專(zhuān)利名稱(chēng)：低功率磁斜率檢測(cè)電路的制作方法
低功率磁斜率檢測(cè)電路
背景技術(shù)：
在很多當(dāng)今現(xiàn)代電子應(yīng)用中，低功耗是重要的設(shè)計(jì)考慮。為了減小電子設(shè)備/系統(tǒng)(例如微處理器)的功耗，設(shè)備/系統(tǒng)可以從低功率功能非激活的“休眠”模式切換到功能激活的連續(xù)操作模式。將設(shè)備/系統(tǒng)從休眠模式激勵(lì)為連續(xù)操作模式可以使用精確的無(wú)接觸措施完成。例如，在汽車(chē)應(yīng)用中，很多系統(tǒng)(例如，頭燈、變速器等)可以配置成基于傳感器操作，該傳感器配置成檢測(cè)操作狀態(tài)(例如，關(guān)、開(kāi)、泊車(chē)燈、遠(yuǎn)光燈)。然而，在很多應(yīng)用中， 在不消耗大電流來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)量(例如，跨過(guò)霍爾板或各向異性磁阻(AMR)傳感器)的條件下，難以實(shí)現(xiàn)高測(cè)量精度。


圖I說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的框圖，該運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)配置成通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)的斜率產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。圖2是示出此處提供的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的操作的流程圖。圖3a說(shuō)明配置成通過(guò)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的值/幅度的差產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的示例性時(shí)序圖。圖3b說(shuō)明配置成通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間上的連續(xù)變化產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)(例如對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100)的不例性時(shí)序圖。圖4是說(shuō)明可以在此處提供的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)中使用的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的更詳細(xì)的實(shí)施例的框圖。圖5a說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的框圖，示出模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的更詳細(xì)的實(shí)施例。圖5b說(shuō)明示出斬波偏移和差構(gòu)建操作如何抵消霍爾板的偏移的信號(hào)圖。圖6說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的時(shí)序圖，該運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)配置成通過(guò)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的斜率和相關(guān)系統(tǒng)電流消耗而產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。圖7說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的更詳細(xì)的實(shí)施例的時(shí)序圖，該運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)配置成通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)的斜率產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。圖8是具有配置成改變激勵(lì)電路的操作階段的外部輸入的霍爾傳感器系統(tǒng)的框圖。圖9是配置成向外部系統(tǒng)提供偏移補(bǔ)償?shù)腁DC信號(hào)的霍爾傳感器系統(tǒng)的框圖。圖10是示出此處提供的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的操作的更詳細(xì)的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，其中貫穿附圖相似的參考標(biāo)號(hào)用于表示相似的元件，且其中所述結(jié)構(gòu)和設(shè)備未按比例繪制。當(dāng)在此提供時(shí)，術(shù)語(yǔ)“差”表示變化的絕對(duì)幅度(即，正值)。因此，術(shù)語(yǔ)差涵蓋從第一較低值到第二較高值的變化(正變化)以及從第一較高值到第二較低值的變化(負(fù)變化)。 因此，當(dāng)在此提供時(shí)，數(shù)字信號(hào)中的差可以包含正差和/或負(fù)差的絕對(duì)值，其中只要差的幅度大于正數(shù)字參考值，任一差(絕對(duì)值)大于正值數(shù)字參考值。為了降低功耗，系統(tǒng)可以配置成在它不使用時(shí)進(jìn)入低功率功能非激活的休眠模式且在它使用時(shí)進(jìn)入高功率功能激活的連續(xù)操作模式。為了從一種模式變化到另一種模式， 激勵(lì)電路可以配置成通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)的變化感測(cè)傳感器系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的變化?？梢酝ㄟ^(guò)將檢測(cè)的磁信號(hào)與固定切換點(diǎn)進(jìn)行比較(例如由此檢測(cè)高或低磁場(chǎng))而檢測(cè)磁場(chǎng)的變化，但是這種方法不允許高電壓操作或?qū)嵤┢?chē)EMC (電磁魯棒性，例如100V測(cè)試脈沖)。因此，對(duì)于具有高電磁魯棒性(例如，高信號(hào)精度)的低功率運(yùn)動(dòng)傳感器存在需要。本發(fā)明涉及配置成通過(guò)檢測(cè)(例如測(cè)量)對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量值的數(shù)字信號(hào)的差執(zhí)行系統(tǒng)的低功率激勵(lì)的激勵(lì)電路。在一個(gè)實(shí)施例中，低功率激勵(lì)電路耦合到磁運(yùn)動(dòng)傳感器，該磁運(yùn)動(dòng)傳感器配置成輸出與測(cè)量的磁場(chǎng)成比例的磁信號(hào)。低功率激勵(lì)電路可以包含數(shù)字跟蹤電路，該數(shù)字跟蹤電路配置成提供對(duì)應(yīng)于跟蹤磁場(chǎng)的磁信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。低功率激勵(lì)電路還包含差檢測(cè)器，該差檢測(cè)器配置成測(cè)量當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件中的原先數(shù)字信號(hào)(即，來(lái)自早前時(shí)間的數(shù)字信號(hào))之間的差。如果數(shù)字信號(hào)的測(cè)量差大于數(shù)字參考水平，則產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)以將系統(tǒng)從休眠模式喚醒到連續(xù)操作模式。因此，通過(guò)數(shù)字地跟蹤磁信號(hào)的變化且將差與數(shù)字參考水平進(jìn)行比較，低功率激勵(lì)電路配置成以使用簡(jiǎn)單電路提供電磁魯棒性和低功耗的方式產(chǎn)生激勵(lì)電路。圖I說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100的框圖，該運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100配置成通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的數(shù)字信號(hào)Srae在不同時(shí)間的差(例如斜率)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)SACT。 如圖I所示，運(yùn)動(dòng)傳感器元件102配置成檢測(cè)物理運(yùn)動(dòng)且提供對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)的幅度(例如，對(duì)應(yīng)于指示運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)變化)的運(yùn)動(dòng)傳感器輸出傳感器信號(hào)。在各個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)傳感器元件102例如可以包含磁傳感器(例如，霍爾效應(yīng)傳感器、各向異性磁阻(AMR)磁場(chǎng)傳感器、巨磁阻(GMR)磁場(chǎng)傳感器)或壓力傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)傳感器元件102可以配置成向數(shù)字差檢測(cè)電路104輸出運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)，該數(shù)字差檢測(cè)電路104配置成檢測(cè)時(shí)間上數(shù)字信號(hào)之間的差(例如，測(cè)量運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的斜率)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字差檢測(cè)電路104可以包含數(shù)字信號(hào)跟蹤元件110、差檢測(cè)器112和數(shù)字存儲(chǔ)元件114中的一個(gè)或更多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，雙階段操作元件116可以耦合到數(shù)字差檢測(cè)電路，從而通過(guò)將數(shù)字差檢測(cè)電路104的元件定時(shí)為以低功率模式(例如持續(xù)相對(duì)延長(zhǎng)的時(shí)間)和高功率模式(例如持續(xù)相對(duì)短的時(shí)間)交替地操作而允許運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100以低功率操作，由此導(dǎo)致平均低功率操作。尤其是，數(shù)字信號(hào)跟蹤元件110配置成跟蹤從運(yùn)動(dòng)傳感器元件102輸出的信號(hào)的值作為數(shù)字信號(hào)(例如，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于感測(cè)的運(yùn)動(dòng)的數(shù)字信號(hào))。為了檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差，一個(gè)或更多原先數(shù)字信號(hào)(即，來(lái)自早先時(shí)間的數(shù)字信號(hào))存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件114中，使得它們可以與從數(shù)字信號(hào)跟蹤元件110輸出的當(dāng)前數(shù)字信號(hào)相比較。在一個(gè)實(shí)施例中，差檢測(cè)器112配置成通過(guò)測(cè)量第一時(shí)間的第一數(shù)字信號(hào)值(例如從數(shù)字存儲(chǔ)元件114接收的)與稍后第二時(shí)間的第二數(shù)字信號(hào)值(從數(shù)字信號(hào)跟蹤元件110接收的)之間的幅度變化檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差，以檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差。在一個(gè)備選實(shí)施例中，差檢測(cè)器112配置成通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間數(shù)字信號(hào)的連續(xù)變化(例如，信號(hào)的連續(xù)增加或信號(hào)的連續(xù)減小)以檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差來(lái)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差。 激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器106配置成從差檢測(cè)電路104接收差信號(hào)且基于接收的差信號(hào)選擇性地輸出喚醒系統(tǒng)108 (例如從休眠模式到連續(xù)操作模式)的激勵(lì)信號(hào)SACT。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器106可以包含鎖存，該鎖存配置成提供能夠激勵(lì)向系統(tǒng)提供電流的η 溝道晶體管的信號(hào)。在一個(gè)備選實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器106可以包含配置成將電流驅(qū)動(dòng)到系統(tǒng)或從系統(tǒng)吸收電流的推拉輸出。在圖2中示出的流程圖中描述運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100的操作。如上所述，運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100可以被定時(shí)以低電流等待模式和高電流操作模式操作，其中在高電流操作模式中，數(shù)字信號(hào)被跟蹤且差被計(jì)算。在202，模擬運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)被提供到配置成將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的數(shù)字測(cè)量元件。在各個(gè)實(shí)施例中，模擬運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)可以包含霍爾傳感器信號(hào)、AMR傳感器信號(hào)等。在206，檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)觀察在時(shí)間段內(nèi)數(shù)字信號(hào)在相同方向的連續(xù)變化(例如信號(hào)的連續(xù)向上變化或連續(xù)向下變化)檢測(cè)差，其中連續(xù)變化意味著對(duì)于該時(shí)間段，信號(hào)只增不減或者只減不增。在另一實(shí)施例中，差可以檢測(cè)為第一和第二時(shí)間之間數(shù)字信號(hào)的值的差。例如，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)的斜率等于數(shù)字信號(hào)值的變化除以時(shí)間變化，數(shù)字信號(hào)的斜率指示兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)(例如，隔開(kāi)100ms)之間數(shù)字信號(hào)的差?？梢酝ㄟ^(guò)在數(shù)字存儲(chǔ)元件114 中存儲(chǔ)原先數(shù)字運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)(行為206)且然后通過(guò)計(jì)算從數(shù)字信號(hào)跟蹤元件110直接提供的當(dāng)前數(shù)字運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)值和數(shù)字存儲(chǔ)元件114提供的原先數(shù)字運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)值之間的差(行為208)測(cè)量數(shù)字信號(hào)的斜率。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)在等待操作階段存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件204中。在210，檢測(cè)的差與數(shù)字參考水平進(jìn)行比較。在各個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字參考水平可以包含信號(hào)值(例如如圖3a所示)或時(shí)間段(例如如圖3b所示)。如果差大于數(shù)字參考水平(例如指示運(yùn)動(dòng)傳感器已經(jīng)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng))，則激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器可以輸出激勵(lì)信號(hào)以喚醒系統(tǒng)。圖3a說(shuō)明配置成通過(guò)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的值/幅度的差產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)(例如對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100)的示例性時(shí)序圖。尤其是，圖形302說(shuō)明數(shù)字信號(hào)跟蹤元件(例如對(duì)應(yīng)于元件110 )的輸出，而圖形304形說(shuō)明差檢測(cè)器(例如對(duì)應(yīng)于元件112) 的輸出。尤其是，圖形302中示出的數(shù)字信號(hào)跟蹤元件的輸出是對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的變化的數(shù)字信號(hào)(例如，指示AMR或霍爾傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)的變化)。通過(guò)比較第一時(shí)間的數(shù)字信號(hào)Sdk和稍后時(shí)間的數(shù)字信號(hào)SDrc，能夠判斷差。如果差大于數(shù)字參考水平306， 則圖形304中示出的差檢測(cè)器的輸出將被驅(qū)動(dòng)為低，導(dǎo)致系統(tǒng)從休眠模式到連續(xù)操作模式的激勵(lì)(如線308所示)。例如，如圖3a所示，第一時(shí)間T1與T1和T2之間的稍后時(shí)間之間的數(shù)字信號(hào)Srae的差不大于數(shù)字參考水平306且因此差檢測(cè)器的輸出保持高，使得激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器不喚醒系統(tǒng)。然而，第三時(shí)間T3與T3和T4之間的稍后時(shí)間之間的數(shù)字信號(hào)Sdk的差大于數(shù)字參考水平306且因此差檢測(cè)器的輸出被驅(qū)動(dòng)為低，使得激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器在時(shí)間T4輸出喚醒系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)。圖3b說(shuō)明配置成通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間的連續(xù)變化產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng) (例如對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)100)的示例性時(shí)序圖。如圖3所示，如果數(shù)字信號(hào)被檢測(cè)為在大于數(shù)字參考水平306的時(shí)間段期間連續(xù)變化(例如，連續(xù)增加)，則圖形314中示出的差檢測(cè)器的輸出將被驅(qū)動(dòng)為低，導(dǎo)致系統(tǒng)從休眠模式到連續(xù)操作模式的激勵(lì)(如線308所示)。例如，如圖3b所示，第一時(shí)間T1和稍后第二時(shí)間T2之間的數(shù)字信號(hào)Sdk在不大于數(shù)字參考水平306的時(shí)間段增加且由此差檢測(cè)器的輸出保持高，使得激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器不喚醒系統(tǒng)。然而，第三時(shí)間！^和稍后第四時(shí)間！\之間的數(shù)字信號(hào)Sdk的差在大于數(shù)字參考水平306的時(shí)間增加且因此差檢測(cè)器的輸出被驅(qū)動(dòng)為低，使得激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器在時(shí)間T4輸出喚醒系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)。圖4說(shuō)明磁運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)400的更詳細(xì)的實(shí)施例的框圖，該磁運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng) 400配置成通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于磁運(yùn)動(dòng)傳感器402的輸出的數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上的差(例如斜率)
產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)Sact。如圖4所示，磁運(yùn)動(dòng)傳感器402耦合到數(shù)字差檢測(cè)電路404。在一個(gè)實(shí)施例中，磁運(yùn)動(dòng)傳感器402可以包含霍爾板,該霍爾板配置成通過(guò)使用霍爾效應(yīng)檢測(cè)施加的電場(chǎng)的變化檢測(cè)物理運(yùn)動(dòng)，且輸出與檢測(cè)的物理運(yùn)動(dòng)成比例的模擬磁信號(hào)S·。在這種實(shí)施例中，磁運(yùn)動(dòng)傳感器402 (例如霍爾板)可以通過(guò)在霍爾板的一個(gè)軸上提供電流且檢測(cè)在正交軸上感應(yīng)的電壓(輸出為與施加的磁場(chǎng)成比例的霍爾信號(hào))檢測(cè)磁結(jié)構(gòu)(例如永磁體)的運(yùn)動(dòng)。在備選實(shí)施例中，磁運(yùn)動(dòng)傳感器402可以包含配置成通過(guò)檢測(cè)施加的磁場(chǎng)的變化檢測(cè)物理運(yùn)動(dòng)的各向異性磁阻(AMR)傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，AMR傳感器能夠以橋的形式布置且具有檢測(cè)磁結(jié)構(gòu)(例如永磁體)的運(yùn)動(dòng)的“巴伯極”(Barber pole)(例如在AMR傳感器條頂部上45°金屬線)。模擬磁信號(hào)Smm被提供到數(shù)字差檢測(cè)電路404，該數(shù)字差檢測(cè)電路404包含模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)406、偏移補(bǔ)償元件408、差檢測(cè)器410和數(shù)字存儲(chǔ)組件412。ADC 406 配置成接收模擬磁信號(hào)Smm且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于模擬磁信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，ADC 406可以包含配置成在模擬磁信號(hào)Smm的值隨時(shí)間變化時(shí)跟蹤其值的跟蹤ADC。數(shù)字信號(hào)被輸出到偏移補(bǔ)償元件408，該偏移補(bǔ)償元件408配置成從數(shù)字信號(hào)去除偏移。在一個(gè)實(shí)施例中，偏移可以包含霍爾板引入的偏移。尤其是，霍爾板典型地可以經(jīng)歷零點(diǎn)偏移，其中在缺少磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生非零輸出信號(hào)。在這種實(shí)施例中，偏移補(bǔ)償元件408可以配置成通過(guò)操作電流自旋(spin)方法減小零點(diǎn)偏移，其中對(duì)于相對(duì)于旋轉(zhuǎn)(例如45°、 60°等)具有對(duì)稱(chēng)接觸的霍爾板，電流的方向通過(guò)接觸交換(commutation)離散地自旋。通過(guò)平均連續(xù)霍爾電壓，可以減小偏移。在備選實(shí)施例中，偏移例如還可以包含ADC (例如， ADC的比較器)引入的偏移。在另一實(shí)施例中,偏移可以包含AMR磁傳感器引入的偏移。在這種實(shí)施例中,偏移補(bǔ)償元件408可以配置成通過(guò)操作“翻轉(zhuǎn)技術(shù)”作為偏移補(bǔ)償技術(shù)以去除AMR傳感器產(chǎn)生的偏移來(lái)減小偏移。翻轉(zhuǎn)技術(shù)可以在短的時(shí)間段向與AMR傳感器相鄰(例如在頂部上)的線圈注入高電流。從線圈輸出的磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)AMR傳感器的輸出信號(hào)以產(chǎn)生來(lái)自AMR傳感器的斬波效應(yīng)。例如，片上線圈可以沿著傳感器的每個(gè)軸向AMR傳感器產(chǎn)生IOOmA電流脈沖lus。 因而，通過(guò)改變(即翻轉(zhuǎn))AMR傳感器的輸出信號(hào)極性，能夠補(bǔ)償偏移。偏移補(bǔ)償?shù)臄?shù)字信號(hào)從提供的偏移補(bǔ)償元件408輸出到差檢測(cè)器410和數(shù)字存儲(chǔ)元件412。數(shù)字存儲(chǔ)元件412配置成存儲(chǔ)隨時(shí)間變化的偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)值。差檢測(cè)器 410配置成判斷當(dāng)前偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)值和原先偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)值之間的差。如圖4所
7示，一個(gè)或更多原先偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)可以存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件412中且然后提供到差檢測(cè)器410，該差檢測(cè)器410還從偏移補(bǔ)償元件408接收當(dāng)前偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)以判斷時(shí)間上
數(shù)字信號(hào)的差。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)的差可以與數(shù)字參考水平進(jìn)行比較且可以基于比較產(chǎn)生包含不同偏移補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)的差的差信號(hào)SDIF。如果檢測(cè)的差大于數(shù)字參考水平，則差檢測(cè)器 410可以配置成向激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器414輸出指示系統(tǒng)420要激勵(lì)(例如喚醒到連續(xù)操作模式)的差信號(hào)SDIF。如果檢測(cè)的差小于數(shù)字參考水平，則差檢測(cè)器410可以配置成向激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器414輸出指示系統(tǒng)420將保持休眠模式的差信號(hào)SDIFF。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器414可以包含鎖存416和開(kāi)關(guān)418。在一個(gè)這種實(shí)施例中，鎖存416可以配置成存儲(chǔ)要提供到開(kāi)關(guān)418 (例如輸出晶體管)的數(shù)字輸出信號(hào) Srae(例如，柵極電壓)，以告訴開(kāi)關(guān)418它要導(dǎo)通或截止(例如，激勵(lì)系統(tǒng)或不激勵(lì)系統(tǒng))。例如，鎖存416可以配置成從差檢測(cè)器410接收差信號(hào)Sdiff，其中只要檢測(cè)的差小于數(shù)字參考水平，則差信號(hào)Sdiff為低，且如果檢測(cè)的差大于差參考水平，則差信號(hào)Sdiff為高。因?yàn)橹灰钚盘?hào)Sdiff為高鎖存416將保持在低輸出，則鎖存的輸出將保持相同。然而，當(dāng)差信號(hào)Sdiff 從高值變成低值時(shí)，它將導(dǎo)致鎖存的輸出改變狀態(tài)，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)418且改變系統(tǒng)420的操作模式(例如將系統(tǒng)從休眠模式喚醒到連續(xù)操作模式)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)418可以包含晶體管器件(例如η溝道晶體管器件)，使得鎖存416的輸出包含控制晶體管的操作的柵極電壓。 在一個(gè)實(shí)施例中，偏移補(bǔ)償元件408判斷的偏移值可以被數(shù)字地存儲(chǔ)(例如，在數(shù)字存儲(chǔ)元件412中)以連續(xù)應(yīng)用于ADC的輸出。例如，如果偏移值由偏移補(bǔ)償元件408判斷，它可以用在下一操作階段消除磁傳感器的偏移。計(jì)算的偏移值的重新使用可以提供偏移補(bǔ)償而不必執(zhí)行偏移補(bǔ)償技術(shù)，由此減小或去除偏移以提供信號(hào)的較快獲取且導(dǎo)致激勵(lì)過(guò)程中(例如，在獲取偏移信號(hào)中)時(shí)間和能量的節(jié)省。圖5a說(shuō)明用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的激勵(lì)電路500 (尤其具有模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的更詳細(xì)的實(shí)施例)的框圖。如圖5a所示，ADC 504包含比較器506、數(shù)字邏輯元件508和電流導(dǎo)引數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 510。在一個(gè)實(shí)施例中，比較器506可以包含配置成接收差分輸入電壓的感測(cè)電阻器。 具有一個(gè)或更多電流源的電流導(dǎo)引DAC 510可以配置成在比較器506的感測(cè)電阻器兩端產(chǎn)生差分輸入電壓，使得霍爾板提供的緩沖差分輸入電壓可以由電流導(dǎo)引DAC提供的電流補(bǔ)償(例如因?yàn)镮*R=V)。因此，輸入電壓被復(fù)制到比較器的感測(cè)電阻器且同時(shí)電流導(dǎo)引DAC交疊輸入信號(hào)與相對(duì)信號(hào)，使得在跟蹤算法結(jié)束時(shí)信號(hào)被補(bǔ)償。在一個(gè)實(shí)施例中，其中ADC配置成執(zhí)行步進(jìn)跟蹤(例如在每一步ADC計(jì)算至少一個(gè)顯著的差)，在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字邏輯元件508可以包含向上/向下計(jì)數(shù)器。在這種實(shí)施例中，向上/向下計(jì)數(shù)器可以配置成從比較器接收數(shù)字比較器信號(hào)，該數(shù)字比較器信號(hào)驅(qū)動(dòng)向上/向下計(jì)數(shù)器的操作?；诒容^器信號(hào)，向上/向下計(jì)數(shù)器將增加或減小其狀態(tài)，從而產(chǎn)生導(dǎo)致DAC的輸出跟蹤霍爾板的輸出的數(shù)字ADC輸出信號(hào)(例如，增加數(shù)字ADC輸出信號(hào)的“向上計(jì)數(shù)”模式或減小數(shù)字ADC輸出信號(hào)的“向下計(jì)數(shù)”模式)。因此，向上/向下計(jì)數(shù)器在適當(dāng)方向計(jì)數(shù)以跟蹤從霍爾板輸出的磁信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，布置在ADC 504上游的一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)512可以配置成選擇性地耦合霍爾板502的軸到ADC 504以執(zhí)行電流自旋方法。例如，如圖5a所示的霍爾板502 配置成根據(jù)時(shí)鐘階段之間的90 旋轉(zhuǎn)操作。再者，ADC 504 (例如，包含配置成執(zhí)行偏移補(bǔ)償?shù)臄?shù)字邏輯)可以產(chǎn)生包含第一霍爾電壓(例如具有正值)的第一斬波信號(hào)和包含第二霍爾電壓(例如具有負(fù)值)的第二斬波信號(hào)之間的差。然后通過(guò)從第二斬波信號(hào)減去第一斬波信號(hào)執(zhí)行解調(diào)，由此消除霍爾電壓的偏移。換句話說(shuō)，一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)512可以通過(guò)以斬波頻率切換霍爾板502的輸出用作斬波解調(diào)電路的第一斬波放大器，這有效地交替地從引入的霍爾信號(hào)增加偏移值(例如 IOmV)和減去偏移值(例如-10mV)。由于交換，這種斬波以斬波頻率產(chǎn)生調(diào)制的斬波信號(hào)。 ADC 504可以用作濾波器，該濾波器配置成去除AC偏移成分且將調(diào)制的斬波信號(hào)解調(diào)回到基帶。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)配置成在時(shí)域中執(zhí)行斬波偏移差構(gòu)建，運(yùn)動(dòng)傳感器(例如AMR傳感器，霍爾板)的偏移被消除。這去除了(例如，模擬解決方案中的溫度變化或泄露導(dǎo)致的)不穩(wěn)定偏移的影響，因?yàn)椴环€(wěn)定偏移被消除。圖5b說(shuō)明示出差構(gòu)建和斬波偏移的性能如何能夠消除霍爾板的偏移的一個(gè)示例的信號(hào)圖516。具體而言，圖形518說(shuō)明從霍爾板輸出的信號(hào)522和偏移524，而圖形520 說(shuō)明ADC 504 (例如，如圖4所示的包含偏移補(bǔ)償電路的ADC內(nèi)的數(shù)字邏輯元件408)產(chǎn)生的數(shù)字差。盡管圖5b涉及霍爾板自旋方法，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到斬波偏移和差構(gòu)建的一般性思想可以類(lèi)似地應(yīng)用于AMR傳感器。在第一時(shí)鐘階段530期間，接觸C1和C3耦合到第一電流源514a，而一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)512可以配置成耦合接觸C2和C4到ADC 504以產(chǎn)生具有第一極性的霍爾電壓(例如正霍爾電壓)。具有正偏移值524a的正霍爾電壓522a從霍爾板502遞送到ADC 504。所得到的正霍爾電壓522a和正偏移524a的和被跟蹤為數(shù)字信號(hào)526，該數(shù)字信號(hào)526具有比正霍爾電壓522a大的絕對(duì)幅度(因?yàn)槠茷檎?，且與霍爾電壓具有相同符號(hào))。在第二時(shí)鐘階段532期間，接觸C2和C4耦合到第二電流源514b，而一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)512可以配置成耦合接觸C3和C1到ADC 504以產(chǎn)生具有第二極性的霍爾電壓(例如負(fù)霍爾電壓)。具有正偏移值522b的負(fù)霍爾電壓522b從霍爾板502遞送到比較器506。所得到的負(fù)霍爾電壓522b和正偏移524b的和被跟蹤為數(shù)字信號(hào)526，該數(shù)字信號(hào)526具有比負(fù)霍爾電壓522b小的絕對(duì)幅度(因?yàn)槠票３终遗c霍爾電壓具有相反的符號(hào))。圖形520形說(shuō)明在存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)中包含第一霍爾電壓(例如具有正值)的第一斬波信號(hào)526和包含第二霍爾電壓的第二斬波信號(hào)528之間(例如通過(guò)ADC 504的數(shù)字邏輯元件508)構(gòu)建的差536。因?yàn)槠圃诘谝缓偷诙r(shí)鐘階段530和532保持相同的符號(hào)，偏移信號(hào)消除(例如，在時(shí)鐘階段532，偏移信號(hào)524通過(guò)差構(gòu)建去除)，導(dǎo)致具有兩倍于信號(hào)幅度但是沒(méi)有偏移的數(shù)字信號(hào)。圖形520類(lèi)似地說(shuō)明在第三時(shí)鐘階段534期間通過(guò)斬波信號(hào)的差構(gòu)建的偏移值的消除。發(fā)明人意識(shí)到，如此處所提供，差構(gòu)建意味著包含備選過(guò)程，該備選過(guò)程執(zhí)行偏移消除的相同一般性過(guò)程，但是可以通過(guò)改變一個(gè)或更多信號(hào)極性改變過(guò)程(例如，加和過(guò)程)。例如，在一個(gè)備選實(shí)施例中，不是通過(guò)在第一時(shí)鐘階段530的正霍爾電壓522a和第二時(shí)鐘階段532的負(fù)霍爾電壓522b之間產(chǎn)生正差(例如對(duì)應(yīng)于534)的開(kāi)關(guān)的差構(gòu)建，開(kāi)關(guān)可以配置成產(chǎn)生在時(shí)鐘階段530和532具有相反極性(例如正和負(fù))的偏移，所以加和(而不是差構(gòu)建)用于消除偏移。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在一些實(shí)施例中，電路可以不使用執(zhí)行斬波或自旋的開(kāi)關(guān)操作。例如，如果激勵(lì)電路配置成使用短等待時(shí)間(例如Ims)操作，則偏移誤差變化(例如溫度變化導(dǎo)致)是可忽略的且斬波可以省略。圖6說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器激勵(lì)電路的時(shí)序圖600，尤其說(shuō)明了操作模式，其中該運(yùn)動(dòng)傳感器激勵(lì)電路配置成通過(guò)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)之間的差產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。具體而言，圖6說(shuō)明示出外部電路的電流消耗的第一圖形610以及示出ADC (例如對(duì)應(yīng)于圖4中的ADC 406)的輸出的第二圖形612。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)電路可以以兩階段操作方法操作，該兩階段操作方案包含 “高電流”操作階段602和“低電流”等待階段604 (例如，其中如下面的圖7所示，低功率振蕩器的電流消耗保持)。兩個(gè)階段的使用導(dǎo)致系統(tǒng)的相對(duì)低的平均系統(tǒng)操作電流，由此減小系統(tǒng)的功耗(例如，圖形610的平均電流消耗相對(duì)低)。具體而言，在操作階段602期間，差檢測(cè)元件檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的斜率且將數(shù)字信號(hào)值的變化與數(shù)字參考水平608進(jìn)行比較。如果數(shù)字信號(hào)值的變化小于數(shù)字參考水平608 (例如，對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的O. 5mT的變化)，則磁場(chǎng)不發(fā)生變化或者磁場(chǎng)的變化太小而不能檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)保持在相同的狀態(tài)。然而，如果數(shù)字信號(hào)值的變化超過(guò)了數(shù)字參考水平608，則磁場(chǎng)的變化被檢測(cè)且系統(tǒng)在操作階段結(jié)束時(shí)(例如在時(shí)間T4)被喚醒。在等待階段604期間，比較停止且數(shù)字信號(hào)值被存儲(chǔ)，使得系統(tǒng)的電流消耗減小到低電流消耗(例如，微安培)。在一個(gè)特定示例中，與操作時(shí)間相比，等待時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)。例如，極低功耗可以使用振蕩器控制的時(shí)序方案實(shí)現(xiàn)，以操作激勵(lì)電路約50us，接著是具有激勵(lì)電路的最小電流消耗的將近130ms的等待階段。因?yàn)榕c操作時(shí)間相比長(zhǎng)的等待時(shí)間，整體平均電流稍高于等待電流。如圖6所示，在第一操作階段602a期間，ADC試圖跟蹤從運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的磁信號(hào)，但是不能檢測(cè)比數(shù)字參考水平大的數(shù)字信號(hào)的變化，且因而不喚醒系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，跟蹤ADC可以識(shí)別故障以到達(dá)作為穩(wěn)定/觸發(fā)(toggling)數(shù)字信號(hào)的數(shù)字參考水平。 例如，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)在數(shù)字值附近(當(dāng)它經(jīng)過(guò)時(shí)間T2時(shí))觸發(fā)，它指示穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)且不發(fā)生系統(tǒng)喚醒。在第二操作階段602b，ADC試圖跟蹤磁信號(hào)，但是因?yàn)榇判盘?hào)在操作時(shí)間期間連續(xù)上升(例如不觸發(fā))，它檢測(cè)到數(shù)字信號(hào)大于數(shù)字參考水平608，且因此不是關(guān)閉，激勵(lì)電路切換到使得數(shù)字信號(hào)被跟蹤的較長(zhǎng)操作時(shí)間。較長(zhǎng)的操作時(shí)間使得激勵(lì)電路知道數(shù)字信號(hào)(例如磁場(chǎng)變化)超過(guò)數(shù)字參考水平且因此在該階段結(jié)束時(shí)它將導(dǎo)通輸出開(kāi)關(guān)(例如輸出晶體管)以喚醒系統(tǒng)。換句話說(shuō)，如果差檢測(cè)被識(shí)別，則激勵(lì)電路可以喚醒系統(tǒng)，但是如果自適應(yīng)ADC跟蹤不到達(dá)最終值，則操作階段602b的長(zhǎng)度可以一直增加，直到ADC識(shí)別最終值。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)喚醒時(shí)，ADC可以從步進(jìn)跟蹤模式切換到連續(xù)近似模式， 其中不是以二元序列向上計(jì)數(shù)，ADC通過(guò)從最高有效位開(kāi)始且在最低有效位結(jié)束發(fā)現(xiàn)信號(hào)。 在備選實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)喚醒時(shí)，ADC能夠從步進(jìn)跟蹤模式切換到自適應(yīng)跟蹤模式，其中 ADC配置成以η步增量跟蹤，其中η = 2、4、8等。圖7說(shuō)明傳感器系統(tǒng)700的更詳細(xì)的實(shí)施例，該傳感器系統(tǒng)700配置成通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)的差產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。如上所述(例如圖5)，霍爾傳感器系統(tǒng)具有包含霍爾板702、開(kāi)關(guān)704、ADC 706和數(shù)字信號(hào)組件708(包含偏移補(bǔ)償元件，差檢測(cè)器)的信號(hào)鏈。數(shù)字參考水平源726配置成向差檢測(cè)器提供數(shù)字參考水平。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字參考水平源726可以包含激勵(lì)電路內(nèi)的存儲(chǔ)元件(例如，數(shù)字存儲(chǔ)元件)。在備選實(shí)施例中，數(shù)字參考水平源726可以包含諸如微處理器的外部源，其配置成向激勵(lì)電路發(fā)送/ 在激勵(lì)電路中編程數(shù)字參考水平。圖7還說(shuō)明配置成驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)鏈的操作的振蕩器電路712和714。超低功率振蕩器712可以配置成在等待模式中操作為系統(tǒng)的時(shí)鐘，而快速振蕩器714配置成在操作階段驅(qū)動(dòng)ADC、偏移補(bǔ)償和差檢測(cè)器。因此，超低功率振蕩器712控制激勵(lì)時(shí)間和等待時(shí)間。 在激勵(lì)時(shí)間期間，快速振蕩器714激勵(lì)為用作電路的數(shù)字部分(例如，ADC轉(zhuǎn)換器，接收ADC 的輸出的數(shù)字路徑)的時(shí)鐘發(fā)生器，而在等待模式，快速振蕩器714關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，超低功率振蕩器712可以配置成在等待階段操作以定時(shí)輸出鎖存716，使得等待階段的最小電流消耗是源于來(lái)自超低功率振蕩器的激勵(lì)電路的最小電流消耗。因此，在等待階段期間，超低功率振蕩器712向鎖存716和數(shù)字存儲(chǔ)710提供電壓。再次參考圖7，如上所述，鎖存716配置成產(chǎn)生提供到包含晶體管器件718(例如，η 溝道晶體管)的開(kāi)關(guān)的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，鎖存716的輸出可以包含施加于晶體管718 的柵極的電壓。在系統(tǒng)中(例如汽車(chē)應(yīng)用中)存在高電壓的一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多高電壓保護(hù)電路720、722可以配置成從高電壓和/或反向電池電壓保護(hù)激勵(lì)電路的電路組件。例如， 如圖7所示，超低功率振蕩器712和信號(hào)路徑(例如元件702-708)可以配置成以低電源電壓(例如1.5V至3V之間)操作。因此，超低功率高電壓和反向電壓保護(hù)電路722配置成拒絕高電壓或反向電池電壓(例如，當(dāng)電池安裝為在相反方向應(yīng)用電池極性時(shí)可能發(fā)生)到達(dá)超低功率振蕩器712且高電壓和反向電壓保護(hù)電路720配置成拒絕高電壓和/或反向電池電壓到達(dá)信號(hào)路徑702-708。因此，高電壓和反向電壓保護(hù)電路720、722保護(hù)激勵(lì)電路免受由高和/或反向電池電壓可能發(fā)生的損壞。在一個(gè)實(shí)施例中，高壓保護(hù)電路720和/或722可以包含以最小電源電流提供低電壓電源電壓的耗盡MOS晶體管或JFET晶體管。在備選實(shí)施例中，高壓保護(hù)電路720和/ 或722可以包含高電壓耗盡晶體管或一個(gè)或更多二極管(例如肖特基二極管)，其中在一個(gè)或更多二極管的Pn結(jié)配置成阻斷具有錯(cuò)誤極性的電池電壓時(shí)，高電壓耗盡晶體管配置成拒絕高壓。在一個(gè)實(shí)施例中，超低功率電壓保護(hù)電路722可以向鎖存716和/或數(shù)字存儲(chǔ)710 提供保護(hù)電壓，因?yàn)殒i存716和/或數(shù)字存儲(chǔ)710耦合到高功率和反向電壓保護(hù)。例如，線 724配置成提供能夠在等待階段和操作階段沒(méi)有附加電流消耗地在鎖存716和/或數(shù)字存儲(chǔ)710中存儲(chǔ)信息的超低電壓。圖8是具有配置成改變激勵(lì)電路的操作階段的外部輸入802的傳感器系統(tǒng)的框圖，該傳感器系統(tǒng)配置成產(chǎn)生此處提供的激勵(lì)信號(hào)。輸出晶體管可以配置成激勵(lì)外部系統(tǒng)(例如微處理器)。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦激勵(lì)，外部系統(tǒng)可以配置成通過(guò)向激勵(lì)電路提供外部信號(hào)控制激勵(lì)電路的操作階段(例如，如圖6所示導(dǎo)致激勵(lì)電路從等待模式進(jìn)入操作模式)。在一個(gè)實(shí)施例中，外部信號(hào)從外部輸入 802提供來(lái)激勵(lì)數(shù)字信號(hào)路徑804。在一個(gè)備選實(shí)施例中，外部信號(hào)可以從外部輸入802提供以例如激勵(lì)諸如ADC 806和/或偏移補(bǔ)償電路808之類(lèi)的激勵(lì)電路的一個(gè)或更多特定組件。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦激勵(lì)，外部系統(tǒng)可以配置成在外部輸入802輸入導(dǎo)致激勵(lì)電路進(jìn)入連續(xù)操作模式的外部信號(hào)。在又一實(shí)施例中，一旦激勵(lì)，外部系統(tǒng)可以配置成在外部輸入802輸入導(dǎo)致ADC的操作模式變化(例如，從跟蹤模式到連續(xù)操作模式)的外部信號(hào)。圖9是配置成從激勵(lì)電路900向外部系統(tǒng)提供信息的霍爾傳感器系統(tǒng)的框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，在系統(tǒng)開(kāi)啟之后，激勵(lì)電路900可以配置成在數(shù)字輸出906向外部系統(tǒng)輸出附加信息。例如，如圖9所示，偏移補(bǔ)償ADC轉(zhuǎn)換器信號(hào)可以從偏移補(bǔ)償器902的輸出提供到數(shù)字輸出906 (經(jīng)由連接線904)和/或差信號(hào)或斜率可以從差檢測(cè)器輸出到數(shù)字輸出 906 (經(jīng)由連接線910)。諸如ADC輸出和/或差信號(hào)的附加信息可以提供運(yùn)動(dòng)傳感器感測(cè)的磁體的真實(shí)位置和/或磁體的運(yùn)動(dòng)的幅度(例如，磁場(chǎng)值的幅度的變化)。在從差檢測(cè)器提供到系統(tǒng)的斜率指示在磁傳感器的運(yùn)動(dòng)中發(fā)生緩慢變化的一個(gè)實(shí)施例中，由于緩慢的變化速度，系統(tǒng)可以拒絕激勵(lì)信號(hào)。圖10是示出具有如此處提供的磁傳感器的激勵(lì)電路的操作的更詳細(xì)的實(shí)施例的流程圖。盡管方法1000在下文中說(shuō)明和描述為一系列行為或事件，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這種行為或事件的所述順序不應(yīng)以限制意義理解。例如，一些行為可以以不同順序發(fā)生和/或與此處描述和/或公開(kāi)所不同的其他行為或事件同步發(fā)生。另外，可能并不要求所有說(shuō)明的行為來(lái)執(zhí)行此處公開(kāi)的一個(gè)或更多方面或?qū)嵤├?。而且，此處示意的一個(gè)或更多行為可以以一個(gè)或更多分離的行為或階段實(shí)施。再者，權(quán)利要求的主題可以實(shí)現(xiàn)為方法、設(shè)備、或利用標(biāo)準(zhǔn)編程和/或工程技術(shù)的制品，以生產(chǎn)軟件、固件、硬件或其組合以控制計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)公開(kāi)的主題(例如，圖1、3中示出的電路等是可以用于實(shí)現(xiàn)方法1000的電路的非限制性示例)。當(dāng)在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“制品”旨在涵蓋可以從任意計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載體或介質(zhì)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到可以對(duì)所述配置做出很多修改而不偏離權(quán)利要求的主題的范圍或精神。在1002，產(chǎn)生與從磁運(yùn)動(dòng)傳感器提供的磁信號(hào)成比例的數(shù)字信號(hào)。在1004，對(duì)數(shù)字信號(hào)執(zhí)行偏移補(bǔ)償。在各個(gè)實(shí)施例中，偏移補(bǔ)償可以去除由于零點(diǎn)霍爾偏移或AMR偏移產(chǎn)生的偏移。例如，在包含霍爾傳感器的激勵(lì)電路中，可以通過(guò)本領(lǐng)域中已知的電流自旋技術(shù)去除偏移，而在包含AMR傳感器的激勵(lì)電路中，可以通過(guò)本領(lǐng)域中已知的“翻轉(zhuǎn)技術(shù)”去除偏移。另外，偏移補(bǔ)償例如可以去除ADC和/或比較器產(chǎn)生的補(bǔ)
\-ΖΧ ο在1006，數(shù)字信號(hào)被數(shù)字地存儲(chǔ)。為了檢測(cè)運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的差，原先數(shù)字信號(hào)值存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件中，使得它們可以與從數(shù)字信號(hào)跟蹤組件輸出的新數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行比較。在以兩階段低功率操作模式操作方法的一個(gè)實(shí)施例中，與可以不在等待操作階段中執(zhí)行的方法的其他行為(例如1004，1008)相比，在等待操作階段數(shù)字地存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)。在1008，計(jì)算當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和原先數(shù)字信號(hào)之間的差。在1010，該差與數(shù)字參考水平進(jìn)行比較且產(chǎn)生差信號(hào)。在1012，可以基于差信號(hào)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所述，其中激勵(lì)信號(hào)配置成在高電流操作階段和低電流
12等待階段操作。在這種實(shí)施例中，行為1006、1008-1012可以在高電流操作階段內(nèi)執(zhí)行，而數(shù)字磁信號(hào)的存儲(chǔ)可以在高電流操作階段和低電流等待階段完成。盡管已經(jīng)參考一個(gè)或更多實(shí)現(xiàn)方式說(shuō)明和描述了本發(fā)明，可以在不偏離所附權(quán)利要求的精神和范圍的條件下對(duì)所述示例做出變更和/或修改。尤其是，關(guān)于上述組件或結(jié)構(gòu)(例如，套件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這種組件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)于 “裝置”的引用)，除非明確說(shuō)明，否則旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述組件的特定功能(例如功能相等) 的任意組件或結(jié)構(gòu)，盡管這些組件并不結(jié)構(gòu)等價(jià)于在本發(fā)明此處所述的示例性實(shí)現(xiàn)方式中執(zhí)行功能的公開(kāi)的結(jié)構(gòu)。另外，盡管已經(jīng)參考若干實(shí)現(xiàn)方式僅其中之一公開(kāi)了本發(fā)明的特定特征，這種特征可以與其他實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或更多其他特征組合，對(duì)于任意給定或特定應(yīng)用，這可能是需要且有利的。再者，某種程度而言，在詳細(xì)描述和權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”、“具”、“含有”及其變型，這些術(shù)語(yǔ)旨在以類(lèi)似于術(shù)語(yǔ)“包含”的方式被包括。
權(quán)利要求
1.一種電路,包括運(yùn)動(dòng)傳感器元件，配置成向數(shù)字差檢測(cè)電路輸出對(duì)應(yīng)于檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào);其中，該數(shù)字差檢測(cè)電路包括數(shù)字測(cè)量元件，配置成跟蹤運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)且產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)；數(shù)字存儲(chǔ)元件，配置成存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于隨時(shí)間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的一個(gè)或更多原先數(shù)字信號(hào)；以及差檢測(cè)器，配置成檢測(cè)當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和原先數(shù)字信號(hào)之間的差，其中如果差大于數(shù)字參考水平，則該差檢測(cè)器使激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生將系統(tǒng)從休眠模式喚醒的激勵(lì)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中數(shù)字測(cè)量元件包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器配置成通過(guò)將運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于感測(cè)的運(yùn)動(dòng)的數(shù)字信號(hào)跟蹤運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，還包括雙階段操作元件，該雙階段操作元件配置成使得數(shù)字差檢測(cè)電路根據(jù)兩階段操作模式操作，兩階段操作模式包括操作階段，具有第一電流消耗，在該階段期間模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器跟蹤運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)且差檢測(cè)器測(cè)量運(yùn)動(dòng)傳感器輸出信號(hào)的變化；以及低功率等待階段，其中模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和差檢測(cè)器不被供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，還包括一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)，布置在運(yùn)動(dòng)傳感器元件和數(shù)字差檢測(cè)電路之間，該一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)配置成以提供包括偏移的第一斬波信號(hào)和包括偏移的第二斬波信號(hào)的頻率操作，其中該數(shù)字差檢測(cè)電路可以通過(guò)從第一和第二斬波信號(hào)構(gòu)建調(diào)制數(shù)字信號(hào)消除偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該差檢測(cè)器配置成通過(guò)比較不同時(shí)間的數(shù)字信號(hào)值以測(cè)量數(shù)字信號(hào)幅度的變化來(lái)檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差，其中如果數(shù)字信號(hào)幅度的變化大于數(shù)字參考水平，則激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該差檢測(cè)器配置成通過(guò)檢測(cè)連續(xù)向上變化一定時(shí)間或連續(xù)向下變化一定時(shí)間檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差，其中如果連續(xù)變化的時(shí)間大于數(shù)字參考水平，則激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。
7.—種激勵(lì)電路,包括磁運(yùn)動(dòng)傳感器，配置成輸出與測(cè)量的磁場(chǎng)成比例的磁信號(hào)；數(shù)字差檢測(cè)電路，配置成根據(jù)包括低功率等待階段和操作階段的低功率模式操作，其中在操作階段，數(shù)字差檢測(cè)電路將當(dāng)前數(shù)字信號(hào)與存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件中的原先數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較以檢測(cè)數(shù)字信號(hào)的差，其中如果數(shù)字信號(hào)的差大于數(shù)字參考水平，則差檢測(cè)電路使激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生將系統(tǒng)從休眠喚醒的激勵(lì)信號(hào)，并且其中在等待階段，數(shù)字信號(hào)被存儲(chǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激勵(lì)電路，其中該數(shù)字差檢測(cè)電路包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，配置成通過(guò)將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的數(shù)字信號(hào)跟蹤測(cè)量的磁場(chǎng)；以及差檢測(cè)器，配置成測(cè)量數(shù)字信號(hào)的差且輸出包括關(guān)于數(shù)字信號(hào)的差的幅度的信息的差信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激勵(lì)電路，其中在系統(tǒng)被激勵(lì)之后，從模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)或差檢測(cè)器的差信號(hào)輸出能夠輸出到系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激勵(lì)電路，其中在系統(tǒng)被激勵(lì)之后，模擬-數(shù)字配置成從步進(jìn)跟蹤模式變化到連續(xù)操作模式或自適應(yīng)跟蹤模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激勵(lì)電路，其中該模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括比較器，配置成從磁運(yùn)動(dòng)傳感器接收差分輸入電壓輸出；數(shù)字跟蹤電路，配置成實(shí)現(xiàn)磁信號(hào)的數(shù)字跟蹤；以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，配置成補(bǔ)償比較器的差分輸入電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激勵(lì)電路，還包括偏移補(bǔ)償電路，該偏移補(bǔ)償電路位于模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和差檢測(cè)器之間且配置成去除磁信號(hào)的偏移，使得差檢測(cè)器將第一偏移補(bǔ)償信號(hào)與第二偏移補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行比較。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激勵(lì)電路，還包括布置在磁運(yùn)動(dòng)傳感器和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)，該一個(gè)或更多開(kāi)關(guān)配置成以實(shí)現(xiàn)電流自旋方法的斬波頻率選擇性地操作以提供包括偏移的第一斬波信號(hào)和包括偏移的第二斬波信號(hào)，其中該數(shù)字差檢測(cè)電路可以通過(guò)從第一和第二斬波信號(hào)構(gòu)建調(diào)制數(shù)字信號(hào)消除偏移。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激勵(lì)電路，還包括超低功率振蕩器，配置成在等待階段操作為用于激勵(lì)電路的時(shí)鐘；以及快速振蕩器，配置成在操作階段驅(qū)動(dòng)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、偏移補(bǔ)償元件和差檢測(cè)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激勵(lì)電路，其中操作階段能夠從外部于激勵(lì)電路的系統(tǒng)或通過(guò)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定數(shù)字信號(hào)而初始化。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激勵(lì)電路，還包括配置成拒絕高電壓或反向電池電壓的一個(gè)或更多高電壓保護(hù)電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激勵(lì)電路，其中高電壓保護(hù)電路包括以最小電源電流為超低功率振蕩器和鎖存和數(shù)字存儲(chǔ)元件提供低電壓電源電壓的耗盡MOS晶體管或JFET晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激勵(lì)電路，其中數(shù)字參考水平從外部于激勵(lì)電路的設(shè)備提供到激勵(lì)電路。
19.一種用于從休眠激勵(lì)系統(tǒng)的方法，包括產(chǎn)生與測(cè)量的磁運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)成比例的數(shù)字信號(hào)；檢測(cè)當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)元件中的原先數(shù)字信號(hào)之間的差；以及將檢測(cè)的差與數(shù)字參考水平進(jìn)行比較，其中如果差大于數(shù)字參考水平，則激勵(lì)信號(hào)將系統(tǒng)從休眠模式喚醒。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括執(zhí)行偏移補(bǔ)償以去除磁運(yùn)動(dòng)傳感器信號(hào)的偏移，其中偏移補(bǔ)償包括計(jì)算運(yùn)動(dòng)傳感器的偏移值之間的差；以及產(chǎn)生具有調(diào)制幅度的斬波信號(hào)，該調(diào)制幅度基于偏移值之間的差；其中第一偏移補(bǔ)償信號(hào)與第二偏移補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行比較。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及通過(guò)測(cè)量對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量值的數(shù)字信號(hào)的斜率執(zhí)行系統(tǒng)的低功率激勵(lì)的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，低功率激勵(lì)電路耦合到磁運(yùn)動(dòng)傳感器，該磁運(yùn)動(dòng)傳感器配置成輸出與測(cè)量的磁場(chǎng)成比例的磁信號(hào)。該低功率激勵(lì)電路可以包括配置成提供跟蹤磁場(chǎng)的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字跟蹤電路以及配置成檢測(cè)當(dāng)前數(shù)字信號(hào)和存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)裝置中的原先數(shù)字信號(hào)之間的差的差檢測(cè)器。如果檢查的差大于數(shù)字參考水平，則輸出將系統(tǒng)從休眠模式喚醒的激勵(lì)信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R33/07GK102590767SQ20121000947
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者M.莫茨 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司