KR20150121054A

KR20150121054A - 각도 보정 모듈을 포함하는 자기장 센서

Info

Publication number: KR20150121054A
Application number: KR1020157024923A
Authority: KR
Inventors: 헤르난 디. 로메로; 리카르도 쉐인케르만; 제라르도 에이. 몬레알
Original assignee: 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: JP2016507071A; EP3828572A1; EP3828572B1; EP2954341B1; KR102057891B1; EP2954341A1; US20140225597A1; JP6271593B2; WO2014126670A1; US9389060B2; EP3828572C0

Abstract

자기장 센서(100)는 측정된 자기장 각도값의 오차 성분을 감소시키도록 복수의 자기장 센싱 요소들(102), 각도 오차 보정 모듈(138) 및 결합 모듈(126)을 포함한다. 관련 방법이 기재된다.

Description

각도 보정 모듈을 포함하는 자기장 센서{MAGNETIC FIELD SENSOR COMPRISING ANGLE CORRECTION MODULE}

본 발명은 대체로 자기장 센서들에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 각도 오차들을 감소시키기 위하여 타겟 물체의 회전의 각도를 나타내는 출력 신호를 제공할 수 있는 자기장 센서에 관한 것이다.

자기장 센싱 요소들은 다양한 응용들에 사용될 수 있다. 하나의 응용에 있어서, 자기장 센싱 요소는 자기장의 방향, 즉 상기 자기장의 방향의 각도를 검출하는 데 이용될 수 있다.

평면형 홀 요소들 및 수직형 홀 요소들 알려진 형태들의 자기장 센싱 요소들이다. 평면형 홀 요소는 상부에 상기 평면형 홀 요소가 형성되는 기판의 표면에 직교하는 자기장에 반응하는 경향이 있다. 수직형 홀 요소 상기 수직형 홀 요소가 상부에 형성되는 기판의 표면에 평행한 자기장에 반응하는 경향이 있다.

다른 유형들의 자기장 센싱 요소들도 알려져 있다. 예를 들면, 복수의 수직형 자기장 센싱 요소들을 포함하는 이른바 "원형 수직 홀(circular vertical Hall: CVH)" 센싱 요소가 알려져 있으며, 2008년 5월 28일에 출원되었고 PCT 국제 특허 공개 제WO2008/145662호로 영어로 공개된 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 있으며, 상기 특허 출원 및 특허 공개는 그 개시 사항들이 여기에 참조로 포함된다. 상기 CVH 센싱 요소는 기판의 공통 원형 주입 및 확산 영역 상부에 배열되는 수직형 홀 요소들의 원형의 배치이다. 상기 공통 주입 및 확산 영역은 반도체 소자 분리 구조들에 의해 한정되는 기판 상의 공통 에피(epi)(에피택셜(epitaxial)) 영역(예를 들면, 층)이 될 수 있다. 상기 CVH 센싱 요소는 상기 기판의 평면 내의 자기장의 방향(및 선택적으로는 강도)을 감지하는 데 이용될 수 있다.

다양한 변수들이 자기장 센싱 요소들 및 자기장 센싱 요소들을 이용하는 자기장 센서들의 성능들 특징짓는다. 이들 변수들은 상기 자기장 센싱 요소에 의해 감지되는 자기장의 변화에 반응하는 자기장 센싱 요소의 출력 신호의 변화인 감도 및 상기 자기장 센싱 요소의 출력 신호가 상기 자기장에 비례하는 방향으로 변화하는 정도인 선형성을 포함한다. 이들 변수들은 또한 상기 자기장 센싱 요소가 영(zero)의 자기장을 겪을 때에 영의 자기장을 나타내지 않는 상기 자기장 센싱 요소로부터의 출력 신호에 의해 특징지어지는 오프셋(offset)을 포함한다.

전술한 CVH 센싱 요소는 관련 회로들과 함께 자기장의 방향의 각도를 나타내는 출력 신호를 제공하도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 자석이 이른바 "타겟 물체(target object)", 예를 들면, 엔진 내의 캠샤프트 상부에 배치되거나 그렇지 않으면 연결되는 경우, 상기 CVH 센싱 요소가 상기 타겟 물체의 회전의 각도를 나타내는 출력 신호를 제공하는 데 사용될 수 있다.

상기 CVH 센싱 요소는 단지 자기장의 각도를 나타내는 출력 신호를 제공할 수 있는 하나의 요소, 즉 각도 센서이다. 예를 들면, 각도 센서는 복수의 별도의 수직형 홀 요소들 또는 복수의 자기저항 요소들로부터 제공될 수 있다. 총괄적으로, 자기장의 각도에 관련된 출력 신호를 발생시키는 자기장 센싱 요소(들)는 여기서는 "각도 센싱 요소들(angle sensing elements)"로 언급된다.

보다 많은 변수들이 각도 센싱 요소(들), 예를 들면, CVH 센싱 요소의 성능을 특징지을 수 있다. 이러한 하나의 변수는 상기 각도 센싱 요소(들)에 의해 발생되는 상기 출력 신호의 각도 정확도이다. 각도 정확도는 모든 자기장이 향하는 각도들에서 동일한 평균 각도 오차와 또한 다른 자기장 각도들에서 다른 각도 오차(즉, 비선형성 오차) 모두를 가질 수 있다. 다른 변수는 상기 각도 센싱 요소(들)가 상기 자기장의 각도를 전달할 수 있는 속도이다. 상기 속도가 특히 상기 자기장의 각도가 빠르게 변화될 수 있는 응용들에 대해 중요한 점이 이해될 것이다.

각도 센싱 요소를 특징지을 수 있는 일부 변수들이 온도에 따라 변화되는 점이 일려져 있다.

고도의 각도 정확성 및 상대적으로 높은 속도를 갖는 출력 신호를 제공하기 위해 각도 센싱 요소로부터 출력 신호들을 처리할 수 있는 회로들 및 기술들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 높은 정도의 각도 정확도 및 상대적으로 높은 속도를 갖는 출력 신호를 제공하기 위해 각도 센싱 요소로부터 출력 신호들을 처리할 수 있는 회로들 및 기술들을 제공한다.

일 측면에 따르면, 자기장 센서는 복수의 자기장 센싱 요소(magnetic field sensing element)들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 x-y 평면 내의 자기장에 반응하여 각각의 x-y 출력 신호를 발생시키도록 구성된다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 x-y 출력 신호들을 수신하도록 연결되고, x-y 평면 내의 상기 자기장의 각도를 나타내는 보정되지 않은 x-y 각도값을 발생시키도록 구성되는 각도 처리 회로(angle processing circuit)를 포함한다. 상기 보정되지 않은 x-y 각도값은 제1 각도 오차 성분을 포함한다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 각도 처리 회로에 연결되고, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값 내의 오차를 나타내는 x-y 각도값을 발생시키도록 구성되는 각도 오차 보정 모듈(angle error correction module)을 포함한다. 상기 자기장 센서는 또한 상기 제1 각도 오차 성분보다 작은 제2 각도 오차 성분을 갖는 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값과 상기 x-y 각도 오차값을 결합하는 결합 모듈(combining module)을 포함한다.

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

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

복수의 온도 세그먼트(temperature segment)들의 각각의 경계들과 관련되고 복수의 보정 계수들을 저장하도록 구성되는 계수 테이블 메모리(coefficient table memory)를 더 포함하고, 각 온도 세그먼트는 온도들의 쌍에 의해 한정되며;

온도를 나타내는 온도 신호를 발생시키도록 구성되는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 각도 오차 보정 모듈은,

상기 온도 신호를 나타내는 온도값을 수신하도록 연결되고, 상기 온도값이 해당되는 온도 세그먼트를 식별하도록 구성되는 세그먼트 식별 모듈(segment identification module);

상기 식별된 온도 세그먼트에 관련된 복수의 상기 보정 계수들을 수신하도록 연결되고, 복수의 보간된 보정 계수들을 발생시키도록 상기 온도값에 따라 상기 보정 계수들의 쌍들 사이를 보간하도록 구성되는 보간 모듈(interpolation module); 및

상기 복수의 보간된 보정 계수들을 수신하도록 연결되고, x-y 각도 오차값을 발생시키도록 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 이용하는 알고리즘을 적용하도록 구성되는 알고리즘 모듈(algorithm module)을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 원형 수직 홀(CVH) 요소로 배열되는 복수의 수직형 홀 효과 요소들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 반도체 기판의 제1 주표면(major surface) 내의 공통의 원형 주입 및 확산 영역 상에 배열되며, 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 상기 반도체 기판의 제1 주표면에 평형한 x-y 평면 내에 방향 성분을 갖는 자기장에 반응하여 각각의 복수의 x-y 출력 신호들을 발생시키도록 구성되고, 상기 x-y 평면은 x-방향 및 상기 x-방향에 직교하는 y-방향을 가지며, 상기 복수의 x-y 출력 신호들은 복수의 사이클 주기들 내에 발생되고, 각 사이클 주기는 CVH 센싱 요소 주위의 하나의 사이클에 대응되며, 상기 사이클 주기들은 사이클 속도로 발생된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 복수의 사인값들을 저장하기 위한 사인 룩업 테이블(sine lookup table)을 더 포함하며, 상기 알고리즘 모듈은 상기 복수의 사인값들 중으로부터 선택되는 사인값을 수신하고, 상기 선택된 사인값을 이용하여 상기 알고리즘도 적용하도록 구성된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 선택된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 x-y 각도값에 따라 및 보간된 위상 계수에 따라 선택된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈은 상기 자기장의 각도에 대한 정현파인 상기 제1 각도 오차 성분을 기술하기 위해 온도 의존형 정현파형 오차 관계를 이용하도록 구성되며, 상기 복수의 보정 계수들은,

대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 하나 또는 그 이상의 고조파(harmonic)들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 제1 및 제2 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함한다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 평균 각도 오차들의 각각의 크기들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 프로그램 제어값을 수신하도록 연결되는 프로그램 컨트롤 레지스터(program control register)를 더 포함하고, 상기 보간 모듈은 상기 프로그램 제어값을 나타내는 값을 수신하도록 연결되며, 상기 프로그램 제어값에 반응하여 상기 보간 모듈은 복수의 정현파형 오차 관계들 중으로부터 상기 정현파형 오차 관계를 선택하도록 구성된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는 프로그램 제어값을 수신하도록 연결되는 프로그램 컨트롤 레지스터를 더 포함하고, 상기 보간 모듈은 상기 프로그램 제어값을 나타내는 값을 수신하도록 연결되며, 상기 프로그램 제어값에 반응하여 상기 보간 모듈은 복수의 보간 유형들 중으로부터 보간 유형을 선택하도록 구성된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈은 선형 보간들(interpolations)을 발생시키도록 구성된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈은 비선형 보간들을 발생시키도록 구성된다.

상기 자기장 센서의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 온도 세그먼트들의 경계들은 온도에서 동등하지 않게 이격된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

온도의 변화를 나타내거나 온도의 변화가 없는 것을 나타내는 온도 변화 신호를 발생시키기 위해 상기 온도 센서에 연결되고 온도의 변화를 검출하도록 구성되는 온도 변화 검출 모듈을 더 포함하며, 상기 보간 모듈은 상기 온도 변화 검출 모듈에 연결되고, 상기 온도 변화 신호가 온도의 변화를 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 변화시키며 상기 온도 변화 신호가 온도의 변화가 없는 것을 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 유지하도록 구성된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

상기 사이클 속도와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 사이클 속도에 따라 사이클 속도 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 속도 모듈(correction versus rate module); 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 사이클 속도 보정값과 상기 x-y 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

상기 CVH 센싱 요소의 전류 스핀 시퀀스와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 전류 스핀 시퀀스에 따라 전류 스핀 시퀀스 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 전류 스핀 시퀀스 모듈(correction versus current spin sequence module); 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 전류 스핀 시퀀스 보정값과 상기 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서는,

상기 자기장의 크기와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 자기장의 크기에 따라 자기장 강도 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 자기장 강도 모듈(correction versus magnetic field strength module); 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 자기장 강도 보정값과 상기 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함한다.

다른 측면에 따르면, 자기장 센서 내의 오차를 감소시키는 방법은 복수의 자기장 센싱 요소들을 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 x-y 평면 내의 자기장에 반응하여 각각의 x-y 출력 신호를 발생시키도록 구성된다. 상기 방법은 또한 x-y 평면 내의 상기 자기장의 각도를 나타내는 보정되지 않은 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 x-y 출력 신호들을 이용하는 단계를 포함한다. 상기 보정되지 않은 x-y 각도값은 제1 각도 오차 성분을 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 각도 오차 성분보다 작은 제2 각도 오차 성분을 갖는 보정된 x-y 각도값을 제공하도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값을 보정하는 단계를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은 임의의 결합으로 다음 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값을 보정하는 단계는,

복수의 온도 세그먼트들의 각각의 경계들과 연관되는 복수의 보정 계수들을 저장하는 단계를 포함하고, 각 온도 세그먼트는 온도들의 쌍에 의해 한정되며;

온도를 나타내는 온도 신호를 발생시키는 단계를 포함하고;

상기 온도값이 해당되는 온도 세그먼트를 식별하는 단계를 포함하며;

복수의 보간된 보정 계수들을 발생시키도록 상기 온도값에 따라 상기 보정 계수들의 쌍들 사이를 보간하는 단계를 포함하고;

x-y 각도 오차값을 발생시키도록 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 이용하여 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 결합하는 단계는,

상기 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값과 상기 x-y 각도 오차값을 결합하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 원형 수직 홀(CVH) 요소로 배열되는 복수의 수직형 홀 효과 요소들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 반도체 기판의 제1 주표면 내의 공통의 원형 주입 및 확산 영역 상에 배열되며, 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소는 상기 반도체 기판의 제1 주표면에 평행한 x-y 평면 내의 방향 성분을 갖는 자기장에 반응하여 각각의 복수의 x-y 출력 신호들을 발생시키도록 구성되고, 상기 x-y 평면은 x-방향 및 상기 x-방향에 직교하는 상기 y-방향을 가지며, 상기 복수의 x-y 출력 신호들은 복수의 사이클 주기들 내에서 발생되고, 각 사이클 주기는 상기 CVH 센싱 요소 주위의 하나의 사이클에 대응되며, 상기 사이클 주기들은 사이클 속도로 일어난다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은 복수의 사인값들을 저장하는 단계를 더 포함하며, 상기 알고리즘을 적용하는 단계는,

상기 복수의 사인값들 중으로부터 사인값을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 사인값을 이용하여 상기 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 선택된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 및 보간된 위상 계수에 따라 선택된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 알고리즘을 적용하는 단계는,

상기 자기장의 각도에 대하여 정현파인 제1 각도 오차 성분을 기술하도록 온도 의존형 정현파형 오차 관계를 이용하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 보정 계수들은,

대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 하나 또는 그 이상의 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 제1 및 제2 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 평균 각도 오차들의 각각의 크기들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

프로그램 제어값을 수신하는 단계; 및

복수의 정현파형 오차 관계들 중으로부터 상기 정현파형 오차 관계를 선택하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

프로그램 제어값을 수신하는 단계; 및

복수의 보간 형태들 중으로부터 보간 형태를 선택하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈은 선형 보간들을 발생시키도록 구성된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈은 비선형 보간들을 발생시키도록 구성된다.

상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 온도 세그먼트들의 경계들은 온도에서 동등하지 않게 이격된다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

온도들의 변화를 검출하는 단계;

온도의 변화를 나타내거나 온도 변화가 없는 것을 나타내는 온도 변화 신호를 발생시키는 단계; 및

상기 온도 변화 신호가 온도의 변화를 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 변화시키고, 상기 온도 변화 신호가 온도 변화가 없는 것을 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 유지하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

상기 사이클 속도에 따라 사이클 속도 보정값을 발생시키는 단계; 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 사이클 속도 보정값과 상기 각도 오차값 및 상기 보정되지 않은 각도값을 결합하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

상기 전류 스핀 시퀀스에 따라 전류 스핀 시퀀스 보정값을 발생시키는 단계; 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 전류 스핀 시퀀스 보정값을 상기 각도 오차값과 결합하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,

상기 자기장의 크기에 따라 자기장 강도 보정값을 발생시키는 단계; 및

상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 자기장 강도 보정값과 상기 각도 오차값을 결합하는 단계를 더 포함한다.

전술한 본 발명의 특징들뿐만 아니라 본 발명 자체도 다음의 도면들의 상세한 설명으로부터 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이며, 첨부된 도면들에 있어서,
도 1은 기판 내의 공통 주입 영역 상부에 원형으로 배열되는 복수의 수직형 홀 요소들을 가지는 원형 수직 홀(CVH) 센싱 요소 및 상기 CVH 센싱 요소에 가까이 배치되는 2극 자석을 나타내는 도면이고,
도 1a는 복수의 자기장 센싱 요소들을 나타내는 도면이며,
도 2는 도 1의 CVH 센싱 요소에 의하거나 도 1a의 복수의 자기장 센싱 요소들에 의해 발생될 수 있는 경우에서 출력 신호를 나타내는 그래프이고
도 3은 CVH 센싱 요소를 가지고, 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변화들로 CVH 센싱 요소 내의 수직형 홀 요소들의 전류 스피닝을 제공하도록 구성되는 전류 스피닝 시퀀스 선택 모듈을 가지며, 각도 오차를 감소시키도록 적용될 수 있는 각도 오차값을 추정하도록 구성되는 각도 오차 보정 모듈도 가지는 예시적인 자기장 센서의 블록도이며,
도 4-도 4c는 각 위상이 도 3의 CVH 센싱 요소의 수직형 홀 요소들의 하나의 동작과 관련되는 네 개의 전류 스피닝 위상들로 결합될 때에 도 3의 CVH 센싱 요소의 수직형 홀 요소를 나타내는 블록도들이고,
도 5는 도 3의 자기장 센서의 비이상적인 동작을 나타내는 그래프이며,
도 6은 도 3의 각도 오차 보정 모듈의 보다 상세한 세부 사항들을 나타내는 블록도이고
도 7은 하나의 평면형 홀 요소만을 가지며, 전류 스피닝 위상들을 제어하도록 전류 스피닝/필터 제어 모듈을 가지는 자기장 센서의 블록도이며,
도 8은 반복되는 전류 스피닝 위상 시퀀스들로 동작할 때에 도 7의 자기장 센서의 동작의 주파수 도메인을 나타내는 그래프이고,
도 9는 변화하는 전류 스피닝 위상 시퀀스들로 동작할 때에 도 7의 자기장 센서의 동작의 주파수 도메인을 나타내는 그래프이다

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) 요소들, 자기저항(magnetoresistance) 요소들 또는 자기트랜지스터들(magnetotransistor)을 포함할 수 있다. 알려진 바와 같이, 다른 유형들의 홀 효과 요소들, 예를 들면, 평면형 홀(planar Hall) 요소, 수직형 홀(vertical Hall) 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 또는 풀 (휘스톤(Wheatstone)) 브리지로 배열되는 둘 또는 그 이상의 자기장 센싱 요소들을 포함할 수 있다. 장치 유형과 다른 응용 요구 사항들에 따라, 상기 자기장 센싱 요소는 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)과 같은 IV족 반도체 물질 실리콘(Si), 또는 화합물, 예를 들면 갈륨-비소(GaAs) 혹은, 예를 들면 안티몬화인듐(InSb)과 같은 인듐 화합물과 같은 III-V족 반도체 물질로 이루어진 장치가 될 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 요소들은 기판에 대해 직교하는 감도의 축들을 갖는 경향이 있는 반면, 금속계 또는 자기저항 요소들(예를 들면, GMR, TMR, AMR)과 수직형 홀 요소들은 기판에 대해 평행한 감도의 축들을 갖는 경향이 있다.

여기에 사용되는 바에 있어서, "자기장 센서(magnetic field sensor)"라는 용어는 일반적으로 다른 회로들과 결합하여 자기장 센싱 요소를 이용하는 회로를 기술하는 데 사용된다. 자기장 센서들은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 자기장의 방향의 각도를 감지하는 각도 센서, 전류를 운반하는 도체에 의해 운반되는 전류에 의해 발생되는 자기장을 감지하는 전류 센서, 강자성 물체의 근접을 감지하는 자기 스위치, 상기 자기장 센서가 백-바이어스(back-biased)되거나 다른 자석과 결합되어 사용되는 경우에 통과하는 강자성 물품들, 예를 들면 링 자석 또는 강자성 타겟(예를 들면, 기어 톱니)의 자기 도메인들을 감지하는 회전 검출기, 그리고 자기장의 자기장 밀도를 감지하는 자기장 센서를 포함하는 다양한 응용들에 사용된다.

복수의 수직형 홀 요소들을 갖는 원형 수직 홀(CVH) 요소가 다음의 예들에서 설명되지만, 동일하거나 유사한 기술들과 회로들이 자기장이 향하는 방향의 각도, 즉 자석이 부착되는 타겟 물체의 회전 각도를 검출하는 방식으로 배치되는 임의의 유형의 자기장 센싱 요소(들)에 적용되는 점이 인지되어야 할 것이다.

도 1을 참조하면, 원형 수직 홀(CVH) 요소(12)는 기판(도시되지 않음) 내에 원형의 주입 및 확산 영역(18)을 포함한다. 상기 CVH 센싱 요소(12)는 수직형 홀 요소(12a)는 단지 하나의 예인 복수의 수직형 홀 요소들을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 공통 주입 및 확산 영역(18)은 반도체 분리 구조들에 의해 한정되는 기판 상의 공통 에피택셜(epitaxial) 영역으로 특징지어진다.

각 수직형 홀 요소는 복수의 홀 요소 콘택들(예를 들면, 네 개 또는 다섯 개의 콘택들), 예를 들면, 12aa를 가진다. 각 수직형 홀 요소 콘택은 상기 공통 주입 및 확산 영역(18) 내로 확산되는 콘택 확산 영역(픽업(pickup)) 상부의 금속 콘택으로 구성될 수 있다.

상기 CVH 센싱 요소(12) 내의 다섯 개의 인접하는 콘택들을 가질 수 있는 특정 수직형 홀 요소(예를 들면, 12a)는 다음의 수직형 홀 요소(예를 들면, 12b)와 일부, 예를 들면, 상기 다섯 개의 콘택들 중에서 네 개를 공유할 수 있다. 따라서, 다음의 수직형 홀 요소는 이전의 수직형 홀 요소로부터 하나의 콘택만큼 이동될 수 있다. 하나의 콘택만큼의 이와 같은 이동들을 위해, 수직형 홀 요소들의 숫자가 수직형 홀 요소 콘택들의 숫자, 예를 들면, 32 또는 64와 동일한 점이 이해될 것이다. 그러나, 또한 다음의 수직형 홀 요소가 상기 이전의 수직형 홀 요소로부터 하나의 콘택 이상으로 이동될 수 있으며, 이 경우에 상기 CVH 센싱 요소 내에 존재하는 수직형 홀 요소 콘택들보다 적은 수직형 홀 요소들이 존재하는 점이 이해될 것이다.

도시된 바와 같이, 수직형 홀 요소 0의 중심은 x-축(20)을 따라 배치될 수 있고, 수직형 홀 요소 8의 중심은 y-축(22)을 따라 위치할 수 있다. 예시적인 CVH 센싱 요소(12)에 있어서, 삼십 이개의 수직형 홀 요소들 및 삼십 이개의 수직형 홀 요소 콘택들이 존재한다. 그러나, CVH는 삼십 이개 보다보다 많거나 적은 수직형 홀 요소들 및 삼십 이개 보다 많거나 적은 수직형 홀 요소 콘택들을 가질 수 있다.

일부 응용들에 있어서, 북극측(14b) 및 남극측(14a)을 가지는 원형 자석(14)이 상기 CVH(12) 상부에 배치될 수 있다. 상기 원형 자석(14)은, 여기서는 x-축(20)에 대해 약 사십 오도의 방향을 향하도록 도시되는 상기 북극측(14b)으로부터 상기 남극측(14a)까지의 방향을 갖는 자기장(16)을 발생시키려는 경향이 있다.

일부 응용들에 있어서, 상기 원형 자석(14)은 회전하는 타겟 물체(target object), 예를 들면, 자동차 캠샤프트의 자동차 스티어링(steering) 샤프트에 기계적으로 연결되며, 상기 CVH 센싱 요소(12)에 대해 회전하게 된다. 이러한 배치로서, 상기 CVH 센싱 요소(12)는 다음에 설명하는 전자 회로와 결합되어, 상기 자석(14)의 회전의 각도, 즉, 상기 자석이 연결되는 상기 타겟 물체의 회전의 각도에 관련된 신호를 발생시킬 수 있다.

이제 도 1a를 참조하면, 복수의 자기장 센싱 요소들(30a-30h)은 일반적인 경우에 임의의 유형의 자기장 센싱 요소들이 될 수 있다. 상기 자기장 센싱 요소들(30a-30h)은, 예를 들면, 각기 기판(34)의 표면에 평행한 최대 반응의 축을 가지는 별도의 수직형 홀 요소들 또는 별도의 자기저항 요소들이 될 수 있다. 이들 자기장 센싱 요소들은 도 3 및 도 6과 함께 다음에 설명하는 전자 회로들과 동일하거나 유사한 전자 회로에 연결될 수 있다. 또한, 상기 자기장 센싱 요소들(30a-30h)에 근접하여 배치되는 도 1의 자석(14)과 동일하거나 유사한 자석이 존재할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 그래프(50)는 CVH 센싱 요소, 예를 들면, 도 1의 CVH 센싱 요소(12) 주위의 CVH 수직형 홀 요소 위치인 n의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축을 가진다. 상기 그래프(50)는 또한 밀리볼트의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 상기 수직 축은 상기 CVH 센싱 요소의 콘택들의 링에 대해 하나씩 순차적으로 취한 상기 CVH 센싱 요소의 복수의 수직형 홀 요소들로부터의 출력 신호 레벨들을 나타낸다.

상기 그래프(50)는 사십 오도의 방향으로 향하는 도 1의 자기장과 함께 취한 상기 CVH의 복수의 수직형 홀 요소들로부터의 출력 신호 레벨들을 나타내는 신호(52)를 포함한다.

도 1을 간략히 참조하면, 상술한 바와 같이, 수직형 홀 요소 0은 상기 x-축(20)을 따라 중심을 두고, 수직형 홀 요소 8은 상기 y-축(22)을 따라 중심을 둔다. 예시적인 CVH 센싱 요소(12)에 있어서, 삼십 이개의 수직형 홀 요소 콘택들 및 대응되는 삼십 이개의 수직형 홀 요소들이 존재하며, 각 수직형 홀 요소는 복수의 수직형 홀 요소 콘택들, 예를 들면, 다섯 개의 콘택들을 가진다. 다른 실시예들에 있어서, 육십 사개의 수직형 홀 요소 콘택들 및 대응되는 육십 사개의 수직형 홀 요소들이 존재한다.

도 2에 있어서, 양의 사십 오도를 향하는 상기 자기장(16)에 대하여, 최대의 양의 신호가 도 1의 자기장(16)과 정렬되는 위치 4에 중심을 두는 수직형 홀 요소로부터 구현되므로, 위치 4에서 수직형 홀 요소의 수직형 홀 요소 콘택들(예를 들면, 다섯 개의 콘택들) 사이에 인출되는 라인은 상기 자기장에 직교한다. 최대의 음의 신호가 또한 도 1의 자기장(16)과 정렬되는 위치 20에 중심을 두는 수직형 홀 요소로부터 구현되므로, 위치 20에서 상기 수직형 홀 요소의 수직형 홀 요소 콘택들(예를 들면, 다섯 개의 콘택들) 사이에 인출되는 라인 또한 상기 자기장에 직교한다.

사인파(54)는 상기 신호(52)의 이상적인 행동을 보다 분명하게 나타내기 위해 제공된다. 상기 신호(52)는 수직형 홀 요소 오프셋(offset)들로 인한 변화들을 가지며, 이들은 각 요소들에 대한 오프셋 오차들에 따라 이들을 상기 사인파(54)에 대해 너무 높아지거나 너무 낮아지는 출력 신호들의 대응되는 변화들을 야기하는 경향이 있다. 상기 오프셋 신호 오차들은 바람직하지 않다.

도 1의 CVH 센싱 요소(12)의 전체 동작 및 도 2의 신호(52)의 발생은 2008년 5월 28일에 출원되었고, PCT 국제 특허 공개 제WO2008/145662호로 영어로 공개된 전술한 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 보다 상세하게 기재되어 있다.

각 수직형 홀 요소의 콘택들의 그룹들은 각 수직형 홀 요소로부터 초프된(chopped) 출력 신호들을 발생시키도록 초프된 배치(여기서는 전류 스피닝(current spinning)으로도 언급된다) 내에 사용될 수 있다. 이후에, 인접하는 수직형 홀 요소 콘택들의 새로운 그룹이 선택될 수 있으며(즉, 새로운 수직형 홀 요소), 이는 이전의 그룹으로부터 하나의 요소만큼 오프셋될 수 있다. 상기 새로운 그룹은 다음의 그룹으로부터 다른 초프된 출력 신호를 발생시키도록 초프되지 않은 배치 내에 사용될 수 있으며, 이러한 구성이 계속될 수 있다.

상기 신호(52)의 각 스텝은 수직형 홀 요소 콘택들의 각각의 그룹으로부터, 즉 각각의 수직형 홀 요소로부터의 초프되지 않은 출력 신호를 나타낸다. 따라서, 연속적으로 취해진 32개의 수직형 홀 요소들을 갖는 CVH 센싱 요소에 대하여, 전류 스피닝이 이용되지 않을 때에 상기 신호(52) 내에 삼십 이개의 스텝들이 존재한다. 그러나, 전류 스피닝이 이용되는 실시예들에 대하여, 상기 신호(52)의 각 스텝은 몇몇의 서브-스텝들(도시되지 않음, 예를 들면, 네 개의 서브-스텝들)로 구성될 수 있으며, 각 서브-스텝은 전류 스피닝 "위상(phase)"을 나타낸다.

전류 스피닝 및 전류 스피닝 위상들은 도 4-도 4d와 함께 다음에 보다 상세하게 기술한다.

상기 신호(52)의 위상이 상기 CVH 센싱 요소(12)의 위치 영(zero)에 대한 도 1의 자기장(16)의 각도와 관련되는 점이 이해될 것이다. 또한, 상기 신호(52)의 피크 진폭이 일반적으로 상기 자기장(16)의 강도를 나타내는 점이 이해될 것이다. 전술한 PCT 국제 특허 출원 제PCT/EP2008/056517호에 기재된 전자 회로 기술들을 이용하거나, 다음에 설명하는 다른 기술들을 이용하여, 상기 신호(52)의 위상(예를 들면, 상기 신호(54)의 위상)이 발견될 수 있고, 상기 CVH 센싱 요소(12)에 대한 도 1의 자기장(16)이 향하는 방향을 확인하는 데 이용될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 자기장 센서(100)는 복수의 수직형 홀 요소들을 갖는 CVH 센싱 요소(102)를 포함하며, 각 수직형 홀 요소는 수직형 홀 요소 콘택들의 그룹(예를 들면, 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들)을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 CVH 센싱 요소(102)는 도 1과 함께 상술한 CVH 센싱 요소(12)와 동일하거나 유사할 수 있고, 타겟 물체(146)에 연결되는 2극 자석(144)에 근접하여 배치될 수 있으며, 자석(144)은 도 1의 자석(14)과 동일하거나 유사할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상기 CVH 센싱 요소(102)는 도 1a와 함께 상술한 경우와 동일하거나 유시한 자기장 센싱 요소들의 그룹에 의해 대체될 수 있다.

상기 CVH 센싱 요소(102)는 출력 신호(104a)를 제공하도록 상기 CVH 센싱 요소(102)의 수직형 홀 요소들에 걸쳐 차례로 배열하는 시퀀스 스위치(sequence switch)들(104)에 연결될 수 있으며, 이들은 도 2의 시퀀스 신호(52)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기 CVH 센싱 요소(102)는 또한 상기 시퀀스 스위치들(104)을 거쳐 상기 CVH 센싱 요소(102)에 연결될 수 있는 전류 스피닝 스위치들(105)에 연결될 수 있다.

전류 소스들(103)은 하나 또는 그 이상의 전류 신호들(103a)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 전류 스피닝 스위치들(105)은 상기 하나 또는 그 이상 전류 신호들(103a)을 수신하고, 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 선택된 수직형 홀 요소들에 신호들(104b)로서 상기 전류 신호들을 제공하도록 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 초핑(chopping)으로도 언급되는 전류 스피닝 또한 전류 소스들, 예를 들면, 전류 소스들(103)이 상기 전류 스피닝 스위치들(105)을 이용하여 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 선택된 수직형 홀 요소(상기 시퀀스 스위치들(104)을 통해 선택된)의 다른 선택된 노드(node)들에 연속적으로 연결되는 프로세스이다. 동시에 및 동시 발생적으로, 상기 전류 스피닝 스위치들(105)은 이른바 전류 스피닝 위상에 따라 상기 선택된 수직형 홀 요소의 선택된 출력 노드들에 대한 커플링(coupling)들을 제공한다. 전류 스피닝은 도 4-도 4d와 함께 더 설명된다.

전류 스피닝 시퀀스 선택 모듈(current spinning sequence selection module)(119)은 발진기 및 로직 모듈(oscillator and logic module)(120)에 의해 수신되는 전류 스피닝 시퀀스 제어 신호(119a)를 발생시킬 수 있다. 상기 발진기 및 로직 모듈(120)은 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들의 선택된 것들의 전류 스피닝 위상 시퀀스들을 컨트롤하기 위해 제어 신호(120b)를 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 제공하도록 연결될 수 있다. 상기 발진기 및 로직 회로(120)는 또한 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들의 연속적인 선택들을 제공하고, 상기 선택에 따라 상기 CVH 센싱 요소(102)의 수직형 홀 요소들로부터 연속적인 출력 신호(104a)를 제공하기 위해 제어 신호(120a)를 상기 시퀀스 스위치들(104)에 제공하도록 연결될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 전류 스피닝은 이용되지 않는다.

멀티플렉서(multiplexer)(106)는 상기 시퀀스 스위치들(104) 및 전류 스피닝 스위치들(105)을 통해 상기 CVH 센싱 요소(102)로부터 전류 스피닝을 이용하거나 이용하지 않고 신호(105a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 신호(105a)는 도 2의 시퀀스 신호(52)와 동일하거나 유사할 수 있거나, 전류 스피닝, 즉, 전술한 서브-스텝들을 갖는 유사한 신호가 될 수 있다.

상기 멀티플렉서(106)는 또한 상기 발진기 및 로직 모듈(120)로부터 클록 신호(clock signal)(102c)를 수신하도록 연결될 수 있다.

상기 멀티플렉서는 멀티플렉스된(multiplexed) 출력 신호(106a)를 발생시키도록 구성되며, 이는 일부 시간들에서 상기 신호(105a)를 나타내고, 다른 시간들에서 상기 클록 신호(120c)를 나타낸다.

앞서의 논의로부터 명백해지는 이유들로 인하여, 상기 클록 신호(120c) 및 상기 신호(105a) 사이의 상대적인 위상이 상기 자석(144)에 의해 발생되고 상기 CVH 센싱 요소(102)에 의해 감지되는 자기장의 각도를 나타낸다.

이중 차동 증폭기(DDA)(108)는 상기 멀티플렉스된 신호(106a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 증폭된 신호(108a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 대역 통과 필터(band pass filter)(110)는 상기 증폭된 신호(108a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 필터링된 신호(110a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(112)는 상기 필터링된 신호(110a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 디지털 신호인 변환된 신호(112a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 각도 계산 모듈(118)은 상기 변환된 신호(112a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 자석(144)에 의해 발생되는 자기장의 각도를 나타내지만 다음에 상세하게 설명하는 각도 오차들을 갖는 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)을 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 각도 계산 모듈(118)은 또한 상기 발진기 및 로직 모듈(120)로부터 클록 신호들(120c, 120d)을 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 클록 신호(120d)는 고속 클록 신호일 수 있다.

상기 각도 계산 모듈(118)은 상기 신호(112a)의 상대적인 위상들을 비교하도록 구성되며, 이는 일부 시간들에서 상기 신호(105a)의 증폭되고 필터링된 버전을 나타내고, 다른 시간들에서 상기 클록 신호(120c)의 증폭되고 필터링된 버전을 나타낸다.

동작 시에, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)은 제1 각도 오차 성분을 가질 수 있다. 상기 제1 각도 오차 성분은 도 5와 함께 보다 상세하게 기재될 것이다. 여기서는 상기 제1 각도 오차 성분은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)이 상기 자석(144)에 의해 발생되는 자기장의 진실한 각도를 완전하게 나타내지 않게 하는 각도 오차 성분인 것으로 말하면 충분하다.

각도 오차 보정 모듈(angle error correction module)(138)은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)을 수신하도록 연결되고, 보정되지 않은 x-y 각도값(118a) 내의 제1 오차 성분을 나타내는 각도 오차값(138a)을 발생시키도록 구성된다. 여기서는 합산 노드(summing node)로 도시되는 결합 모듈(combining module)(126)은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)을 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 각도 오차값(138a)을 수신하도록 연결될 수 있으며, 보정된 x-y 각도값(126a)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 보정된 x-y 각도값(126a)은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)의 상기 제1 각도 오차 성분보다 작은 제2 각도 오차 성분을 가질 수 있다. 따라서, 상기 보정된 x-y 각도값(126a)은 상기 자석(144)에 의해 발생되는 자기장의 진실한 각도를 보다 정확하게 나타낸다.

각도 보정 모듈(138)은 또한 온도 센서(136)에 의해 발생되는 온도 신호(136a)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 각도 보정 모듈(138)은 또한 사인 룩업 테이블(look up table: LUT)(148)로부터 여기서는 두 개의 사인 값(sine value)들(148a, 148b)로 도시되는 사인 값들을 수신하도록 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 사인 값(148a)은 도 2의 신호(52)의 주파수와 동일하거나 관련된 기본 주파수, 즉 상기 신호(104a) 및 상기 신호(105a)의 주파수에서의 사인 값을 나타낸다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 사인 값(148b)은 상기 기본 주파수의 제2의 고조파(harmonic)에서 사인 값을 나타낸다. 그러나, 상기 사인 룩업 테이블(148)은 상기 기본 주파수의 임의의 숫자의 고조파들을 나타내는 임의의 숫자의 사입 값들을 제공할 수 있다. 사인 값들은 도 5 및 도 6과 함께 다음에 보다 상세하게 설명된다.

상기 사인 룩업 테이블(148)은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)에 따라서 및 각도 오차 보정 모듈(angle error correction module)(138)에 의해 발생되는 이른바 보간된 위상 값들(138b)에 따라 수신되도록 연결될 수 있거나 색인화될 수 있다. 보간된 위상 값들은 도 6과 함께 다음에 더 설명된다.

상기 자기장 센서(100)는 상기 자기장 센서(100)의 외부로부터 제어 신호(142)를 수신하도록 연결될 수 있다. 특히, EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)이 하나 또는 그 이상 보정 계수(correction coefficient)들을 갖는 상기 제어 신호(142)를 수신하도록 연결될 수 있으며, 상기 하나 또는 그 이상 보정 계수들을 보정 계수들(140a)로서 상기 각도 보정 모듈(138)에 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 각도 보정 모듈(138)은 도 6과 함께 보다 상세하게 설명된다. 그러나, 여기서는 상기 각도 보정 모듈(138)이 상기 감지된 온도 신호(136a)에 따라 상기 각도 오차값(138a)을 조정하기 위해 상기 온도 신호(136a)를 사용하도록 구성되는 것으로 말하면 충분하다.

상기 자기장 센서(100)는 또한 각기 상기 보정된 x-y 각도값(126a)을 수신하도록 연결되는 회전 속도 모듈(130) 및/또는 회전 방향 모듈(132)을 포함할 수 있다. 상기 보정된 x-y 각도값(126a)이 변화될 수 있으며, 이에 따라 상기 자석(144)이 회전할 때에 회전하는 자기장을 나타낼 수 있는 점이 이해될 것이다.

상기 회전 속도 모듈(130)은 상기 자석의 회전 속도를 나타내는 회전 속도 신호 또는 값(130a)을 발생시키도록 구성된다. 상기 회전 방향 모듈(132)은 상기 자석(144)의 회전 방향을 나타내는 방향 신호 또는 값(132a)을 발생시키도록 구성된다.

출력 프로토콜 모듈(output protocol module)(134)은 상기 보정된 x-y 각도값(126a), 상기 링 회전 속도값(130a) 및 상기 회전 방향값(132a)을 수신하도록 연결된다. 상기 출력 프로토콜 모듈(34)은 상기 자석(144)에 의해 발생되는 자기장의 각도를 나타내고, 상기 자석(144)의 회전의 속도를 나타내며, 상기 자석(144)의 회전의 방향을 나타내는 출력 신호(134a)를 발생시키도록 구성된다. 상기 출력 신호(134a)는 다양한 종래의 포맷들, 예를 들면, SPI 포맷, CAN 포맷, I2C 포맷, 또는 맨체스터(Manchester) 포맷의 원하는 하나로 제공될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 하나 또는 그 이상의 다른 제어 신호들(150)을 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 다른 제어 신호들(150)은 도 6과 함께 다음에 보다 상세하게 기재된다. 그러나, 상기 하나 또는 그 이상 다른 제어 신호들(150)에 의하여, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)이 상기 자기장 센서(100)의 다른 특성들에 따라 상기 각도 오차값(138a)을 조정할 수 있는 점이 인식될 것이다.

도 4-도 4c는 다섯 개의 콘택들을 갖는 수직형 홀 요소에 대해 이용될 수 있는 네 개의 위상 전류 스피닝 또는 초핑을 나타낸다. 따라서, 이와 같은 전류 스피닝이 도 1의 CVH 센싱 요소(12) 및 도 3의 CVH 센싱 요소(102) 내의 각 선택된 수직형 홀 요소에 대해 이용될 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다. 또한 이와 같은 전류 스피닝이 또한 별도의 자기장 센싱 요소들, 예를 들면, 도 1a의 자기장 센싱 요소들(30a-30h)에 대해 이용될 수 있는 점도 인식되어야 할 것이며, 여기서 상기 자기장 센싱 요소들(30a-30h)은 그 당시에 선택되고 초프된다.

이제 도 4를 참조하면, 도 3의 CVH 센싱 요소(102)의 수직형 홀 요소(200)는 각기 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들, 즉, 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202b, 202c, 202d, 202e)로 구성된다. 제1 초핑 또는 전류 스피닝 위상에서, 도 3의 전류 소스들(103)과 동일하거나 유사할 수 있는 전류 소스(208)는 각기 함께 연결되는 상기 제1 및 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e)에 연결될 수 있고, 전체 전류인 I를 제공할 수 있으며, 상기 전류의 반인 I/2의 전류를 후속하여 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)에 제공할 수 있고, 상기 전류의 반인 I/2를 후속하여 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e)에 제공할 수 있다. 상기 제3 수직형 홀 요소 콘택(202c)은 전압 기준(voltage reference)(210), 예를 들면, 접지에 연결된다. 상기 전류 소스(208)로부터의 전류들은 파선들로 나타낸 바와 같이 각기 상기 제1 및 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e)로부터 상기 CVH 센싱 요소(200)의 기판(206)을 통해(예를 들면, 기판 상의 에피택셜 층(epitaxial layer)을 통해) 상기 제3 수직형 홀 요소 콘택(202c)으로 흐른다.

외부의 자기장에 반응하는 신호 Vm은 각기 상기 제2 및 제4 수직형 홀 요소 콘택들(202b, 202d) 사이에 결과로 발생된다. 따라서, 상기 제1 전류 스피닝 위상에서, 도 3의 전류 스피닝 스위치들(105)은 상기 출력 신호(105a)를 제공하도록 상기 제2 및 제4 수직형 홀 요소 콘택들(202b, 202d)을 선택할 수 있고, 도 3의 전류 소스들(103)에 연결되는 이들 콘택들과 같이 상기 제1, 제3 및 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e, 202c)을 각기 선택할 수 있다. 다음에 기술하는 다른 전류 스피닝 위상들 동안에 연결들이 분명해질 것이다.

이제 도 4와 동일한 요소들이 동일한 부호들을 가지는 것으로 도시된 도 4a를 참조하면, 상기 CVH 센싱 요소(102)의 동일한 수직형 홀 요소(200)(동일한 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들)의 제2 전류 스피닝 위상에서, 연결들이 도 3의 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 변화된다. 상기 제2 위상에서, 상기 전류 소스(208)는 상기 제3 수직형 홀 요소 콘택(202c)에 연결되고, 상기 제1 및 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e)은 각기 함께 상기 기준 전압(210)에 연결된다. 따라서, 상기 전류들은 상기 기판(206)을 통해 도 4에 도시된 경우들과 대향하는 방향들로 흐른다.

도 4에서와 같이, 외부의 자기장에 반응하는 신호 Vm은 상기 제2 및 제4 수직형 홀 요소 콘택들(202b, 202d) 사이에 각기 결과로 발생된다. 도 4a의 신호 Vm은 도 4의 신호 Vm과 동일하다. 그러나, 상기 신호들 내의 오프셋 전압은 다를 수 있으며, 예를 들면, 부호가 다를 수 있다.

이제 도 4 및 도 4a와 동일한 요소들이 동일한 부호들을 가지는 것으로 도시된 도 4b를 참조하면, 상기 CVH 센싱 요소(102)의 동일한 수직형 홀 요소(200)(동일한 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들) 상의 제3 전류 스피닝 위상에서, 연결들이 다시 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 변화된다. 상기 제3 위상에서, 상기 전류 소스(208)는 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)에 연결되고, 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d) 상기 기준 전압(210)에 연결된다. 따라서, 전류는 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d)으로 흐른다.

상기 제1 및 제5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e)은 각기 함께 연결된다. 일부 전류는 또한 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)으로 흐르고, 상호 연결을 통해 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e)으로 흐른다. 일부 전류는 또한 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d)으로 흐른다.

외부의 자기장에 반응하는 신호 Vm은 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)(및 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e))과 상기 제3 수직형 홀 요소 콘택(202c) 사이에 결과로 발생된다. 도 4b의 신호 Vm은 도 4 및 도 4a의 신호 Vm과 동일하다. 그러나, 상기 신호 내의 오프셋 전압은 다를 수 있다.

이제 도 4-도 4b와 동일한 요소들이 동일한 부호들을 가지는 것으로 도시된 도 4c를 참조하면, 상기 CVH 센싱 요소(102)의 동일한 수직형 홀 요소(200)(동일한 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들) 상의 제4 초핑 위상에서, 연결들이 다시 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 변화된다. 상기 제4 위상에서, 상기 전류는 도 4b에 도시된 경우로부터 반전된다. 상기 전류 소스(208)는 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d)에 연결되고, 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)은 상기 기준 전압(210)에 연결된다. 따라서, 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)까지 흐른다.

상기 제1 및 제 5 수직형 홀 요소 콘택들(202a, 202e)은 각기 함께 연결된다. 일부 전류는 또한 상기 제4 수직형 홀 요소 콘택(202d)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e)으로 흐르고, 상호 연결을 통해 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)으로 흐른다. 일부 전류는 또한 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)으로부터 상기 기판(206)을 통해 상기 제2 수직형 홀 요소 콘택(202b)까지 흐른다.

외부의 자기장에 반응하는 신호 Vm은 상기 제1 수직형 홀 요소 콘택(202a)(및 상기 제5 수직형 홀 요소 콘택(202e))과 상기 제3 수직형 홀 요소 콘택(202c) 사이에 결과로 발생된다. 도 4c의 신호 Vm은 도 4-도 4b의 신호 Vm과 동일하다. 그러나, 상기 신호 내의 오프셋 전압은 다를 수 있다.

도 4-도 4c의 초핑의 네 개의 위상들에 의해 제공되는 상기 신호들 Vm은 외부의 자기장에 반응한다.

전술한 바와 같이, 도 3의 시퀀스 스위치들(104)의 순서화 동작에 의해 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 임의의 하나의 수직형 홀 요소 상에 상기 네 개의 전류 스피닝 위상들을 발생시킨 후, 도 4-도 4c의 전류 스피닝 배치들이 다음의 수직형 홀 요소, 예를 들면, 도 4-도 4c에 도시된 경우로부터 하나의 수직형 홀 요소 콘택만큼 오프셋된 다섯 개의 수직형 홀 요소 콘택들로 이동할 수 있으며, 상기 네 개의 전류 스피닝 위상들이 도 3의 전류 스피닝 스위치들(105)의 동작에 의해 새로운 수직형 홀 요소에 대해 수행될 수 있다.

그러나, 일부 실시예들에 있어서, 도 4-도 4c의 네 개의 전류 스피닝 위상들에 의해 나타나는 위상들(A, B, C, D)의 순서는 다양한 방식들의 하나로 변화될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에 있어서, 상기 (A, B, C, D) 위상들의 순서는 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 각각의 상기 선택된 수직형 홀 요소들에 대해 무작위로 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 무작위 선택은 완전히 랜덤하고, 일부 다른 실시예들에서, 상기 무작위 선택은 의사 무작위(pseudo-random) 선택이다. 일부 실시예들에서, 상기 무작위 또는 의사 무작위 선택은 상기 CVH 센싱 요소 주위의 각 회전 내에 있으며, 다른 실시예들에서, 상기 무작위 또는 의사 무작위 선택은 상기 CVH 센싱 요소 주위의 복수의 회전들 사이에 있다.

일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들은 수직형 홀 요소들의 적어도 두 개의 그룹들 또는 세트들로 분할될 수 있으며, 여기서 상기 수직형 홀 요소들의 제1 세트는 전류 스피닝 위상들의 제1 순서, 예를 들면, ABCD를 사용하고, 상기 수직형 홀 요소들의 제2 세트는 전류 스피닝 위상들의 다른 제2 순서, 예를 들면, CDAB를 사용하며, 각 시간에 상기 시퀀스 스위치들(104)은 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위에 순서화된다. 수직형 홀 요소들의 상기 적어도 두 개의 세트들의 각 하나 내에 하나 또는 그 이상 수직형 홀 요소들이 존재할 수 있다. 위상 순서들의 다른 변화들도, 예를 들면, 수직형 홀 요소들의 이십 사개의 각각의 세트들을 포함하여 수직형 홀 요소들의 세트들의 임의의 가능한 숫자들, 예를 들면, 세 개, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상이 대해 다른 위상 순서들을 이용하여 가능할 수 있으며, 각 시간에 상기 시퀀스 스위치들(104)은 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위에 순서화된다.

일부 실시예들에 있어서, 전술한 수직형 홀 요소들의 다른 세트들은 상기 CVH 센싱 요소 주위의 각 회전 내에서 선택되는 전술한 무작위로 또는 의사 무작위로 선택된 위상 순서들을 수신하며, 다른 실시예들에서, 상기 무작위 또는 의사 무작위 선택은 상기 CVH 센싱 요소 주위의 복수의 회전들 사이에 존재한다.

따라서, 일반적으로, 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 복수의 수직형 홀 요소들 사이의 상기 전류 스피닝 위상 순서들에 변화들 또는 차이들이 존재할 수 있다.

상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들 사이의 다른 위상 순서들의 선택에 대한 이유는 도 5와 함께 다음에 보다 상세하게 설명한다.

이제 도 5를 참조하면, 그래프(280)는 도의 각도 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 x-y 각도값 크기, 예를 들면, 도 3의 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)의 크기의 값의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.

라인(282)은 각도 오차를 갖지 않는 x-y 각도값을 나타낸다. 상기 x-y 각도값이 각도 오차를 가지지 않을 때, 상기 x-y 각도값은 실제 각도에 대하여 완전히 선형이다. 즉, 상기 x-y 각도값은 도 3의 자석(144)에 의해 발생되는 자기장의 각도의 완전하고 진실한 표시이며, 상기 라인(282)은 영을 통과한다.

라인(284)이 평균이나 DC 각도 오차만을 가지는 x-y 각도값을 나타내므로, 상기 x-y 각도값에 의해 나타나는 모든 각도들은 각도의 정해진 숫자만큼 오프셋된다. 상기 라인(284)은 영을 통과하지 않는다.

곡선(286)은 상기 자석(14)에 의해 발생되는 자기장의 진실한 각도, 평균 또는 DC 오차들 그리고 정현파형 외양을 갖는 오차들의 표시로 오차들을 가지는 x-y 각도값을 나타낸다.

곡선(288)은 상기 자석(14)에 의해 발생되는 자기장의 진실한 각도의 표시로 다른 오차들을 가지는 x-y 각도값을 나타낸다.

상기 자기장 센서(100)의 다양한 회로 특성들은 상기 오차들, 즉, 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 상기 DC(또는 평균) 각도 오차 모두 그리고 상기 곡선들(286, 288)의 정현파형 형상(sinusoidal shape)들에 기여한다. 상기 오차의 원인이 되는 하나의 인자는 상기 시퀀스 스위치들(104)에 의하거나 및/또는 도 3의 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 발생되는 스위칭 노이즈(switching noise)이다.

먼저, 상기 시퀀스 스위치들(104)에 관하여, 상기 시퀀스 스위치들(104)에 의해 발생되는 전하 주입 또는 스위칭 스파이크(switching spike)들(함께 노이즈로 언급됨)이 각 연속적인 수직형 홀 요소가 상기 CVH 센싱 요소(102) 내에 선택되는 바와 정확하게 동일할 필요는 없는 점이 이해될 것이다. 상기 시퀀스 스위치들(104)에 의해 발생되는 노이즈가 각 수직형 홀 요소가 선택되는 바와 동일하지 않을 때, DC(또는 평균) 각도 오차가 발생되며, 또한 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타낸 경우와 같은 정현파형 유형의 오차가 발생된다. 상기 정현파형 오차 특성은 부분적으로 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위의 각 사이클에 대해 반복되는 상기 시퀀스 스위치에 의해 발생되는 상기 노이즈의 결과가 될 수 있으며, 이에 따라 상기 노이즈는 도 2의 신호(52)의 주파수에서 각도 오차 주파수 성분을 가질 것이고, 상기 신호(52)(도 3의 104a)에 추가될 것이다. 상기 각도 오차 주파수 성분은 본질적으로 상기 신호(104a)에 대한 위상에 고정되며, 이에 따라 상기 각도 오차의 추가는 상기 신호(104a)의 위상에 의존하는 합산된(summed) 신호 내에 다른 위상 쉬프트 오차들을 야기한다. 보다 높은 고조파들 또한 상기 노이즈로부터 야기될 수 있다.

다음에, 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 관하여, 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 발생되는 전하 주입 또는 스위칭 스파크들(함께 노이즈로 언급됨)이 각 연속적인 수직형 홀 요소가 상기 CVH 센싱 요소(102) 내에 선택되는 바와 정확하게 동일할 필요가 없는 점이 이해될 것이다. 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 발생되는 노이즈가 각 수직형 홀 요소가 선택되는 바와 동일하지 않을 때, DC(또는 평균) 각도 오차가 발생되고, 또한 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 경우와 같은 정현파형 유형의 오차가 발생된다. 상기 정현파형 오차 특성은 부분적으로 상기 CVH 센싱 요소 주위의 각 사이클에 대해 반복되는 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 발생되는 상기 노이즈로부터 야기될 수 있다. 그러나, 여기에 설명되는 기술들에 의해, 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들의 위상 순서들은 변화될 수 있으며, 이에 따라 상기 전류 스피닝 스위치들(105)에 의해 발생되는 노이즈가 상기 CVH 센싱 요소 주위의 각 사이클에 대해 반복될 필요가 없고, 상응하는 각도 오차가 감소된다.

다른 회로 특성들은 또한 상기 각도 오차들, 즉, 상기 오차 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 상기 DC(또는 평균) 각도 오차 모두와 상기 오차 곡선들(286, 288)의 정현파형 형상들에 기여한다. 즉, 상기 CVH 센싱 요소(102)의 수직형 홀 요소들 사이에 상기 시퀀스 스위치들(104)이 스위치되고, 또한 상기 다양한 전류 스피닝 위상들 사이의 상기 전류 스피닝 스위치들(105)이 상기 오차들에 기여하기 때문에도 3의 이중 차동 증폭기(108)로의 속도 및 도 3의 다른 회로 요소들이 최종값들로 결정되지 못할 수 있다.

이에 한정되는 것은 아니지만, 스위칭 노이즈 및 최종값들로 결정되는 회로 요소들의 부족을 포함하여 상술한 회로 특성들은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 2의 자기장 센서(100)의 온도, 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위의 순서화의 속도, 상기 자석(144)이 회전함에 따라 상기 CVH 센싱 요소(102)에 의해 감지되는 상기 자기장의 피크 크기, 그리고 상기 다양한 수직형 홀 요소들 중에서 선택된 전류 스피닝 시퀀스(들)를 포함하는 다양한 인자들에 의해 영향을 받는(즉, 변화되는) 경향이 있다.

상기 곡선들(286, 288) 사이의 차이들은 동일한 인자들의 변화들, 즉 온도의 변화들, 상기 자석(144)이 회전함에 따라 상기 CVH 센싱 요소(102)에 의해 감지되는 상기 자기장의 피크 진폭에서의 변화들 또는 차이들, 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위의 순서화의 속도들에서의 변화들이나 차이들, 그리고 상기 CVH 센싱 요소(102) 내의 다양한 수직형 홀 요소들 사이의 선택된 전류 스피닝 시퀀스(들)에서의 변화들이나 차이들에 기여할 수 있다. 이들 인자들 중에서, 상기 온도의 변화들은 임의의 시간에서 일어날 수 있는 점이 이해될 것이다. 상기 자기장의 피크 진폭에서의 변화들은 도 3의 자석(144)과 CVH 센싱 요소(102) 사이의 위치적 변화들, 즉, 에어 갭(air gap) 변화들에 의해 영향을 받을 수 있다. 상기 자기장의 피크 진폭에서의 변화들은 또한 기계적 고려 사항들, 예를 들면, 상기 자석(144)이 상부에서 회전하는 베어링이나 샤프트의 마모에 의해 영향을 받을 수 있다. 그러나, 순서화 속도들에서의 변화들 및 전류 스피닝 시퀀스들에서의 변화들은 고정될 수 있으며, 상기 자기장 센서(100)의 다른 응용들을 위해서만 변화될 수 있다.

일반적으로, 우세한 각도 오차 주파수 성분들이 상기 신호(52)(즉, 104a 또는 105a)의 주파수의 제1 및 제2 고조파들에서 일어나는 점이 결정되었다. 상기 곡선들(286, 288)은 상기 신호(52)(104a)의 주파수의 제1 및 제2 고조파들에 의해 결정되는 각도 오차 함수들을 나타낸다.

도 3의 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 상기 각도 오차에 대한 적어도 상기 온도의 기여에 따라 적용되는 각도 오차 보정들을 변화시키도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 또한 상기 곡선들(286, 288) 사이의 차이에 기여하는 다른 전술한 인자들의 하나 또는 그 이상에 따라 상기 각도 오차 보정들을 변화시키도록 구성된다.

상술한 바와 같이, 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타낸 각도 오차들은 각기 전술한 인자들에 의해 영향을 받는 제1 오차 특성들로 언급된다.

여기에 기재되는 바와 같이, 도 3의 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 각도 오차값(138a)을 발생시키기 위해 사용될 수 있으며, 이는 상기 보정된 x-y 각도값(126a)을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 오차 곡선들(286, 288)보다 낮은 피크-투-피크(peak to peak) 변화들을 갖는 다른 각도 오차 곡선들(도시되지 않음)은 상기 제1 오차 특성들보다 작은 제2 오차 특성들을 나타낸다.

상기 오차 곡선들(286, 288)은 다음과 같은 방식으로 수학적으로 설명될 수 있다.

수학적으로, 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 상기 각도 오차는 다음식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.

[식 (1)]

여기서,

＝오차가 있는 측정된 각도(도 3의 보정되지 않은 x-y 각도값(118a) 참조)이고;

n＝n번째 고조파를 나타내는 변수이며;

T＝온도 센서(136)에 의해 측정된 온도이고;

OFF＝자성 타겟 위치 결정 오차, 즉 통상적으로 온도 T와 독립적인 도 3의 자석(144)과 관련된 상기 CVH 센싱 요소(102)의 기계적인 오정렬이며;

DC(T)＝온도 T의 함수인 DC 각도 오차의 평균이고;

HnA(T)＝온도 T의 함수인 상기 오차의 n번째 고조파 성분의 진폭이며;

HnP(T)＝온도 T의 함수인 n번째 고조파 성분의 위상이다.

상기 각도 오차에 영향을 미치는 온도 이외의 전술한 다른 인자들은 상기 식 (1)에 고려되지 않는다. 즉, 상기 식에서 상기 CVH 센싱 요소(102) 주위의 순서화의 속도는 고려되지 않으며, 상기 CVH 센싱 요소(102)에 의해 감지되고 상기 자석(144)에 의해 발생되는 상기 자기장의 피크 진폭은 고려되지 않고, 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스 선택 모듈(119)에 의해 발생되는 전류 스피닝 위상 시퀀스는 고려되지 않는다.

추정되고 양자화된(quantized) 각도 오차(상기 식(1)의 비-양자화된 오차 보다는)는 다음 식(2)와 같이 수학적으로 표현될 수 있다.

[식 (2)]

여기서,

q는 양자화된 값들을 의미한다.

도 3의 각도 오차 보정 모듈(138)이 상기 식 (2)의 표현과 동일하거나 유사한 표현으로 도 3의 EEPROM(140) 내에 저장된 프로그램 가능한 평균 보정 계수들, 프로그램 가능한 진폭 보정 계수들, 그리고 프로그램 가능한 위상 보정 계수들의 세트를 이용할 수 있는 점이 도 6과 함께 다음에 설명된다. 다음에 설명하는 바와 같이, 일부 실시예들에서, 보정 계수의 오정렬인 OFF도 저장되고 이용될 수 있다.

도 3의 각도 오차 보정 모듈(138)은, 상기 보정 계수들에 따라, 상기 사인 LUT(148)에 의해 제공되는 하나 또는 그 이상의 정규화된 사인 파형들(값들)(즉, 하나 또는 그 이상의 고조파 값들)을 디지털적으로 계량할 수 있으며, 그 결과들은 식 (2)에 따라 상기 각도 오차의 근사치를 내기 위해 함께 합산된다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 도 3의 각도 오차 보정 모듈(138)은 식 (2)에 따른 상기 각도 오차값(138a)을 발생시킬 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 제1 및 제2의 두 고조파(harmonic)들을 이용하여 식 (2)를 평가한다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 제1 또는 제2의 하나의 고조파를 이용하여 식 (2)를 평가한다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 둘 이상의 고조파들, 예를 들면, 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 고조파들로 식 (2)를 평가한다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 평균값

도 이용하여 식 (2)를 평가한다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 상기 오차 보정 모듈(138)은 어떠한 사인 함수들이나 고조파들이 없이 오정렬 보정 계수 OFF를 갖거나 갖지 않고 상기 평균값

만을 이용하여 식 (2)를 평가한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 오차 보정 모듈(138)은 계수 테이블(coefficient table) EEPROM(310) 내에 저장될 수 있는 보정 계수들만을 가지고 식 (2)와 다른 식을 평가한다.

도 3과 함께 상술한 바와 같이, 상기 결합 모듈(126)은 온도에 의존하는 상기 각도 오차값(즉, 식 (2)에 따라 추정된 오차)과 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(118a)을 비교하도록 동작할 수 있다. 따라서, 각 온도 Ti에 대하여, 식 (2)에 따라 측정된 각도에 대해 상기 추정된 오차

은 도 5의 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 오차들을 포함하는 상기 감지된(즉, 측정된) 각도

(즉, 도 2의 보정되지 않은 x-y 각도값(118a))으로부터 디지털적으로 감산(또는 합산)될 수 있다.

온도가 변화함에 따라, 식 (2)에 의해 나타나는 각도 오차의 각 고조파 성분은 진폭과 위상이 독립적으로 변화될 수 있다. 도 6과 함께 다음에 설명하는 바와 같이, 일부 실시예들에 있어서, 각도 오차 변화들이 각 변수(각 고조파 성분의 평균 및 진폭과 위상)의 온도의 함수로서 구분적 선형 보간(piecewise-linear interpolation)을 이용하여 저장된 평균, 진폭 및 위상 값들의 쌍들 사이에서 근사치가 구해진다.

전류 스피닝 위상 시퀀스들에서의 변화가 도 3과 함께 앞서 설명되었다. 각도 오차 보정 모듈 또한 도 3 및 도 5와 함께 앞서 기재되었다. 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변화 및 각도 오차 보정 모듈의 사용의 적절한 선택 모두가 상기 곡선들(286, 288)에 의해 나타나는 상기 각도 오차의 크기를 감소시키는 경향이 있는 점이 분명해야 한다. 상기 두 가지 기술들이 상기 자기장 센서(100)의 각도 오차의 감소를 구현하도록 별도로 또는 함께 사용될 수 있는 점이 인식되어야 한다.

이제 도 3과 동일한 요소들이 동일한 부호들을 가지도록 도시되는 도 6을 참조하면, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 계수 테이블 EEPROM(310)에 연결될 수 있다. 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 상기 식 (2)와 관련되고 이른바 온도 세그먼트들과 관련된 값들의 복수의 보정 계수들을 저장하도록 구성된다. 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 도 3의 EEPROM(140)의 일부가 될 수 있다.

여기에 사용되는 바에 있어서, "온도 세그먼트(temperature segment)"라는 용어는 각 온도 범위가 온도들의 쌍에 의해 한정되는 복수의 온도 범위들의 하나를 기술하는 데 사용된다. 여기에 도시되고 다음에 설명되는 예들은 온도가 상승하는 순서로 제2 온도 세그먼트에 인접하는 제1 온도 세그먼트, 제3 온도 세그먼트에 인접하는 상기 제2 온도 세그먼트 그리고 상기 제3 온도 세그먼트에 인접하는 제4 온도 세그먼트 네 개의 이러한 온도 세그먼트들을 이용한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 온도 세그먼트들은 중첩되며, 다른 실시예들에서, 상기 온도 세그먼트들 사이에 온도 간격들이 존재한다. 일부 실시예들에 있어서, 각 온도 세그먼트는 동일한 숫자들의 도의 온도에 걸치며, 다른 실시예들에서 상기 온도 세그먼트들은 다른 숫자들의 도의 온도에 걸친다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 상기 제2 및 제3 온도 세그먼트들은 각기 상기 제1 및 제4 세그먼트들보다 넓은 온도 간격을 가질 수 있다.

상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 내부에 복수의 온도값들, 예를 들면, 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들을 나타내는 T0, T1, T2, T3, T4 및 T5를 저장할 수 있다.

상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 복수의 보정 계수들을 내부에 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 계수 표 EEPROM(310)은 다섯 개의 평균 보정 계수들인 Coeff A0, Coeff A1, Coeff A2, Coeff A3 및 Coeff A4를 저장할 수 있다. 각각의 상기 다섯 개의 평균 보정 계수들은 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들에서의 온도들에 대응되는 각각의 다른 온도에서 식 (2)에서의 평균값

을 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 다섯 개의 제1 고조파 진폭 보정 계수들인 Coeff B0, Coeff B1, Coeff B2, Coeff B3 및 Coeff B4를 저장할 수 있다. 각각의 다섯 개의 제1 고조파 진폭 보정 계수들은 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들에서의 온도들에 대응되는 각각의 다른 온도에서 n=1에 대해, 즉 도 5의 오차 신호들(286, 288)의 제1 고조파에 대해 식 (2)에서의 상기 진폭값

을 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 다섯 개의 제1 고조파 위상 보정 계수들인 Coeff C0, Coeff C1, Coeff C2, Coeff C3 및 Coeff C4를 저장할 수 있다. 각각의 상기 다섯 개의 제1 고조파 위상 보정 계수들은 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들에서의 온도들에 대응되는 각각의 다른 온도에서 n=1에 대해, 즉 도 5의 오차 신호들(286, 288)의 제1 고조파에 대해 식 (2)에서의 상기 위상값

을 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 다섯 개의 제2 고조파 진폭 보정 계수들인 Coeff D0, Coeff D1, Coeff D2, Coeff D3 및 Coeff D4를 저장할 수 있다. 각각의 상기 다섯 개의 제2 고조파 진폭 보정 계수들은 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들에서의 온도들에 대응되는 각각의 다른 온도에서 n=2에 대해, 즉 도 5의 오차 신호들(286, 288)의 제2 고조파에 대해 상기 식 (2)에서의 상기 진폭값

을 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 다섯 개의 제2 고조파 위상 보정 계수들인 Coeff E0, Coeff E1, Coeff E2, Coeff E3 및 Coeff E4를 저장할 수 있다. 각각의 상기 다섯 개의 제2 고조파 위상 보정 계수들은 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 경계들에서의 온도들에 대응되는 각각의 다른 온도에서 n=2에 대해, 즉 도 5의 오차 신호들(286, 288)의 제2 고조파에 대해 상기 식 (2)에서의 상기 위상값

을 나타낸다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 계수 테이블 EEPROM(310)은 또한 도 3의 자석(144)에 의해 발생되는 상기 자기장과 상기 CVH 센싱 요소(102)의 전술한 기계적인 오정렬을 나타내는 상기 오정렬 보정 계수 OFF(도시되지 않음)를 저장할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 모든 저장된 보정 계수들 및 값들은, 예를 들면, 상기 제어 신호(142)에 의하여 상기 계수 테이블 EEPROM(310) 내로 프로그램될 수 있다.

상술한 바와 같이, 네 개의 온도 세그먼트들 및 관련된 온도들과 계수들이 도시되지만, 다른 실시예들에서, 네 개의 온도 세그먼트들 보다 많거나 적은 세그먼트들이 존재할 수 있고, 많은 온도 세그먼트들과 관련된 삼십 개의 저장된 계수들 보다 많거나 적은 계수들이 존재할 수 있다. 또한, 상술한 바에 따라, 온도들을 나타내는 계수들, 평균값들을 나타내는 계수들, 상기 제1 고조파의 진폭과 위상값들을 나타내는 계수들, 그리고 도 5의 오차 곡선들(286, 288)의 상기 제2 고조파의 진폭과 위상값들을 나타내는 계수들이 도시되지만, 다른 실시예들에서, 이들 계수들 보다 적은 계수들이 저장되고 이용될 수 있다. 그러나, 또 다른 실시예들에서, 예를 들면, 식 (2)에 의하여 심지어 보다 높은 고조파들을 나타내는 계수들이 저장될 수 있고 이용될 수 있다.

상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 온도 센서(136)로부터 온도 신호(136a)를 수신하도록 연결되는 아날로그-디지털 컨버터(300)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그-디지털 컨버터(300)는 상기 자기장 센서(100)의 온도를 나타내는 디지털 신호인 변환된 신호(300a)를 발생시키도록 구성된다.

상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 디지털 온도 신호(300a)를 수신하도록 연결되고, 상기 디지털 온도 신호(300a)가 놓이는 복수의 온도 세그먼트들의 하나를 식별하도록 구성되는 세그먼트 식별 모듈(segment identification module)(302)을 포함할 수 있다. 이를 위하여, 상기 세그먼트 식별 모듈(302)은 상기 계수 테이블 EEPROM(310)로부터 상기 저장된 온도 세그먼트들에 대한 정보(310a), 예를 들면, 네 개의 저장된 네 개의 온도 세그먼트들의 온도 경계들 T0, T1, T2, T3, T4 및 T5를 수신할 수 있다. 상기 세그먼트 식별 모듈(302)은 두 인접하는 온도들 사이에 상기 디지털 온도 신호(300a)가 놓이는 지, 즉 상기 네 개의 온도 세그먼트들의 하나 내에 상기 디지털 온도 신호(300a)가 놓이는 지를 식별하도록 동작할 수 있다. 상기 확인된 온도 세그먼트에 따라, 상기 세그먼트 식별 모듈은 상기 확인된 온도 세그먼트를 나타내는 세그먼트 식별자 신호(302b)를 발생시키도록 동작할 수 있다.

상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 또한 상기 디지털 온도 신호(300a)를 수신하도록 연결되고, 상기 세그먼트 식별자 신호(302b)를 수신하도록 연결되는 보간 모듈(interpolation module)(304)을 포함할 수 있다. 상기 보간 모듈(304)은 또한 상기 세그먼트 식별 모듈(302)에 의해 식별되는 확인된 계수들(310b)을 수신하도록 연결된다.

상기 세그먼트 식별자 신호(302b)에 따라, 상기 보간 모듈은 상기 계수 테이블 EEPROM(310)에 의해 수신되는 보정 계수 요구 신호(304b)를 발생시키도록 구성된다. 상기 보정 계수 요구 신호(304b)에 반응하여, 상기 계수 테이블 EEPROM은 상기 확인된 온도 세그먼트의 온도 경계들과 관련된 복수의 보정 계수들(310b)을 제공한다. 상기 온도 세그먼트의 식별이 상기 확인된 온도 사이트들의 경계들의 각각의 경계들의 온도에서 열 개의 보정 계수들, 다섯 개의 보정 계수들 등의 선택을 가져오는 점이 이해될 것이다.

상기 보간 모듈(304)은 상기 식별되고 수신된 보정 계수들(310b)의 쌍들 사이를 보간하도록 동작할 수 있다. 예를 들면, 상기 디지털 온도 신호(300a)가 이백 오십 도의 온도를 나타내는 경우 및 평균값 보정 계수들의 쌍들, 예를 들면, Coeff A2 및 Coeff A3이 이백 도부터 삼백 도까지의 간격의 온도 세그먼트(즉, 상기 디지털 온도 신호(300a)가 놓이는 제3 온도 세그먼트)와 관련된 보정 계수들인 경우, 그러면 상기 보간 모듈이 보간된 보정 계수에 이르도록 상기 두 보정 계수들인 Coeff A2 및 Coeff A3 사이를 보간할 수 있는 점이 분명해야 한다. 유사한 보간들이 복수의 보간된 보정 계수들(304a)을 발생시키도록 상기 제3 온도 세그먼트와 관련된 보정 계수들의 쌍들의 다른 것들 사이에서 상기 보간 모듈(304)에 의해 수행될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈(304)은 선형 보간들을 수행할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서 상기 보간 모듈(314)은 비선형 보간들을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 보간 모듈(304)은 온도 세그먼트의 폭에 대해 적절한 유형의 보간을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 확인된 온도 세그먼트의 폭이 상대적으로 넓은 경우, 그러면 상기 보간 모듈(304)은 선형 보간을 수행할 수 있으며, 여기서 상기 디지털 온도 신호(300a)는 상기 넓은 온도 세그먼트 내에 포함된다. 반대로, 빠르게 변화되는 오차 특성들을 나타낼 수 있는 상기 확인된 온도 세그먼트의 폭이 좁을 경우, 상기 보간 모듈(304)은 비선형 보간을 수행할 수 있으며, 여기서 상기 디지털 온도 신호(300a)는 상기 보다 좁은 온도 세그먼트에 포함된다.

상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 또한 상기 보간된 보정 계수들(304a)을 수신하도록 연결되고, 알고리즘, 예를 들면 앞서의 식 (2)를 이용하는 알고리즘 내에서 상기 보간된 보정 계수들(304a)을 이용하도록 구성되는 알고리즘 모듈(algorithm module)(306)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 알고리즘 모듈(306)은 임의의 숫자의 고조파들로 상기 평균 또는 DC 보정 계수들을 갖거나 갖지 않고 상기 식(2)를 채용할 수 있다.

상기 알고리즘 모듈(306)은 x-y 각도 오차값(306a)을 발생시키도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 x-y 각도 오차값(306a)은 선택적인 결합 모듈(313)을 우회하며, 도 3과 함께 앞서 설명한 x-y 각도 오차값(138a)이 된다.

도 3과 함께 전술한 바와 같이, 결합 모듈(126)은 상기 x-y 각도 오차값(138a)을 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(124a)을 수신하도록 연결될 수 있으며, 보다 정확하고 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(124a)의 제1 오차 성분보다 작은(즉, 제2) 오차 성분을 갖는 상기 보정된 x-y 각도값(126a)을 발생시키기 위해 상기 두 값들을 비교하도록 구성될 수 있다.

상기 사인 룩업 테이블(148)은 도 3과 함께 앞서 설명되었다. 상기 사인 룩업 테이블(148)은 제1 및 제2 고조파 사인값(148a, 148b)을 각기 상기 식 (2)를 평가하는 데 이용되기 위해 상기 알고리즘 모듈(306)에 제공할 수 있다.

사인 룩업 컨트롤러(318)는 상기 보정되지 않은 x-y 각도값(124a)을 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 보간 모듈로부터 보간된 위상값들(304b)을 수신하도록 연결될 수 있다. 식 (2)로부터 이들 값들 모두가 어떻게 상기 사인 룩업 테이블(148) 내로 색인화되는 지를 알기 위하여 요구되는 점이 분명해질 것이다. 특히, 상기 식 (2)의 변수인 sin(n

+

)가 상기 측정된(즉, 보정되지 않은) 각도

및 보간된 위상

모두를 포함하는 색인을 요구한다. 상기 변수들 n이 고조파 숫자인 점을 상기하기 바란다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 상기 디지털 온도 신호(300a)를 수신하도록 연결되고, 상기 디지털 온도 신호(300a)가 온도의 변화를 나타내는 지 또는 온도 변화가 없는 것을 나타내는 지를 식별하도록 구성되는 온도 변화 검출 모듈(315)을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 온도 변화 검출 모듈은 또한 온도의 변화를 나타내거나 온도 변화가 없는 것을 나타내는 제어 신호(315a)를 발생시키도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예들에서, 상기 보간 모듈(304)은 상술한 보간들을 수행할 수 있고, 상기 제어 신호(315a)가 온도의 변화들을 나타내는 때에만 새로운 보간된 보정 계수들(304a)을 제공할 수 있다. 다른 시간들에서, 상기 알고리즘 모듈은 미리 계산되었던 보간된 보정 계수들을 이용할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈(138)은 보정 대 전류 스피닝 시퀀스 모듈(correction versus current spinning sequence module)(311), 보정 대 자기장 진폭 모듈(correction versus magnetic field amplitude module)(309) 또는 보정 대 시퀀스 속도 모듈(correction versus sequence rate module)(307)의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

클록 신호(clock signal)(120b)에 반응하여, 상기 보정 대 전류 스피닝 시퀀스 모듈(311)은 상기 x-y 각도 오차값(138a)을 더 향상시키도록 적용될 수 있는 전류 스피닝 위상 시퀀스 그룹들의 선택된 시퀀스에 관련된 보정 인자를 식별하도록 구성된다. 도 3의 아날로그-디지털 컨버터(112)로부터의 상기 신호(112a)에 반응하여, 상기 보정 대 자기장 진폭 모듈(309)은 상기 CVH 센싱 요소(102)에 의해 감지되는 자기장의 진폭과 관련되고 상기 x-y 각도 오차값(138a)을 더 향상시키도록 적용될 수 있는 보정 인자를 식별하도록 구성된다. 상기 클록 신호(120d)에 반응하여, 상기 보정 대 시퀀스 속도 모듈(307)은 도 3의 CVH 센싱 요소(102) 내의 수직형 홀 요소들이 순서화되는 속도와 관련된 보정 인자를 식별하도록 구성되며, 보정 인자는 상기 x-y 각도 오차값(138a)을 더 향상시키도록 적용될 수 있다.

총괄적으로, 보정값(307a)은 전술한 보정 인자들의 하나 또는 그 이상을 포함한다. 상기 보정값(307a)이 결합 모듈(313)에 의해 수신될 수 있고, 상기 x-y 각도 오차값(306a)에 적용될 수 있으므로, 상기 보정된 x-y 각도값(126a)이 전술한 제1 및 제2 오차 성분들보다 작은 제3 오차 성분을 가질 것이다. 다시 말하면, 상기 보정된 x-y 각도값(126a)은 실제 각도를 보다 진정하게 나타낼 것이다.

일부 실시예들에 있어서, 프로그램 제어 EEPROM(308) 상기 제어 신호(142)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 프로그램 제어 EEPROM(308)은 상기 보간 모듈(304) 또는 상기 알고리즘 모듈(306)의 하나 또는 그 이상에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제어 신호(142)에 의하여, 사용자는 상기 보간 모듈 내의 선택된 유형의 보간을 이용하도록 도 3의 자기장 센서(100)를 프로그램할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제어 신호(142)에 의하여, 사용자는 상기 알고리즘 모듈(306) 내의 선택된 유형의 알고리즘을 이용하도록 도 3의 자기장 센서(100)를 프로그램할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기장 센서(100)는 상기 알고리즘으로 식 (2)를 이용하며, 다른 실시예들에서, 상기 자기장 센서는 다른 알고리즘을 이용한다.

상기 CVH 센싱 요소(102)에 대하여 도 3과 함께 앞서 설명한 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변화들이나 변경들의 주제로 다시 돌아가면, 도 7-도 9는 단순한 평면형 홀 효과 요소에 적용되는 유사한 전류 스피닝 위상 시퀀스 변화들의 이점들을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 간단한 자기장 센서(400)는 평면형 홀 요소(402)를 포함한다. 상기 홀 요소(402)는 전류 스피닝 스위치들(412)에 의해 결정되는 복수의 전류 스피닝 위상들에 따라 네 개의 콘택들의 다른 선택된 것들에서 전류 신호(412a)를 수신하도록 연결된다. 전류 소스(410)는 전류 신호(410a)를 상기 전류 스피닝 스위치들(412)에 공급한다.

상기 홀 효과 요소(402)의 차동 출력(differential output)(402a, 402b)은 전류 스피닝 스위치들(404)에 연결되며, 이들은 전류 스피닝이 상기 복수의 위상들을 통해 진행하면서 출력 단자들로서 네 개의 단자들의 선택된 다른 것들을 선택한다.

상기 네 개의 단자의 평면형 홀 요소의 둘 또는 네 개의 위상 전류 스피닝을 위한 특별한 연결들은 여기서는 도시되지 않지만 잘 이해될 수 있을 것이다. 상기 전류 스피닝이 네 개의 위상들 내에서 이루어지고 무자들로 상기 위상들을 표기하는 예를 택할 경우, 종래의 배치는 동일한 위상 순서, 예를 들면, ABCD를 주기적으로 반복할 것이며, 여기서 위상들의 각 순서는 사이클 주기를 갖는 각각의 전류 스피닝 사이클 내에서 일어난다. 그러나, 상기 자기장 센서(400)는 상기 전류 스피닝 스위치들(404, 412)에 연결되는 전류 스피닝 및 필터 제어 모듈(408)을 포함할 수 있고, 이는 때때로 또는 네 개의 위상들의 세트를 통한 각 사이클에 따라 위상들의 순서를 변화시키거나 변경시키도록 구성될 수 있다. 상기 변화들은 완전히 무작위적이거나 의사 무작위적일 수 있다. 그러나, 다른 배치들에서 상기 변화들은 때때로 둘 또는 그 이상의 전류 스피닝 위상 시퀀스들 사이에서 선택될 수 있다.

제한적이지 않은 예에서, 전류 스피닝 위상들은 다음의 네 개의 순서들을 취할 수 있고 이후에 반복할 수 있다: ABCD, BCDA, CDAB 및 DABC. 이러한 특정 예에 있어서, 각기 네 개의 위상들을 가지는 네 개의 전류 스피닝 위상 시퀀스들만이 이용된다. 그러나, 네 개의 전류 스피닝 위상들이 이십 사개의 전류 스피닝 위상 시퀀스들 내의 상기 네 개의 위상들의 이십 사개의의 결합들을 가져올 수 있는 점이 이해될 것이다. 상기 이십 사개의 전류 스피닝 위상 시퀀스들은 무작위로 선택될 수 있거나, 의사 무작위로 선택될 수 있거나, 주기적으로 선택될 수 있다.

기본적이고 제한적이지 않은 예에 있어서, 두 개의 전류 스피닝 위상 시퀀스들, 예를 들면, ABCD 및 CDAB만이 존재하고, 상기 홀 요소(402)에 적용되는 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스는 때때로 상기 두 개의 위상 순서들 사이에서 변화될 수 있다. 또한, 둘 이상의 위상 순서들이 존재할 수 있고, 상기 홀 요소(402)에 적용되는 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스는 때때로 둘 이상의 위상 순서들 사이에서 변화될 수 있다.

상기 전류 스피닝 스위치들(404)은 다른 차동 신호(404a, 404b)를 제공하도록 구성된다. 필터(406)는 상기 전류 스피닝 스위치들(404)로부터 상기 차동 신호를 수신하도록 연결되고, 차동 출력 신호(406a, 406b)를 제공하도록 구성된다.

상기 주파수 도메인에서, 여기서는 오프셋 전류 스피닝으로 언급되는 특정 유형의 전류 스피닝의 결과로 상기 전류 스피닝 스위치들에서 나타나는 상기 차동 출력 신호(404a, 404b)가 두 주파수 성분들을 가지는 점이 이해될 것이다. 베이스밴드(baseband) 성분은 자기장에 반응하며 베이스밴드에 남는다. 그러나, 상기 차동 신호(404a, 404b)를 갖는 오프셋 신호 성분은 상기 전류 스피닝 시퀀스들이 상기 위상들에 걸치는 주파수, 즉 초핑 주파수에 따라 보다 높은 주파수로 이동된다.

동작에 있어서, 상기 필터(406)는 상기 차동 출력 신호(406a, 406b) 내에 자기적인 반응 신호 성분만을 남기면서 상기 차동 신호(404a, 404b)의 상기 오프셋 신호 성분을 제거할 수 있다.

이제 도 8을 참조하면, 그래프(450)는 임의의 단위들로 주파수의 단위들의 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로 진폭의 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.

상기 그래프(450)는 도 7의 자기장 센서(400)와 같은 자기장 센서의 동작을 나타내지만, 상기 홀 요소(402)에 적용되는 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 어떠한 변화도 가지지 않는다. 다시 말하면, 예를 들면, 상기 위상 순서 ABCD가 변화 없이 되풀이하여 반복된다.

스펙트럼 라인(454)은 도 7의 차동 신호(404a, 404b)의 자기적인 반응 신호 성분을 나타낸다. 스펙트럼 라인(458)은 상기 전류 스피닝 스위치들(404, 412)의 전류 스피닝 동작 후의 도 7의 차동 신호(404a, 404b)의 상기 오프셋 신호 성분을 나타내지만, 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 어떠한 변화도 가지지 않는다. 스펙트럼 라인(460)은 상기 스펙트럼 라인(456)에 의해 나타나는 상기 오프셋 신호 성분의 제3 고조파를 나타낸다.

상기 스펙트럼 라인(454)이 DC 자기장에 반응하는 상기 자기장 센싱 요소(402)를 나타내는 점이 이해될 것이다. 그러나, 상기 자기장 센싱 요소(402)는 AC 자기장들에 반응할 수 있다. 따라서, 베이스밴드 대역폭(456)은 상기 자기장 센싱 요소(402)가 자기장에 반응하여 신호 정보를 제공할 수 있는 영역을 나타낸다.

전달 함수(transfer function)(452)는 도 7의 필터(406)의 특정한 실시예의 하나의 전달 함수를 나타낸다. 특히, 상기 전달 함수(452)는 전달 함수 노치(notch)들을 갖는 디지털 필터를 나타낸다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 노치들이 상기 오프셋 성분 스펙트럼 라인들(458, 460)과 동일한 위치들에 나타나도록 상기 필터(406)를 설계하고 제어 신호(408c)로 상기 필터(406)를 제어하는 것이 유리하다. 따라서, 이와 같은 필터로써, 상기 차동 출력 신호(406a, 406b)는 상기 베이스밴드(456) 내에만 내용을 가질 것이다.

필터의 사용이 상기 자기장 센서(400)의 동작을 늦추는 경향이 있는 점이 인식될 것이다. 또한, 상기 패스밴드(passband)(456)가 상기 주파수 fc 아래로 떨어져야 하기 때문에, 상기 동작 대역폭 또는 상기 자기장 센서(400)가 제한되는 경향이 있다.

이제 도 9를 참조하면, 그래프(500)는 임의의 단위들로 주파수의 단위로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들로 진폭의 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.

상기 그래프(500)는 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변동들이나 변화들을 포함하는 상기 자기장 센서(400)와 같은 자기장 센서의 동작을 나타낸다. 다음의 논의로부터 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변화를 이용하여, 일부 실시예들에서, 도 7의 필터(406)가 생략될 수 있는 점이 분명해질 것이다.

스펙트럼 라인(502)은 상기 차동 신호(404a, 404b)의 자기적인 반응 신호 성분을 나타낸다. 스펙트럼 라인(506)은 상기 전류 스피닝 스위치들(404, 412)의 변화된 전류 스피닝 동작 후에 상기 차동 신호(404a, 404b)의 상기 오프셋 신호 성분을 나타낸다. 스펙트럼 라인(508)은 상기 스펙트럼 라인(506)에 의해 나타나는 상기 오프셋 신호 성분의 제3 고조파를 나타낸다.

상기 스펙트럼 라인(502)이 DC 자기장에 반응하는 상기 자기장 센싱 요소(402)를 나타내는 점이 이해될 것이다. 그러나, 상기 자기장 센싱 요소(402)는 AC 자기장에 반응할 수 있다. 따라서, 베이스밴드 대역폭(504)은 상기 자기장 센싱 요소(402)가 자기장에 반응하여 신호 정보를 제공하는 영역을 나타낸다.

도시된 바와 같은 다른 낮은 진폭의 스펙트럼 라인들은 상기 변화의 정확한 특성에 따라 상기 전류 스피닝 위상 시퀀스들의 변화로부터 야기될 수 있다. 도시되지 않았지만, 또한 낮은 진폭에 있는 추가적인 스펙트럼 라인들이 존재할 수 있다.

상기 스펙트럼 라인들(506, 508) 및 모든 다른 관련되지 않은 스펙트럼 라인들이 도 8의 스펙트럼 라인들(458, 460)보다 훨씬 낮은 진폭을 가지는 점이 인식될 것이다. 일부 응용들에 있어서, 상기 다양한 낮은 진폭의 스펙트럼 라인들은 도 7의 필터(406)가 모두 요구되지 않는 충분히 낮은 진폭을 가진다. 전혀 필터를 가지는 않는 것은 보다 빠른 자기장 센싱 요소 및 보다 넓은 대역폭의 자기장 센싱 요소의 결과로 된다. 이에 따라, 이와 같은 일부 실시예들에서, 상기 베이스밴드 패스밴드(504)는 도시된 경우보다 실질적으로 넓을 수 있으며, 도 8의 베이스밴드 패스밴드(456)보다 넓을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 베이스밴드 패드밴드(504)는 상기 주파수 3fc 이상으로 잘 연장될 수 있다.

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

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

Claims

복수의 자기장 센싱 요소(magnetic field sensing element)들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 x-y 평면 내의 자기장에 반응하여 각각의 x-y 출력 신호를 발생시키도록 구성되며;
상기 x-y 출력 신호들을 수신하도록 연결되고, x-y 평면 내의 상기 자기장의 각도를 나타내는 보정되지 않은 x-y 각도값을 발생시키도록 구성되는 각도 처리 회로(angle processing circuit)를 포함하고, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값은 제1 각도 오차 성분을 포함하며;
상기 각도 처리 회로에 연결되고, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값 내의 오차를 나타내는 x-y 각도값을 발생시키도록 구성되는 각도 오차 보정 모듈(angle error correction module)을 포함하고;
상기 제1 각도 오차 성분보다 작은 제2 각도 오차 성분을 갖는 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값과 상기 x-y 각도 오차값을 결합하는 결합 모듈(combining module)을 포함하는 자기장 센서.
제 1 항에 있어서,
복수의 온도 세그먼트(temperature segment)들의 각각의 경계들과 관련되고 복수의 보정 계수들을 저장하도록 구성되는 계수 테이블 메모리(coefficient table memory)를 더 포함하고, 각 온도 세그먼트는 온도들의 쌍에 의해 한정되며;
온도를 나타내는 온도 신호를 발생시키도록 구성되는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 각도 오차 보정 모듈은,
상기 온도 신호를 나타내는 온도값을 수신하도록 연결되고, 상기 온도값이 해당되는 온도 세그먼트를 식별하도록 구성되는 세그먼트 식별 모듈(segment identification module);
상기 식별된 온도 세그먼트에 관련된 복수의 상기 보정 계수들을 수신하도록 연결되고, 복수의 보간된 보정 계수들을 발생시키도록 상기 온도값에 따라 상기 보정 계수들의 쌍들 사이를 보간하도록 구성되는 보간 모듈(interpolation module); 및
상기 복수의 보간된 보정 계수들을 수신하도록 연결되고, x-y 각도 오차값을 발생시키도록 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 이용하는 알고리즘을 적용하도록 구성되는 알고리즘 모듈(algorithm module)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 2 항에 있어서, 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 원형 수직 홀(CVH) 요소로 배열되는 복수의 수직형 홀 효과 요소들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 반도체 기판의 제1 주표면(major surface) 내의 공통의 원형 주입 및 확산 영역 상에 배열되며, 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 상기 반도체 기판의 제1 주표면에 평형한 x-y 평면 내에 방향 성분을 갖는 자기장에 반응하여 각각의 복수의 x-y 출력 신호들을 발생시키도록 구성되고, 상기 x-y 평면은 x-방향 및 상기 x-방향에 직교하는 y-방향을 가지며, 상기 복수의 x-y 출력 신호들은 복수의 사이클 주기들 내에 발생되고, 각 사이클 주기는 CVH 센싱 요소 주위의 하나의 사이클에 대응되며, 상기 사이클 주기들은 사이클 속도로 발생되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 복수의 사인값들을 저장하기 위한 사인 룩업 테이블(sine lookup table)을 더 포함하며, 상기 알고리즘 모듈은 상기 복수의 사인값들 중으로부터 선택되는 사인값을 수신하고, 상기 선택된 사인값을 이용하여 상기 알고리즘도 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 4 항에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 4 항에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 x-y 각도값에 따라 및 보간된 위상 계수에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 상기 각도 오차 보정 모듈은 상기 자기장의 각도에 대한 정현파인 상기 제1 각도 오차 성분을 기술하기 위해 온도 의존형 정현파형 오차 관계를 이용하도록 구성되며, 상기 복수의 보정 계수들은,
대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 하나 또는 그 이상의 고조파(harmonic)들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 7 항에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 제1 및 제2 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 7 항에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 평균 각도 오차들의 각각의 크기들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 7 항에 있어서, 프로그램 제어값을 수신하도록 연결되는 프로그램 컨트롤 레지스터(program control register)를 더 포함하고, 상기 보간 모듈은 상기 프로그램 제어값을 나타내는 값을 수신하도록 연결되며, 상기 프로그램 제어값에 반응하여 상기 보간 모듈은 복수의 정현파형 오차 관계들 중으로부터 상기 정현파형 오차 관계를 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 프로그램 제어값을 수신하도록 연결되는 프로그램 컨트롤 레지스터를 더 포함하고, 상기 보간 모듈은 상기 프로그램 제어값을 나타내는 값을 수신하도록 연결되며, 상기 프로그램 제어값에 반응하여 상기 보간 모듈은 복수의 보간 유형들 중으로부터 보간 유형을 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 상기 보간 모듈은 선형 보간들(interpolations)을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 상기 보간 모듈은 비선형 보간들을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서, 상기 복수의 온도 세그먼트들의 경계들은 온도에서 동등하지 않게 이격되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서,
온도의 변화를 나타내거나 온도의 변화가 없는 것을 나타내는 온도 변화 신호를 발생시키기 위해 상기 온도 센서에 연결되고 온도의 변화를 검출하도록 구성되는 온도 변화 검출 모듈을 더 포함하며, 상기 보간 모듈은 상기 온도 변화 검출 모듈에 연결되고, 상기 온도 변화 신호가 온도의 변화를 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 변화시키며 상기 온도 변화 신호가 온도의 변화가 없는 것을 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서,
상기 사이클 속도와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 사이클 속도에 따라 사이클 속도 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 속도 모듈(correction versus rate module); 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 사이클 속도 보정값과 상기 x-y 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서,
상기 CVH 센싱 요소의 전류 스핀 시퀀스와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 전류 스핀 시퀀스에 따라 전류 스핀 시퀀스 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 전류 스핀 시퀀스 모듈(correction versus current spin sequence module); 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 전류 스핀 시퀀스 보정값과 상기 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
제 3 항에 있어서,
상기 자기장의 크기와 관련된 제어 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 자기장의 크기에 따라 자기장 강도 보정값을 발생시키도록 구성되는 보정 대 자기장 강도 모듈(correction versus magnetic field strength module); 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키기 위해 상기 자기장 강도 보정값과 상기 각도 오차값을 비교하도록 구성되는 제2의 결합 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서.
자기장 센서 내의 오차를 감소시키는 방법에 있어서,
복수의 자기장 센싱 요소들을 제공하는 단계를 포함하고, 각각의 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 x-y 평면 내의 자기장에 반응하여 각각의 x-y 출력 신호를 발생시키도록 구성되며;
x-y 평면 내의 상기 자기장의 각도를 나타내는 보정되지 않은 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 x-y 출력 신호들을 이용하는 단계를 포함하고, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값은 제1 각도 오차 성분을 포함하며;
제1 각도 오차 성분보다 작은 제2 각도 오차 성분을 갖는 보정된 x-y 각도값을 제공하도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 보정되지 않은 x-y 각도값을 보정하는 단계는,
복수의 온도 세그먼트들의 각각의 경계들과 연관되는 복수의 보정 계수들을 저장하는 단계를 포함하고, 각 온도 세그먼트는 온도들의 쌍에 의해 한정되며;
온도를 나타내는 온도 신호를 발생시키는 단계를 포함하고;
상기 온도값이 해당되는 온도 세그먼트를 식별하는 단계를 포함하며;
복수의 보간된 보정 계수들을 발생시키도록 상기 온도값에 따라 상기 보정 계수들의 쌍들 사이를 보간하는 단계를 포함하고;
x-y 각도 오차값을 발생시키도록 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 이용하여 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 결합하는 단계는,
상기 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 보정되지 않은 x-y 각도값과 상기 x-y 각도 오차값을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 복수의 자기장 센싱 요소들은 원형 수직 홀(CVH) 요소로 배열되는 복수의 수직형 홀 효과 요소들을 포함하고, 각각의 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소들은 반도체 기판의 제1 주표면 내의 공통의 원형 주입 및 확산 영역 상에 배열되며, 상기 복수의 수직형 홀 효과 요소는 상기 반도체 기판의 제1 주표면에 평행한 x-y 평면 내의 방향 성분을 갖는 자기장에 반응하여 각각의 복수의 x-y 출력 신호들을 발생시키도록 구성되고, 상기 x-y 평면은 x-방향 및 상기 x-방향에 직교하는 상기 y-방향을 가지며, 상기 복수의 x-y 출력 신호들은 복수의 사이클 주기들 내에서 발생되고, 각 사이클 주기는 상기 CVH 센싱 요소 주위의 하나의 사이클에 대응되며, 상기 사이클 주기들은 사이클 속도로 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 복수의 사인값들을 저장하는 단계를 더 포함하며, 상기 알고리즘을 적용하는 단계는,
상기 복수의 사인값들 중으로부터 사인값을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 사인값을 이용하여 상기 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 선택된 사인값은 상기 보정되지 않은 x-y 각도값에 따라 및 보간된 위상 계수에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 알고리즘을 적용하는 단계는,
상기 자기장의 각도에 대하여 정현파인 제1 각도 오차 성분을 기술하도록 온도 의존형 정현파형 오차 관계를 이용하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 보정 계수들은,
대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 하나 또는 그 이상의 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 제1 및 제2 고조파들의 각각의 크기들 및 위상들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 복수의 보정 계수들은 대응되는 복수의 다른 온도들에서 상기 정현파형 오차 관계의 평균 각도 오차들의 각각의 크기들을 나타내는 복수의 보정 계수들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 25 항에 있어서,
프로그램 제어값을 수신하는 단계; 및
복수의 정현파형 오차 관계들 중으로부터 상기 정현파형 오차 관계를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
프로그램 제어값을 수신하는 단계; 및
복수의 보간 형태들 중으로부터 보간 형태를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 보간 모듈은 선형 보간들을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 보간 모듈은 비선형 보간들을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 복수의 온도 세그먼트들의 경계들은 온도에서 동등하지 않게 이격되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
온도들의 변화를 검출하는 단계;
온도의 변화를 나타내거나 온도 변화가 없는 것을 나타내는 온도 변화 신호를 발생시키는 단계; 및
상기 온도 변화 신호가 온도의 변화를 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 변화시키고, 상기 온도 변화 신호가 온도 변화가 없는 것을 나타낼 때에 상기 복수의 보간된 보정 계수들을 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 사이클 속도에 따라 사이클 속도 보정값을 발생시키는 단계; 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 사이클 속도 보정값과 상기 각도 오차값 및 상기 보정되지 않은 각도값을 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 전류 스핀 시퀀스에 따라 전류 스핀 시퀀스 보정값을 발생시키는 단계; 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 전류 스핀 시퀀스 보정값을 상기 각도 오차값과 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 자기장의 크기에 따라 자기장 강도 보정값을 발생시키는 단계; 및
상기 제2 각도 오차 성분보다 작은 제3 각도 오차 성분을 포함하는 추가의 보정된 x-y 각도값을 발생시키도록 상기 자기장 강도 보정값과 상기 각도 오차값을 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.