KR20220149664A

KR20220149664A - 2차원 평면에서 외부 자기장 각도를 측정하기 위한 자기 센서 및 자기 센서를 사용하여 상기 각도를 측정하는 방법

Info

Publication number: KR20220149664A
Application number: KR1020227028671A
Authority: KR
Inventors: 로버트 주커; 스콧 프리츠
Original assignee: 크로커스 테크놀러지 에스에이
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-11-08
Also published as: JP2023517177A; EP4115193A1; WO2021176297A1; US20230134728A1

Abstract

본 발명에 따른 2차원 평면에서 외부 자기장(60)의 각도(θ)를 측정하기 위한 자기 센서는: 제1 신호 sin(θ) 및 제2 신호 cos(θ)를 각각 출력하는 제1 및 제2 감지 유닛; 제1 신호 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)을 수신하고 제1 변조된 출력 신호를 출력하는 제1 곱셈 DAC; 제2 신호 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)을 수신하여 제2 변조된 출력 신호를 출력하는 제2 곱셈 DAC; 제1 변조된 출력 신호를 수신하고 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)를 출력하는 제1 RC 필터; 제2 변조된 출력 신호를 수신하고 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)를 출력하는 제2 RC 필터; 상기 제1 및 제2 필터링된 신호를 더하여 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)를 출력하는 가산기; 및 합산 신호와 동기 신호 사이의 위상 변이를 측정하고 상기 위상 변이로부터 각도를 결정하는 각도 추출 유닛를 포함한다.

Description

2차원 평면에서 외부 자기장 각도를 측정하기 위한 자기 센서 및 자기 센서를 사용하여 상기 각도를 측정하는 방법

본 발명은 2차원 평면에서 외부 자기장 각도를 측정하기 위한 자기 센서에 관한 것이다. 본 개시는 또한 자기 센서를 사용하여 상기 각도를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.

2차원 평면에서 외부 자기장의 방향을 측정하는 것은 자기 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 자기 센서는 1차원 자기 센서를 결합하여 형성될 수 있으며, 각각의 1차원 자기 센서는 풀(Wheatstone) 브리지 회로 구성으로 배열된 4개의 자기 센서 요소로 형성된다. 1차원 자기 센서 중 하나는 다른 1차원 자기 센서의 감지축과 직교하는 감지축을 갖는다. 일정한 DC 전압이 2개의 1차원 자기 센서에 공급될 수 있으므로, 각 1차원 자기 센서는 2개의 디지털화된 신호를 얻기 위해 각각의 차동 증폭기의 입력 단자에 공급되는 출력을 생성한다. 2개의 디지털화된 신호는 소프트웨어 루틴이 외부 자기장 각도를 추출하기 위해 2개의 디지털화된 신호 비율의 아크탄젠트를 구하는 처리 유닛에 입력된다.

기존의 2차원 자기 센서의 단점은 강력한 처리 유닛을 필요로 하는 번거롭고 긴 수학 연산을 수행해야 한다는 것이다. 따라서, 이 접근 방식은 전력, 시간 및 비용 집약적이다.

90°의 차이 각도에서 자기적으로 분극된 2개의 TMR 브리지를 갖는 각도 2-d 센서의 경우, 사인 및 코사인 파형 신호를 생성할 수 있다. 그러나, 이러한 센서는 불완전하고 두 브리지가 정확히 90°떨어져 있지 않다. 이를 종종 "직교성" 문제라고 한다.

본 발명의 상기 단점을 극복한 2차원 평면에서 외부 자기장 각도를 측정하기 위한 자기 센서 및 자기 센서를 사용하여 상기 각도를 측정하는 방법을 제시하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 2차원 평면에서 외부 자기장(60)의 각도(θ)를 측정하기 위한 자기 센서로서, 제1 신호 sin(θ) 및 제2 신호 cos(θ)를 출력하는 각각 출력하는 제1 감지 유닛 및 제2 자기장 감지 유닛; 제1 신호 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)을 수신하고 제1 변조된 출력 신호를 출력하는 제1 곱셈 DAC; 제2 신호 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)을 수신하고 제2 변조된 출력 신호를 출력하는 제2 곱셈 DAC; 제1 변조된 출력 신호를 수신하고 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)를 출력하는 제1 RC 필터; 제2 변조된 출력 신호를 수신하고 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)를 출력하는 제2 RC 필터; 제1 및 제2 필터링된 신호를 가산하고 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)를 출력하도록 구성된 가산기; 및 합산 신호와 동기화 신호 사이의 위상 변이를 측정하고 위상 변이로부터 각도를 결정하도록 구성된 각도 추출 유닛을 포함한다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 감지 유닛은 풀 브리지 회로에 배열된 복수의 TMR 감지 소자를 포함한다.

본 발명은 또한 자기 센서를 사용하여 외부 자기장의 2차원 공간에서 회전 각도를 결정하는 방법에 관한 것이다.

본 명세서에 개시된 자기 센서 및 방법은 컴팩트한 IC 솔루션으로 감소된 전력 소비 및 비용 효율성과 함께 실시간 업데이트 속도를 가능하게 한다. 자기 센서 및 방법은 직교성 문제를 해결한다.

본 발명의 내용에 포함됨.

본 발명은 예로서 제공되고 도면에 의해 예시된 실시예의 설명의 도움으로 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 2차원 공간에서의 회전 각도 및 외부 자기장의 세기를 측정하기 위한 2개의 감지 유닛을 포함하는 TMR 기반 센서를 도시한다.
도 2는 감지 유닛의 가능한 구성을 도시한다.
도 3은 자기 참조 자기 터널 접합을 포함하는 감지 소자를 나타낸다
도 4는 일 실시예에 따른 자기 센서(10)의 일부를 나타낸다.

외부 자기장(60)의 2차원 평면에서 회전각(θ)을 측정하기 위한 TMR 기반 자기 센서(10)가 도 1에 도시되어 있다. 자기 센서(10)는 제1 신호(301)를 출력하는 제1 감지 유닛(300) 및 제2 신호(401)를 출력하는 제2 자기장 감지 유닛(400)을 포함한다.

제1 감지 유닛(300) 및 제2 자기장 감지 유닛(400) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 풀(Wheatstone) 브리지 회로로 배열된 복수의 TMR 감지 소자를 포함할 수 있다. 도 2의 배열에서, 풀 브리지 회로는 2개의 직렬 연결된 TMR 감지 소자(21, 22)와 다른 2개의 직렬 연결된 자기장 감지 소자(23, 24)가 병렬로 연결된다. 여기서, 제1 및 제2 감지 유닛(300, 400)은 전압 분배기로서 작용하며, 분배기 비율은 2차원 공간에서 외부 자기장(60)의 각도(θ)의 함수이다. 하프 브리지와 같은 TMR 감지 소자의 다른 배열도 가능하다.

감지 소자(21-24)는 고정된 기준 자화(231)를 갖는 기준층(230) 및 외부 자기장(60) 방향에 따라 상기 기준 자화(231)에 대해 배향 가능한 감지 자화(211)를 갖는 감지 층(210)을 포함하는 자기-참조 자기 터널 접합(2)(도 3 참조)을 포함할 수 있다. 감지 유닛(300, 400)의 감지축은 기준 자화(231)의 고정된 방향과 일치한다. 특히, 제1 감지 유닛(30)의 제1 감지축(330)은 예를 들어 기준 자화(231)의 방향을 프로그래밍함으로써 제2 감지 유닛(400)의 감지축(430)에 실질적으로 직교하도록 설정된다.

감지 소자(21-24)는 자기 참조 자기 터널 접합에 제한되지 않고 자기장을 감지할 수 있는 다양한 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 소자는 홀 효과 소자, 자기 저항 소자 또는 자기 트랜지스터를 포함할 수 있다. 알려진 바와 같이, InSb(Indium Antimonide)와 같은 반도체 자기저항 소자, GMR(Giant Magnetoresistance) 소자, AMR(Anisotropic Magnetorresistance) 소자, TMR(Tunneling 자기저항) 소자, 자기터널접합(MTJ), 스핀-밸브 등과 같은 상이한 유형의 자기 저항 소자들이 있다.

자기 센서(10)는 제1 자기장 감지 유닛(300)의 입력부에 제1 전압 파형(201)을 공급하고, 제2 자기장 감지 유닛의 입력부에 제2 전압 파형(202)을 공급하도록 구성된 전압 발생기(200)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전압 파형(201, 202)은 직교 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압 파형(201)은 사인 파형을 포함할 수 있고 제2 전압 파형(202)은 코사인 파형을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전압 파형(201, 202)은 고정된 발전기 주파수(f_g) 및 진폭의 주기적인 전압 파형을 갖는다. 제1 및 제2 전압 파형(201, 202)은 실질적으로 90°만큼 위상 변이된다.

전자 회로(10)는 클록 동기화 신호(101)를 생성하는 클록 생성기(100)를 더 포함할 수 있다. 동기화 신호(101)는 전압 발생기(200)의 동작을 동기화한다.

제1 감지 유닛(300)은 제1 신호(301)를 출력하고, 제2 감지 유닛(400)은 제2 신호(401)를 출력한다. 제1 및 제2 신호(301, 401)의 진폭은 외부 자기장(60)의 방향에 따라, 제1 및 제2 전압 파형(201, 202)의 진폭에 대해, 즉 감지 소자(21-24)가 선형 범위에서 작동할 때 외부 자기장(60)의 각도(θ)에 대해 변한다.

자기 센서(10)는 제1 및 제2 신호(301, 401)가 입력되는 가산기 회로(500)를 더 포함한다. 가산기 회로(500)는 제1 신호(301)를 제2 신호(401)에 가산(또는 합산)하고 합산 신호(501)를 출력하도록 구성된다.

자기 센서(10)는 각도 추출 유닛(700)을 더 포함한다. 합산 신호(501) 및 클록 동기화 신호(101)는 각도 추출 유닛(700)의 입력부에 공급된다. 따라서, 동기화 신호(101)는 각도 추출 유닛(700)의 동작을 더 동기화한다. 각도 추출 유닛(700)은 합산 신호(501)와 동기화 신호(101) 사이의 위상 변이를 측정하고 측정된 위상 변이로부터 외부 자기장(60)의 각도(θ)를 결정하도록 구성된다. 각도 추출 유닛(700)은 결정된 각도(θ)에 대한 정보를 포함하는 디지털 각도 출력(701)을 출력한다.

도 4는 일 실시예에 따른 자기 센서(10)를 나타낸다. 도 4에서는 전압 발생기(200) 및 클록 발생기(100)가 보이지 않는다. 제1 전압 파형(201)은 풀브리지 제1 감지 유닛(300)의 입력부에 입력되고 제2 전압 파형(202)은 풀브리지 제2 감지 유닛(400)의 입력부에 입력된다. 제1 및 제2 감지 유닛(300, 400)의 2개의 분기 각각의 전압 출력(-V_out, V_out)은 전압 출력(-V_out, V_out)에서 오프셋 및 감도 변화를 조정하는 제1 및 제2 조정 가능한 이득 증폭기(302, 402)에 입력되며, 각각 정규화된 제1 신호 sin(θ)(301) 및 정규화된 제2 신호 cos(θ)(401)를 출력한다.

제1 신호 sin(θ)(301) 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)(303)이 제1 곱셈 DAC(304)에 입력된다. 제2 신호 cos(θ)(401) 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)(403)이 제2 곱셈 DAC(404)에 입력된다. 여기서, f는 주파수이고 t는 시간이며, 곱(f*t)이 각도(θ)보다 크다(f*t >> θ). 제1 곱셈 DAC(304)는 제1 변조된 출력 신호 sin(θ)*sin(f*t)(305)를 출력하고, 제2 곱셈 DAC(404)는 제2 변조된 출력 신호 cos(θ)*cos(f*t)(405)를 출력한다. 바람직하게는, 제1 및 제2 곱셈 DAC(304, 404)는 4사분면 곱셈 DAC이다.

자기 센서(10)는 제1 변조된 출력 신호(305)를 수신하고 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(307)를 출력하는 제1 RC 필터(306)를 더 포함하고, RCd는 제1 RC 필터(306)에 의해 야기된 위상 지연이다. 제2 RC 필터(406)는 제2 변조된 출력 신호(405)를 수신하고 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(407)를 출력하며, RCd는 제2 RC 필터(406)에 의해 야기된 위상 지연이다. 제1 필터링된 신호(307)가 가산기 회로(500)에서 제2 필터링된 신호(407)에 더해진다. 합산 신호(501)(sin(θ)*sin(f*t+RCd) 및 cos(a)*cos(f*t+RCd)를 산출한다. sin(θ)*sin(f*t+RCd)는 cos(f*t+RCd + θ)에 해당한다. 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)가 비교기(601)에 입력된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 RC 필터(306, 406)는 ½*π*RC ∼ f가 되도록 구성된다.

자기 센서(10)는 가령 기준 변조된 출력 신호 cos(f*t)(505)를 제공하기 위해 아날로그 기준 신호 "1"(502) 및 정규화된 기준 디지털 입력 cos(f*t)(503)에 의해 입력된 기준 곱셈 DAC(504)를 더 포함하고, 여기서 f >> θ이다. 기준 변조된 출력 신호(505)는 가령 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)를 생성하기 위해 기준 RC 필터(506)에 입력되며, 여기서 RCd는 기준 RC 필터(506)에 의해 야기된 위상 지연이다. 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)가 기준 비교기(602)에 입력된다.

외부 자기장 각도(θ)는 위상 지연(RCd)으로부터 결정될 수 있다.

바람직하게는, 제1, 제2 및 기준 RC 필터(306, 406, 506)는 동일한 롤오프 주파수를 갖는다.

비교기(601) 및 기준 비교기(602)는 각각 합산 신호(501) 및 기준 출력 신호(507)의 상승 제로 크로스를 각각 찾도록 구성된다. 비교기(601)의 비교기 신호 출력(603) 및 기준 비교기(602)의 기준 비교기 신호 출력(604)이 각도 추출 유닛(700)에 입력된다. 여기서, 각도 추출 유닛(700)은 카운터이다. 카운터(700)는 가령 각도(θ)를 결정하기 위해 f보다 큰 클록 주파수에서 작동한다.

카운터(700)는 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)가 0을 교차할 때 카운팅을 시작하고 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)가 0을 교차할 때 카운팅을 중지하도록 구성될 수 있다. 그런 다음, 각도(θ)는 카운트에 비례한다.

일 실시예에서, 클록 동기화 신호(101)의 시작 및 중지 펄스의 상보적 에지가 사용된다. 이는 각도 추출 유닛(700)의 업데이트 속도를 두 배로 허용한다.

일 실시예에서, TMR 기반 자기 센서(10)를 사용하여 외부 자기장(60)의 2차원 공간에서 회전 각도(θ)를 결정하는 방법은:

제1 감지 유닛(300)의 제1 신호(301) 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)(303)을 제1 곱셈 DAC(304)에 입력하여 제1 변조된 출력 신호 sin(θ)*sin(f*t)(305)를 출력하는 단계;

제2 감지 유닛(400)의 제2 신호(401) 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)(403)을 제2 곱셈 DAC(404)에 입력하여 제2 변조된 출력 신호 cos(θ)*cos(f*t)(405)를 출력하는 단계;

제1 변조된 출력 신호(305)를 제1 RC 필터(306)에 입력하고 제2 변조된 출력 신호(405)를 제2 RC 필터(406)에 입력하여, 각각, 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(307) 및 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(407)을 출력하는 단계;

가산기 회로(500)에서 제1 필터링된 신호(307) 및 제2 필터링된 신호(407)를 더하여 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)를 출력하는 단계; 및

각도 추출 유닛(700)에서 합산 신호(501)와 동기 신호(101) 사이의 위상 변이(RCd)를 측정하고, 측정된 위상 변이(RCd)로부터 각도(θ)를 결정하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 비교기(601)에 합산 신호(501)를 입력하는 단계 및 합산 신호(501)의 상승 제로 크로스를 찾는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 방법은 제1 전압 파형(201)을 제1 감지 유닛(300)에 제공하여 제1 신호 sin(θ)(301)를 출력하고 제2 전압 파형(202)을 제2 감지 유닛(400)에 제공하여 제2 신호 cos(θ)(401)를 출력하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 기준 곱셈 DAC(504)에 아날로그 기준 신호(502) 및 정규화된 기준 디지털 입력 cos(f*t)(503)을 입력하여 기준 변조된 출력 신호 cos(f*t)(505)를 출력하는 단계 및 기준 RC 필터(506)에 기준 변조된 출력 신호(505)를 입력하여 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)를 생성하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 기준 비교기(602)에 기준 출력 신호(507)를 입력하고 기준 출력 신호(507)의 상승 제로 크로스를 찾는 단계를 더 포함한다.

한 가지 가능한 방법은 디지털 사인 및 코사인 변조 함수를 생성하는 클록을 스큐(편차, 왜곡)하는 것이다. 특히, 불완전하게 "직교하는" 제1 및 제2 신호(301, 401)가 샘플링 및 유지될 수 있고 여러 클록 사이클의 프로그래밍 가능한 지연이 추가될 수 있다. 이는 직교성이 시스템의 각 해상도 수준으로 수정될 수 있도록 해야 한다.

10 자기 센서
100 클럭 생성기
101 클럭 동기 신호
21-24 TMR 감지 소자
210 감지층
211 감지 자화
230 기준층
231 기준 자화
200 주기적인 전압 발생기
201 제1 전압 파형
202 제2 전압 파형
300 제1 감지 유닛
301 제1 신호
302 조정 가능한 이득 증폭기
303 제1 디지털 입력
304 제1 곱셈 DAC
305 제1 변조된 출력 신호
306 제1 RC 필터
307 제1 필터링된 신호
330 제1 감지축
350 커패시터
400 제2 감지 유닛
401 제2 신호
402 조정 가능한 이득 증폭기
403 제2 디지털 입력
404 제2 곱셈 DAC
405 제2 변조된 출력 신호
406 제2 RC 필터
407 제2 필터링된 신호
430 제2 감지축
500 가산기 회로
501 합산 신호
502 아날로그 기준 신호
503 기준 디지털 입력
504 기준 곱셈 DAC
505 기준 변조 출력 신호
506 기준 RC 필터
507 기준 출력 신호
60 외부 자기장
601 비교기
602 기준 비교기
603 비교기 신호 출력
604 기준 비교기 신호 출력
700 각도 추출 유닛, 카운터
701 디지털 각도 출력
θ 자기장 각도
f 주파수
f_g 고정 주파수, 발생기 주파수
RCd 위상 지연
t 시간
V 전압

Claims

2차원 평면에서 외부 자기장(60)의 각도(θ)를 측정하기 위한 자기 센서(10)로서,
제1 신호 sin(θ)(301)를 출력하는 제1 감지 유닛(300) 및 제2 신호 cos(θ)(401)를 출력하는 제2 자기장 감지 유닛(400);
제1 신호 sin(θ)(301) 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)(303)을 수신하고 제1 변조된 출력 신호 sin(θ)*sin(f*t)(305)를 출력하는 제1 곱셈 DAC(304);
제2 신호 cos(θ)(401) 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)(403)을 수신하고 제2 변조된 출력 신호 cos(θ)*cos(f*t)(405)를 출력하는 제2 곱셈 DAC(404);
제1 변조된 출력 신호(305)를 수신하고 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(307)를 출력하는 제1 RC 필터(306);
제2 변조된 출력 신호(405)를 수신하고 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(407)를 출력하는 제2 RC 필터(406);
제1 필터링된 신호(307)와 제2 필터링된 신호(407)를 가산하고 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)를 출력하도록 구성된 가산기(500); 및
합산 신호(501)와 동기화 신호(101) 사이의 위상 변이(RCd)를 측정하고 위상 변이(RCd)로부터 각도(θ)를 결정하도록 구성된 각도 추출 유닛(700)을 포함하고,
RCd는 제1 및 제2 RC 필터(306, 406)에 의해 야기된 위상 지연인 자기 센서.
제1항에 있어서,
합산 신호(501)를 수신하고 상기 합산 신호(501)의 상승 제로 크로스를 찾기 위해 구성된 비교기(601)를 더 포함하는 자기 센서.
제2항에 있어서,
각도 추출 유닛(700)은 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)가 0을 교차할 때 카운팅을 시작하고, 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)가 0과 교차할 때 카운팅을 중지하도록 구성된 카운터이고, 각도(θ)는 카운트에 비례하는 자기 센서.
제3항에 있어서,
아날로그 기준 신호(502) 및 정규화된 기준 디지털 입력 cos(f*t)(503)을 수신하고 기준 변조된 출력 신호 cos(f*t)(505)를 출력하는 기준 곱셈 DAC(504); 및
입력된 기준 변조 출력 신호(505)로부터 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)를 생성하도록 구성된 기준 RC 필터(506)를 더 포함하는 자기 센서.
제4항에 있어서,
기준 출력 신호(507)는 기준 출력 신호(507)의 상승 제로 크로스를 찾기 위해 구성된 기준 비교기(602)에 입력되는 자기 센서.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
카운터(700)는 f보다 큰 클록 주파수에서 실행되는 자기 센서.
제6항에 있어서,
f*t는 θ보다 큰 자기 센서.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 및 제2 곱셈 DAC(304, 404)는 4사분면 곱셈 DAC인 자기 센서.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 및 제2 감지 유닛(300, 400)은 풀 브리지 회로로 배열된 복수의 TMR 감지 소자를 포함하는 자기 센서.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 자기 센서(10)를 사용해 외부 자기장(60)의 2차원 공간에서 회전 각도(θ)를 결정하는 방법으로서,
제1 감지 유닛(300)의 제1 신호(301) 및 제1 디지털 입력 sin(f*t)(303)을 제1 곱셈 DAC(304)에 입력하여 제1 변조된 출력 신호 sin(θ)*sin(f*t)(305)를 출력하는 단계;
제2 감지 유닛(400)의 제2 신호(401) 및 제2 디지털 입력 cos(f*t)(403)을 제2 곱셈 DAC(404)에 입력하여 제2 변조된 출력 신호 cos(θ)*cos(f*t)(405)를 출력하는 단계;
제1 RC 필터(306)에 제1 변조된 출력 신호(305) 및 제2 RC 필터(406)에 제2 변조된 출력 신호(405)를 입력하여 각각 제1 필터링된 신호 sin(θ)*sin( f*t+RCd)(307) 및 제2 필터링된 신호 sin(θ)*sin(f*t+RCd)(407)를 출력하는 단계;
가산기 회로(500)에서 제1 필터링된 신호(307) 및 제2 필터링된 신호(407)를 더하여 합산 신호 cos(f*t+RCd+θ)(501)를 출력하는 단계; 및
각도 추출 유닛(700)에서 합산 신호(501)와 동기 신호(101) 사이의 위상 변이(RCd)를 측정하고, 측정된 위상 변이(RCd)로부터 각도(θ)를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제10항에 있어서,
제1 전압 파형(201)을 제1 감지 유닛(300)에 제공하여 제1 신호 sin(θ)(301)을 출력하고 제2 전압 파형(202)을 제2 감지 유닛(400)에 제공하여 제2 신호 cos(θ)(401)를 출력하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
자기 센서는 비교기(601)를 더 포함하고;
상기 방법은 비교기(601)에 합산 신호(501)를 입력하는 단계 및 합산 신호(501)의 상승 제로 크로스를 찾는 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
자기 센서는 기준 곱셈 DAC(504) 및 기준 RC 필터(506)를 더 포함하고;
상기 방법은 아날로그 기준 신호(502) 및 정규화 기준 디지털 입력 cos(f*t)(503)을 입력하여 기준 변조된 출력 신호 cos(f*t)(505)를 출력하는 단계; 및
기준 RC 필터(506)에 기준 변조된 출력 신호(505)를 입력하여 기준 출력 신호 cos(f*t+RCd)(507)를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
자기 센서는 기준 비교기(602)를 더 포함하고;
상기 방법은 기준 비교기(602)에 기준 출력 신호(507)를 입력하는 단계 및 기준 출력 신호(507)의 상승 제로 크로스를 찾는 단계를 더 포함하는 방법.