KR20150030672A - 포맷된 출력 신호 내의 자기 시험 정보를 제공할 수 있는 자기장 센서들 및 관련 기술들 - Google Patents

Abstract

자기장 센서는 상기 자기장 센서의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 출력 신호를 제공할 수 있다. 상기 출력 신호는 다양한 출력 신호 포맷들의 하나를 가진다.

Description

포맷된 출력 신호 내의 자기 시험 정보를 제공할 수 있는 자기장 센서들 및 관련 기술들{MAGNETIC FIELD SENSORS AND RELATED TECHNIQUES THAT CAN PROVIDE SELF-TEST INFORMATION IN A FORMATTED OUTPUT SIGNAL}

본 발명은 대체로 자기장 센서들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자기 시험(self-test) 능력을 가지며, 다양한 출력 신호 포맷들의 하나 내의 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 자기장 센서에 관한 것이다.

홀 효과(Hall Effect) 요소들 및 자기저항 요소들을 포함하여 다양한 형태들의 자기장 센싱 요소들이 알려져 있다. 자기장 센서들은 일반적으로 자기장 센싱 요소 및 다른 전자 구성 요소들을 포함한다. 일부 자기장 센서들은 또한 고정된 영구 자석을 포함한다.

자기장 센서들은 감지된 자기장을 나타내는 전기 신호를 제공한다. 일부 예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 물체가 상기 자석에 의해 발생되는 자기장 내를 이동함에 따라 상기 자기장 센서의 자석 부분과 관련된 자기장의 변동들을 감지하여 감지된 강자성 물체에 대한 정보를 제공한다. 이동하는 강자성 물체의 존재에서, 상기 자기장 센서에 의해 감지된 상기 자기장 신호는 상기 이동하는 강자성 물체의 형상이나 프로파일에 따라 변화된다.

다른 예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 자석을 가지지 않으며, 상기 자기장 센서는 자석이 연결되는 감지된 물체에 대한 정보를 제공한다.

자기장 센서들은 흔히 기어 톱니들 및/또는 기어 슬롯들과 같은 강자성 기어의 특징들의 이동을 검출하는 데 사용된다. 이러한 응용에서 자기장 센서는 통상적으로 "기어 톱니(gear tooth)" 센서로 언급된다.

일부 장치들에 있어서, 상기 기어는 타겟 물체, 예를 들면, 엔진 내의 캠샤프트(camshaft) 상에 위치하며, 이에 따라 상기 기어의 이동하는 특징들의 검출에 의해 상기 타겟 물체(예를 들면, 캠샤프트)의 회전이 감지된다. 기어 톱니 센서들은, 예를 들면, 자동차 응용들에서 점화 타이밍 컨트롤, 연료 관리 및 다른 동작들을 위하여 엔진 컨트롤 프로세서에 대한 정보를 제공하는 데 이용된다.

다른 예들에 있어서, 강자성이나 다른 자성이 될 수 있는 복수의 교번하는 극들을 구비하는 링 자석이 상기 타겟 물체에 연결된다. 이들 예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 상기 링 자석의 회전 및 이에 연결되는 상기 타겟 물체를 감지한다.

상기 엔진 컨트롤 프로세서에 상기 기어 톱니 센서에 의해 제공되는 정보는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 타겟 물체가 회전함에 따른 상기 타겟 물체(예를 들면, 캠샤프트)의 회전의 절대 각도, 회전의 속도, 그리고 일부 실시예들에서 회전의 방향을 포함할 수 있다. 이러한 정보로써, 상기 엔진 제어 프로세서가 점화 시스템의 점화의 타이밍 및 연료 주입 시스템에 의한 연료 주입의 타이밍을 조절할 수 있다.

기어 톱니 센서들은 두 카테고리들, 즉 트루 파워 온 스테이트(true power on state: TPOS) 검출기들 및 정밀 회전 검출기들에 해당되는 내부 "검출기들(detectors)"을 포함할 수 있다. 상기 두 카테고리들은 일반적으로 이들에 전원이 인가된 후에 이들이 기어의 에지들을 식별하는 속도 그리고 상기 기어의 에지들을 검출하고 적절한 시간들에 출력 신호의 에지들을 위치시키는 이들의 능력의 궁극적인 정확도의 두 가지 특성들에 의해 구별된다. TPOS 센서들은 밸리들로부터 기어 톱니들을 흔히 구별할 수 있지만 정밀 회전 검출기들은 그렇지 않다. TPOS 센서들은 빠르지만 정확도가 보다 낮은 경향이 있는 반면, 정밀 회전 검출기들은 톱니 또는 밸리를 보다 느리게 검출하지만 정확도가 보다 높은 경향이 있다.

정밀 회전 검출기들은 0의 회전 속도로부터 상기 타겟 물체의 이동에 따라 및/또는 0의 회전 속도까지 느려지는 이동에 따라 즉시 정확한 출력 신호(예를 들면, 물체의 회전의 절대 각도 또는 회전의 속도의 표시)를 제공하지 못하지만, 대신에 상기 타겟 물체가 실질적인 회전 또는 실질적인 속도를 통해 이동하였으면 정확한 출력 신호만을 제공하는 경향이 있다. 예를 들면, 2003년 2월 25일에 등록된 미국 특허 제6,525,531호에 기재된 하나의 유형의 자기장 센서에 있어서, 양성 디지털-아날로그 컨버터(PDAC) 및 음성 디지털-아날로그 컨버터(NDAC)가 임계값 신호를 발생시키는 데 사용을 위하여 각기 자기장 신호의 양의 및 음의 피크들을 추적한다. 변화하는 자기장 신호는 상기 임계값 신호와 비교된다. 그러나, 상기 PDAC 및 상기 NDAC의 출력들은 상기 신호의 몇몇의 사이클들(즉, 신호 피크들)이 일어날 때까지(즉, 몇몇의 기어 톱니들이 통과하였을 때까지) 상기 자기장 신호의 양의 및 음의 피크들의 정확한 표시가 되지 않을 수 있다.

대조적으로, 트루 파워 온 스테이트(TPOS) 검출기는 제로의 회전 속도로부터의 타겟 물체(예를 들면, 캠샤프트)의 이동 후에 또는 제로의 회전 속도로 느리게 이동하기 직전에 적정하게 정확한 출력 신호(예를 들면, 회전의 절대 각도 또는 회전의 속도의 표시)를 제공할 수 있다. 또한, 심지어 상기 타겟 물체가 이동하지 않을 때에도, 상기 TPOS 검출기는 상기 TPOS 검출기가 기어 톱니 또는 밸리의 전방에 있는 지에 대한 표시를 제공할 수 있다. 상기 TPOS 검출기는 정밀 회전 검출기와 함께 사용될 수 있으며, 이들 모두는 상기 엔진 컨트롤 프로세서에 정보를 제공한다.

전술한 바와 같이, 종래의 TPOS 검출기는 상기 타겟 물체의 작은 초기 회전만으로 및 상기 정밀 회전 검출기가 정확한 출력 신호를 제공할 수 있기 전에 정확한 출력 신호를 제공한다. 상기 TPOS 검출기는 상기 엔진 컨트롤 프로세서에 상기 타겟 물체의 회전의 시작에서 및 종료에서(예를 들면, 상기 엔진 및 캠샤프트의 구동 및 정지에서) 시간 주기들 동안에 상기 정밀 회전 검출기에 의해 제공되는 정보 보다 정확하지만, 상기 물체가 속도로 회전할 때에 덜 정확할 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 상기 물체가 속도로 회전할 때, 상기 엔진 컨트롤 프로세서는 상기 정밀 회전 검출기에 의해 제공되는 회전 정보를 주로 사용할 수 있다. 대부분의 종래의 응용들에 있어서, 상기 자기장 센서가 상기 정밀 회전 검출기를 사용하도록 전환되면, 이는 상기 타겟 물체가 회전을 정지하거나 거의 회전을 정지할 때까지 상기 TPOS 검출기를 사용하도록 돌아가지 않는다.

종래의 TPOS 검출기는 2008년 4월 22일에 등록된 미국 특허 제7,362,094호에 기재되어 있다. 상기 종래의 TPOS 검출기는 상기 자기장 신호를 고정되고 흔히 트림되는 임계값 신호와 비교하기 위한 비교기를 포함한다. 상기 종래의 TPOS 검출기는 함께 사용될 수 있고, TPOS 캠(기어와 같은)에 대한 회전 정보를 검출할 수 있으며, 이는 회전하도록 구성되는 타겟 물체, 예를 들면, 엔진 캠샤프트 상에 배치된다.

종래의 TPOS 검출기로부터의 출력 신호는 적어도 두 상태들, 통상적으로 하이(high) 및 로우(low) 상태를 가진다. 상기 종래의 TPOS 출력 신호의 상태는 상기 타겟 물체가 회전하면서 상기 타겟 물체에 부착되는 상기 TPOS 캠 상의 특징들에 따라 일부 시간들에서는 하이이고, 다른 시간들에서는 로우이다. 유사하게, 상기 종래의 정밀 회전 검출기로부터의 출력 신호는 적어도 두 상태들, 통상적으로 하이 및 로우 상태를 가진다.

기어 톱니 센서들 정확도를 제공하기 위해 다양한 기계적인 특성들에 의존한다. 예를 들면, 상기 기어 톱니 센서는 그 톱니들과 밸리들이 통과하면서 감지하도록 상기 강자성 기어에 가깝게(즉, 이에 대해 작은 에어 갭으로) 위치해야 한다. 보다 큰 에어 갭은 상기 기어 톱니 센서들에 의해 처리되는 보다 작은 신호를 가져오며, 이는 상기 기어 톱니 센서에 의해 발생되는 상기 두 상태의 출력 신호의 에지들의 위치들 내의 노이즈(noise) 또는 지터(jitter)를 야기할 수 있다.

알려진 바와 같이, 일부 집적 회로들은 내부의 내장 자기 시험(built-in self-test: BIST) 능력들을 가진다. 내장 자기 시험은 집적 회로의 내부 기능성의 모두 또는 일부를 검증할 수 있는 기능이다. 일부 유형들의 집적 회로들은 상기 집적 회로 다이 상으로 직접 장착되는 내장 자기 시험 회로들을 가진다. 통상적으로, 상기 내장 자기 시험은 외부의 수단들, 예를 들면, 상기 집적 회로 외부로부터 상기 집적 회로 상의 전용 핀들 또는 포트들로 전달되는 단일 신호에 의해 활성화된다. 예를 들면, 메모리 부분을 갖는 집적 회로가 내장 자기 시험 회로를 포함할 수 있으며, 이는 상기 집적 회로 외부로부터 전달되는 자기 시험 신호에 의해 활성화될 수 있다. 상기 내장 자기 시험 회로는 상기 자기 시험 신호에 반응하여 상기 집적 회로의 메모리 부분을 시험할 수 있고, 요구되는 때에 자기 시험 결과들을 보고할 수 있다.

일부 종래의 자기장 센서들, 예를 들면, 자동차 응용들에 사용되는 자기장 센서들은 상기 자기장 센서들에 대해 만들어지는 전기 접속들의 숫자에 제한을 받는다. 자기장 센서들이 둘 또는 셋의 전기 접속들만을 가지며, 여기서 전기 접속들의 둘이 전원 및 접지를 위한 것인 점이 흔히 바람직하다.

감지된 자기장을 나타내는 신호를 간섭하지 않고(즉, 상기 자기장 센서 정상 동작으로 동작할 경우) 둘 또는 셋의 전기 접속만을 사용하면서 둘 또는 셋의 전기 접속들을 가지며, 자기 시험들을 수행할 수 있고, 상기 자기 시험들을 보고할 수 있는 자기장 센서를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 감지된 자기장을 나타내는 신호를 간섭하지 않고 둘 또는 셋의 전기 접속만을 사용하면서 둘 또는 셋의 전기 접속들을 가질 수 있고, 자기 시험들을 수행할 수 있으며, 상기 자기 시험들을 보고할 수 있는 자기장 센서를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장 센서는 기판 및 상기 기판 상에 배치되고, 강자성 물체의 근접에 반응하여 근접 신호(proximity signal)를 발생시키도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들(magnetic field sensing elements)을 포함한다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 기판 상에 배치되고, 상기 근접 신호를 수신하도록 연결되며, 상기 근접 신호를 상기 강자성 물체의 근접을 나타내는 두 상태(two-state)의 감지된 근접 신호로 변환하도록 구성되는 처리 모듈(processing module)을 포함한다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 기판 상에 배치되고, 상기 처리 모듈 또는 상기 자기장 센싱 요소의 적어도 하나에 연결되는 자기 시험 모듈(self-test module)을 포함한다. 상기 자기 시험 모듈은 상기 자기장 센서의 통과 조건(passing condition) 또는 실패 조건(failing condition)을 판단하도록 구성된다. 상기 자기 시험 모듈은 상기 자기장 센서 외부로부터의 외부 명령 없이 자동으로 판단하도록 구성된다. 상기 자기 시험 모듈은 상기 통과 조건 및 상기 실패 조건을 나타내는 자기 시험 결과 신호(self-test result signal)를 발생시키도록 구성된다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 기판 상에 배치되고, 상기 자기 시험 결과 신호에 반응하여 포맷된 신호(formatted signal)를 발생시키도록 구성되는 포맷 모듈(format module)을 포함한다. 상기 포맷된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가진다. 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 다른 각각의 지속 시간들, 다른 각각의 전류 값들, 또는 다른 각각의 전압 값들의 적어도 하나를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 다음의 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 엔진 캠샤프트(camshaft) 센서이며, 상기 강자성 물체는 상기 엔진 캠샤프트에 연결되는 기어 상에 배치되는 복수의 기어 톱니(gear tooth)들의 하나 또는 그 이상을 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들은 상기 기어 내의 밸리(valley)들과 다르게 기어 톱니들에 반응하여 상기 근접 신호를 제공하도록 연결된다,

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 기어는 불규칙하게 이격된 기어 톱니들을 갖는 트루 파워 온 스테이트(true power on state: TPOS) 캠이다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가진다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타내는 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타내는 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타낸다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타내는 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타내는 때에 다른 제2 신호 특성들을 가진다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건들 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

상기 자기장 센서의 파워-온에 수반하는 소정의 시간 주기를 나타내는 파워-온 신호(power-on signal)를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 모듈(power-on sensing module)을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 동안에만 발생된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

상기 자기장 센서의 파워-온에 수반하는 소정의 시간 주기를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 모듈을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 후에 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이(transition)에 근접하는 시간에서만 발생된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태(high-state) 전류 값을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 제2 전류 펄스를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들 및 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전압 값들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들 및 상기 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전압 값들 및 상기 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상(three-state) 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 제2 전압 펄스를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 톱니를 나타내는 제1 듀티 사이클(duty cycle)을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건들을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 톱니를 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 밸리를 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건들을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가진다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 자기 시험 신호는 복수의 전류 펄스들을 가지고, 상기 두 상태의 감지된 근접 신호는 복수의 전압 펄스들을 가지며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 양의 상태들을 포함하고, 상기 제2 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 상기 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 음의 상태들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 시간의 제1 주기 동안에 제1 상태, 시간의 제2 주기 동안에 제2 상태 및 시간의 제3 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제1 이상(two-state) 전압 신호를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 시간의 제1 주기 동안에 상기 제1 상태, 상기 시간의 제2 주기와 다른 시간의 제4 주기 동안에 제2 상태 및 시간의 제5 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제2 이상 전압 신호를 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 톱니에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 제1 듀티 사이클을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하고 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 듀티 사이클을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하며, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제1 듀티 사이클을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하고 상기 제2 신호 특성들은 상기 제2 듀티 사이클을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 강자성 물체는 연질의 자성 물질로 구성되며, 상기 자기장 센서는 상기 기판에 근접하여 배치되는 자석을 더 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 강자성 물질은 영구 자기를 갖는 경질의 자성 물질로 구성된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 제1 중간 조건을 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 다른 제2 중간 조건을 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가진다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장 센서 내의 결함을 확인하는 방법은 기장 센싱 요소로 강자성 물체의 근접에 반응하여 근접 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 근접 신호를 상기 자기장을 나타내는 두 상태의 감지된 근접 신호로 변환하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 자기장 센서의 통과 조건 또는 실패 조건을 자동으로 판단하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 판단은 상기 자기장 센서의 외부로부터 외부 명령 없이 이루어진다. 상기 방법은 또한 상기 통과 조건 및 상기 실패 조건을 나타내는 자기 시험 결과 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 자기 시험 결과 신호에 반응하여 포맷된 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 포맷된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가진다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은 다음의 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 엔진 캠샤프트 센서이며, 상기 강자성 물체는 상기 엔진 캠샤프트에 연결되는 기어 상에 배치되는 복수의 기어 톱니들의 하나 또는 그 이상을 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들은 상기 기어 내의 밸리들과 다르게 기어 톱니들에 반응하는 상기 근접 신호를 제공하도록 연결된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 기어는 상기 기어는 불규칙하게 이격된 기어 톱니들을 갖는 트루 파워 온 스테이트(TPOS) 캠이다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가진다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타낸다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리된 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지며, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가진다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

상기 자기장 센서의 전원 인가에 수반되는 소정의 시간 주기를 나타내는 파워-온 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 동안에만 발생된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

상기 자기장 센서의 전원 인가에 수반되는 소정의 시간 주기를 나타내는 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 후의 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이에 근접하는 시간에서만 발생된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 제2 전류 펄스를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 다른 제3 전류 펄스 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 다른 제4 전류 펄스를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들과 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전압 값들과 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제2 하이 상태 전압 값들을 갖고 상기 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전압 값들을 갖고 상기 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 제2 전압 펄스를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가 및 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 톱니를 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 톱니를 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가진다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 자기 시험 신호는 복수의 전류 펄스들을 가지고 상기 두 상태의 감지된 신호는 복수의 전압 펄스들을 가지며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 음의 상태들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 시간의 제1 주기 동안에 제1 상태, 시간의 제2 주기 동안에 제2 상태, 그리고 시간의 제3 주기 동안에 제3 상태를 갖는 제1 이상 전압 신호를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 시간의 제1 주기 동안에 상기 제1 상태, 상기 시간의 제2 주기와 다른 시간의 제4 주기 동안에 상기 제2 상태, 그리고 시간의 제5 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제2 이상 전압 신호를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 톱니에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 제1 듀티 사이클을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 듀티 사이클을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하고,

상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제1 듀티 사이클을 갖는 복수의제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 제2 듀티 사이클을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,

결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가 및 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 제1 중간 조건을 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 다른 제2 중간 조건을 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가진다.

전술한 본 발명의 특징들뿐만 아니라 본 발명 자체도 다음의 도면들의 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다. 첨부된 도면들에 있어서,
도 1은 캠 특징들을 갖는 TPOS 캠에 근접하는 종래의 "트루 파워 온 스테이트(TPOS)" 검출기를 나타내는 도면이고, 상기 TPOS 캠은 회전하도록 구성되는 축 상에, 즉 타겟 물체 상에 배치되며,
도 2는 회전하도록 구성되는 타겟 물체 상의 회전하는 TPOS의 존재일 때에 TPOS 검출기에 의해 발생되는 신호를 나타내는 블록도이고,
도 3-도 3e는 다양한 자기장 센서 구성들 및 자기장 센서들 내에 사용되는 다양한 전자 회로들을 나타내는 블록도들이며, 각각의 전자 회로는 자기 시험 모듈, 트루 파워 온 스테이트(TPOS) 검출기 및 정밀 회전 검출기를 가지고,
도 4는 도 3-도 3e의 자기장 센서들 내의 자기 시험 모듈로서 사용될 수 있는 자기 시험 모듈을 갖는 예시적인 자기장 센서의 블록도이며,
도 4a는 도 4의 자기장 센서의 노드들 또는 핀들을 나타내는 블록도이고,
도 4b는 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들 내에 사용될 수 있는 예시적인 TPOS 검출기 및 예시적인 정밀 회전 검출기의 세부 사항들을 더 나타내는 블록도이며,
도 4c는 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들 내에 사용될 수 있는 적절한 TPOS 검출기 및 정밀 회전 검출기의 세부 사항들을 더 나타내는 블록도이고,
도 4d는 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기 시험 모듈들 내에 사용될 수 있는 자기 시험들의 시퀀스를 나타내는 흐름도이고,
도 5-도 5b는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프들이며,
도 6-도 6b는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프들이고,
도 7-도 7a는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프들이며,
도 8-도 8a는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프들이고,
도 9는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이며,
도 10은 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이고,
도 11은 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이며,
도 12는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이고,
도 13은 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이며,
도 14는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이고,
도 15는 자기장 센서들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 표시하도록 도 3-도 3e, 도 4 및 도 4a의 자기장 센서들에 의해 사용될 수 있는 또 다른 예시적인 포맷들을 갖는 출력 신호들을 나타내는 그래프이다.

본 발명을 기술하기 전에, 일부 도입 개념들 및 용어들을 설명한다.

여기에 사용되는 바에 있어서, "자기장 센싱 요소(magnetic field sensing element)"라는 용어는 자기장을 감지할 수 있는 다양한 전자 요소들을 기술하는 데 사용된다. 상기 자기장 센싱 요소는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 홀 효과(Hall Effect) 요소, 자기저항(magnetoresistance) 요소, 또는 자기트랜지스터(magnetotransistor)를 포함할 수 있다. 알려진 바와 같이, 다른 유형들의 홀 효과 요소들, 예를 들면, 평면형 홀 요소, 수직형 홀 요소 및 원형 수직 홀(Circular Vertical Hall: CVH) 요소가 존재한다. 또한 알려진 바와 같이, 다른 형태들의 자기저항 요소들, 예를 들면, 안티몬화인듐(InSb)과 같은 반도체 자기저항 요소, 거대 자기저항(GMR) 요소, 이방성 자기저항(AMR) 요소, 터널링 자기저항(TMR) 요소 그리고 자기 터널 접합(MTJ)이 존재한다. 상기 자기장 센싱 요소는 단일의 요소가 될 수 있거나, 선택적으로는 다양한 구성들, 예를 들면, 하프 브리지(half bridge) 또는 풀(full)(휘스톤) 브리지 내에 정렬되는 둘 또는 그 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 상기 장치 유형 및 다른 응용 요구사항들에 따라, 센싱 요소 XX는 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)과 같은 V족 반도체 물질, 또는 갈륨-비소(GaAs)나 인듐 화합물, 예를 들면 안티몬화인듐(InSb)과 같은 III-V족 반도체 물질로 구성되는 장치일 수 있다.

복수의 수직 자기장 센싱 요소들 포함하는 이른바 "원형 수직 홀(circular vertical Hall: CVH)" 센싱 요소가 알려져 있으며, 2008년 5월 28일에 출원되었고, PCT 특허 공개 제WO 2008/145662호로 영문으로 공개되었으며, 그 특허 출원 및 특허 공개가 여기에 참조로 포함되는 PCT 국제 특허 출원 제PCT/EP2008/056517호(발명의 명칭: "평면 내의 자기장의 방향을 측정하기 위한 자기장 센서(Magnetic Field Sensor for Measuring Direction of a Magnetic Field in a Plane)")에 기재되어 있다. 상기 CVH 센싱 요소는 기판 내의 공통 주입 영역 상부에 정렬되는 수직 홀 요소들의 원형 배치를 포함한다. 상기 CVH 센싱 요소는 상기 기판의 평면 내의 자기장의 방향(및 선택적으로는 강도)을 감지하는 데 사용될 수 있다.

알려진 바와 같이, 전술한 자기장 센싱 요소들의 일부는 상기 자기장 센싱 요소를 지지하는 기판에 대해 평행한 최대 감도의 축을 갖는 경향이 있고, 전술한 자기장 센싱 요소들의 다른 것들은 상기 자기장 센싱 요소를 지지하는 기판에 대해 직교하는 최대 감도의 축을 갖는 경향이 있다. 특히, 평면형 홀 요소들 및 반도체 자기저항 요소들은 기판에 대해 직교하는 감도의 축을 갖는 경향이 있는 반면, AMR, GMR 및 TMR 형태들의 자기저항 요소들과 수직형 홀 요소들(원형 수직 홀(CVH) 센싱 요소들을 포함하여)은 기판에 대해 평행한 감도의 축을 갖는 경향이 있다.

여기에 사용되는 바에 있어서, "자기장 센서(magnetic field sensor)"라는 용어는 자기장 센싱 요소를 포함하는 회로를 기술하는 데 사용된다. 자기장 센서들은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 전류를 운반하는 도체에 의해 운반되는 전류에 의해 발생되는 자기장을 감지하는 전류 센서, 강자성 물체의 근접을 감지하는 자기 스위치, 통과하는 강자성 물품들, 예를 들면 링 자석의 자기 도메인들을 감지하는 회전 검출기(트루 파워 온 스테이트(true power on state: TPOS) 검출기 및 정밀 회전 검출기), 그리고 자기장의 자기장 밀도를 감지하는 자기장 센서를 포함하는 다양한 응용들에 이용된다.

여기에 사용되는 바에 있어서, 자기장 센서에 대해 언급될 때에 "정확도(accuracy)"라는 용어는 상기 자기장 센서의 다양한 측면들을 언급하는 데 사용된다. 이들 측면들은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 기어가 회전하지 않거나 및/또는 상기 기어가 회전할 때(또는 보다 일반적으로는, 강자성 물체가 이동하거나 이동하지 않을 때)에 기어 톱니(tooth)와 기어 밸리(valley)(또는 보다 일반적으로는, 강자성 물체의 존재와 강자성 물체의 부존재)를 구별하는 상기 자기장 센서의 능력, 상기 기어의 톱니의 에지와 상기 기어의 톱니 또는 밸리(또는 보다 일반적으로는, 강자성 물체의 에지)를 식별하는 능력, 그리고 상기 기어 톱니의 에지가 식별되는 회전 장확도(또는 보다 일반적으로는, 강자성 물체의 에지가 식별될 수 있는 위치 정확도), 즉 자기장 센서에 의한 통과하는 기어 톱니들에 대한 출력 신호 에지 위치 정확도 및 일관성을 포함한다.

자기장 센서들이 설치와 설치 사이에서 또는 때때로 변화될 수 있는 상기 자기장 센서와 상기 기어 사이의 에어 갭(air gap)의 변화들의 존재에서도 정확도를 구현하는 것이 바람직하다. 또한 자기장 센서들이 상기 자기장 센서 내의 상기 자석과 자기장 센싱 요소의 상대적인 위치들의 변화들의 존재에서도 정확도를 구현하는 것이 바람직하다. 또한, 자기장 센서들이 상기 자기장 센서들 내의 자석에 의해 발생되는 상기 자기장의 유닛에서 유닛까지의 변경화의 존재에서도 정확도를 달성하는 것이 바람직하다. 또한, 자기장 센서들이 상기 기어에 대한 상기 자기장 센서들의 축 방향의 회전의 변화들에서도 정확도를 구현하는 것이 바람직하다. 또한 자기장 센서들이 상기 자기장 센서들의 온도 변화들의 존재에서도 정확도를 구현하는 것이 바람직하다. 또한, 자기장 센서들이 워블(wobble) 및/또는 상기 자기장 센서들에 의해 감지되는 기어의 방사형 비대칭성의 존재에서도 정확도를 구현하는 것이 바람직하다.

다음의 예들은 엔진 캠샤프트(camshaft) 타겟 물체 상에 사용될 수 있는 바와 같은 특정한 기어 또는 기계적인 특징(feature)을 설명한다. 그러나, 유사한 회로들과 기술들이 상기 엔진 캠샤프트 상에, 또는 차량의 다른 회전하는 부품들(예를 들면, 크랭크샤프트(crank shaft), 트랜스미션(transmission) 기어, 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)) 상에, 또는 자동차급 차량이 아닌 장치(예를 들면, 트랙터들, 골프 카트들 등) 상에 배치되는 다른 캠들 또는 기어들과 함께 사용될 수 있다. 상기 기어는 다음에 설명하는 자기장 센서의 부분이 아니다. 상기 기어는 강자성의 기어 톱니들을 가질 수 있다.

다음에 나타내는 예들은 영구 자석이 집적 회로 패키지 내(또는 선택적으로는, 상기 자기장 센서 패키지의 외부)에 배치되고, 통과하는 강자성 기어 톱니들에 의해 조정되는 자기장을 제공하는 이른바 "백-바이어스된(back-biased)" 배치를 나타낸다.

다른 실시예들에 있어서, 백 바이어싱(back biasing) 자석이 존재하지 않을 수 있으며, 대신에 상기 자기장 센서가 이동하는 영구 자석, 예를 들면 교번되는 북극 및 남극을 갖는 링 자석, 즉 자기적 특징들(magnetic features)에 의해 발생되는 변화하는 자기장을 감지할 수 있다.

또한, 다음의 예들이 회전하도록 구성되는 기어 상의 강자성의 기어 톱니들을 감지할 수 있는 자기장 센서들을 나타내지만, 상기 자기장 센서들은 다른 응용들에 사용될 수 있다. 다른 응용들은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 강자성 물체들, 예를 들면, 연질의 강자성 물체들(백-바이어스된 장치를 구비하는) 또는 경질의 강자성 물체들(즉, 영구 자석들) 혹은 선형으로 이동하도록 구성되는 성현 구조상의 자성 물체들의 감지를 포함한다.

여기에 사용되는 바에 있어서, "자기 시험(self-test)"이라는 용어는 자기장 센서의 적절하거나 부적절한 동작을 감지, 즉 테스트할 수 있는 상기 자기장 센서의 기능들을 기술하는 데 사용된다.

여기서 사용되는 바에 있어서, "강자성 물체(ferromagnetic object)"라는 용어가 연질의 강자성 물질 또는 경질의 강자성 물질의 적어도 하나로 구성되는 물체들을 포함하는 점이 이해되어야 할 것이다. "연질의 자성 물질(soft magnetic material)"이라는 용어는 여기서 자기장에 의해 영향을 받지만 자기장을 발생시키지 않는 경향이 있는 물질(예를 들면, 자화되지 않은 철이나 페라이트)을 언급하는 데 사용된다. 대조적으로, "경질의 자성 물질(hard magnetic material)"이라는 용어는 여기서 자기장을 발생시키는 물질(즉, 자석)을 언급하는 데 사용된다. 자기장을 발생시키는 물질에 대하여, 일부 철을 함유하지 않은 물질들(예를 들면, 희토류 물질을)이 자기장을 발생시킬 수 있는 점이 이해될 것이다. "강자성"이라는 용어는 이들 물질들 역시 포괄하도록 의도된 것이다.

특정한 상태들(예를 들면, 하이(high), 로우(low), 미드(mid))을 갖는 신호들을 다음의 예들에 나타내지만, 상기 상태들이 상이한 상태들일 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, 하이 상태는 로우 상태와 상호 교환될 수 있으며, 미드 상태는 하이 또는 로우 상태와 상호 교환될 수 있다.

도 1을 참조하면, 예시적인 TPOS 자기장 센서 장치(10)는 TPOS 자기장 센서(12)를 포함한다. 상기 TPOS 자기장 센서(12)는 전자 회로(18)에 연결되는 자기장 센싱 요소(16)를 갖는 자기장 센싱 회로(14)를 포함한다. 상기 TPOS 자기장 센서(12)는 또한 자석(20)을 포함할 수 있다. 상기 자석(20)은 축(22)을 따라 향하는 자기장을 발생시키도록 구성된다. 상기 전자 회로(18)는 TPOS 출력 신호(24)를 발생시키도록 구성된다.

상기 TPOS 자기장 센서 장치(10)는 또한 특징들(features)(26a, 26b, 26c, 26d)을 갖는 TPOS 캠(cam)(26)을 포함할 수 있다. 상기 TPOS 캠(26)은, 예를 들면, 방향(32)으로 회전하도록 구성되는 샤프트(shaft)(30)(즉, 타겟 물체) 상에 배치될 수 있다.

동작에 있어서, 상기 TPOS 캠(26)이 회전함에 따라, 상기 캠 특징들(26a, 26b, 26c, 26d)은 상기 자석(20)에 의해 발생되는 상기 자기장을 조절한다. 상기 자석(20)에 의해 발생되는 상기 자기장의 조절은 상기 자기장 센싱 요소(16)에 의해 감지되고, 상기 TPOS 출력 신호(24) 내의 상태 전이들을 가져온다.

특정한 배치 및 상기 캠 특징들(26a, 26b, 26c, 26d)의 간격은 상기 TPOS 자기장 센서(12)가 단지 상기 TPOS 캠(26)의 작은 숫자의 각도의 회전 후에 전이들(transitions)을 갖는 상기 TPOS 출력 신호(24)를 제공할 수 있게 하며, 이는 상기 TPOS 캠(26) 및 상기 TPOS 캠(26)이 상부에 배치되는 상기 샤프트(30)의 회전의 절대 각도를 발생시키도록 엔진 컨트롤 컴퓨터에 의해 해석될 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 그래프(60)는 타겟 물체 회전 각도, 예를 들면, 0도 내지 360도의 단위들로 크기를 갖는 수평 축을 가진다. 상기 그래프(60)는 또한 임의의 단위들로 볼트의 단위의 크기를 갖는 수직 축을 포함한다. 신호(62)는 종래의 TPOS 자기장 센서(12)에 의해 발생되는 도 1의 TPOS 출력 신호(24)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 신호(62)는 상기 신호(62)가 하이 상태(high state)인 주기들(64a, 64b, 64c, 64d) 및 상기 신호(62)가 로우 상태(low state)인 주기들(66a, 66b, 66c, 66d)을 포함할 수 있다. 상기 신호(62)의 하이 상태 주기들(64a, 64b, 64c, 64d)이 상기 TPOS 캠(26)이 회전함에 따라 이들이 도 1의 자기장 센싱 요소(16)를 통과하면서 도 1의 TPOS 캠(26)의 특징들(26a, 26b, 26c, 26d)에 대응되는 점이 이해되어야 할 것이다.

동작에 있어서, 도 2의 수평 축을 따른 임의의 포인트(각도)에 대응되고 개시되는 도 1의 캠(26)의 회전의 절대 각도가 도 1의 캠(26)의 작은 회전만으로, 즉 상기 자기장 센싱 요소(16)에 의해 통과되는 상기 특징들(26a-26d)의 에지들로서 확인될 수 있는 점이 인지되어야 할 것이다. 상기 캠(26)이 정지할 때, 종래의 TPOS 자기장 센서(예를 들면, 도 1의 12)는 그가 캡 톱니 또는 밸리 상부에 있는 지를 확인할 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 예시적인 자기장 센서(100)는 강자성의 기어 톱니들, 예를 들면, 기어 톱니들(112a, 112b, 112c)을 갖는 기어(112)에 반응한다. 상기 자기장 센서(100)는 전자 회로(18)에 연결되는 자기장 센싱 요소(102)를 포함한다. 상기 자기장 센싱 요소(102) 및 상기 전자 회로(106)는 기판(104) 상에 배치(즉, 내부 또는 상부에 통합)될 수 있다. 여기서, 상기 자기장 센싱 요소(102)는 명확성을 위해 확대된 크기를 갖는 홀 요소로 도시된다. 알려진 바와 같이, 홀 요소는 상기 기판(104) 내에 통합될 수 있다.

상기 자기장 센서(100)는 또한 자석(108)을 포함할 수 있다. 상기 자석(108)은 자기장을 발생시키도록 구성되고, 이는 대체로 상기 자기장 센싱 요소(102)의 위치에서 축(114)을 따라 향하며, 상기 기어 톱니들(112a, 112b, 112c) 상기 자기장 센서(100)에 대한 상기 기어 톱니들(112a, 112b, 112c)의 위치들에 따라 방향 및 진폭의 변화를 겪는다.

상기 전자 회로(106)는 출력 신호(도시되지 않음)를 발생시키도록 구성되고, 이는 도 2의 신호(62)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 출력 신호는, 상기 기어가 이동하지 않을 때, 상기 자기장 센서(100)가 기어 톱니 또는 기어 밸리 상부에 있는 지를 나타내는 상태를 가진다. 상기 출력 신호는, 상기 기어가 회전할 때, 상기 기어의 회전의 속도를 나타내는 에지 속도 또는 주파수를 가진다. 상기 출력 신호의 상태들의 에지들 또는 전이들(transitions)은 이들이 상기 자기장 센서를 지나가면서 상기 기어 톱니들의 에지들의 위치들을 확인하는 데 사용될 수 있다.

상기 자석(108)은 상기 자석(128) 내에 배치되는 중심 코어(110)를 포함할 수 있다. 코어를 구비하는 예시적인 자석은 2001년 8월 21일에 등록되었고, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 여기에 참조로 포함되는 미국 특허 제6,278,269호(발명의 명칭: "자석 구조(Magnet Structure)")에 기재되어 있다. 미국 특허 제6,278,269호에 기재된 바와 같이, 상기 코어(110) 내의 자석(108)에 의해 제공되는 극 구성(pole configuration)은 상기 자기장의 양 극들을 상기 기판(104)에 근접하는 상기 자석의 표면으로 가져옴에 의해 상기 자기장의 자속 밀도 맵(map)의 베이스 필드(base field)(또는 베이스라인(baseline))을 낮춘다. 0 부근의 소정의 베이스라인(예를 들면, 자기장 센싱 요소(102) 및 결과적인 차동 자기장 신호(102a, 102b)(즉, 아날로그 차동 근접 신호)에서 약 +/- 육백 가우스(Gauss) 이내의 범위)가 적절한 설계로 구현될 수 있다.

대조적으로, 기어 톱니가 상기 자기장 센싱 요소(102)에 근접할 때, 상기 자기장 센싱 요소(102)는 보다 높은 자기장을 겪으며, 높은 값을 갖는 상기 차동 근접 신호(102a, 102b)를 발생시킨다.

분명한 바와 같이, 상기 베이스라인은 상기 기어 톱니들 및 상기 자기장 센서(100) 사이의 에어 갭(air gap)이 변화되는 경우라도 일정하게 남게 된다. 에어 갭과 실질적으로 독립적인 낮은 베이스라인의 이러한 유리한 결과는 상기 자기장 센싱 요소에 근접하는 상기 자석(108) 및 코어(110)의 면에 대향하는 극들을 제공함에 의해 구현된다. 이와 같은 효과는 또한 1998년 7월 14일에 등록되었고, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 그 개시 사항들이 여기에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,781,005호(발명의 명칭: "홀 효과 강자성 물체 근접 센서(Hall-Effect Ferromagnetic-Article-Proximity Sensor)")에 기재되어 있다.

전술한 낮은 베이스라인은 상기 기어 밸리와 상기 기어 톱니의 존재를 구별하는 상기 전자 회로(106)의 향상된 능력을 가져온다. 따라서, 상기 자기장 센서(100)는 다음에 설명하는 "에지 검출기들(edge detectors)"에 대향되는 바와 같은 "톱니 검출기(tooth detector)"로 언급될 수 있다.

상기 코어(110)를 갖는 상기 자석(110)에 의해 제공되는 상술한 자기장은 상기 자기장 센서(100)의 개선된 정확도(accuracy)를 가져온다. 예를 들면, 상기 개선된 자기장은 상기 자기장 센서(100)의 정확도를 희생시키지 않고 기계적인 장치들의 유닛에서 유닛까지의 변화들로 인해 일어날 수 있는 바와 같이 상기 자기장 센싱 요소(102)가 상기 자석(108)의 중심으로부터 어느 정도 통계적으로 오정렬되게 한다. 정확도는 다음에 설명한다.

이제 도 3a를 참조하면, 예시적인 전자 회로(120)는 도 3의 전자 회로(106)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 전자 회로(120)는 도 3의 자기장 센싱 요소(102)에 의해 발생되는 상기 차동 근접 신호(102a, 102b)와 동일하거나 유사할 수 있는 차동 근접 신호(122a, 122b)를 수신하도록 연결되는 증폭기(amplifier)(124)를 갖는 처리 모듈(processing module)(121)을 포함할 수 있다. 상기 증폭기(124)는 증폭된 신호(124a)(여기서 근접 신호라고도 언급된다)를 발생시키도록 구성되며, 이는, 일부 실시예들에서, 두 채널들로 분리될 수 있다.

트루 파워 온 스테이트(true power on state: TPOS) 채널에 있어서, TPOS 검출기(126)는 상기 증폭된 신호(124a)를 수신하도록 연결될 수 있고, TPOS 출력 신호(126a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 일부 실시예들에서, 상기 TPOS 검출기(126)는 상기 증폭된 신호(126a)를 고정된 소정의(또는 트림된(trimmed)) 임계값(threshold)과 비교하도록 구성되는 비교기(comparator)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이들 실시예들에 있어서, 상기 TPOS 출력 신호(126a)는 하이 상태가 도 3의 자기장 센서(100)에 근접하는 기어 톱니를 나타내고, 로우 상태가 상기 자기장 센서(100)에 근접하는 기어 밸리를 나타내거나, 그 반대가 되는 두 상태의 이진 신호(two-state binary signal)일 수 있다.

정밀 회전 검출기 채널에 있어서, 자동 이득 제어(AGC)(128)는 상기 증폭된 근접 신호(124a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 이득 제어된 신호(128a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 정밀 회전 검출기(130)는 상기 이득 제어된 신호(128a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 TPOS 출력 신호(126a)와 같이, 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)는 하이 상태가 도 3의 자기장 센서(100)에 근접하는 기어 톱니를 나타내고, 로우 상태가 상기 자기장 센서(100)에 근접하는 기어 밸리를 나타내거나, 그 반대가 되는 두 상태의 이진 신호일 수 있다. 따라서, 상기 TPOS 검출기(126) 및 상기 정밀 회전 검출기(130) 모두는 "톱니 검출기들"이 될 수 있다.

일부 선택적인 실시예들에 있어서, 상기 정밀 회전 검출기(130)는 "에지 검출기"일 수 있으며, 이는 특히 상기 기어가 움직이지 않을 때에 상기 자기장 센서(102)가 기어 톱니 또는 기어 밸리에 근접하는 지를 식별할 수 없다. 그러나, 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)의 로우 상태로부터 하이 상태로의 전이는 상기 자기장 센싱 요소(102)에 근접하는 기어 밸리로부터 상기 자기장 센싱 요소(102)에 근접하는 기어 톱니까지의 전이를 나타낼 수 있고, 하이 상태로부터 로우 상태로의 전이는 상기 자기장 센싱 요소(102)에 근접하는 기어 톱니로부터 상기 자기장 센싱 요소(102)에 근접하는 기어 밸리까지의 전이를 나타낼 수 있거나, 그 반대가 될 수 있다.

상기 정밀 회전 검출기(130)는 보정/실행(calibration/running) 모드 컨트롤 모듈(131)에 연결될 수 있거나, 그렇지 않으며 이를 포함할 수 있다. 상기보정/실행 모드 컨트롤 모듈(131)은 상기 정밀 회전 검출기(130)가 감지되는 상기 기어의 회전의 시작에 후속하는 짧은 시한 동안의 통상적으로 "보정 모드(calibration mode)" 동안에 상기 이득 제어된 신호(128a) 와의 비교를 위한 제1 임계값들을 사용하게 하도록 동작할 수 있다. 이후에, 상기 보정/실행 모드 컨트롤 모듈(131)은 상기 정밀 회전 검출기(130)가 "실행 모드(running mode)" 동안에 상기 정밀 회전 검출기(130) 정확하게 결정되는 다른 제2 임계값들을 사용하게 하도록 동작할 수 있다.

정밀 회전 검출기들, 예를 들면, 상기 정밀 회전 검출기(130)는 다양한 구성들을 가질 수 있다. 일부 구성들이 앞서 언급한 미국 특허 제6,525,531호에 기재되어 있다. 그러나, 정밀 회전 검출기들의 다른 형태들도 알려져 있다. 예시적인 정밀 회전 검출기들 및 예시적인 TPOS 검출기들은 도 4b 및 도 4c와 함께 다음에 보다 상세하게 기재된다.

일반적으로, 앞서의 논의로부터, 심지어는 기어, 도 3의 기어(152)가 정지하는 때에도 상기 TPOS 출력 신호(126a)는 상기 자기장 센싱 요소(102)가 기어 톱니 또는 기어 밸리에 근접하는 지를 식별하도록 동작할 수 있는 점이 이해될 것이다. 그러나, 상기 TPOS 검출기(126)가 고정된 임계값을 이용하기 때문에, 상기 TPOS 출력 신호(126a) 내의 에지 배치의 변화는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 온도 변화들과 상기 자기장 센싱 요소(102) 및 상기 기어(152) 사이의 에어 갭의 변화들을 포함하는 다양한 인자들로 인해 일어날 것이다.

고정된 임계값들을 이용하는 상기 TPOS 검출기(126)와는 달리, 상기 정밀 회전 검출기(130)는 기어 톱니들과 특히 기어 톱니들의 에지들의 물리적인 위치들에 대한 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)의 에지 배치의 보다 우수한 정확도로 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)를 제공하도록 임계값들을 계속적으로 조절한다.

멀티플렉서(multiplexer)(134)는 상기 TPOS 출력 신호(126a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 선택 로직(select logic)(132)은 상기 멀티플렉서/출력 모듈(134)에 의해 수신되는 선택 신호(132a)를 제공할 수 있다. 상기 선택 신호(132a)의 상태에 따라, 상기 멀티플렉서(134)는 상기 TPOS 출력 신호(126a) 또는 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)의 선택된 하나를 나타내는 신호(134a)를 발생시키도록 구성된다.

상기 신호(134a)는 도 3의 기어(112)의 회전을 나타내며, 이에 따라 여기서는 "회전 신호(rotation signal)"로도 언급된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 회전 신호는 기어 톱니와 관련된 제1 상태 및 상기 기어(112) 내의 밸리와 관련된 다른 제2 상태를 가진다.

상기 선택 로직(132)은 상기 TPOS 출력 신호(126a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택 로직(132)은 상기 TPOS 출력 신호(126a)에 의해 표시되는 바와 같은 상기 기어(152)가 회전을 시작한 후의 소정의 양의 시간 동안에 상기 TPOS 출력 신호(126a)를 나타내는 상기 신호(134a)를 선택한다. 이후에, 상기 선택 로직(132)은 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)를 나타내도록 상기 신호(134a)를 선택한다.

다른 자기장 센서들은 상기 TPOS 검출기(126)를 갖는 상기 TPOS 채널만 또는 상기 정밀 회전 검출기(130)을 갖는 상기 정밀 회전 검출기 채널만을 가질 수 있다.

상기 전자 회로(120)는 또한 자기 시험 모듈(136)을 포함할 수 있다. 상기 자기 시험 모듈(136)은 도 4, 도 4b, 도 4c 및 도 4d와 함께 다음에 보다 상세하게 설명하는 하나 또는 그 이상의 테스트된 신호들(144)를 수신하도록 연결될 수 있다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 자기 시험 신호(136a)를 발생시키도록 구성된다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 자기 시험 신호(136a)는 상기 전자 회로(120) 및/또는 상기 전자 회로(120)가 연결되는 자기장 센싱 요소의 통과 조건(passing condition) 또는 실패 조건(failing condition)을 나타내는 두 상태의 신호이다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 자기 시험 신호(136a)는 상기 전자 회로(120)의 둘 이상의 자기 시험(self-test) 조건들, 예를 들면, specific failures of 상기 전자 회로(120) 및/또는 of 상기 전자 회로(120)가 연결되는 자기장 센싱 요소의 특정한 실패들을 나타내는 둘 이상의 상태들을 갖는 신호이다.

상기 전자 회로(120)는 또한 파워-온(power-on) 신호(138a)를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 모듈(power-on sensing module)(138)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 파워-온 신호(138a)는 상기 전자 회로(120)의 전원 인가로부터 상기 전원 인가 후의 소정의 시간까지의 시간을 나타내는 제1 상태 및 상기 소정의 시간 후의 시간을 나타내는 제2 상태를 갖는 두 상태의 신호일 수 있다.

자기 시험 포맷 모듈(self-test format module)(142)이 상기 자기 시험 신호(136a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기 시험 포맷 모듈(142)은 상기 전자 회로(120) 및/또는 상기 전자 회로(120)가 연결되는 자기장 센싱 요소의 상기 통과 조건, 상기 실패 조건 또는 특정한 실패 조건을 나타내는 포맷(format)을 갖는 출력 신호(142a)를 발생시키도록 구성된다.

결합된 포맷 모듈(combined format module)(140)은 상기 자기 시험 신호(136a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 감지된 자기장 신호(134a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 결합된 포맷 모듈(140)은 상기 전자 회로(120) 및/또는 상기 전자 회로(120)가 연결되는 자기장 센싱 요소의 상기 통과 조건, 상기 실패 조건 또는 특정한 실패 조건을 나타내며, 또한 상기 전자 회로(120)가 연결되는 자기장 센싱 요소에 의해 검출되는 자기장을 나타내는 출력 신호(140a)를 제공하도록 구성된다.

상기 신호들(134a, 140a, 142a)의 하나 또는 그 이상이 집적 회로 내의 리드 프레임 상의 각각의 하나 또는 그 이상의 핀들에 연결될 수 있다. 커플링들(couplings)은 도 4 및 도 4a와 함께 다음에 보다 상세하게 설명한다.

이제 도 3b를 참조하면, 다른 예시적인 자기장 센서(150)는 기어 톱니들, 예를 들면, 기어 톱니들(162a, 162b, 162c)을 갖는 기어(162)에 반응한다. 상기 자기장 센서(150)는 전자 회로(158)에 연결되는 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)은 축(214)에 직교하는 방향으로 이격되며, 약 1.5밀리미터 내지 약 3.0밀리미터의 거리로 기어에 대해 평행하게 이격된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센싱 요소들(152, 154)은 약 0.5밀리미터 내지 1.5밀리미터의 거리로 분리될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센싱 요소들은 3.0밀리미터 이상으로 이격될 수 있다.

상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154) 및 상기 전자 회로(158)는 기판(156) 상에 배치(즉, 내부 또는 상부에 통합)될 수 있다. 여기서, 상기 자기장 센싱 요소들(152, 154)은 명확성을 위해 확대된 홀 요소들로 도시된다. 상기 자기장 센서(150)는 또한 자석(160)을 포함할 수 있다. 상기 자석(160)은 자기장을 발생시키도록 구성되며, 이는 대체로 상기 자기장 센싱 요소들(152, 154)의 위치에서 상기 축(124)을 따라 향한다. 상기 전자 회로(150)는 출력 신호(도시되지 않음)를 발생시키도록 구성된다. 여기서는 상기 전자 회로(150)가 두 차동 근접 신호들(152a, 152b 및 154a, 154b)의 차이를 발생시키는 것으로 말하면 충분하다. 다음에 보다 상세하게 설명하는 이유들로 인하여, 상기 차분 배치(differencing arrangement)를 이용하는 상기 자기장 센서(150)는 기어 톱니들의 통과하는 에지들을 검출할 수 있지만 기어 밸리와 기어 톱니를 구분하지 못할 수 있는 에지 검출기를 형성한다.

상기 출력 신호는 상기 기어(162)가 회전할 때에 상기 기어(162)의 회전의 속도를 나타내며, 또한 상기 기어 톱니들의 에지들의 위치들을 나타낸다. 그러나, 상기 차분 배치 때문에, 다음에 보다 상세하게 설명하는 이유들로 인해, 상기 자기장 센서(150)는 TPOS 기능(기어 밸리와 기어 톱니를 구분해야 하는)을 제공할 수 없다. 상기 기어(162)가 정지할 때, 상기 자기장 센서(150)는 상기 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 상기 기어(162) 내의 톱니 또는 밸리에 근접하는 지를 식별하지 못한다.

상기 자석(160)은 하나의 균일한 물질로 구성될 수 있고, 도 3과 함께 도시하고 설명한 바와 같은 중심 코어를 갖지 않을 수 있다 . 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 자석(160)은 도 3에 도시되고 설명된 것과 동일하거나 유사한 중심 코어를 가질 수 있다.

도 3과 함께 전술한 바와 같이, 상기 중심 코어(110)는 도 3의 자기장 센싱 요소(102)가 상기 기어(152) 내의 밸리에 근접할 때에 낮은 베이스라인을 가져올 수 있다. 그러나, 상기 자기장 센서(150)는 각각의 두 차동 출력 신호들(152a, 152b 및 154a, 154b)을 발생시키는 두 자기장 센싱 요소들을 사용한다. 도 3c와 함께 다음에 설명하는 바와 같이, 상기 두 차동 출력 신호들(152a, 152b 및 154a, 154b)을 나타내는 신호들은 상기 전자 회로(158) 내에서 감산된다. 따라서, 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 상기 기어(162) 내의 밸리에 근접할 때, 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 동일하거나, 유사한 자기장을 겪기 때문에 상기 차분 배치로 인해 상기 낮은 베이스라인이 구현된다. 또한, 상기 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 기어 톱니, 예를 들면, 162a, 162b 및 162c에 근접할 때, 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 동일하거나, 유사한 자기장을 겪기 때문에 상기 낮은 베이스라인도 구현된다. 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154)이 다른 자기장들을 겪을 때에만 상기 두 차동 신호들(152a, 152b 및 154a, 154b)의 차이가 보다 높은 값을 가져온다. 보다 높은 값은 상기 자기장 센싱 요소들의 하나가 상기 기어(162) 내의 밸리에 근접하고, 자기장 센싱 요소의 다른 하나가 기어 톱니에 근접할 때, 즉 상기 기어 톱니들의 하나의 에지가 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154) 사이에 있을 때에 일어날 수 있다. 이와 같은 이유로 인하여, 차동 배치 내에 사용되는 두 자기장 센싱 요소들을 갖는 상기 자기장 센서(150)는 때때로 "에지 검출기"로 언급된다. 상기 에지 검출 거동은 상기 기어의 회전 위치를 정확하게 알 필요가 있을 때에 상기 자기장 센서(150)를 특히 유용하게 하며, 이는 상기 자기장 센서(150)로부터의 상기 출력 신호 내의 상태 전이들에 의해 나타나는 상기 기어 톱니들의 에지들의 위치들의 파악에 의해 결정될 수 있다.

상기 두 차동 신호들(152a, 152b 및 154a, 154b)의 구분은 상기 자기장 센서(150)의 향상된 정확도를 가져온다. 예를 들면, 상기 자기장 센서(150)는 상기 두 자기장 센싱 요소들(152, 154) 모두가 겪는 외부의 자기장들, 즉, 노이즈(noise) 자기장들에 의해 영향을 받지 않는다.

이제 도 3c를 참조하면, 예시적인 전자 회로(170)는 차동 신호들(172a, 172b 및 174a, 174b)을 각기 수신하도록 연결되는 증폭기들(176, 178)을 갖는 처리 모듈(171)을 포함할 수 있다. 상기 차동 신호(172a, 172b)는 상기 차동 신호(152a, 152b)와 동일하거나 유사할 수 있고, 상기 차동 신호(174a, 174b)는 각기 도 3b의 자기장 센싱 요소들(152, 154)에 의해 발생된 상기 차동 신호(154a, 154b)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 증폭기들(176, 178)은 각기 증폭된 신호들(176a, 178a)을 발생시키도록 구성된다.

상기 증폭된 신호들(176a, 178a)은 차이 신호(difference signal)(180a)(근접 신호)를 발생시키도록 구성되는 차분 모듈(differencing module)(180)에 의해 수신된다. 상기 차이 신호(180a)의 특성들 및 거동은 앞서 논의한 바로부터 이해될 수 있을 것이다.

상기 전자 회로(170)는 도 3a와 함께 전술한 상기 정밀 회전 검출기 채널만을 포함한다. AGC(182)는 도 3a의 AGC(128)와 동일하거나 유사할 수 있고, 정밀 회전 검출기(184)는 도 3a의 정밀 회전 검출기(130)와 동일하거나 유사할 수 있으며, 보정/실행 모드 컨트롤 모듈(183)은 도 3a의 보정/실행 컨트롤 모듈(131)과 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 정밀 회전 검출기(184)는 정밀 회전 검출기 출력 신호(184a)를 발생시킬 수 있다.

상기 전자 회로(170)는 또한 도 3a의 상기 자기 시험 모듈(136), 상기 파워-온 센싱 모듈(138), 상기 자기 시험 포맷 모듈(142), 그리고 결합된 포맷 모듈(140)과 동일하거나 유사할 수 있는 자기 시험 모듈(190), 파워-온 센싱 모듈(192), 자기 시험 포맷 모듈(196) 그리고 결합된 포맷 모듈(194)을 포함할 수 있다.

이제 도 3d를 참조하면, 다른 예시적인 종래의 자기장 센서(220)는 기어 톱니들, 예를 들면, 기어 톱니들(234a, 234b, 234c)을 갖는 기어(234)에 반응한다. 상기 자기장 센서(220)는 전자 회로(230)에 연결된 세 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226)을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센싱 요소들(222, 224)은 약 1.5밀리미터 내지 약 3.0밀리미터의 거리로 축(236)에 직교하는 방향으로 이격되며, 상기 자기장 센싱 요소(226)는 상기 자기장 센싱 요소들(222, 224)의 중간에 위치한다.

상기 세 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226) 및 상기 전자 회로(230)는 기판(228) 상에 배치(즉, 내부 또는 상부에 통합)될 수 있다. 여기서, 상기 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226)은 명확성을 위해 확대된 크기를 갖는 홀 요소들로 도시된다. 상기 자기장 센서(220)는 또한 자석(232)을 포함할 수 있다. 상기 자석(232)은 자기장을 발생시키도록 구성되며, 이는 대체로 상기 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226)의 위치에서 축(236)을 따라 향한다.

상기 전자 회로(230)는 출력 신호(도시되지 않음)를 발생시키도록 구성된다. 예시적인 전자 회로(230)가 도 3e와 함께 다음에 기재된다. 여기서는 상기 전자 회로(230)가 앞서 도 3c의 전자 회로(230)와 같이 신호들의 차이를 발생시키는 것으로 말하면 충분하다. 따라서, 전술한 이유로 인해, 상기 자기장 센서(220)는 톱니 검출기가 아니라 에지 검출기이다.

상기 출력 신호는 상기 기어(234)가 회전할 때에 상기 기어(234)의 회전의 속도를 나타내고, 상기 기어 톱니들의 에지들의 위치들을 나타내며, 또한 상기 기어(234)의 방향이나 회전을 나타낼 수 있다. 그러나, 앞서 상세하게 설명한 이유로 인하여, 상기 자기장 센서(220)는 TPOS 기능을 제공할 수 없으며, 상기 기어(234)가 정지할 때에 상기 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226)이 상기 기어(234) 내의 기어 톱니 또는 밸리에 근접하는 지를 식별할 수 없다.

상기 자석(232)은 하나의 균일한 물질로 이루어질 수 있고, 도3과 함께 도시하고 설명한 바와 같이 중심 코어를 갖지 않을 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 자석(232)은 도 3과 함께 도시되고 설명한 것과 동일하거나 유사한 중심 코어를 가질 수 있다.

세 차동 신호들(222a, 222b와 224a, 224b 및 226a, 226b)의 쌍들의 구분은 상기 자기장 센서(220)의 개선된 정확도를 가져온다. 예를 들면, 도 3b의 자기장 센서(200)와 같이, 상기 자기장 센서(220)는 상기 세 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226) 이 겪는 외부 자기장들, 즉, 노이즈 자기장들에 의해 영향을 받지 않는다.

이제 도 3e를 참조하면, 예시적인 전자 회로(240)는 도 3d의 전자 회로(230)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 전자 회로(240)는 차동 신호들(242a, 242b과 244a, 244b 및 246a, 246b)을 각기 수신하도록 연결되는 증폭기들(248, 250, 252)을 갖는 처리 모듈(241)을 포함할 수 있다. 상기 차동 신호(242a, 242b)는 상기 차동 신호(222a, 222b), 상기 차동 신호(244a, 244b)는, 각기 도 3d의 자기장 센싱 요소들(222, 224, 226)에 의해 발생되는, 상기 차동 신호(224a, 224b)와 동일하거나 유사할 수 있고, 상기 차동 신호(246a, 246b)는 상기 차동 신호(226a, 226b)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 증폭기들(248, 250, 252)은 각기 증폭된 신호들(248a, 250a, 252a)을 발생시키도록 구성된다.

상기 증폭된 신호들(248a, 252a)은 제1 차이 신호(254a)(근접 신호)를 발생시키도록 구성되는 제1 차분 모듈(254)에 의해 수신된다. 상기 증폭된 신호들(250a, 252a)은 (256a)(근접 신호)를 발생시키도록 구성되는 제2 차분 모듈(256)에 의해 수신된다. 상기 차이 신호들(254a, 256a)의 특성들과 거동들은 앞서의 논의로부터 이해될 것이다.

상기 전자 회로(240)는 도 3a와 함께 전술한 정밀 회전 검출기 채널들만을 포함한다. 상기 두 정밀 회전 검출기 채널들의 하나만이 여기서 다른 하나의 정밀 회전 검출기 채널을 나타내는 것으로 기술된다. AGC(260)는 도 3a의 AGC(128)와 동일하거나 유사할 수 있고, 정밀 회전 검출기(264)는 도 3a의 정밀 회전 검출기(130)와 동일하거나 유사할 수 있으며, 보정/실행 모드 컨트롤 모듈(265)은 도 3a의 보정/실행 모드 컨트롤 모듈(131)과 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 정밀 회전 검출기(264)는 정밀 회전 검출기 출력 신호(264a)를 발생시킬 수 있다.

속도/방향 모듈(268)은 상기 정밀 회전 검출기 출력 신호(264a) 및 다른 정밀 회전 검출기 출력 신호(266a)도 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 속도/방향 모듈(268)은 상기 기어(234)의 회전의 속도 및 회전의 방향을 나타내는 출력 신호(268a)를 발생시키도록 구성된다. 상기 방향 정보가 상기 두 정밀 회전 검출기 출력 신호들(264a, 266a)의 위상 차이에 의하여 결정될 수 있고, 상기 속도 정보가 상기 두 정밀 회전 검출기 출력 신호들(264a, 266a)의 각 하나의 주파수에 의하여 결정될 수 있는 점이 이해될 것이다.

상기 전자 회로(240)는 또한 도 3a의 상기 자기 시험 모듈(136), 상기 파워-온 센싱 모듈(138), 상기 자기 시험 포맷 모듈(142) 및 상기 결합된 포맷 모듈(140)과 동일하거나 유사할 수 있는 자기 시험 모듈(272), 파워-온 센싱 모듈(270), 자기 시험 포맷 모듈(276) 및 결합된 포맷 모듈(274)을 포함할 수 있다.

도 3-도 3e와 함께 전술한 자기장 센서들이 이득 제어된 신호들을 발생시키도록 구성되는 각각의 자동 이득 제어 회로들(AGC들)을 포함하는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서, 상기 AGC들은 고정 이득 증폭기들 또는 버퍼들(buffers)로 대체될 수 있다. 상기 증폭기들의 이득이 고정되는 실시예들에 대하여, 상기 증폭기들의 이득이 1보다 크거나, 1보다 작거나, 1이 될 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다.

도 4-도 4d는 도 3과 함께 도시한 자기장 센서와 함께 사용될 수 있는 자기 시험 모듈들 및 자기 시험 방법들의 특정한 예들을 나타낸다. 다른 자기 시험 모듈들 및 다른 자기 시험 방법들이 다른 자기장 센서들과 함께 사용될 수 있는 점이 인식되어야 한다.

도 3a와 같은 요소들에 대해서는 같은 참조 부호들로 나타낸 도 4를 이제 참조하면, 예시적인 자기장 센서(300)는 도 3a의 상기 처리 모듈(121) 및 상기 자기 시험 모듈(136)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자기 시험 모듈(136)이 보다 상세하게 도시된다.

상기 자기장 센서(300)는 여기서는 다섯의 노드들(nodes) 또는 핀들(300a-300e)로서 도시되는 복수의 노드들 또는 핀들을 가진다. 그러나, 도 4a와 함께 다음의 논의로부터, 보다 적은 노드들이나 핀들이, 즉 둘 또는 셋의 노드들 또는 핀들이 사용될 수 있는 점이 이해될 것이다.

상기 처리 모듈(121)은 여기서는 홀 효과 요소들(340, 342)로 도시된 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들에 의해 발생되는 상기 차동 신호(122a, 122b)를 수신하도록 연결된다. 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)은 요소 구동 회로들(element drive circuits)(338)에 의해 발생되는 구동 신호(drive signal)(338a)를 수신하도록 연결된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 구동 신호(338a)는 DC 전류 신호이다.

상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)은 스위칭 네트워크(switching network)(344)에 연결될 수 있고, 이는 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)을 여기서 진단 모드 구성 및 정상 모드 구성으로 언급되는 두 다른 구성들 내로 연결할 수 있다. 이들 두 구성들은 2010년 7월 21일에 출원되었고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 여기에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 제12/840,324호(발명의 명칭: "자기장 센서 내의 동작의 진단 모드를 발생시키기 위한 회로들 및 방법들(Circuits and Methods for Generating a Diagnostic Mode of Operation in a Magnetic Field Sensor)")에 기재된 구성들과 동일하거나 유사할 수 있다. 여기서는 상기 진단 모드 구성으로 연결될 때, 두 홀 효과 요소들(340, 342)이 반대로 연결되며, 상기 정상 모드 구성으로 연결될 때, 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)이 보강으로 연결되는 것으로 말하면 충분하다. 따라서, 상기 진단 모드 구성으로 연결될 때, 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)은 외부 자기장에 함께 반응하지 않는다.

상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)이 상기 진단 모드 구성으로 연결될 때, 두 구동 코일들(또는 도체들)은 상기 두 홀 효과 요소들로부터 차동 출력 신호(122a, 122b)를 발생시키도록 반대되는 방향들로의 전류들로 구동될 수 있다. 선택적으로는, 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)이 상기 진단 모드 구성 또는 상기 정상 모드 구성으로 연결될 때, 차동 구동 신호(322a, 322b)는 상기 차동 신호(122a, 122b)를 발생시키도록 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)에 직접 인가될 수 있다.

상술한 두 방법들은 자기 시험 목적들을 위한 합성 신호로서 상기 차동 신호(122a, 122b)를 발생시키는 것으로 이해될 것이다. 상술한 두 방법들은 여기서 "자극(stimulus)"으로 언급된다.

상기 처리 모듈(121)은 복수의 신호들을 발생시키도록 구성되고, 상기 자기 시험 모듈(136)은 복수의 신호들을 수신하도록 구성되며, 이들의 하나 또는 그 이상은 상기 자기 시험 모듈(136)에 의해 테스트될 수 있다. 예시적인 자기장 센서(300)에 있어서, 상기 처리 모듈(121)은 상기 근접 신호(124a), 상기 이득 제어된 신호(128a), 임계값 신호(130b), 그리고 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 신호(126b)를 발생시키도록 구성되며, 이들의 하나 또는 그 이상은 상기 자기 시험 모듈(136)에 의해 수신된다. 각각의 이들 신호들은 도 4b 및 도 4c와 함께 다음에 보다 상세하게 설명한다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 내장 자기 시험(built-in self-test: BIST) 검출기(302), 적절한 피크 검출기(peak detector)(304), 적절한 ADC 검출기(306), 적절한 AGC 검출기(308), 적절한 임계값 검출기(310), 적절한 구동 신호 검출기(312), 적절한 전류 검출기(314), 또는 적절한 전압 검출기(316)의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

상기 BIST 검출기(302)는 BIST 가능 신호(enable signal)(392b)를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 이는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 메모리 장치들을 포함하는 상기 자기장 센서(300) 내의 다양한 회로들의 자기 시험을 개시할 수 있다. 상기 BIST 검출기(302)는 진행되는 BIST 테스트를 나타내는 BIST 신호(350)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 BIST 검출기는 상기 BIST 테스트의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 BIST 신호(302a)를 발생시키도록 연결될 수 있다.

상기 적절한 피크 검출기(304)는 아날로그 신호인 상기 근접 신호(124a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 적절한 피크 검출기(304)는 상기 근접 신호(124a)를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털화된 근접 신호의 피크 값들(peak values)을 확인하기 위해 상기 디지털화된 근접 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 피크 검출기(304)는 상기 피크 값들이 적절한 범위의 크기들 내에 있는 지를 확인하기 위해 상기 디지털화된 근접 신호의 피크 값들을 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 피크 검출기(304)는 상기 근접 신호(124a)의 적절한 피크 크기들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(304a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 고유 ADC 검출기(306)는 디지털 신호인 상기 ADC 신호(126b)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 적절한 ADC 검출기(306)는 상기 ADC 신호(126b)가 적절한 범위의 크기들 내에 있는 지를 확인하기 위하여 상기 ADC 신호(126b)를 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 ADC 검출기(306)는 상기 ADC 신호(126b)의 적절한 크기들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(306a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 적절한 AGC 검출기(308)는 아날로그 신호인 상기 이득 제어된 신호(128a)를 발생시키도록 연결될 수 있다. 상기 적절한 AGC 검출기(308)는 상기 이득 제어된 신호(128a)를 디지털 신호로 변환하고, 디지털화된 이득 제어 신호의 피크 값들을 확인하기 위하여 상기 디지털화된 이득 제어된 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 AGC 검출기(308)는 상기 피크 값들이 크기들의 적절한 범위 내에 있는 지를 확인하기 위하여 상기 디지털화된 이득 제어 신호의 피크 값들을 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 AGC 검출기(308)는 상기 이득 제어된 신호(128a)의 적절한 피크 크기들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(308a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 적절한 임계값 검출기(310)는 아날로그 신호인 상기 임계값 신호(130b)을 수신하도록 연결된다. 상기 적절한 임계값 검출기(310)는 상기 임계값 신호(130b)를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털화된 임계값 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 임계값 검출기(310)는 상기 디지털화된 임계값 신호가 값들의 적절한 범위 내에 있는 지를 확인하기 위하여 상기 디지털화된 임계값 신호를 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 임계값 검출기(310)는 상기 임계값 신호(130b)의 적절한 값들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(310a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 적절한 구동 신호 검출기(312)는 신호(338b)를 수신하도록 연결될 수 있고, 이는 상기 두 홀 효과 요소들(344, 346)에 인가되는 아날로그 신호일 수 있으며, 상기 두 홀 효과 요소들(340, 342)에 제공되는 상기 구동 신호들(338a)을 나타낼 수 있다. 상기 적절한 구동 신호 검출기(312)는 상기 신호(338b)를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털화된 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 구동 신호 검출기(312)는 상기 신호(338b)가 값들의 적절한 범위 내에 있는 지를 확인하기 위하여 상기 디지털화된 신호(338b)를 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 구동 신호 검출기(312)는 상기 신호(338a)의 적절한 값들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(312a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 적절한 전류 검출기(314)는 전원 전압(301)을 수신하도록 연결될 수 있고, 이는 아날로그 전압이며, 이는 상기 자기장 센서(300)에 전원을 인가하는 데 사용된다. 상기 적절한 전류 검출기(314)는 출력 신호(314b)를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 이는 궁극적으로 상기 자기장 센서(300)에 동력을 인가한다. 상기 적절한 전류 검출기(314)는 상기 적절한 전류 검출기(314)를 통과하는 전류의 크기를 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 전류 검출기(314)는 상기 자기장 센서(300)에 전원을 인가하는 상기 전류의 적절한 값들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(314a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 적절한 전압 검출기(316)는 조정된 전원 전압(328a)을 수신하도록 연결될 수 있고, 이는 아날로그 전압이며, 전압 조정기(voltage regulator)(328)에 의해 발생될 수 있고, 상기 적절한 전류 검출기(314)로부터 상기 신호(314b)를 수신하도록 연결된다. 상기 적절한 전압 검출기(316)는 상기 전압 신호들(328a)을 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털화된 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 전압 검출기(316)는 상기 디지털화된 신호가 값들의 적절한 범위 내에 있는 지를 확인하기 위하여 상기 디지털화된 신호를 하나 또는 그 이상의 임계값들과 비교하도록 구성될 수 있다. 상기 적절한 전압 검출기(316)는 상기 디지털화된 전압 신호(328a)의 적절한 값들에 대한 시험의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 신호(316a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 또한 시퀀스(sequence) 모듈(326)을 포함할 수 있다. 상기 시퀀스 모듈(326)은 시퀀스 신호(326a)를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 이는 상기 다양한 검출기 모듈들에 의해 나타나는 다양한 자기 시험들의 시퀀스를 컨트롤할 수 있다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 또한 상기 신호들(302a, 304a, 306a, 308a, 310a, 312a, 314a, 316a)의 하나 또는 그 이상을 수신하도록 연결되는 하나 또는 그 이상의 로직 게이트들(logic gates)(320)을 포함할 수 있다. 상기 하나 또는 그 이상의 로직 게이트들(320)은 상기 자기장 센서(300)의 통과 조건 또는 실패 조건을 나타내는 상기 신호(136a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 상기 신호(136a)는 두 상태의 이진 신호이며, 다른 실시예들에서, 상기 신호(136a)는 상기 자기 시험 모듈(136) 내의 다양한 검출기들에 의해 구현되는 상기 자기 시험의 특정한 것들의 통과 조건들 및 실패 조건들을 나타내는 다중 비트 디지털 신호이다.

상기 자기장 센서(300)는 또한 상기 자기장 센서(300)의 파워 온에서 시작되는 시간 주가를 나타내는 파워-온 신호(138a)를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 회로(power-on sensing circuit)(138)를 포함할 수 있다. 상기 파워-온 신호(138a)를 이용하여, 상기 시퀀스 모듈(326)은 자기 시험들의 시퀀스를 상기 자기장 센서(300)의 전원 인가에 따라 또는 이후의 임의의 소정의 시간에서 시작할 수 있다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 상기 시퀀스 회로(326a)를 수신하도록 연결되고, 상기 코일들(346, 348)(또는 도체들)에 구동 전류 신호들(324a, 324b)을 발생시키도록 구성되는 코일 드라이버 회로(coil driver circuit)(324)를 포함할 수 있다.

상기 자기 시험 모듈(136)은 또한 상기 시퀀스 회로(326a)를 수신하도록 연결되고, 상기 구동 회로들(322a, 322b)을 발생시키도록 구성되는 자극된 신호 드라이버(simulated signal driver)(322)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 전류 신호(324a, 324b) 또는 상기 자극된 신호(322a, 322b)는 상기 자기 시험 모듈(136)의 다양한 검출기들 내에 구현되는 자기 시험들의 일부 또는 모두를 요구하는 상기 자극으로서 이용될 수 있다. 상기 전류 신호 자극(324a, 324b)이 상기 홀 효과 요소들(340, 342)을 포함하는 전체 자기장 센서(300)를 테스트할 수 있는 점을 특히 인지할 수 있을 것이다.

도 3a 및 도 4와 같은 요소들에 대해서는 같은 참조 부호들로 나타낸 도 4a를 이제 참조하면 일부 실시예들에 있어서, 자기장 센서(400)는 상기 감지된 자기장 신호(134a), 상기 결합된 신호(140a) 또는 상기 자기 시험 신호(142a)의 하나 또는 그 이상을 수신하도록 연결되는 디지털 포맷 모듈(402)을 포함할 수 있다. 상기 디지털 포맷 모듈(402)은 적어도 상기 자기 시험 신호(142a)에 의해 나타나는 상기 통과 조건 또는 상기 실패 조건을 나타내는 출력 신호(402a)를 발생시키도록 구성될 수 있지만, 일부 실시예들에서, 이는 또한 상기 감지된 자기장 신호(134a)를 나타낼 수 있다. 상기 신호(402a)는 다음에 보다 상세하게 설명하는 다양한 포맷들의 하나로 제공될 수 있다.

상기 자기장 센서(400)는 또한 상기 결합된 신호(140a) 또는 상기 자기 시험 신호(142a)의 하나 또는 그 이상을 수신하도록 연결되는 전압-전류 컨버터를 포함할 수 있다. 상기 전압 또는 전류 컨버터(404)는 변화되는 전류를 수신된 전원 전압 신호(406) 상에 남기도록 구성될 수 있으며, 여기서 상기 변화되는 전류는 적어도 상기 자기 시험 신호(142)에 의해 나타나는 상기 통과 조건 또는 상기 실패 조건을 나타내지만, 이는 또한 상기 감지된 자기장 신호(134a)를 나타낼 수 있다. of 상기 신호(406)의 전류 부분은 다음에 보다 상세하게 설명하는 다양한 포맷들의 하나로 제공될 수 있다.

이제 도 4b를 참조하면, 처리 모듈(450)은 도 3a의 처리 모듈(121)과 동일하거나 유사할 수 있지만, 도 3a의 증폭기(124)는 포함하지 않는다. 상기 프로세싱 모듈(450)은 TPOS 검출기(466) 및 정밀 회전 검출기(451)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 3a의 상기 TPOS 검출기(128) 및 상기 정밀 회전 검출기(130)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기 전자 회로(450)는 자동 이득 제어(464)를 포함할 수 있으며, 이는 도 3a의 자동 이득 제어(128)과 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 전자 회로(450)는 근접 신호(452)를 수신하도록 연결될 수 있으며, 이는 도 3a의 근접 신호(124a)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 근접 신호(452)가 하나 또는 그 이상의 자기장 센서들, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서들(340, 342)에 의해 겪는 상기 자기장을 나타내는 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 TPOS 검출기(466)는 제1 입력 노드에서 상기 근접 신호(452)를 수신하고, 제2 입력 노드에서 소정의 임계값 신호(즉, 전압)(470)을 수신하도록 연결되는 비교기(468)로 구성될 수 있다. 상기 TPOS 검출기(466)는 TPOS 출력 신호(468a)를 발생시키도록 구성되며, 이는 도 3a 및 도 4의 TPOS 출력 신호(126a)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기 자동 이득 제어(464)는 상기 근접 신호(452)를 수신하도록 연결된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 근접 신호(452)는 가산 노드(summing node)(458)를 통해 자동 오프셋 컨트롤러(automatic offset controller)(454) 및 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(456)에 의해 인가되는 DC 오프셋 보정(offset correction)을 가진다. 상기 AGC(464)는 이득 제어된 신호(464aa)를 발생시키도록 구성되며, 이는 도 3a 및 도 4의 이득 제어된 신호(128a)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기 AGC(464)는 AGC DAC(460)에 의해 컨트롤될 수 있다.

상기 이득 제어된 신호(464a)는 비교기(502)에 입력으로 제공된다. 상기 비교기(502)는 또한 임계값 신호(500)를 수신하도록 연결된다. 상기 임계값 신호(500)의 발생은 다음에 더 설명한다.

상기 임계값 신호(500)는 두 신호들(500a, 500b), 상기 이득 제어된 신호(464a)의 피크-투-피크 값(peak-to-peak value)의 소정의 제1 퍼센티지(예를 들면, 육십 퍼센트)인 제1의 것(500a) 및 상기 이득 제어된 신호(464a)의 피크-투-피크 값의 소정의 제2 퍼센티지(예를 들면, 사십 퍼센트)인 제2의 것(500b) 사이에서 스위치된다. 상기 제1 및 제2 임계값 전압들(500a, 500b)은 이에 따라 상기 이득 제어된 신호(464a)의 오십 퍼센트를 중심으로 한다. 상기 비교기(502)는 상기 이득 제어된 신호(464a)가 상기 두 임계값들(500a, 500b)을 교차하는 때의 시간들과 밀접하게 관련된 에지들을 갖는 출력 신호(502a)를 발생시키며, 이 시간들은 상기 이득 제어된 신호(464a)가 이의 오십 퍼센트 지점 부근에 있을 때의 시간들에 부근이다. 상기 출력 신호(502a)는 도 3a 및 도 4의 높은 정밀 회전 검출기 출력 신호(130a)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기 임계값 신호(500) 내의 임계값 전압들(500a, 500b)은 카운터들(counters)(476, 478), 로직 회로들(474, 480), PDAC(486), NDAC(488), 비교기들(482, 484), 레지스터 래더(resistor ladder)(490), 그리고 전송 게이트들(transmission gates)(494, 496)에 의해 발생된다. 상기 비교기(482)는 상기 이득 제어된 신호(464a) 및 상기 PDAC(486)에 의해 발생되는 출력 신호(486a)를 수신하도록 연결되며, 상기 로직 회로(474) 및 상기 카운터(476)에 의해 제공되는 피드백(feedback)에 의하여, 상기 PDAC(486)(즉, 상기 PDAC 전압(486a))의 출력이 상기 이득 제어된 신호(464a)의 양의 피크들을 추적하고 유지하게 한다. 유사하게, 상기 비교기(484)는 상기 이득 제어된 신호(464a) 및 상기 NDAC(488)에 의해 발생되는 출력 신호(488a)를 수신하도록 연결되고, 상기 로직 회로(480) 및 상기 카운터(478)에 의해 제공되는 피드백에 의하여, 상기 NDAC(488)(즉, 상기 NDAC 전압(488a))의 출력이 상기 이득 제어된 신호(464a)의 음의 피크들을 추적하고 유지하게 한다. 그러므로, 상기 PDAC(486)의 출력(486a)과 상기 NDAC(488)의 출력(488a) 사이의 차동 전압은 상기 이득 제어된 신호(464a)의 피크-투-피크 진폭을 나타낸다.

상기 PDAC 및 NDAC의 동작은 2008년 4월 29일에 출원되었고, 본 출원의 양수인에게 양도되며, 여기에 참조로 개시 사항들이 포함되는 미국 특허 제7,365,530호에 더 기재되어 있다.

상기 PDAC 및 NDAC 전압들(486a, 488a)은 각기 상기 레지스터 래더(490)의 대향하는 단부들에 제공된다. 전송 게이트들(494, 496)은 상기 전송 게이트들(494, 496)에 인가되는 컨트롤 전압들(도시되지 않음)에 따라 전술한 바와 같이 두 전압 값들의 하나로서 상기 임계값 신호(500)를 제공한다. 상기 컨트롤 전압들은 상기 출력 신호(502a)와 관련될 수 있다.

상기 전자 회로(450)는 상기 근접 신호(452), 상기 임계값 신호(500) 및 상기 이득 제어된 신호(464a)를 제공하며, 이들은 도 3a 및 도 4의 상기 근접 신호(124a), 상기 임계값 신호(130b) 및 상기 이득 제어된 신호(128a)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 ADC 신호(126b)는 상기 전자 회로(450)에 의해 발생되지 않는다. 상기 ADC 신호(126b)는 도 4c와 함께 다음에 설명한다.

도 3a, 도 4 및 도 4b와 같은 요소들에 대해서 같은 참조 부호들로 나타내는 도 4c를 이제 참조하면, 전자 회로(520)는 다른 TPOS 검출기(522)를 포함할 수 있다. 상기 TPOS 검출기(522)는 상기 근접 신호(452)를 수신하도록 연결되고, 디지털화된 근접 신호(524a)를 발생시키도록 구성되는 아날로그-디지털 컨버터(524)를 포함할 수 있다. 임계값 발생 회로(526)는 디지털 임계값(526a)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 크기 비교기(magnitude comparator)(528)(즉, 디지털 비교기)는 상기 디지털화된 근접 신호(524a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 임계값 신호(526a)을 수신하도록 연결될 수 있으며, TPOS 검출기 출력 신호(528a)를 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 디지털화된 근접 신호(524a)는 상기 ADC 신호(126b)로서 도 4의 가지 시험 모듈(136)에 제공될 수 있다.

도 4d가 자기장 센서(예를 들면, 도 3의 300) 내에 구현될 수 있는 다음의 고려되는 기술에 대응되는 흐름도를 나타내는 점이 인식되어야 할 것이다. 사각형의 요소들(도 4d에서 요소(552)로 표시된)은 여기서 컴퓨터 소프트웨어 명령들 또는 명령들의 그룹들을 나타내는 "처리 블록들(processing blocks)"로 표시된다. 다이아몬드 형상의 요소들(도 4d에서 요소(554)로 표시된)은 여기서 상기 처리 블록들에 의해 나타나는 컴퓨터 소프트웨어 명령들의 실행에 영향을 미치는 컴퓨터 소프트웨어 명령들 또는 명령들의 그룹들을 나타낸다.

선택적으로는, 상기 처리 및 판단 블록들은 디지털 신호 프로세서 회로 또는 응용 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 기능적으로 동등한 회로들에 의해 수행되는 단계들을 나타낸다. 상기 흐름도들은 임의의 특정한 프로그래밍 언어의 문법을 도시하는 것은 아니다. 오히려, 상기 흐름도들은 회로들을 제조하거나 특정한 장치에 요구되는 처리를 수행하는 컴퓨터 소프트웨어를 생성하기 위하여 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 요구하는 기능적 정보를 예시한다. 루프들(loops) 및 변수들의 초기화와 일시적인 변수들의 사용과 같은 많은 일상적인 프로그램 요소들이 도시되지 않은 점에 유의해야 한다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 여기서 다르게 나타내지 않는 한, 기재된 블록들의 특정한 순서가 단지 예시적이며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 변화될 수 있는 점을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 가능한 때에 다음에 설명하는 상기 블록들이 순서를 따르는 것으로 달리 기술하는지 않는 한, 상기 단계들은 임의의 편의성 또는 원하는 순서로 수행될 수 있다.

이제 도 4d를 참조하면, 예시적인 프로세스(550)는 도 4의 시퀀스 모듈(326)에 의해 판단될 수 있는 바와 같은 시퀀스로 도 4의 자기 시험 모듈(136)에 의해 발생될 수 있는 바와 같은 테스트들의 세트들을 나타낸다. 상기 예시적인 프로세스(550)는 단지 예이다. 임의의 숫자의 다른 모듈들이 임의의 숫자의 다른 시퀀스들로 자기 시험들을 수행할 수 있다.

상기 프로세스(550)는 자극이 오프(off)로 설정되는 블록(552)에서 시작된다. 전술한 바와 같이, 도 4를 간략히 참조하면, 상기 자극은 두 다른 유형들의 자극들의 하나일 수 있다. 상기 자극은 도 4의 코일들(346, 348)에 의해 발생될 수 있거나, 상기 자극은 상기 차동 구동 신호들(322a, 322b)에 의해 제공될 수 있다.

도 4d를 다시 참조하면, 블록 554에서, 상기 근접 신호, 예를 들면 도 4의 근접 신호(124a)의 피크들이 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 피크 검출기(304)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 피크들이 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 상기 프로세스는 블록 556으로 계속된다.

상기 자극이 오프로 설정되고, 도 3의 기어(112)에 의해 발생되는 상기 자기장의 변동들의 존재에서, 상기 근접 신호(124a)가 어떤 한계들 내의 피크들을 가져야 하며, 상기 피크들의 크기가 상기 자기장 센싱 요소들 사이의 상기 에어 갭, 예를 들면, 도 4의 340, 342 및 상기 기어(112)의 톱니들을 나타내는 점이 이해될 것이다. 그러나, 상기 자기장의 변동들이 존재하지 않을 때에 블록 554의 테스트를 사용하는 것도 가능하며, 이 경우에 상기 근접 신호(124a)의 피크들은 0이 되어야 한다.

블록 556에서, 상기 이득 제어된 신호, 예를 들면, 도 4의 이득 제어된 신호(128a)의 피크들이 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 AGC 검출기(308)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 피크들이 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 558로 계속된다.

블록 558에서, 상기 자극은 양의 DC 값 상에 및 이로 설정되며, 이는 도 4의 차동 신호(122a, 122b)가 소정의 크기의 양의 DC 성분을 가지는 점을 보증한다.

상기 자극이 양의 값 상에 및 이로 설정되고, 도 3의 기어(112)에 의해 발생되는 상기 자기장의 변동들이 도 3의 자기장 센서(300)에 의해 검출되지 않으며, 대신에 상기 근접 신호(124a)의 크기가 양이고, 자극의 유형이 선택됨에 따라 도 4의 차동 구동 신호(324a, 324b)의 크기 또는 상기 차동 구동 신호(322a, 322b)의 크기와 관련되는 점이 이해될 것이다.

블록 560에서, 상기 근접 신호, 예를 들면 도 4의 근접 신호(124a)의 DC 크기가 소정의 한계들 이내인 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 피크 검출기(304)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 상기 프로세스는 블록 564로 계속된다.

블록 562에서, 상기 이득 제어된 신호, 예를 들면, 도 4의 이득 제어된 신호(128a)의 DC 크기가 소정의 한계들 이내인 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 AGC 검출기(308)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 564로 계속된다.

블록 564에서, 상기 ADC 신호, 예를 들면, 도 4의 ADC 신호(126b)의 DC 크기가 소정의 한계들 이내인 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 ADC 검출기(306)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 566으로 계속된다.

블록 566에서, 임계값 신호, 예를 들면, 도 4의 임계값 신호(130b)가 DC 크기가 소정의 한계들 이내인 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 임계값 검출기(310)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 568로 계속된다.

블록 568에서, 상기 자극은 음의 값 상으로 및 이로 돌아가며, 이는 도 4의 차동 신호(122a, 122b)이 소정의 크기의 음의 DC 성분을 가지는 점을 보장한다.

블록 570에서, 상기 근접 신호, 예를 들면 도 4의 근접 신호(124a)의 DC 크기가 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 피크 검출기(304)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 상기 프로세스는 블록 570으로 계속된다.

블록 572에서, 상기 이득 제어된 신호, 예를 들면, 도 4의 이득 제어된 신호(128a)의 DC 크기가 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 AGC 검출기(308)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 572로 계속된다.

블록 574에서, 상기 ADC 신호, 예를 들면, 도 4의 ADC 신호(126b)의 DC 크기가 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 ADC 검출기(306)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 상기 프로세스는 블록 566로 계속된다.

블록 576에서, 상기 임계값 신호, 예를 들면, 도 4의 임계값 신호(130b)의 DC 크기가 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 임계값 검출기(310)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 상기 프로세스는 블록 578로 계속된다.

블록 578에서, 상기 자극은 양의 값 상으로 및 이로 돌아가며, 이는 도 4의 차동 신호들(122a, 122b)이 소정의 크기의 양의 DC 성분을 가지는 점을 보장한다.

블록 580에서, 상기 AGC, 예를 들면, 도 4의 AGC(128)가, 예를 들면, 도 4b의 AGC DAC(460)에 의하여 최대 이득을 가지도록 설정된다.

블록 582에서, 상기 이득 제어된 신호, 예를 들면, 도 4의 이득 제어된 신호(128a)의 DC 크기가 소정의 한계들 내에 있는 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 AGC 검출기(308)에 의해 수행된다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 584로 계속된다.

블록 584에서, 상기 ADC 신호, 예를 들면, 도 4의 ADC 신호(126b)의 DC 크기가 소정의 한계들 이내인 지를 판단한다. 이러한 판단은, 예를 들면, 도 4의 적절한 ADC 검출기(306)에 의해 이루어진다. 상기 DC 크기가 상기 소정의 한계들 이내일 경우, 그러면 상기 프로세스는 블록 586으로 계속된다.

블록 586에서, 상기 AGC의 이득은 하나의 디지털 카운트가 감소될 수 있다.

블록 588에서, 상기 AGC 이득이 최후 단계로부터 마이너스 한 단계에 있을 경우, 상기 프로세스는 블록 590으로 계속되며, 여기서 상기 자극이 오프로 설정되고 상기 프로세스가 종료된다.

블록 588에서, 상기 AGC 이득이 상기 최후 단계로부터 마이너스 한 단계로 설정되지 않을 경우, 상기 프로세스는 블록 582로 돌아간다. 이와 같은 방식으로 상기 프로세스가 순환되며, 상기 AGC 이득 단계들의 모두를 테스트한다.

블록들 554, 556, 560, 562, 564, 566, 570, 572, 574, 576, 582 및 584에서 상기 크기들의 테스트들이 통과되지 않을 경우, 그러면 페일 비트들(fail bits)이 각기 블록들 592, 594, 596, 598, 600, 602, 604, 606, 608, 610, 612, 614에서 설정된다. 상기 페일 비트들은 도 4의 신호들(302a-316a) 내에 있을 수 있다.

도 4, 도 4b 및 도 4c와 함께 전술한 자기장 센서들과 도 4d와 함께 상술한 방법이 각각의 자동 이득 제어 회로들(AGC들) 또는 단계들을 포함하는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에 있어서, 상기 AGC들은 고정 이득 증폭기들 또는 버퍼들로 대체될 수 있다. 고정 이득 증폭기 또는 버퍼만을 가지는 이러한 실시예들에 있어서, 도 4의 적절한 AGC 검출기(308)가 생략될 수 있거나, 상기 고정 이득 증폭기 또는 상기 버퍼를 통해 상기 이득을 테스트하도록 구성되는 적절한 증폭기 검출기로 대체될 수 있다.

상기 통과 및 실패 조건들을 나타내는 다양한 신호 포맷들이 다음에 도시된다. 어떤 신호들은 상기 통과 조건들을 나타내는 것으로 기술되고, 다른 신호들은 상기 실패 조건들을 나타내는 것으로 기재되지만, 다른 실시예들에 있어서, 상기 신호들은 반대로 될 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 그래프(620)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(622)는 도 4의 감지된 자기장 신호(134a), 즉, 전압 신호를 나타낸다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(622)는 여기서 굵은 화살표들로 나타낸 전이들을 가지며, 각 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스(pulse)만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(624)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 표시하는 전류 신호를 나타낸다. 상기 전류 신호(624)는 최대 전류 ICC Hi를 구현한다. 상기 신호(622)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(624) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(626)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건들을 표시하는 상기 전류를 나타낸다. 상기 전류 신호(626)는 최대 전류 ICC Fault에 도달하며, 이는 상기 전류 ICC Hi보다 크다. 상기 신호(622)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(626) 내에서 식별될 수 있는 점도 분명할 것이다.

상기 신호들(624, 626)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호들(624, 626)이 상기 신호(622) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패의 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(624, 626)가 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 두 노드들 또는 핀들만을 가질 수 있다.

이제 도 5a를 참조하면, 그래프(640)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(642)는 도 5의 신호(622)와 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(642)는 여기서는 굵은 화살표들로 도시된 전지들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(644)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(624)는 최대 전류 ICC Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(642)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 제1 및 제2 다른 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 상기 신호(642)의 에지들이 또한 굵은 화살표로 도시된 상기 신호(644) 내에서 확인될 수 있는 점을 알 수 있을 것이다.

상기 신호(646)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(646)는 상기 전류 ICC Hi 보다 높은 최대 전류 ICC Fault에 도달하며, 또한 상기 신호(642)의 상승하거나 하강하는 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 제1 및 제2 다른 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 상기 신호(642)의 에지들이 또한 굵은 화살표로 도시된 상기 신호(646) 내에서 확인될 수 있는 점을 알 수 있을 것이다.

상기 신호들(644, 646)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(644, 646)가 상기 신호(642) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패의 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다. 상기 신호(642)의 상승하고 하강하는 에지들의 위치들은 상기 신호(644, 646) 내에서 보다 쉽게 확인될 수 있으며(상기 다른 펄스 폭들에 의하여), 이후에 이들은 도 5의 신호(624, 626) 내에서 확인될 수 있다. 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(624, 626)가 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 두 노드들 또는 핀들만을 가질 수 있다.

이제 도 5b를 참조하면, 그래프(660)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(662)는 도 5 및 도 5a의 신호들(622, 642)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(662)은 여기서 굵은 화살표들로 나타낸 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(664)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(664)는 최대 전류 ICC Hi를 구현한다. 상기 신호(662)의 에지들의 하나만이 또한 굵은 화살표로 도시되는 상기 신호(664) 내에 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(666)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 잔류 신호이다. 상기 전류 센서(666)는 상기 전류 보다 높은 최대 전류 ICC Fault를 구현한다. 또한 굵은 화살표로 도시되는 상기 신호(662)의 에지들의 하나만이 상기 신호(666) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(664, 666)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(664, 666)가 자기 시험 정보의 통과 또는 실패 조건만을 전달할 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(664, 666)이 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 또한 상기 감지된 자기장 신호(134a)(또는 상기 결합된 신호(140a))을 상기 신호(402a)로서 제공할 수 있다. 상기 신호들(664, 666)이 상기 신호(406)의 일부로서 제공되고, 상기 결합된 신호(140a)가 신호(402a)로서 제공되는 경우, 중복 정보(redundant information)가 상기 감지된 자기장 신호(134a)에 대해 제공되는 점이 인식될 것이다. 중복되지만, 상기 중복(redundancy)은 보다 견실한 자기장 센서(400)를 제공하는 데 유리할 수 있다.

다음에 설명하는 전류 신호들은 언급하지 않은 경우라도 유사한 중복을 제공할 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 그래프(680)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(682)는 도 5, 도 5a 및 도 5b의 신호들(622, 642, 662)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(682)는 굵은 화살표들로 도시된 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(684)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건들을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 센서(624)는 최대 전류 ICC Hi 및 제1 펄스 지속 기간들(pulse durations)을 구현한다. 상기 신호(682)의 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(684) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(686)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건들 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(686)는 최대 전류 ICC Hi 및 다른 제2 펄스 지속 시간들을 구현한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 다른 제1 및 제2 펄스 지속 시간들은 지속 시간 내의 두 요인들과 관련될 수 있다. 상기 신호(682)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(686) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(684, 686)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(684, 686)가 상기 신호(682) 내의 에지들의 양 위치들을 전달 할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(684, 686)이 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 두 노드들 또는 핀들만을 가질 수 있다.

이제 도 6a를 참조하면, 그래프(700)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(702)는 도 5, 도 5a, 도 5b 및 도 6의 신호들(622, 642, 662, 682)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(702) 굵은 화살표들로 도시된 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(704)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(704)는 최대 전류 ICC Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(702)의 상승하기나 하강하는 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 다른 제1 및 제2 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 상기 신호(702)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(702) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(706)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(706)는 최대 전류 ICC Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(702)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 다른 제3 및 다른 제4 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 다른 펄스 폭들은 지속 시간 내의 둘의 각각의 요인들에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(702)의 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(706) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(704, 706)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(704, 706)가 상기 신호(702) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 상기 신호(702)의 상승하고 하강하는 에지들의 위치들이 상기 신호들(704, 706) 내에서 보다 쉽게 확인될 수 있고(상기 다른 펄스 폭들에 의하여), 이후에 이들은 도 6의 신호들(684, 686) 내에 확인될 수 있다. 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(704, 706)이 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 두 노드들 또는 핀들만을 가질 수 있다.

이제 도 6b를 참조하면, 그래프(720)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(722)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6 및 도 6a의 신호들(622, 642, 662, 682, 702)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(722)는 여기서 굵은 화살표들로 나타내는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(724)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(724)는 최대 전류 ICC Hi를 구현하며, 제1 펄스 폭을 가진다. 상기 신호(722)의 에지들의 하나만이 또한 굵은 화살표들로 도시된 상기 신호(724) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(726)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전류 신호이다. 상기 전류 신호(726)는 최대 전류 ICC Hi를 구현하며, 다른 제2 펄스 폭, 예를 들면, 상기 신호(724)의 펄스 폭의 두 배를 가진다. 상기 신호(722)의 에지들의 하나만이 또한 굵은 화살표들로 도시된 상기 신호(726) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(724, 726)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(724, 726)가 자기 시험 정보의 통과 또는 실패를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(724, 726) 상기 신호(406)의 전류 부분을 제공하는 경우, 도 4a의 자기장 센서(400)는 또한 상기 감지된 자기장 신호(134a)(또는 상기 결합된 신호(140a))를 상기 신호(402a)로서 제공할 수 있나.

이제 도 7을 참조하면, 그래프(740)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(742)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a 및 도 6b의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(742)는 여기서 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(744)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(744)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 제1 펄스 지속 시간들을 가진다. 상기 신호(742)의 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(744) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(746)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(746)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 다른 제2 펄스 지속 시간들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 다른 제2 펄스 지속 시간들은 상기 지속 시간 내에 둘의 요인에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(742)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시된 상기 신호(764) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(744, 746)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(744, 746)가 상기 신호(742) 내의 에지들의 양 위치들을 전달 할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(744, 746)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로서 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 7a를 참조하면, 그래프(760)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류의 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(762)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b 및 도 7의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722, 742)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(762)는 여기서 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(764)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(764)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(762)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 제1 및 다른 제2 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 상기 신호(762)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(764) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(766)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(766)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(762)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 다른 제3 및 다른 제4 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 다른 제4 펄스 폭들은 상기 지속 시간 내의 둘의 각각의 요인들에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(762)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(766) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(764, 766)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(764, 766)가 상기 신호(762) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 상기 신호(762)의 상승하고 하강하는 에지들의 위치들은 상기 신호(764, 766) 내에서 보다 쉽게 확인될 수 있고(상기 다른 펄스 폭들에 의하여), 이후에 이들은 도 7의 신호(744, 746) 내에서 확인될 수 있다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(764, 766)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 8을 참조하면, 그래프(780)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(782)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7 및 도 7a의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722, 742, 762)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(782)는 여기서 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(784)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(784)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 제1 펄스 지속 시간들을 가진다. 상기 신호(782)이 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(784) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(786)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(786)는 최대 전압 Vout Mid을 구현하며, 동일한 제1 펄스 지속 시간들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전압들 Vout Hi 및 Vout Mid는 값 내의 둘의 요인에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(782)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(786) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(784, 786)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(784, 786)가 상기 신호(742) 내의 에지들의 양 위치들을 전달 할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달 할 수 있는 점니 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(784, 786)은 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로서 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 8a를 참조하면, 그래프(800)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(802)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 7a 및 도 8의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722, 742, 762, 782)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(802)는 여기서 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(804)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(804)는 최대 전압 Vout Hi를 구현하며, 또한 상기 신호(802)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 제1 및 다른 제2 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 상기 신호(802)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(802) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(806)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(806)는 최대 전압 Vout Mid를 구현하며, 또한 상기 신호(802)의 상승하거나 하강하는 에지들의 위치들을 각기 나타내는 에지들을 갖는 제1 및 다른 제2 시간 주기들로 펄스들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 다른 제2 펄스 폭들은 지속 시간 내의 둘의 요인들에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(802)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(806) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(804, 806)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(804, 806)가 상기 신호(802) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 상기 신호(802)의 상승하고 하강하는 에지들의 위치들이 상기 신호(804, 806) 내에서 보다 쉽게 확인될 수 있고(다른 펄스 폭들에 의하여), 이후에 이들은 도 8의 신호들(784, 786) 내에서 확인될 수 있다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(804, 806)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로서 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 9를 참조하면, 그래프(820)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(822)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 7a, 도 8 및 도 8a의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722, 742, 762, 782, 802)과 동일하거나 유사할 수 있으며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(822)는 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응하는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(824)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(824)는 제1 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 다른 시간 주기 동안에 전압 Vout Mid를 구현한다. 상기 신호(822)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(824) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(826)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(826)는 다른 제2 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 다른 주기 동안에 전압 Vout Mid를 구현한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전압들 Vout Hi 및 Vout Mid는 값 내의 둘의 요인들에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(822)의 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(826) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(824, 826)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(824, 826)가 상기 신호(822) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는(상기 전압 Vout Hi에서 두 다른 지속 시간들에 의해) 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(824, 826)는 상기 전압 출력 신호(402a)로서 상기 결합된 신호(140a)를 제공할 수 있고, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 10을 참조하면, 그래프(840)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류 단위와 임의의 단위들로서 전압의 단위의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(842)는 상기 자기장 센서에 처음에 전원이 인가되는 시간에 시작되는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)에 인가되는 전원 전압을 나타내는 전압 신호이다. 상기 자기장 센서에 인가되는 전압이 시간 T Start에서 전압 Vcc Min을 구현하도록 시한 동안 증가되는 점을 볼 수 있을 것이다. 상기 전압 Vcc Min은 상기 자기장 센서가 동작할 수 있는 동안 상기 자기장 센서의 의해 수신되는 가장 낮은 전압니다. 상기 전압은 대략 1ms의 시간 전에 전압 Vcc를 구현한다.

신호(844)는 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(844)는 여기서 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 상기 감지된 자기장 신호(844)의 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min가 구현된 후에 시간 T Act에서 시작된다. 예를 들면, 상기 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min가 구현된 후 및 자기 시험이 완료된 후에 약 2ms에서 시작된다.

상기 신호(844)는 두 하이 상태 영역들(844a, 844b)을 나타내는 반면, 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 7a, 도 8 및 도 9의 이전의 유사한 신호들(642, 662, 682, 702, 722, 742, 762, 782, 802)은 하나의 하이 상태 영역만을 나타낸다. 상기 감지된 자기장 신호를 나타내는 앞서 도시한 이들 도면들 모두는 c기어 톱니들의 통과하는 에지들을 나타내는 연속되는 하이 및 로우 상태 전이들을 가질 수 있다. 그러나 여기서, 자기 시험 정보가 상기 제1 하이 상태(844a)만에 근접하는 시간들에서 제공되는 점이 명백하게 될 것이다.

신호(846)는 상기 자기장 센서에 의해 사용되는 전기 전류의 양을 나타내는 전류 신호이다. 상기 시간 T Start 및 이후의 시간 사이의 시한의 일부, 예를 들면 1ms의 시간 동안, 상기 자기장 센서는 상대적으로 높은 전류 Icc 테스트를 이용할 수 있다. 상기 상대적으로 높은 전류는 다양한 활동들, 예를 들면, 전원인가에서 일어나는 자기 시험 동안에 도 4의 코일들(346, 348)을 구동하는 데 이용되는 전류로부터 야기될 수 있다. 자기 시험이 완료된 후, 상기 자기장 센서는 보다 낮은 전류 Icc Norm을 구현한다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 여분의 전류는 상기 자기 시험을 수행하는 데 사용되지 않는다.

신호(848)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(848)의 제1 펄스(848a)는 제1 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 다른 시간의 주기 동안에 전압 Vout Mid를 구현한다. 상기 제1 펄스(848a)만이 자기 시험 결과들을 전달하는 것으로 도시되지만, 제2 펄스(848b)는, 다른 실시예들에서, 도시된 임의의 숫자의 펄스들이 아니며, 다른 펄스들이 유사하게 상기 자기 시험 결과들을 전달할 수 있다. 상기 신호(844)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(848) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(850)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(850)의 제1 펄스(850a)는 다른 제2 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 다른 시간의 주기 동안에 전압 Vout Mid를 구현한다. 상기 제1 펄스(850a)만이 자기 시험 결과들을 전달하는 것으로 도시되지만, 제2 펄스(850b)는, 다른 실시예들에서, 도시된 임의의 숫자의 펄스들이 아니며, 다른 펄스들이 유사하게 상기 자기 시험 결과들을 전달할 수 있다. 상기 신호(844)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(850) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(848, 850)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호들(848, 852)이 상기 신호(844) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는(상기 전압 Vout Hi에서 상기 두 다른 지속 시간들에 의하여) 점이 인지되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(848, 852)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)를 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 11을 참조하면, 그래프(860)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류와 임의의 단위들로서 전압의 단위들의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(862)는 도 10의 신호(842)와 동일하거나 유사하며, 상기 자기장 센서에 처음 전원이 인가될 때에 시작되는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)에 인가되는 전원 전압을 나타낸다.

신호(864)는 도 10의 신호(844)와 동일하거나 유사하며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 상기 감지된 자기장 신호(864)의 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후에 시간 T Act에서 시작된다. 예를 들면, 상기 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후 및 자기 시험이 완료된 후에 약 2ms에서 시작된다.

신호(866)는 도 10의 신호(846)와 동일하거나 유사하며, 상기 자기장 센서에 의해 사용되는 전기 전류의 양을 나타내는 전류 신호이다.

신호(870)는 상기 신호(864)와 유사한 전압 신호이며, 특정 시간 후의 상기 하이 상태들(864b, 864c)과 동일하거나 유사할 수 있고, 보다 이른 시간 주기 동안에 다른 펄스들, 예를 들면, 870a를 포함하는 하이 상태들(870b, 870c)을 가진다. 다른 펄스들, 예를 들면, 870a은 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 자기 시험 조건을 나타내는 듀티 사이클(duty cycle)을 가진다(즉, 이들은 펄스 폭 변조(PWM) 신호이다).

또한 신호들(872, 874, 876)을 참조하면, 펄스들(872a, 874a, 876a)의 다른 듀티 사이클들은 상기 자기장 센서(300)의 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 수 있다. 상기 신호들(870, 872, 874, 876)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 듀티 사이클들의 하나는 기어 톱니들에 대한 상기 자기장 센서의 통과 조건을 나타내고, 다른 듀티 사이클은 상기 기어 톱니들에 대한 실패 조건을 나타내며, 또 다른 듀티 사이클은 상기 기어 내의 밸리들에 대한 통과 조건을 나타내고, 또 다른 듀티 사이클은 상기 기어의 밸리들에 대한 실패 조건을 나타낸다. 이러한 배치로, 다양한 듀티 사이클들이 양 자기 시험 결과들을 전달할 수 있고, 또한 상기 자기장 센서가 상기 자기장 센서의 전원 인가에 따라 기어 톱니에 근접하거나, 밸리에 근접하는 지를 전달할 수 있는 점이 인지되어야 할 것이다.

다른 실시예들에 있어서, 네 듀티 사이클들이 다른 자기 시험 조건들, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 임의의 두 특성들의 통과 및 실패 측면들을 나타내는 데 사용될 수 있다.

또 다른 실시예들에 있어서, 네 듀티 사이클들이 상기 자기장 센서의 네 조건들, 예를 들면, 통과 조건, 실패 조건 및 두 중간 조건들을 나타내도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 특정한 일 실시예에서, 도 4의 적절한 피크 검출기(304)에 의하여, 약 이십 퍼센트의 듀티 사이클이 통과 치수를 갖는 에어 갭을 나타내는 데 사용될 수 있고, 약 팔십 퍼센트의 듀티 사이클이 실패 치수를 갖는 에어 갭을 나타내는 데 사용될 수 있으며, 약 사십 퍼센트 및 약 육십 퍼센트의 퍼센티지들이 두 중간 치수들을 갖는 에어 갭들을 나타네는 데 사용될 수 있다.

네 듀티 사이클들이 도시되었지만, 다른 실시예들에서, 네 듀티 사이클들보다 적거나 많은 듀티 사이클들이 존재할 수 있다.

상기 신호들(870, 872, 874, 876)이 상기 신호(864) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는(상기 네 개의 다른 듀티 사이클들에 의하여) 점이 인지되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(870, 872, 874, 876)은 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 12를 참조하면, 그래프(880)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전류와 임의의 단위들로서 전압의 단위들의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(882)는 도 10 및 도 11의 신호들(842, 862)과 동일하거나 유사하며, 상기 자기장 센서에 처음 전원이 인가될 때에 시작되는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)에 인가되는 전원 전압을 나타낸다.

신호(884)는 상기 자기장 센서에 의해 이용되는 전류를 나타내는 전류 신호이지만, 상기 신호(884)는 반복적인 높은 전류 시간 주기들(884a, 884b, 884c)을 나타내며, 이들 각각은 전류 Icc 테스트를 구현할 수 있고, 이들 사이의 상기 자기장 센서는 보다 낮은 전류 Icc Norm을 구현한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 높은 전류 시간 주기(884a)는 상기 자기장 센서가 자기 시험을 수행하는 동안의 시간이며, 이 경우에 상기 전류는 자기 시험 기능들, 예를 들면, 도 4의 코일들(346, 348)의 구동으로 인해 높을 수 있다. 대조적으로, 상기 높은 전류 시간 주기들(884b, 884c)은 다음에 보다 상세하게 설명하는 방식들로 통과 자기 시험 조건을 전달하도록 이용될 수 있다.

신호(886)는 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(886)는 굵은 화살표로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 상기 감지된 자기장 신호(886)의 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후에 시간 T Act에서 시작된다. 예를 들면, 상기 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후 및 자기 시험이 완료된 후에 약 2ms에서 시작된다.

상기 신호(886)는 두 하이 상태 영역들(886a, 886b)을 나타내는 반면, 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 7a, 도 8 및 도 9의 이전의 유사한 신호들(642, 662, 682, 702, 722, 742, 762, 782, 802)은 하나의 하이 상태 영역만을 나타낸다. 상기 감지된 자기장 신호를 나타내는 앞서 도시한 도면들 모두는 기어 톱니들의 통과 에지들을 나타내는 연속하는 하이 및 로우 전이들을 가질 수 있다.

신호(888)는 상기 자기장 센서에 의해 이용되는 전류의 양을 나타내는 전류 신호이다. 일부 실시예들에 있어서, 높은 전류 시간 주기(888a)는 상기 자기장 센서가 자기 시험을 수행하는 동안의 시간이며, 이 경우에 상기 전류는 자기 시험 기능들, 예를 들면, 도 4의 코일들(346, 348)의 구동으로 인해 높을 수 있다. 대조적으로, 상기 높은 전류 시간 주기들(888b, 888c)은 실패 자기 시험 조건을 전달하는 데 사용될 수 있다. 상기 높은 시간 주기들(884b, 884c)과 상기 높은 시간 주기들(888b, 888c)의 비교할 경우, 위상 차이가 상기 신호(886)의 높은 주기들(886a, 886b)에 대하여 분명하다. 따라서, 상기 신호들(884, 888)의 위상 조정이 상기 통과 자기 시험 및 상기 실패 통과 자기 시험 조건들을 각기 전달하도록 이용될 수 있다.

상기 신호들(884, 888)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호들(884, 888)이 상기 신호(886) 내의 에지들의 위치들을 쉽게 전달할 수 없지만, 상기 신호들(884, 886)이 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달 할 수 있는(전술한 상대적인 위상들에 의하여) 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(884, 886)는 상기 신호(406)의 전류 부분을 상기 자기 시험 신호(142a, 140a)로서 제공할 수 있고, 상기 감지된 자기장을 나타내는 신호(886)가 상기 출력 신호(402a)로서 제공될 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 13을 참조하면, 그래프(900)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위들의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(902)는 도 5, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 7a, 도 8 및 도 8a의 신호들(622, 642, 662, 682, 702, 722, 742, 762, 782, 802)과 동일하거나 유사하며, 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(902)는 굵은 화살표들로 도시되는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 하나의 펄스만이 도시되지만, 복수의 통과하는 기어 톱니들에 대응되는 복수의 펄스들이 존재할 수 있다.

신호(904)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(904)는 제1 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 제2 시간 주기 동안에 전압 Vout Lo를 구현하며, 다른 시간의 주기 동안에 전압 Vout Hi를 구현한다. 상기 신호(902)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(904) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(906)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건들을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(906)는 제1 시간 주기 동안에 최대 전압 Vout Hi를 구현하고, 다른 제3 시간 주기 동안에 전압 Vout Lo를 구현하며, 다른 시간 동안에 전압 Vout Hi를 구현한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 다른 제1 및 제3 시간 주기들은 값 내의 둘의 요인들에 의해 관련될 수 있다. 상기 신호(822)의 에지들이 또한 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(906) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(904, 906)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호들(904, 906)이 상기 신호(902)의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는(상기 전압 Vout Lo에서 상기 다른 두 지속 시간들에 의하여) 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(904, 906)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

이제 도 14를 참조하면, 그래프(920)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위들의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(922)는 도 10, 도 11 및 도 12의 신호들(842, 862, 882)과 동일하거나 유사하고, 상기 자기장 센서에 처음 전원이 인가되는 시간에서 시작되는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)에 인가되는 전력 공급 전압을 나타낸다.

그림(924)은 신호가 아니며, 대신에 기어 톱니들, 예를 들면 924a 및 밸리들, 예를 들면 924b를 나타낸다.

다음에 기술되는 신호들의 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후에 시간 T Act에서 시작된다. 예를 들면, 상기 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후 및 자기 시험이 완료된 후에 약 2ms에서 시작된다.

신호(926)는 상기 기어 톱니(924)에 근접할 때에 상기 자기장 센서에 전원이 인가되는 경우에 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(926)는, 상기 기어 톱니(924a)에 근접할 때, 상기 시간 T Act에서 또는 부근에서 상기 하이 상태 펄스(926c)의 일 측면 상에서 제1 지속 시간들로 두 로우 상태 시간 주기들(926b, 926d)을 갖는 하이 상태 펄스(926c) 및 하이 상태가 상기 기어 톱니(924)의 근접을 나타내는 상기 제2 로우 상태 시간 주기(926d) 후의 다른 주기 동안에 하이 상태(926e)를 구현한다. 상기 통과하는 기어 톱니(924a)의 에지들이 굵은 화살표들로 도시되는 상기 신호(926) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(928)는 상기 기어 톱니(924)에 근접할 때에 상기 자기장 센서에 전원이 인가될 경우에 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(928)는, 상기 기어 톱니(924a)에 근접할 때와 시간 T Act에서 또는 부근에서, 하이 상태 펄스(928c)의 일측 상에서 다른 제2 지속 시간들 동안 두 로우 상태 시간 주기들(928b, 928d)을 갖는 하이 상태 펄스(928c) 및 상기 기어 톱니(924)의 근접을 나타내는 상태인 제2 로우 시간 주기(928d) 후의 하이 상태(928e)를 구현한다. 상기 통과하는 기어 톱니(924a)의 에지들이 굵은 화살표로 도시되는 상기 신호(928) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

도면(930)은 신호가 아니며, 대신에 기어 톱니들, 예를 들면 930b 및 밸리들, 예를 들면 930a를 나타낸다.

신호(932)는, 상기 기어 밸리(930a)에 근접할 때에 자기장 센서에 전원이 인가되는 경우에 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과하는 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(932)는, 상기 기어 밸리(930a)에 근접할 때와 시간 T Act에서 또는 부근에서, 두 하이 상태 펄스들(928c, 928d)을 구현하며, 제1 하이 상태 펄스(932c)는 제1 지속 시간들로 두 로우 상태 시간 주기들에 의해 둘러싸이고, 상기 기어 밸리(930a)의 근접을 나타내는 로우 상태인 상기 제2 로우 상태 시간 주기(932d) 후의 다른 시간의 주기 동안에 로우 상태(932e)를 구현한다. 상기 통과하는 기어 밸리(930a)의 에지들이 굵은 화살표로 도시되는 상기 신호(932) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

신호(934)는 상기 기어 밸리(930a)에 근접할 때에 자기장 센서에 전원이 인가되는 경우에 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 상기 전압 신호(934)는 상기 기어 밸리(930a)에 근접하는 때와 시간 T Act에서 또는 부근에서, 두 하이 상태 펄스들(934c, 934d)을 구현하며, 제1 하이 상태 펄스(934c)는 다른 제2 지속 시간들로 두 로우 상태 시간 주기들에 의해 둘러싸이고, 상기 기어 밸리(930a)의 근접을 나타내는 상태인 제2 로우 상태 시간 주기(934d) 후의 로우 상태(934e)를 구현한다. 상기 통과하는 기어 밸리(930a)의 에지들이 굵은 화살표로 도시되는 상기 신호(934) 내에서 확인될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

상기 신호들(926, 928, 932, 934)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호들(926, 928, 932, 934)이 상기 기어의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 자기 시험 정보를 전달할 수 있는(신호 특성들의 네 가지 다른 세트들에 의하여) 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호들(926, 928, 932, 934)은 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로서 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

또한, 상기 신호들(926, 928, 932, 934)이 상기 자기장 센서가 상기 자기장 센서의 전원 인가에 따라 기어 톱니에 근접하거나, 밸리에 근접하는 지를 전달할 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다.

상기 신호들(926, 928)에 대한 관점의 다른 방식은 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 톱니에 근접할 때, 상기 통과 조건이 제1 듀티 사이클을 갖는 제1 전압 펄스에 의해 나타나고, 상기 실패 조건이 제2 듀티 사이클을 갖는 제2 전압 펄스에 의해 나타나는 점이다. 그러나, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때, 상기 통과 조건은 상기 제1 듀티 사이클을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들에 의해 나타나고, 상기 실패 조건은 상기 제2 듀티 사이클을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들에 의해 나타난다.

이제 도 15를 참조하면, 그래프(940)는 임의의 단위들로서 시간의 단위들의 크기로 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로서 전압의 단위들의 크기들로 나타낸 수직 축들을 가진다. 신호(942)는 도 10, 도 11 및 도 12의 신호들(842, 862, 882)과 동일하거나 유사하며, 자기장 센서에 처음 전원이 인가되는 시간에서 시작되는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)에 인가되는 전원 전압을 나타낸다.

도면(944)은 신호가 아니며, 대신에 기어 톱니들, 예를 들면 924a 및 밸리들, 예를 들면 924b을 나타낸다.

신호(946)는 도 4의 감지된 자기장 신호(134a)를 나타내는 전압 신호이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 감지된 자기장 신호(946)는 굵은 화살표들로 나타내는 전이들을 가지며, 각각의 전이는 통과하는 기어 톱니, 예를 들면, 도 3의 기어(112)의 통과하는 기어 톱니의 에지를 나타낸다. 상기 감지된 자기장 신호(844)의 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현된 후에 시간 T Act에서 시작된다. 예를 들면, 상기 활동은 상기 최소 전원 전압 Vcc Min이 구현되고, 자기 시험이 완료된 후에 약 2ms에서 시작된다.

신호(948)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 통과 조건들을 나타내는 전압 신호이다. 상기 신호(948)의 특성들은 도 13과 함께 앞서의 논의로부터 이해될 것이다. 신호들(948)은 상기 기어 톱니들(944a, 944b, 944c, 944d)의 하나 이상과 관련된 통과 조건의 표시들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 표시는 각각의 기어 톱니의 통과에 따라 일어난다.

신호(950)는 상기 자기장 센서, 예를 들면, 도 4의 자기장 센서(300)의 실패 조건을 나타내는 전압 신호이다. 신호(948)의 특성들은 도 13과 함께 앞서의 논의로부터 이해될 것이다. 상기 신호(950)는 상기 기어 톱니들(944a, 944b, 944c, 944d)의 하나 이상과 관련된 실패 조건의 표시들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 표시는 각 기어 톱니의 통과에 따라 발생된다.

상기 신호들(948, 950)이 다른 자기 시험 조건들을 나타낼 때이지만 동일한 신호들인 점이 이해되어야 할 것이다.

상기 신호(948, 950)가 상기 신호(946) 내의 에지들의 양 위치들을 전달할 수 있고, 또한 통과 또는 실패 정보를 나타낼 수 있는(상기 전압 Vout Lo에서 상기 두 다른 지속 시간들에 의하여) 점이 인식되어야 할 것이다. 따라서, 도 4a를 간략히 참조하면, 상기 신호(948, 950)는 상기 전압 출력 신호(402a)를 상기 결합된 신호(140a)로서 제공할 수 있으며, 이 경우에, 적어도 세 노드들 또는 핀들이 상기 자기장 센서(400) 내에 요구된다.

여기서 언급되는 모든 참고 문헌들은 그 개시 사항들이 참조로 여기에 포함된다.

상술한 바에서는 본 발명의 주제인 다양한 개념들, 구조들 및 기술들을 예시하는 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이들 개념들, 구조들 및 기술들을 포괄하는 다른 실시예들도 이용할 수 있는 점이 명백할 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범주가 설시된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허 청구 범위의 사상과 범주에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (58)

1. 기판을 포함하고;
   상기 기판 상에 배치되고, 강자성 물체의 근접에 반응하여 근접 신호(proximity signal)를 발생시키도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들(magnetic field sensing elements)을 포함하며;
   상기 기판 상에 배치되고, 상기 근접 신호를 수신하도록 연결되며, 상기 근접 신호를 상기 강자성 물체의 근접을 나타내는 두 상태(two-state)의 감지된 근접 신호로 변환하도록 구성되는 처리 모듈(processing module)을 포함하고;
   상기 기판 상에 배치되고, 상기 처리 모듈 또는 상기 자기장 센싱 요소의 적어도 하나에 연결되는 자기 시험 모듈(self-test module)을 포함하며, 상기 자기 시험 모듈은 상기 자기장 센서의 통과 조건(passing condition) 또는 실패 조건(failing condition)을 판단하도록 구성되고, 상기 자기 시험 모듈은 상기 자기장 센서 외부로부터의 외부 명령 없이 자동으로 판단하도록 구성되며, 상기 자기 시험 모듈은 상기 통과 조건 및 상기 실패 조건을 나타내는 자기 시험 결과 신호(self-test result signal)를 발생시키도록 구성되고;
   상기 기판 상에 배치되고, 상기 자기 시험 결과 신호에 반응하여 포맷된 신호(formatted signal)를 발생시키도록 구성되는 포맷 모듈(format module)을 포함하며, 상기 포맷된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 다른 각각의 지속 시간들, 다른 각각의 전류 값들, 또는 다른 각각의 전압 값들의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 센서는 엔진 캠샤프트(camshaft) 센서이며, 상기 강자성 물체는 상기 엔진 캠샤프트에 연결되는 기어 상에 배치되는 복수의 기어 톱니(gear tooth)들의 하나 또는 그 이상을 포함하며, 상기 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들은 상기 기어 내의 밸리(valley)들과 다르게 기어 톱니들에 반응하여 상기 근접 신호를 제공하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기어는 불규칙하게 이격된 기어 톱니들을 갖는 트루 파워 온 스테이트(true power on state: TPOS) 캠인 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타내는 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타내는 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타내는 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타내는 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건들 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 자기장 센서의 파워-온에 수반하는 소정의 시간 주기를 나타내는 파워-온 신호(power-on signal)를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 모듈(power-on sensing module)을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 동안에만 발생되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 자기장 센서의 파워-온에 수반하는 소정의 시간 주기를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 파워-온 센싱 모듈을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 후에 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이(transition)에 근접하는 시간에서만 발생되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태(high-state) 전류 값을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
17. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
18. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
21. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들 및 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전압 값들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들 및 상기 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전압 값들 및 상기 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
22. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상(three-state) 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
23. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
24. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 톱니를 나타내는 제1 듀티 사이클(duty cycle)을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건들을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 톱니를 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 밸리를 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건들을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
25. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하도록 구성되는 자기 시험 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 자기 시험 신호는 복수의 전류 펄스들을 가지고, 상기 두 상태의 감지된 근접 신호는 복수의 전압 펄스들을 가지며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 양의 상태들을 포함하고, 상기 제2 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 상기 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 음의 상태들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 시간의 제1 주기 동안에 제1 상태, 시간의 제2 주기 동안에 제2 상태 및 시간의 제3 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제1 이상(two-state) 전압 신호를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 시간의 제1 주기 동안에 상기 제1 상태, 상기 시간의 제2 주기와 다른 시간의 제4 주기 동안에 제2 상태 및 시간의 제5 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제2 이상 전압 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
27. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 톱니에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 제1 듀티 사이클을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하고 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 듀티 사이클을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하며, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제1 듀티 사이클을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하고 상기 제2 신호 특성들은 상기 제2 듀티 사이클을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
28. 제 1 항에 있어서, 상기 강자성 물체는 연질의 자성 물질로 구성되며, 상기 자기장 센서는 상기 기판에 근접하여 배치되는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
29. 제 1 항에 있어서, 상기 강자성 물질은 영구 자기를 갖는 경질의 자성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
30. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 모듈은 결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키기 위해 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하도록 구성되는 결합된 포맷 모듈을 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 제1 중간 조건을 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 다른 제2 중간 조건을 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가지는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
31. 자기장 센서 내의 결함을 확인하는 방법에 있어서,
    자기장 센싱 요소로 강자성 물체의 근접에 반응하여 근접 신호를 발생시키는 단계;
    상기 근접 신호를 상기 자기장을 나타내는 두 상태의 감지된 근접 신호로 변환하는 단계;
    상기 자기장 센서의 외부로부터 외부 명령 없이 상기 자기장 센서의 통과 조건 또는 실패 조건을 자동으로 판단하는 단계;
    상기 통과 조건 및 상기 실패 조건을 나타내는 자기 시험 결과 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 자기 시험 결과 신호에 반응하여 포맷된 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 포맷된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 다른 제2 신호 특성들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 자기장 센서는 엔진 캠샤프트 센서이며, 상기 강자성 물체는 상기 엔진 캠샤프트에 연결되는 기어 상에 배치되는 복수의 기어 톱니들의 하나 또는 그 이상을 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들은 상기 기어 내의 밸리들과 다르게 기어 톱니들에 반응하는 상기 근접 신호를 제공하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 기어는 불규칙하게 이격된 기어 톱니들을 갖는 트루 파워 온 스테이트(TPOS) 캠인 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제 32 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제 32 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리된 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지며, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
38. 제 31 항에 있어서,
    상기 자기장 센서의 전원 인가에 수반되는 소정의 시간 주기를 나타내는 파워-온 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 동안에만 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
39. 제 31 항에 있어서,
    상기 자기장 센서의 전원 인가에 수반되는 소정의 시간 주기를 나타내는 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 소정의 시간 주기 후의 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이에 근접하는 시간에서만 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
40. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
41. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
42. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 다른 제3 전류 펄스 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 다른 제4 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
43. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전류 값을 갖고 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전류 값을 갖고 상기 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
44. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
45. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
46. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 제1 전류 펄스 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 제2 전류 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 제3 전류 펄스 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 제4 전류 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
47. 제 31 항에 있어서, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간을 갖는 복수의 제1 전류 펄스들 및 다른 제2 지속 시간을 갖는 복수의 제2 전류 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간을 갖는 복수의 제3 전류 펄스들 및 다른 제4 지속 시간을 갖는 복수의 제4 전류 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
48. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
49. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제3 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
50. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 하이 상태 전압 값들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
51. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 제1 하이 상태 전압 값들과 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들 및 상기 제1 하이 상태 전압 값들과 다른 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제2 하이 상태 전압 값들을 갖고 상기 제1 지속 시간들을 갖는 복수의 제3 전압 펄스들 및 상기 제2 하이 상태 전압 값들을 갖고 상기 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제4 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
52. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
53. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 각기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 제1 및 제2 지속 시간들을 갖는 복수의 제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 각기 상기 제1 및 제2 삼상 전압 값들을 갖고 다른 제3 및 다른 제4 지속 시간들을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
54. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가 및 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 기어 톱니를 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 톱니를 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내고 상기 자기장 센서에 근접하는 상기 기어 밸리를 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
55. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 자기 시험 결과 신호를 상기 두 상태의 감지된 근접 신호로부터 분리되는 자기 시험 신호로 포맷하는 단계를 포함하며, 상기 자기 시험 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 자기 시험 신호는 복수의 전류 펄스들을 가지고 상기 두 상태의 감지된 신호는 복수의 전압 펄스들을 가지며, 상기 제1 신호 특성들은 상기 전압 펄스들의 양의 상태들과 일치하는 상기 전류 펄스들의 음의 상태들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
56. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 제1 신호 특성들은 시간의 제1 주기 동안에 제1 상태, 시간의 제2 주기 동안에 제2 상태, 그리고 시간의 제3 주기 동안에 제3 상태를 갖는 제1 이상 전압 신호를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 시간의 제1 주기 동안에 상기 제1 상태, 상기 시간의 제2 주기와 다른 시간의 제4 주기 동안에 상기 제2 상태, 그리고 시간의 제5 주기 동안에 상기 제1 상태를 갖는 제2 이상 전압 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
57. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 결합된 신호는 상기 강자성 물체의 근접도 나타내고, 상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 톱니에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 제1 듀티 사이클을 갖는 제1 전압 펄스를 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 다른 제2 듀티 사이클을 갖는 제2 전압 펄스를 포함하고,
    상기 자기장 센서의 전원 인가 시에 상기 자기장 센서가 기어 밸리에 근접할 때, 상기 제1 신호 특성들은 상기 제1 듀티 사이클을 갖는 복수의제1 전압 펄스들을 포함하며, 상기 제2 신호 특성들은 상기 제2 듀티 사이클을 갖는 복수의 제2 전압 펄스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
58. 제 31 항에 있어서, 상기 포맷된 신호를 발생시키는 단계는,
    결합된 신호로서 상기 포맷된 신호를 발생시키도록 상기 자기 시험 결과 신호와 상기 두 상태의 감지된 근접 신호를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 결합된 신호는 상기 통과 조건을 나타낼 때에 상기 제1 신호 특성들을 가지고, 상기 실패 조건을 나타낼 때에 상기 다른 제2 신호 특성들을 가지며, 상기 제1 및 제2 신호 특성들은 상기 자기장 센서의 전원 인가 및 상기 두 상태의 감지된 근접 신호의 첫 번째 전이 사이의 시간 주기 동안에 일어나는 복수의 전압 펄스들을 포함하며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 조건을 나타내는 제1 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 실패 조건을 나타내는 다른 제2 듀티 사이클을 가지며, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 제1 중간 조건을 나타내는 다른 제3 듀티 사이클을 가지고, 상기 복수의 전압 펄스들은 상기 통과 및 실패 조건들 사이의 다른 제2 중간 조건을 나타내는 다른 제4 듀티 사이클을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.

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