자성 물체가 미리 설정된 속도로 회전할 때까지는 더 작은 값으로 조정되지 않는다. 이러한 방식으로, 작동 시작 때의 타겟 진동에 의한 원하지 않는 출력 신호 스위칭을 방지할 수 있다. 또한, 상기 임계 오프셋량을 회전 속도 및 자기장 신호 조건에 맞추는 최적화는 시작할 때만이 아니라 검출기가 동작하는 동안에 계속적으로 일어나므로 변화하는 상황에 응하여 전술한 이점들을 제공할 수 있게 된다.
본 발명 자체는 물론 앞에서 설명한 본 발명의 특징들은 하기 도면들에 대한 아래의 자세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 가변 임계값을 가지는 자기장 검출기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 피크 검출기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 도 2의 임계값 생성기의 일례를 나타낸다.
도 3은 도 1의 속도 결정 회로 및 임계 오프셋 결정 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 자기장 신호, 검출기 출력 신호 및 로우 임계 오프셋 인에이블 신호(Low Threshold Offset Enable signal)를 포함하는 도 1의 자기장 검출기와 관련된 몇몇 파형들을 나타낸다.
도 4a는 도 4의 POSCOMP 신호의 일 부분을 도 1 및 도 3의 자기장 검출기와 관련된 몇몇 신호들과 함께 나타내는 분해도이다.
도 5는 도 1의 피크-투-피크 신호 레벨 검출기의 예시적인 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 자기장 검출기와 관련된 몇몇 신호 파형들을 나타낸다.
도 7은 도 1의 디코더의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 동적 가변 임계 형상을 갖는 자기장 검출기(10)는 자기장 트랜스듀서(12), 피크 검출기(20), 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26), 속도 결정 회로(34), 및 임계 오프셋 결정 회로(40)를 포함한다. 자기장 트랜스듀서(12)는 자성 물체(14)와 연관된 자기장에 응답하여, 자동 이득 제어(automatic gain control; AGC) 형상을 구현할 수도 있는 증폭기(16)에 트랜스듀서 출력 신호를 제공하고, 자기장에 비례하는 자기장 신호(DIFF; 18)를 생성한다. 당업자라면 자성 물체(14)가 (때때로 영구 자석으로 지칭되는) 하드(hard) 강자성 물질 또는 소프트 강자성 물질일 수도 있고, 철을 함유한(ferrous) 또는 철을 함유하지 않은(non-ferrous) 것일 수도 있음을 알 것이다. 또한 개별적인 하드 강자성 소자는 백-바이어스 구성에 있어서 자성 물체(14)로부터 상기 검출기의 다른 면 상에 위치할 수도 있다.
피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)는 자기장 신호(18)의 피크-투-피크 레벨을 검출하고, 피크-투-피크 신호 레벨을 나타내는 피크-투-피크 값 신호(28)를 제공한다. 속도 결정 회로(24)는 자성 물체(14)의 회전 속도를 나타내는 속도 신호(38)를 제공한다. 임계 오프셋 결정 회로(40)는 피크-투-피크 값 신호(28) 및 속도 신호(38) 양자 모두에 응답하여 피크 검출기(20)에 의해 사용되는 임계 오프셋량을 설정한다.
자기장 검출기(10)는 또한 디코더(30)로 도시된 논리 회로를 포함하며, 상기 논리 회로는 피크-투-피크 값 신호(28)를 수신하고, 피크-투-피크 자기장 신호(18)가 하나 이상의 미리 설정된 값을 초과하는지를 나타내는 하나 이상의 논리 신호(32a-32n)을 제공한다. 도시된 실시예에서, 논리 신호는 검출된 자기장이 미리 설정된 가우스 레벨을 초과하는지 아닌지 여부를 나타내는 진단 신호이다.
도시된 회로(10)에서, 자기장 트랜스듀서(12)는 홀 효과 장치이다. 자기저항성 장치와 같은 자기장 트랜스듀서의 다른 유형, 예를 들면, InAS, GMR, TMR, MTJ, 또는 AMR 장치는 동등하게 적합하다. 트랜스듀서(12)는 싱글 엔드 방식(arrangement) 또는 차동 방식일 수도 있고, 다양하게 알려진 구성에 있어서 하나 이상의 자기장 트랜스듀서 소자들을 포함할 수도 있다.
도 2 를 또한 참조하면, 도시된 피크 검출기(20)는, 자기장 신호(18)에 응답하여, 자기장 신호를 추적하고 검출기 출력 신호(POSCOMP; 84) 가 천이할 때까지 양의 피크 값 및 음의 피크 값을 유지하는 추적 신호(PEAKDAC; 72)를 생성하는, 디지털-투-아날로그 변환기(DAC; 70)를 포함한다. 비교기(80)는 자기장 신호(18)에 응답하는 제1 입력, 추적 신호(72)와 연관된 임계 신호 (VTH; 78)에 응답하는 제2 입력, 및 자기장 신호(18)가 임계 오프셋량 이상만큼 추적 신호(72)와 달라질 때 제1 신호 레벨에서 제2 신호 레벨로 천이하는 POSCOMP 출력 신호(84)를 제공 받는 출력을 갖는다.
본 발명에 따르면, 자기장 검출기(10)는 동적 가변 임계 형상을 제공받으며, 이 때, 임계 오프셋량은 자기장 신호의 피크-투-피크 레벨에 따라서, 또한 속도 결정 회로에 의해 결정된 것과 같은 자성 물체의 회전 속도에 따라서 동작 동안에 조정된다. 이러한 방식으로, 종래 자기장 센서에서 경험되는 부정확한 스위칭 및 스위칭 실패의 문제점이 설명된다. 특히, 임계 오프셋량을 큰 에어갭 방식에서 더 작아지도록 동적으로 조정함으로써, 임계 신호는 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크에 더욱 가까워질 것이며, 이러한 조건 하에서 출력 신호 스위칭이 발생할 것임을 보장하는 것이 바람직하게 된다. 역으로, 임계 오프셋량을 작은 에어갭 설치에서 더 커지도록 동적으로 조정함으로써, 임계 신호는 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크로부터 더욱 멀어질 것이며, 이러한 조건 하에서 자기장 신호에서의 초과량으로 인한 바람직하지 않은 출력 신호 스위칭을 방지하는 것이 바람직하게 된다. 더욱이, 자성 물체의 미리 설정된 최소 회전 속도가 발생된 이후에만 임계 오프셋량을 조정함으로써, 종래 자기장 센서의 또 다른 문제점이 설명된다; 즉, 실제 회전으로 인한 것보다도 타겟 진동으로 인한 구동 시 스위칭의 문제이다.
보다 상세하게, 피크 검출기(20)는 제1 비교기(50), 업/다운 카운터(C1; 54), DAC(70) 및 제2 비교기(80)를 포함한다. 또한 XOR 회로(58), 인버터(60) 및 지연 회로(62)를 포함한다. 자기장 신호(18)는 제1 비교기(50)의 반전(inverting) 입력에 커플링된다. 제1 비교기(50)는 도시된 대로, 비-반전 입력에서, 추적 신호(PEAKDAC; 72)를 수신한다. COMPOUT(56)으로 표시된 비교기(50)의 출력 신호는, 추가적으로 (후술하는) POSCOMPN 신호(64)를 수신하고, 출력에서 HOLD 입력(66)을 카운터(54)로 제공하는, XOR 게이트(58)에 커플링된다. 카운터(54)는 클락 신호(CLK; 52) 및 카운터(54)가 상향 카운트 또는 하향 카운터하는지 여부를 제어하기 위한 POSCOMP 신호(84)에 또한 응답한다.
카운터(54)의 출력은 DAC(70)에 의해 아날로그 신호로 변환되어, PEAKDAC 신호(72)를 제공한다. 상기 전술한 바와 같이, 비교기(80)는 자기장 신호(18)에 응답하는 제1 입력, 여기서는 비-반전 입력을 갖고, 임계 신호(VTH; 78)에 응답하는 제2 입력, 여기서는 반전 입력을 가지며, 자기장 신호(18)가 임계 오프셋량 이상만큼 추적 신호(72)와 달라질 때 상태를 변화시키는 POSCOMP 검출기 출력 신호(84)를 제공 받는 출력을 갖는다.
전술한 검출기 출력 신호(84)를 생성하기 위해 VTH 임계 신호(78)를 제공하기 위한 다양한 기술들이 가능하다. 예를 들면, 일 실시예에서, 옵션적인 임계값 생성기(74)는 DAC 출력과 비교기(80)사이에 커플링되어 PEAKDAC 신호(72)로부터 임계 오프셋량만큼 오프셋된 임계 신호(VTH)를 생성할 수도 있다. 이에 적합한 일 임계값 생성기(74)가 도 2a에 도시되어 있다.
도 2a를 참조하면, 임계값 생성기(74)는 PEAKDAC 신호(72) 및 스위치(106, 108) 각각에 커플링된 두 세트의 전압원(100a, 100b 및 102a, 102b)을 포함한다. 스위치(106)의 제1 단자(106a)는, 스위치 단자(106a)에서의 전압이 PEAKDAC 신호(72)보다 전압원(100a)의 전압만큼 더 크도록, 전압원(100a)에 커플링된다. 스위치(106)의 제2 단자(106b)는, 스위치 단자(106b)에서의 전압이 PEAKDAC 신호(72)보다 전압원(100b)의 전압만큼 더 작도록, 전압원(100b)에 커플링된다. 유사하게, 스위치(108)의 제1 단자(108a)는, 스위치 단자(108a)에서의 전압이 PEAKDAC 신호(72)보다 전압원(102a)의 전압만큼 더 크도록 전압원(102a)에 커플링되고, 스위치(108)의 제2 단자(108b)는, 스위치 단자(108b)에서의 전압이 PEAKDAC 신호(72)보다 전압원(102b)의 전압만큼 더 작도록 전압원(102b)에 커플링된다. 스위치(106) 및 스위치(108) 양자 모두, POSCOMP(84)가 제1 레벨에 있을 때, 단자(106a) 및 단자(106c)가 함께 커플링되고, 단자(108a) 및 단자(108b)가 함께 커플링되도록; 반면에, POSCOMP 신호(84)가 제2 레벨에 있을 때, 단자(106b) 및 단자(106c)가 함께 커플링되고, 단자(108b) 및 단자(108c) 가 함께 커플링되도록, POSCOMP 신호(84)에 의해 제어된다.
전압원(100a, 100b)은 전압원(102a, 102b)보다 더 낮은 전압을 제공한다. 그러므로, 단자(106a)에서의 전압이 단자(108a)에서의 전압보다 PEAKDAC 신호 레벨에 더 가깝다. 유사하게, 단자(106b)에서의 전압은 단자(108b)에서의 전압보다 PEAKDAC 신호 레벨에 더 가깝다.
추가적인 스위치(100)는, 도시된 대로, 제1 단자(110a)가 스위치 단자(106c)에 커플링되고 제2 단자(110b)가 스위치 단자(108c)에 커플링되도록 배열된다. 도 1의 임계 오프셋 결정 회로(40)에 의해 제공된 저 임계 오프셋 인에이블 신호(Low Threshold Offset Enable signal; 44)는, 인에이블 신호(44)가 제1 레벨에 있을 때, 스위치 단자(110a) 및 스위치 단자(110c)가 함께 커플링되고, 인에이블 신호가 제2 레벨에 있을 때, 스위치 단자(110b) 와 스위치 단자(110c)가 함께 커플링되도록 제어된다.
이러한 방식으로, 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)가 제1 레벨에 있을 때, 임계 신호(VTH; 78)는 PEAKDAC 신호(72)와 전압원(102a, 102b)의 전압에 대응하는 제1 임계 오프셋량만큼 달라지고, 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)가 제2 레벨에 있을 때, 임계 신호(VTH, 78)는 PEAKDAC 신호(72)와 전압원(102a, 102b)의 전압에 대응하는 제2 의, 더 큰 임계 오프셋량만큼 달라진다.
다른 방식으로서, 임계 신호(VTH; 78)는 추적 신호(72) 자체에 의해 제공될 수도 있고, 비교기(80)의 내부적인 히스테리시스는 자기장 신호(18)가 추적 신호와 임계 오프셋량 이상만큼 달라질 때 비교기 출력 신호(84)의 스위칭을 획득하기 위해 사용될 수 있고, 이 임계 오프셋량이 상기 내부적인 비교기 히스테리시스이다. 이러한 예에서, 제2 비교기(80)는 제1 임계 오프셋량에 대응하는 100 mV의 오더(order) 상의 제1 히스테리시스 레벨, 및 제2 임계 오프셋량에 대응하는 50 mV의 오더 상의 제2 히스테리시스를 가지고, 이 때 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)는 상기 제1 및 제2 히스테리시스 레벨이 사용되었는지 여부를 제어한다.
검출기 출력 신호(84)를 생성하기 위한 또 다른 실시예로서, DAC(70)는, 저 임계 오프셋 인에이블 신호(Low Threshold Offset Enable signal; 44)의 상태에 따라 제1 임계 오프셋량에 대응하는 제1 미리 설정된 비트수만큼 또는 제2 임계 오프셋량에 대응하는 제2 미리 설정된 비트수만큼 PEAKDAC 신호(72)로부터 상이한, 추가적인 출력으로서 VTH 임계 신호를 제공할 수도 있다. 그러므로, 이 실시예에서, DAC(70)는 추적 신호로부터 상기 제1 또는 제2 미리 설정된 비트수에서의 신호(82)를 제공하는 것을 선택하기 위한 인에이블 신호(44)에 응답한다.
당업자라면, 자기장 신호(18)가 제1 임계 오프셋량 이상만큼 또는 제2, 더 큰 임계 오프셋량 이상만큼 PEAKDAC 신호(72)와 다를 때 비교기 출력 신호가 천이하도록, 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)에 의해 제어되는 제1 또는 제2 임계 오프셋량의 선택에 따라, PEAKDAC 신호(72)의 값과 연관된 임계 신호(VTH; 78)를 제공하기 위해 다른 기술들을 이용할 수 있다.
도 4를 또한 참조하면, 도시된 파형은 자기장 신호(18) 및 PEAKDAC 신호(72)를 포함하여 도시되어 있다. 전원이 검출기(10)에 인가되면, 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)가 여기서 로우(low) 레벨인 제1 레벨에 있고, 제1 임계 오프셋량(VTHO1)으로 하여금 피크 검출기(20)에 의해 사용되도록 한다. 하이(high) 레벨로 상승하고 있는 고속 신호(High Speed; 178)(도 3)에 의해 나타나는 것과 같이, 물체(14)의 회전 속도는 시간(t1)에서 소정의 속도에 도달할 때까지 증가한다. 자기장 신호(18)의 피크-투-피크 값이 미리 설정된 신호 레벨(Vpp)보다 더 크기 때문에, 인에이블 신호(44)는 임계 오프셋량이 제 1 임계 오프셋량(VTHO1)을 유지하도록 하면서 제1 레벨에 유지된다. 보다 상세하게, 인에이블 신호(44)는, 자기장 신호(18)가 소정의 피크-투-피크 값(Vpp)보다 작고, 소정의 회전 속도가 검출될 때까지 제1 임계 오프셋량(VTHO1)이 사용되도록, 제1 레벨에 유지된다. 이러한 두 개의 조건은 먼저 시간(t2)에서 함께 발생하며, 인에이블 신호(44)가 여기서 하이 레벨인 제2 레벨로 천이하는 것으로 나타난다. 일단 인에이블 신호(44)가 하이 레벨로 천이하면, 임계 오프셋량은 도시된 것과 같이 제2, 더 낮은 크기(VTHO2)로 변경된다. 인에이블 신호(44)는 피크-투-피크 자기장 신호 레벨이 제2 소정 신호 레벨(Vpp+Vhyst)을 초과함으로써 인에이블 신호(44)가 로우 레벨로 천이하고, 임계 오프셋량이 도시된 것과 같이 제1, 더 큰 임계 오프셋량(VTHO1)으로 다시 변경되게 하는 시간(t3)까지 하이 레벨로 유지된다.
도 2를 다시 참조하면, 피크 검출기(20)는 POSCOMPN 신호를 소정의 시간 지연만큼 지연시키는 지연 회로(62)에 POSCOMPN 신호(64)를 제공하는 인버터(60)를 포함한다. 지연 회로(62)는, RC 회로, LR 회로, LRC 회로, 및/또는 인덕터와 같은 코일을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 다양한 형식을 취할 수 있다. POSCOMPN_DELAY 신호(68)로 도시된 지연된 POSCOMPN 신호는 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)로 제공된다. 또한 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)로 제공되는 것은 제1 카운터(54)의 출력으로부터의 PEAK_LSB 값 신호(76)이다. 어떻게 이 두 개의 신호 POSCOMPN_DELAY 및 PEAK_LSB가 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)에 의해 사용되는지는 도 5 를 참조하여 이하에서 논의할 것이다.
도 3을 참조하면, 속도 결정 회로(34) 및 임계 오프셋 결정 회로(40)의 실시예가 도시된다. 속도 결정 회로(34)는 POSCOMP 신호(84)에 응답하여 POSCOMP 신호(84)의 각각의 천이 시에 펄스를 갖는 신호(152)를 제공하는 에지 스트립 회로(150)를 포함한다. 펄스 신호(152)는 클락 신호를 플립-플랍(156)에 제공한다. 에지 스트립 회로(150)는 POSCOMP 신호(84)의 각각의 상승 및 하강 에지에 응답하여 짧은 펄스를 생성하기 위해 XOR 게이트 및 지연 회로를 포함할 수 있다.
SR 래치(160)는, STARTUP 신호(222)에 의해 설정되고 펄스 신호(152)에 의해 리셋되는 진동 신호(OSC; 164)에 의해 클락이 인가된다. STARTUP 신호(222)는 파워가 검출기(10)에 인가될 때 대략 60 ㎲ 동안 하이 레벨로 상승한다. 래치(160)의 출력(162)은, 도시된 바와 같이, 오버플로우(overflow) 출력 신호(170)를 인버터(172)로 제공하는 AND 게이트(166)에 커플링되고, 이 때 인버터(172)는 입력 신호(174)를 플립-플랍(156)으로 제공한다. 플립-플랍(156)은, 도 4에 도시된 고속 신호(178)의 반전된 버전인 저속 신호(Low Speed; 38)를 임계 오프셋 결정 회로(40)로 제공한다.
속도 결정 회로(34)의 동작은 도 4a의 도시된 신호들을 고려하는 것으로부터 명확해질 것이다. 초기에는, 파워업(powerup)에 따라 자성 물체(14)가 상대적으로 느리게 회전하고, 이는 오버플로우 펄스(170)를 초래한다. 오버플로우 펄스는 출력 플립-플랍(156)에서의 저속 신호(38)가 상태를 변경하는 것을 방지한다. 래치(160)의 카운트 출력(162)이 소정의 카운터에 도달하지 않고, 이로써 소정의 회전 속도가 발생되었음을 나타내기에 충분하도록 POSCOMP 신호 천이가 가까울 때까지, 오버플로우 펄스가 발생한다. 일 실시예에서, 소정의 회전속도는 3 Khz의 오더(order) 상에 있다. 자성 물체가 소정의 회전 속도에 도달하면, 오버플로우 신호(170)가 낮게 유지될 것이고, 에지 스트립된 신호(152)의 후속적인 천이가 저속 신호(38)로 하여금 상태를 변경하게 할 것이며, 이로써 시간(t1)에서 발생한 것과 같이, 적어도 소정의 속도의 자성 물체의 회전의 발생을 나타낸다.
임계 오프셋 결정 회로(40)는 저속 신호(38) 및 디코더(30)(도 1)로부터의 논리 신호(32a-32n)에 응답한다. 상기 실시예에서, BLIMIT 신호(32a) 및 (BTHRESH 신호(32b)의 반전된 버전인) BTHRESHN 신호가 플립-플랍(180, 182) 각각의 D 입력으로 커플링된다. 상기 실시예에서, BLIMIT 신호(32a)는 미리 설정된 각각의 에어갭이 제1 소정의 피크-투-피크 신호 레벨(Vpp)를 초과하는 자기장 신호에 대응하여 초과하였는지 여부를 나타내며, BTHRESH 신호(32b)는 제2 각각의 에어갭이 제2 소정의 피크-투-피크 신호 레벨(Vpp+Vhyst)을 초과하는 자기장 신호에 대응하여 초과하였는지 여부를 나타낸다.
플립-플랍(180, 182)은 POSCOMPN 신호(64)에 의해 클락이 인가되고, STARTUP 신호의 반전된 버전인 STARTUPN 신호에 의해 리셋된다. BLIMIT 신호(32a)는 또한 AND 게이트(186)로 커플링되고, 제2 입력은 플립-플랍(180)의 Q 출력에 커플링된다. AND 게이트의 출력은 NOR 게이트(190)에 커플링되고, 제2 입력은 플립-플랍(200)의 Q 출력에 커플링된다. 유사하게, BTHRESHN 신호(192)는 또한 AND 게이트(194)에 커플링되고, 제2 입력은 플립-플랍(182)의 Q 출력에 커플링된다. 도시된 바와 같이, AND 게이트(194)의 출력 및 NOR 게이트(190)의 출력은, 저속 신호(38)에 또한 응답하는 추가적인 NOR 게이트(198)의 입력으로 커플링된다. 도시된 바와 같이, NOR 게이트(198)의 출력은 POSCOMPN 신호에 의해 클락이 인가되고 STARTUPN 신호에 의해 리셋되고, Q 출력에서 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)를 제공하는 플립-플랍(200)에 D 입력을 제공한다.
이러한 방식으로, 자기장 신호(18)가 BLIMIT 에어갭을 초과하는 동안에 두 개의 POSCOMP 천이가 발생할 때(즉, 자기장 신호(18)가 예를 들면 18 가우스보다 작은 피크-투-피크 값을 가질 때) NOR 게이트(190)의 출력은 하이 레벨이 될 것이다. 두 개의 POSCOMP 천이가 BTHRESH 에어갭보다 작은 동안에(즉, 자기장 신호(18)가 예를 들면 28 가우스보다 큰 피크-투-피크 값을 가질 때) AND 게이트(194)의 출력은 하이 레벨이 될 것이다. 전술한 바와 같이, 타겟(14)이 소정의 속도보다 낮은 저속으로 회전할 때 저속 신호(38)는 하이 레벨이 된다. 그러므로, 오직 다음의 조건이 함께 발생할 때에만, NOR 게이트(198)의 출력은 하이 레벨로 상승하여 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)가 하이 레벨로 상승하도록 (임계 오프셋량이 제2, 더 낮은 임계 오프셋량으로 설정되도록) 야기할 것이다: (a) 자기장 신호(18)의 피크-투-피크 레벨이 소정의 레벨(Vpp)보다 작은 동안에 두 개의 POSCOMP 신호 천이가 발생할 때, (b) 자기장 신호(18)의 피크-투-피크가 제2, 더 큰 소정의 레벨 (Vpp+Vhyst) 보다 더 작은 동안에 두 개의 POSCOMP 신호 천이가 발생할 때, 및 (c) 저속 신호(38)가, 자성 물체가 적어도 소정의 속도로 회전하고 있음을 가리키는, 로우 레벨일 때. 다음의 조건 중 어느 하나가 발생할 때, NOR 게이트(198)의 출력은 로우 레벨로 하강하여 저 임계 오프셋 인에이블 신호(44)가 로우 레벨로 하강하도록 (임계 오프셋량이 제1, 더 높은 임계 오프셋량으로 설정되도록) 야기한다: (a) 피크-투-피크 자기장 신호 레벨이 제2 소정의 레벨 (Vpp+Vhyst) 보다 큰 동안에 두 개의 POSCOMP 신호 천이가 발생할 때; 또는 (b) 저속 신호(38)가, 자성 물체(14)가 소정의 속도보다 더 느리게 회전하고 있음을 가리키는, 하이 레벨일 때.
일 실시예에서, BTHRESH 에어갭은, BLIMIT 에어갭 더하기 제1 소정의 임계 오프셋량(VTHO1)의 등가 피크-투-피크 신호 레벨과 대략 동일한 피크-투-피크 자기장 신호 레벨에 대응한다. 제1, 더 낮은 소정의 임계 오프셋량으로 다시 천이하기에 앞서서 피크-투-피크 자기장 신호 레벨이 제2 소정의 레벨(Vpp+Vhyst)을 초과할 것을 요구하는 것의 목적은 출력 신호 지터(jitter)를 피하기 위해서이다.
이제, 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)의 일 예시적인 실시예를 도시하는, 도 5를 참조하면, 제2 카운터(C2; 220)가 STARTUP 신호(222) 및 POSCOMPN_DELAY 신호(68)에 응답하여 리셋된다. 더욱 구체적으로는, STARTUP 및 POSCOMPN_DELAY 신호를 수신하는, NOR 게이트로 구현될 수 있는, 선택 논리 회로(226)는 참조 번호 228 로 표시되는 리셋 입력을 제2 카운터(220)에 제공한다.
제2 카운터(220)는 제1 카운터(54)의 출력의 적어도 중요 비트, 즉, PEAK_LSB 신호(76) 에 응답하여 생성된 C2_CLK 신호(230)에 의해 클락이 인가된다. 제2 카운터(220)는 그 출력에서 DIFF 신호(18)의 피크-투-피크 전압을 나타내는 피크-투-피크 값(28)을 제공한다. 제2 카운터 출력 신호(28)는 디코더(30)에 의해 진단 신호(32a-32n)로 변환될 수도 있고, 이는 도 7의 실시예와 연관하여 서술될 것이다. 제2 카운터(220)의 출력은 사용을 위해 저장될 수도 있고, 또는 외부 제어기로 회로로부터 전송될 수도 있다.
PEAK_LSB 신호(76)의 에지는 회로(에지 스트립 회로)(70)에 의해 스트립되어, 제1 카운터(54)의 모든 단계가 제2 카운터(220)에서의 단계를 야기하도록 C2_CLK 신호(230)를 제공한다. 이는 제2 카운터(220)의 해상도(resolution)를 두 배로 한다. 더 구체적으로는, 에지 스트립 회로(234)는 PEAK_LSB 신호(76)의 각각의 상승 및 하강 에지에 응답하여 짧은 펄스를 생성하도록 XOR 게이트와 지연 회로를 포함할 수 있다. 이 방법으로, PEAK_LSB 신호(76)의 각각의 상승 및 하강 에지는 제2 카운터(220)에서 클락 펄스를 생성한다.
도 6에서 파형으로 도시된 것과 같이, DIFF 신호(18)의 추적된 레벨(즉, PEAKDAC 출력 신호(72))은 t=0에서의 DIFF 신호를 획득한다. 시간 t=0 이후에, DIFF 신호(18)는 PEAKDAC 신호(72)를 제1 비교기(50)의 히스테리시스 레벨만큼, 즉, 10 mV만큼과 같이 초과할 때마다, 제1 비교기(50)의 출력에서의 COMPOUT 신호(56)가 논리 로우 레벨로 천이하고, 이로써 제1 카운터(54)가 카운트하도록 야기한다. 제1 카운터(54)가 한 단계를 카운트(업)하면, COMPOUT 신호(56)는 하이 레벨로 상승하고, DIFF 신호(18)가 PEAKDAC 신호(72)를 10 mV만큼 다시 초과할 때까지 카운트 값을 유지한다. DIFF 신호(18)가 양의 피크에 도달하면, PEAKDAC 신호(72)는, 시간(t2) 바로 직전에, POSCOMPN 신호(64)가 상승할 때 발생한 것과 같이, 제2 비교기(80)의 히스테리시스가 극복되거나 또는 임계 신호(VTH)가 크로스될 때까지, DIFF 신호(18) 위에 머무르고, HOLD 입력 신호를 제1 카운터(54)로 행사되도록 한다.
계속해서 도 6을 참조하면, 시간(t0)과 시간(t2)사이에, POSCOMPN_DELAY 신호(68)는 로우 레벨이고, 선택 논리 회로(즉, NOR 게이트)(226)의 출력 신호(66)는 하이 레벨이며, 이로써 제2 카운터(220)가 그 리셋 입력을 하이 레벨로 유지함으로써 카운트하는 것을 가능하게 한다. DAC(70)는 DIFF 신호(8)의 (시간(t1)에서 도달되는) 양의 피크를, 시간(t2) 바로 직전인, DIFF 신호(18)가 피크 값으로부터 임계 오프셋량만큼 달라질 때까지 유지한다. POSCOMPN 신호(64)의 논리 하이 천이는, PEAKDAC 신호(72)가 DIFF 신호(18)의 하강 부분을 추적할 수 있도록, 제1 카운터(54)의 카운트 방향으로 하여금 하향 방향으로 변경하도록 한다.
추가적으로, POSCOMPN 신호(64)가 로직 하이 레벨일 때, POSCOMPN 신호(64)는 POSCOMPN_DELAY(68) 신호가 (지연 회로(62)의) 지연 인터벌(interval)을 따라 하이 레벨로 상승하도록 하고, 그렇게 함으로써 제2 카운터(220)로 들어가는 상기 리셋 입력이 로우 레벨이 되도록 하며, POSCOMPN 신호(64)가 하이 레벨로 유지되는 동안은 제2 카운터(220)에 클락이 인가되지 않도록 한다. 이러한 방식으로, 제2 카운터(220)는 DIFF 신호(18)의 반주기(half-cycle) 동안 리셋되고 상기 리셋 입력은 나머지 반주기 동안 놓아짐으로써, 제2 카운터(220)는 DIFF 신호(18)의 상승 구간 또는 하강 구간 중 선택된 하나의 구간 동안만 카운트한다. 일 실시예에서, 제2 카운터(220)는 DIFF 신호(18)의 상승 구간 동안 카운트하도록 도시되었다. 다른 실시예에서, 제2 카운터(220)가 DIFF 신호(18)의 하강 구간 동안 카운트하도록 제어될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 추가적인 대안으로, 더욱 빈번하게 업데이트되는 피크-투-피크 신호 값(즉, DIFF 신호 주기 당 두 번씩 업데이트되는 피크-투-피크 값)을 제공하기 위하여, 제2 카운터(220)는 DIFF 신호(18)의 상승 구간 및 하간 구간 동안 카운트하도록 제어될 수도 있다.
POSCOMPN 신호(64)가 하이 레벨로 될 때, POSCOMPN 신호와 POSCOMPN_DELAY 신호 사이의 지연 또는 지연 인터벌에 상응하는 시간(t2) 전의 짧은 시간에, DIFF 신호(18)는 유지된 양의 피크로부터 임계 오프셋량만큼 떨어지게 된다. 이 지점에서, 피크-투-피크 DIFF 신호 전압을 나타내는 피크-투-피크 값(28)은 제2 카운터(220)의 출력단에서, 시간(t0)부터 시간(t2)까지 카운트된 카운터로부터 디지털 워드(digital word)로 측정될 수 있다.
도 7의 세부적인 도면을 참조하면, 도 1의 회로(10)의 일부가 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)의 제2 카운터(220) 및 디코더(30)를 포함하는 것으로 도시되었다. 제2 카운터(220)는, 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이, NOR 게이트(240)를 포함하는 선택 논리 회로(226)에 의해 리셋되고, 선택 논리 회로(226)는 POSCOMPN_DELAY 신호(68) 및 STARTUP 신호(222)에 응답한다. 제2 카운터(220)는 디코더(30)에 다음과 같은 출력 신호들을 제공한다: Q0N 신호(28a), Q1N 신호(28b), Q2N 신호(28c), Q3N 신호(28d), Q4N 신호(28e) 및 Q5N 신호(28f). 일 실시예에서, 디코더(30)는 신호들(32a, 32b)을 생성하고, 신호들(32a, 32b)은 BLIMIT 신호(32a) 및 BTHRESH 신호(32b)라는 진단 신호로서 도시되었으며, 미리 설정된 가우스(Gauss) 레벨들이 초과되었는지 여부를 나타낸다. 디코더(30)는 두 개의 디코더부들, 디코더부(244) 및 디코더부(246)를 포함한다.
도 7에 도시된 디코더부(244)를 고려하면, 카운터 출력들, Q0N(28a), Q1N(28b) 및 Q2N(28c)은 도시된 바와 같이 NOR 게이트(248)에 커플링된다. NOR 게이트(248)의 출력은 RS 플립-플랍(250)에 연결되고, RS 플립-플랍(250)은 입력으로서 POSCOMPN_DELAY 신호(68) 및 STARTUP 신호(222)를 수신하는 OR 게이트(252)의 출력에 의해 리셋된다. 이러한 방식으로, 플립-플랍(250)은 구동 시 및 DIFF 신호의 각각의 피크 이후에 리셋되어 다음 주기를 위해 준비된다. 플립-플랍(250)의 QN 출력은 CHK_LIM 신호(254)를 OR 게이트(256)에 제공한다. OR 게이트(256)의 출력은, Q 출력에서 BLIMIT 신호(32a)를 생성하는 플립-플랍(258)에 연결된다. 로직 하이 BLIMIT 신호는 18 가우스 피크-투 피크의 신호 레벨에 상응하는 각각의 에어갭이 초과되었다는 것을 나타낸다(즉, 자기장 세기가 18 Gpp보다 작을 때, BLIMIT 신호(32a)는 하이 레벨이 된다). 이때, 플립-플랍(258)은 구동 시에 STARTUP 신호(222)(레이블(label)되지 않음)에 의해 리셋되고, 또한 NOR 게이트(264)를 통해 PULSE1 신호(260)에 의해서도 리셋된다.
나머지 디코더부(246)는 디코더부(244)와 실질적으로 동일하며, NOR 게이트(248)와 유사한 NOR 게이트(270), 플립-플랍(250)과 유사한 플립-플랍(276), OR 게이트(256)와 유사한 OR 게이트(274), 및 플립-플랍(258)과 유사한 플립-플랍(276)을 포함한다. NOR 게이트(270)는 카운터 출력, Q4N 신호(28e)를 수신한다. 디코더부(246)는 NOR 게이트(280) 및 인버터(282)가 추가된 점이 디코더부(244)와 다르고, NOR 게이트(280)와 인버터(282) 각각은 후술하는 바와 같이 자동 이득 제어(AGC)로 회로 동작을 다룬다.
도시된 실시예에서, 플립-플랍(258)이 클락되는 동안 CHK_LIM 신호(254)를 온전히 유지하기 위해 POSCOMPN_DELAY 신호(68)는 약 2 ㎲ 정도 지연된다. 따라서, 제2 카운터(220)는 회로(10)의 구동 시 및 POSCOMPN_DELAY 신호(68)의 각각의 양의 천이에서 리셋된다. 위에서 특별히 언급한 바와 같이 제2 카운터(220)는 POSCOMPN_DELAY 신호(68)가 하이 레벨인 동안 리셋으로 유지되고, POSCOMPN_DELAY 신호(68)의 각각의 음의 천이에서 카운팅을 허용하도록 놓아진다.
동작 시에, BLIMIT 신호 및 BTHRESH 신호는 구동 시 및 PULSE1 신호(260)에서 로직 상태 영(logic state zero)으로 초기화되고, 이는 DIFF 신호(18)가 BLIMIT 임계값 및 BTHRESH 임계값보다 크다(즉, 각각의 에어갭들이 초과되지 않았다)는 것을 가정한다. 플립-플랍들(250, 272)의 출력들(즉, CHK_LIM 신호(254) 및 CHK_THRESH 신호(278))은 DIFF 신호(18)의 모든 양의 피크 이후에 하이 레벨로 리셋되고, 이는 BLIMIT 신호 및 BTHRESH 신호가 DIFF의 어떤 주기에서도 하이 레벨로 강제되지 않는다면 로우 레벨로 유지될 수 있다는 것을 의미한다. 제2 카운터(220)가 7까지 카운트하면, 이는 디코더부(244)의 CHK_LIM 신호(254)를 로우 레벨로 강제하고, POSCOMPN 신호(64)가 그 다음 하이 레벨로 될 때, 로우 상태의 클락을 플립-플랍(258)에 인가한다. 이는 BLIMIT 신호(32a)가 로우 레벨에 머무를 수 있도록 하고, 그렇게 함으로써 DIFF 신호(18)가 18G 피크-투-피크보다 크다는 것을 나타낸다. DIFF 신호(18)의 일부 피크가 18 Gpp보다 작으면(카운터(220)의 출력에서의 카운트 값이 7보다 작다는 것을 의미함), CHK_LIM 신호(254)는 자신의 신호 값이 플립-플랍(258)에 클락되기 전에는 로우 레벨로 되지 않고, BLIMIT 신호(32a)는 하이 레벨로 된다. 나아가, BLIMIT 신호(32a)는 PULSE1(260)가 플립-플랍(258)을 리셋할 때까지 하이 레벨로 유지될 것이다. 플립-플랍(258)이 POSCOMPN 신호(64)에 의해 클락된 후에, 플립-플랍(250)의 출력의 CHK_LIM 신호(254)는 POSCOMPN_DELAY 신호(68)에 의해 하이 레벨로 리셋된다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, PEAK_LSB 신호(76)는 시간(t1)부터 천이를 중단하여 POSCOMPN 신호(64)가 하이 레벨로 천이할 때까지 계속 천이를 중단하며, 이는 상기 천이가 중단되는 시간 동안 제1 카운터(54)에 인가되는 홀드 입력(66)이 효력을 발휘하기 때문이다. 분명한 것은 POSCOMPN 신호(64)가 한 번 하이 레벨 또는 로우 레벨로 천이하면, 몇몇 빠른 펄스들이 PEAK_LSB 신호(76) 및 C2_CLK(230)에 발생한다는 것이고, 이는 PEAKDAC 신호(72)가 거의 순간적으로(즉, 제1 카운터(54)에 대한 2 MHz CLK 진동자 클락 입력이 허용되는 순간만큼 처음으로) 100 mV의 히스테리시스만큼 하강하기 때문이다.
제2 카운터(220)가 POSCOMPN_DELAY 신호(68)에 의해 리셋되기 때문에, 즉 구체적으로 POSCOMPN_DELAY 신호(68)가 하이 레벨일 때 인터벌 동안 리셋되기 때문에, POSCOMPN 신호(64) 로직 로우 레벨로 천이할 때 발생하는 이러한 빠른 C2_CLK 펄스들은 제2 카운터(220)에 의해 카운트되지 않고, 그 결과, 시간(t2)에 제2 카운터(220)의 출력에서 리드되는 피크-투-피크 신호 값의 부정확성을 초래할 수 있다. 비록 제2 카운터(220)가 시간(t2) 이전의 짧은 시간에 발생하는 빠른 C2_CLK 펄스들을 카운트하지만, 도 7의 디코더(30)는 POSCOMPN 신호(64)의 상승 에지에서 클락될 때 상기 카운터의 출력을 살피는 것을 중단한다. 그러므로 상기 빠른 펄스들을 카운트하는 것은 상기 부정확성의 발생을 방지할 수 없다. 일 실시예에서 상기 부정확성의 발생은 제2 카운터(220)의 상응하는 카운트 값을 계산할 때, 디코더(30)에서 100 mV의 히스테리시스를 피크-투-피크 DIFF 신호(18)로부터 뺌으로써(subtract) 방지될 수 있다.
상기 부정확성을 수정할 수 있는 대안적인 방법은 POSCOMPN_DELAY 신호(68)를 수정하여 POSCOMPN_DELAY 신호(68)가 POSCOMPN 신호(64)에 대하여 상승 에지들에서만 지연되도록 만드는 것이다. 이러한 방식으로, 카운터(220)는 POSCOMPN 신호(64)가 로우 레벨로 됨과 동시에 리셋될 수 있고, 이에 따라 POSCOMPN 신호(64)가 하이 레벨로 될 때 플립-플랍(258)이 클락되기 전에, 상기 빠른 C2_CLK 펄스들이 시간(t0) 직전에 제2 카운터(220)에 의해 카운트될 수 있도록 한다. 그러므로, 래치(250)의 QN 출력이 플립-플랍(258)에 클락을 인가할 때, 피크-투-피크 값의 정확한 표시가 제2 카운터(220)의 출력에 존재할 수 있다.
제2 카운터(220) 출력의 디지털 워드(28)는 제2 카운터(220)에 클락을 인가한 C2_CLK 에지들의 수를 나타낸다. 상기 피크-투-피크 DIFF 전압은 제2 카운터(220)의 출력 값(28)에 제2 카운터(220)의 각 카운트에 관한, 볼트 단위인 스텝 크기를 곱함으로써 간단하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 카운터(220) 출력 값이 13이고 제2 카운터(220)의 각각의 스텝이 상기 DAC 전압의 18 mV 스텝에 상응하면, 상기 DIFF 신호는 피크-투-피크 234 mV가 된다. 나아가, 도시된 실시예의 자기장 응용에서는, 상기 피크-투-피크 DIFF 신호 전압은 상기 피크-투-피크 DIFF 신호 전압의 값을 mV/Gauss 단위인 증폭기 이득으로 나눔으로써 가우스(Gauss)로 전환될 수 있다. 예를 들어, 상기 이득이 14 mV/Gauss이면, 상기 예시에서 234 mV Vpp의 상기 DIFF 신호 전압이 (234 mVpp)/(14 mV/G) 또는 16.7 Gpp의 자기장에 의해 생성된다. 이때, 전술한 부정확성의 발생은 방지되는 것으로 가정한다.
일 실시예에서, BLIMIT 신호(32a)는 자기장 신호가 18 Gpp를 초과할 때 하이 레벨로 되고, BTHRESH 신호(32b)는 상기 자기장 신호가 28 Gpp를 초과할 때 하이 레벨로 된다. 14 mV/G의 게인 및 제2 카운터(220)의 각 카운트에 관한 스텝 값, 18 mV/step를 고려해보면, 18 Gpp의 BLIMIT 임계값은 (18 Gpp)/(14 mV/G)=252 mVpp인 DIFF 신호 값만큼 초과되며, 상기 DIFF 신호 값은 (252 mV-100mV)/(18 mV/step)=8.4, 또는 반올림해서 8 카운트인 제2 카운터(220)의 출력 값에 상응한다. 상기 피크-투-피크 DIFF 신호 값에서 빼진 100 mV는 도 2의 제2 비교기(80)의 히스테리시스임을 주목할 필요가 있다. 이는 상기 C2_CLK 펄스들이 시간(t0) 직전에 발생하는 지연 인터벌 동안 카운트되지 않기 때문이다. 후술하는 바와 같이, POSCOMPN_DELAY 신호(68)가 전술한 바와 같이 수정된다면, 즉 POSCOMPN 신호(64)에 대하여 상승 에지들에서만 지연된다면, 상응하는 카운트 값을 계산할 때 상기 100 mV의 히스테리시스는 상기와 같이 상기 DIFF 신호 값으로부터 빼질 필요가 없다.
도시된 실시예의 홀 효과 소자(10)는 도 1의 증폭기(16)의 AGC를 수행하고, 그에 따라 mV/G 단위의 이득이 바뀔 수 있다. 이러한 특징은 피크-투-피크 신호 레벨 검출기(26)의 동작에 영향을 줄 수 있는데, 이는 상기 AGC가 활성화되기 전에 미리 설정된 하나의 가우스 레벨에 상응하는 제2 카운터(220)의 특정 출력(28)이 상기 AGC가 활성화된 이후에 다른 가우스 레벨에 상응할 것이기 때문이다.
일 실시예에서, 이러한 잠재하는 문제점은 상기 특정 AGC 동작이 수행됨으로써 상대적으로 간단하게 해결될 수 있다. 상기 AGC 동작에 따르면, 증폭기(16)는 주변의 자기장이 60 Gpp 레벨에 도달할 때까지 최대 이득을 가지다가, 60 Gpp보다 큰 신호 레벨들에 대해서는 감소된 이득을 갖는다. AGC가 활성화될 때 BTHRESH 신호(32b)는 로우 레벨로 강제되는데, 이는 피크-투-피크 신호가 60 가우스일 때 BTHRESH 신호(32b)는 로우 레벨이어야 하는데 AGC 동작은 부정확하게도 BTHRESH 신호(32b)를 하이 레벨이 되도록 만들 수 있기 때문이다. 이런 식으로 61 Gpp에서는 상기 DIFF 신호가 밀리볼트 단위에서 매우 높은 레벨로 될 것이기 때문에 BLIMIT 신호(32a)는 로우 레벨로 강제되지 않는다. 심지어 AGC가 활성화될 때에도 BLIMIT 신호(32a)는 하이 레벨이 되도록 잘못 만들어지지 않을 수 있다.
BTHRESH 신호를 로우 레벨로 강제하는 동작은 디코더부(246)의 NOR 게이트(280)에 의해 달성된다. AGC가 활성화될 때(즉, 이득이 더 이상 최대가 아닐 때) 입력 AGC_CNT0N 신호(284)는 하이 레벨로 된다. 따라서, AGC가 활성화되고 ACG_CNT0N 신호(284)가 하이 레벨로 되는 때마다, BTHRESH 신호(32b)는 로우 레벨로 강제된다.
따라서, 디코더(30)는 AGC가 활성화될 때 상기 BTHRESH 신호를 로우 레벨로 강제함으로써 AGC 이득의 변화를 처리한다. 이러한 방법은 전술한 경우--즉, AGC가 오직 피크-투-피크 값이 BTHRESH 임계값보다 클 경우에만 트리거되는(triggered) 경우의 AGC 이득 변화에도 적용될 수 있다. 이러한 특정 경우에서는, AGC가 트리거될 때 BLIMIT 신호 및 BTHRESH 신호와 연관된 가우스 레벨들이 초과된다고 알려져 있다. 또한, 회로(10)는 최대 이득에서 시작하고, AGC 이벤트들은 회로(10)의 이득을 감소시킨다.
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 (18)

  1. 자성 물체의 자기장에 응답하여 상기 자기장에 비례하는 자기장 신호를 생성하는 자기장 트랜스듀서(transducer);
    상기 자기장 신호에 응답하여 상기 자기장 신호의 양의 피크(peak) 및 음의 피크를 추적하는 추적 신호를 생성하고, 상기 자기장 신호가 상기 추적 신호와 임계 오프셋량(threshold offset amount) 이상으로 차이가 날 때 제1 신호 레벨에서 제2 신호 레벨로 천이(transition)하는 검출기 출력 신호를 제공하는 피크 검출기;
    상기 자기장 신호에 응답하여 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨을 검출하는 피크-투-피크 신호 레벨 검출기;
    상기 자성 물체의 회전 속도를 나타내는 속도 신호를 제공하는 속도 결정 회로; 및
    상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨 및 상기 속도 신호에 응답하여 상기 임계 오프셋량을 설정하는 임계 오프셋 결정 회로를 포함하는 자기장 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 트랜스듀서는 홀 효과(Hall Effect) 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 피크 검출기는
    상기 자기장 신호에 응답하여 상기 추적 신호를 생성하는 디지털 투 아날로그 변환기; 및
    상기 자기장 신호를 수신하는 제1 입력, 상기 추적 신호와 연관된 임계 신호를 수신하는 제2 입력 및 상기 검출기 출력 신호를 공급하는 출력을 구비하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 임계 오프셋 결정 회로는 상기 자성 물체의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작을 경우 제1 임계 오프셋량에 상응하는 제1 레벨의 인에이블(enable) 신호를 상기 피크 검출기에 제공하고, 상기 자성 물체의 회전 속도가 상기 미리 설정된 속도보다 크고 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨이 미리 설정된 레벨보다 작을 경우 상기 제1 임계 오프셋량보다 작은 제2 임계 오프셋량에 상응하는 제2 레벨의 상기 인에이블 신호를 상기 피크 검출기에 제공하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 추적 신호에 응답하여, 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제1 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제1 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 생성하고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제2 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제2 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 생성하는 임계값 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 임계 신호는 상기 추적 신호와 동일하고,
    상기 비교기는 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 제1 임계 오프셋량에 상응하는 제1 히스테리시스 레벨을 가지고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 제2 임계 오프셋량에 상응하는 제2 히스테리시스 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 디지털 투 아날로그 변환기는 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제1 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제1 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 제공하고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제2 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제2 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 응답하여 상기 자기장의 피크-투-피크 신호 레벨이 상기 미리 설정된 레벨보다 큰지 여부를 나타내는 상태를 가지는 논리 신호를 제공하는 디코더를 더 포함하고,
    상기 논리 신호는 상기 임계 오프셋 결정 회로에 인가되는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 트랜스듀서는 자기저항성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 피크 검출기는
    상기 자기장 신호에 응답하여 상기 추적 신호를 생성하는 디지털 투 아날로그 변환기; 및
    상기 자기장 신호를 수신하는 제1 입력, 상기 추적 신호와 연관된 임계 신호를 수신하는 제2 입력 및 상기 검출기 출력 신호를 공급하는 출력을 포함하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 임계 오프셋 결정 회로는 상기 자성 물체의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작을 경우 제1 임계 오프셋량에 상응하는 제1 레벨의 인에이블 신호를 상기 피크 검출기에 제공하고, 상기 자성 물체의 회전 속도가 상기 미리 설정된 속도보다 크고 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨이 미리 설정된 레벨보다 작을 경우 상기 제1 임계 오프셋량보다 작은 제2 임계 오프셋량에 상응하는 제2 레벨의 상기 인에이블 신호를 상기 피크 검출기에 제공하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 추적 신호에 응답하여, 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제1 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제1 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 생성하고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제2 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제2 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 생성하는 임계값 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 임계 신호는 상기 추적 신호와 동일하고,
    상기 비교기는 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 제1 임계 오프셋량에 상응하는 제1 히스테리시스 레벨을 가지고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 제2 임계 오프셋량에 상응하는 제2 히스테리시스 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 디지털 투 아날로그 변환기는 상기 인에이블 신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제1 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제1 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 제공하고, 상기 인에이블 신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 추적 신호와 상기 제2 임계 오프셋량만큼 차이 나는 제2 임계 신호 레벨의 상기 임계 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 응답하여 상기 자기장의 피크-투-피크 신호 레벨이 상기 미리 설정된 레벨보다 큰지 여부를 나타내는 상태를 가지는 논리 신호를 제공하는 디코더를 더 포함하고,
    상기 논리 신호는 상기 임계 오프셋 결정 회로에 인가되는 것을 특징으로 하는 자기장 검출 장치.
  16. 통과하는 자성 물체의 자기장에 비례하는 자기장 신호를 생성하는 단계;
    상기 자기장 신호의 양의 피크 및 음의 피크를 추적하는 추적 신호를 제공하는 단계;
    상기 자기장 신호가 상기 추적 신호와 임계 오프셋량 이상으로 차이 나는 경우 제1 신호 레벨에서 제2 신호 레벨로 천이하는 피크 검출기 출력 신호를 제공하는 단계;
    상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨을 검출하는 단계; 및
    상기 통과하는 자성 물체의 회전 속도 및 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨에 응답하여 상기 임계 오프셋량을 설정하는 단계를 포함하는 피크 검출기의 임계 오프셋량 설정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 임계 오프셋량을 설정하는 단계는
    상기 자성 물체의 회전 속도가 미리 설정된 속도보다 작을 경우 상기 임계 오프셋량을 제1 임계 오프셋량으로 설정하는 단계; 및
    상기 자성 물체의 회전 속도가 상기 미리 설정된 속도보다 크고 상기 자기장 신호의 피크-투-피크 신호 레벨이 미리 설정된 레벨보다 작을 경우 상기 임계 오프셋량을 상기 제1 임계 오프셋량보다 작은 제2 임계 오프셋량으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 검출기의 임계 오프셋량 설정 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 피크 검출기 출력 신호를 제공하는 단계는
    상기 자기장 신호를 임계 신호와 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 상기 피크 검출기 출력 신호로서 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 검출기의 임계 오프셋량 설정 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150030670A (ko) * 2012-06-18 2015-03-20 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 자기 시험 정보를 제공할 수 있는 자기장 센서들 및 관련 기술들
WO2022145508A1 (ko) * 2020-12-29 2022-07-07 한국전자기술연구원 자기 임피던스 센서용 듀얼 모드 리드아웃 집적회로

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8680848B2 (en) * 2010-06-03 2014-03-25 Allegro Microsystems, Llc Motion sensor, method, and computer-readable storage medium providing a motion sensor that adjusts gains of two circuit channels to bring the gains close to each other
US8598867B2 (en) * 2010-06-04 2013-12-03 Allegro Microsystems, Llc Circuits and methods for generating a threshold signal used in a motion detector
US20120249126A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Allegro Microsystems, Inc. Circuits and methods for motion detection
US8729890B2 (en) 2011-04-12 2014-05-20 Allegro Microsystems, Llc Magnetic angle and rotation speed sensor with continuous and discontinuous modes of operation based on rotation speed of a target object
US8793085B2 (en) 2011-08-19 2014-07-29 Allegro Microsystems, Llc Circuits and methods for automatically adjusting a magnetic field sensor in accordance with a speed of rotation sensed by the magnetic field sensor
US20130113473A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Sae Magnetics (H.K.) Magnetic sensor with shunting layers and manufacturing method thereof
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
US8981756B2 (en) * 2012-04-11 2015-03-17 Rockwell Automation Technologies, Inc. Adaptive threshold voltage for frequency input modules
US8860404B2 (en) 2012-06-18 2014-10-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and related techniques that can provide a self-test using signals and related thresholds
US9222990B2 (en) 2012-06-18 2015-12-29 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and related techniques that can communicate at least one of three or more potential categories in which one or more characteristic values of a proximity signal responsive to a proximity of a sensed object are categorized
US9068859B2 (en) 2012-06-18 2015-06-30 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and related techniques provide a self-test by communicating selected analog or digital samples of a proximity signal
US9103847B2 (en) * 2012-08-01 2015-08-11 Freescale Semiconductor, Inc. Variable reluctance sensor interface with integration based arming threshold
US8723512B1 (en) 2012-11-26 2014-05-13 Allegro Microsystems, Llc Circuits and methods for generating a threshold signal used in a magnetic field sensor based on a peak signal associated with a prior cycle of a magnetic field signal
JP6502943B2 (ja) 2013-08-30 2019-04-17 アレグロ・マイクロシステムズ・エルエルシー 目標物上の特徴の可能量のセットの最小公倍数に従って、モーション検出器の中で使用される閾値信号を発生させるための回路および方法
KR102267082B1 (ko) 2014-03-11 2021-06-18 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 스레쉬홀드들의 최소의 분리를 유지하는 자기장 센서 및 상응하는 센싱 방법
CN105629184B (zh) * 2014-11-20 2018-08-14 苹果公司 电子设备和用于电子设备的混合磁力计传感器套件
US9970996B2 (en) 2015-01-20 2018-05-15 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for generating a threshold signal in a magnetic field sensor
FR3033051B1 (fr) 2015-02-24 2017-02-10 Continental Automotive France Procede et dispositif de traitement d'un signal produit par un capteur de rotation d'une cible tournante
US10466075B2 (en) * 2015-03-05 2019-11-05 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic detection apparatus
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
JP6566885B2 (ja) * 2016-02-10 2019-08-28 メレキシス テクノロジーズ エス エー 回転検出装置
US10338642B2 (en) 2016-05-20 2019-07-02 Honeywell International Inc. Hall switch with adaptive threshold
DE102017101545A1 (de) 2017-01-26 2018-07-26 Infineon Technologies Ag Sensorsteuereinheit, Sensorsignalempfänger, ein Modul mit inkrementellem, magnetischem Geschwindigkeitssensor, ein Verfahren für eine Sensorsteuereinheit, ein Verfahren für einen Sensorsignalempfänger und Computerprogramm
US10473486B2 (en) * 2017-07-20 2019-11-12 Allegro Microsystems, Llc Duty cycle of an output signal of a magnetic field sensor to detect speed and direction of angular rotation of a rotating magnetic structure or a fault
US10571301B2 (en) * 2017-07-20 2020-02-25 Allegro Microsystems, Llc Frequency of an output signal of a magnetic field sensor to detect speed and direction of angular rotation of a rotating magnetic structure or a fault
US10598514B2 (en) * 2017-07-20 2020-03-24 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor to detect speed of angular rotation of a rotating magnetic structure, direction of the rotating magnetic structure or fault
US10788335B2 (en) 2017-07-26 2020-09-29 Rolls-Royce Corporation Position sensing system
US10690731B2 (en) 2018-09-28 2020-06-23 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with adaptive threshold and associated methods
US10921341B2 (en) 2019-05-09 2021-02-16 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for generating a uniform response in a magnetic field sensor
US11454521B2 (en) 2020-10-01 2022-09-27 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with an adjustable threshold
US11294000B1 (en) 2020-10-01 2022-04-05 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with an adjustable threshold for stray field immunity

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697870A (en) 1971-09-24 1972-10-10 Burroughs Corp Digitally nulled magnetic detection system
JPS5570744A (en) 1978-11-23 1980-05-28 Nippon Soken Inc Detector for revolution
FR2612645B1 (fr) * 1987-03-20 1989-05-19 Bendix France Procede et dispositif de verification de l'etat de fonctionnement d'un capteur magnetique a reluctance variable et leur application en electronique automobile
JPH03146821A (ja) * 1989-10-31 1991-06-21 Aisan Ind Co Ltd 回転角度検出装置
US5670886A (en) 1991-05-22 1997-09-23 Wolf Controls Corporation Method and apparatus for sensing proximity or position of an object using near-field effects
US5446375A (en) * 1992-10-16 1995-08-29 At&T Global Information Solutions Company Reluctance sensor having variable threshold detection circuit
JP3270554B2 (ja) * 1992-12-24 2002-04-02 リコーエレメックス株式会社 計測機器
US5339067A (en) 1993-05-07 1994-08-16 Crystal Semiconductor Corporation Integrated voltage divider and circuit employing an integrated voltage divider
US5442283A (en) 1993-09-03 1995-08-15 Allegro Microsystems, Inc. Hall-voltage slope-activated sensor
US5497084A (en) 1995-03-03 1996-03-05 Honeywell Inc. Geartooth sensor with means for selecting a threshold magnitude as a function of the average and minimum values of a signal of magnetic field strength
CN2255038Y (zh) * 1995-05-22 1997-05-28 中国科学技术大学 软磁齿轮式轴角编码器
US5917320A (en) 1996-01-17 1999-06-29 Allegro Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while periodically adapting detection threshold
US6525531B2 (en) 1996-01-17 2003-02-25 Allegro, Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while adapting the detection threshold
US6242908B1 (en) 1996-01-17 2001-06-05 Allegro Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while adapting the detection threshold
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
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
US5650719A (en) 1996-01-17 1997-07-22 Allegro Microsystems, Inc. Detection of passing magnetic articles while periodically adapting detection thresholds to changing amplitudes of the magnetic field
US5729130A (en) 1996-01-17 1998-03-17 Moody; Kristann L. Tracking and holding in a DAC the peaks in the field-proportional voltage in a slope activated magnetic field sensor
US6404188B1 (en) 1998-03-19 2002-06-11 Honeywell Inc Single geartooth sensor yielding multiple output pulse trains
US6356741B1 (en) 1998-09-18 2002-03-12 Allegro Microsystems, Inc. Magnetic pole insensitive switch circuit
US6289072B1 (en) 2000-03-07 2001-09-11 General Motors Corporation Near-zero speed estimation method for a pulse counting speed calculation
US6853178B2 (en) 2000-06-19 2005-02-08 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit leadframes patterned for measuring the accurate amplitude of changing currents
US7262591B2 (en) 2000-12-20 2007-08-28 Micronas Gmbh Technique for sensing the rotational speed and angular position of a rotating wheel
US6919720B2 (en) 2002-02-05 2005-07-19 Allegro Microsystems, Inc. Peak-to-peak signal detector
US6693419B2 (en) 2002-05-28 2004-02-17 Allegro Microsystems, Inc. Proximity detector
US6798192B2 (en) * 2002-06-11 2004-09-28 Honeywell International, Inc. Speed sensing system with automatic sensitivity adjustment
DE10240705A1 (de) * 2002-09-04 2004-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Drehzahlmeßsystem
US7199579B2 (en) 2004-03-08 2007-04-03 Allegro Microsystems, Inc. Proximity detector
JP2007132706A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Nikon Corp 移動量演算装置、レンズ鏡筒
US7362094B2 (en) 2006-01-17 2008-04-22 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for magnetic article detection
US7982454B2 (en) 2007-06-26 2011-07-19 Allegro Microsystems, Inc. Calibration circuits and methods for a proximity detector using a first rotation detector for a determined time period and a second rotation detector after the determined time period

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150030670A (ko) * 2012-06-18 2015-03-20 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 자기 시험 정보를 제공할 수 있는 자기장 센서들 및 관련 기술들
WO2022145508A1 (ko) * 2020-12-29 2022-07-07 한국전자기술연구원 자기 임피던스 센서용 듀얼 모드 리드아웃 집적회로

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