传感器电路、传感器装置以及用于形成传感器电路的方法_2

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之一的相位和/或振幅的小于1%的振幅和/或相位偏差)。误差确定电路104 可W产生可W指示在半桥传感器电路之一中的故障的误差信号,如果第一半桥传感器信号 105a与第二半桥传感器信号10化之间的差别超过或低于参考阔值(例如,如果中点的振幅 和/或相位值偏离第一半桥传感器信号105a和第二半桥传感器信号10化之一的中点的相 位和/或振幅值多于1%)。在另一个示例中,误差确定电路104可W另外、可选地或替选地 被配置为确定第一半桥传感器信号105a与第二半桥传感器信号10化的和。误差确定电路 104例如可W产生可W指示半桥传感器信号的至少一个中的故障的误差信号,如果第一半 桥传感器信号105a和第二半桥传感器信号10化的和超过或低于参考阔值或者偏离参考信 号。
[0024] 误差确定电路104可W另外、可选地或替选地被配置为基于由多个半桥传感器电 路的进一步半桥传感器电路产生的进一步半桥传感器信号与第一半桥传感器信号105a或 第二半桥传感器信号10化的比较、加法和/或减法、或差别的确定来产生误差信号107。进 一步半桥传感器电路例如可W是在多个半桥传感器电路中的第=或第四或第五半桥传感 器电路或者任何一个或多个半桥传感器电路。例如,误差确定电路104可W被配置为在第 一半桥传感器信号105a和第二半桥传感器信号10化中的至少一个或两者与进一步半桥传 感器信号之间进行在本文中描述的比较、加法和/或减法,运允许故障半桥传感器电路被 识别。
[00巧]误差确定电路104可W被配置为将误差信号107传送到控制电路106,如果在第一 半桥传感器电路IOla和第二半桥传感器电路1〇化中的至少一个中探测到故障。控制电路 106可W被配置为选择或控制第一半桥传感器电路IOla和第二半桥传感器电路10化之一 的选择用于将半桥传感器信号提供给传感器输出值确定电路102。选择例如可W基于误差 信号107。如果没有探测到故障,误差确定电路104例如可W被配置为将指示没有故障被探 测到的误差信号传送到控制电路106。换言之,误差信号可W指示将选择的故障桥或工作 桥。
[0026] 传感器电路100包含控制电路106,所述控制电路106可W被配置为控制用于提 供半桥传感器信号的半桥传感器电路的选择,所述半桥传感器信号由传感器输出值确定电 路102用来确定传感器输出值。如果由控制电路106接收误差信号,控制电路可W被配置 为选择或控制工作的等同半桥传感器电路的选择来代替故障半桥传感器电路。如果没有探 测到故障,控制电路106例如可W继续选择或控制相同的半桥传感器电路的选择,直到故 障最后被探测到。
[0027] 传感器输出值确定电路102可W被配置为基于来自选择的半桥传感器电路的半 桥传感器信号来确定传感器输出值。例如,在默认配置中,传感器输出值确定电路102可W 被配置为基于由第一半桥传感器电路IOla提供的第一半桥传感器信号105a来确定传感器 输出值。误差确定电路104可W基于第一半桥传感器信号105a来探测在第一半桥传感器 电路IOla中的故障并且可W将误差信号107传送到控制电路106。控制电路106例如可W 基于传送的误差信号107来选择或控制第二半桥传感器电路10化而不是第一半桥传感器 电路IOla的选择,用于提供第二半桥传感器信号10化从而确定随后的传感器输出值。
[002引传感器输出值确定电路102、误差确定电路104、控制电路106和/或其他可选的 单元例如可W是计算机、数字信号处理器或微控制器的独立的硬件单元或部分或者用于在 计算机、数字信号处理器或微控制器上运行的计算机程序或软件产品。传感器输出值确定 电路102、误差确定电路104、控制电路106和/或其他可选的部件可W彼此独立地被实施, 或者可W至少部分地一起(例如,在相同的管忍上或由相同的计算机程序)被实现。
[0029] 在一些示例中,传感器电路100例如可W被实施为角度传感器、磁传感器或压力 传感器。在示例中,传感器电路100可W是旋转角度传感器。传感器电路100例如可W用 于测量旋转的部分关于参考轴的旋转角度。因此,传感器输出值例如可W是角度值、磁场值 或压力值。在一些示例中,传感器电路100可W是旋转角度探测传感器。传感器电路100 可W被实施在汽车车辆或装置中,并且可W用于测量汽车车辆或装置的旋转部分(例如,方 向盘)的旋转角度,所述旋转部分在敏感的传感器平面中产生旋转的磁场轴。
[0030] 在示例中,多个半桥传感器电路101可W包含八个半桥传感器电路。例如,多个半 桥传感器电路101可W包含四个全桥传感器电路。第一全桥传感器电路可W与第二全桥传 感器电路等同。第=全桥传感器电路可W不同于第一和第二全桥传感器电路并且可W与第 四全桥传感器电路等同。传感器电路100可W被配置为基于第一和第二半/桥传感器电路 之一和第=和第四半/桥传感器电路之一来确定传感器输出值。第一和第二半/桥传感器 电路中的另一个和第=和第四半/桥传感器电路中的另一个可W提供冗余,万一用于确定 传感器输出值的半桥传感器电路发生故障。在图2中示出示例。
[0031] 图2示出根据实施例的传感器电路200的示意的图解。
[0032] 传感器电路200可W与关于图1描述的传感器电路相似。例如传感器电路200可 W包含四个全桥传感器电路。每个全桥传感器电路例如可W包含半桥传感器电路和互补半 桥传感器电路。
[0033] 传感器电路200例如可W被实施为磁阻(例如xMR)角度传感器。例如,半桥传感 器电路的每个磁阻结构可W是各向异性磁阻(AMR)结构、巨磁阻(GMR)结构或隧道(TMR)磁 阻结构。传感器电路可W适合于AMR、GMR或TMR。
[0034] 每个半桥传感器电路可W包含一对磁阻结构作为电阻元件。例如,传感器电路200 的每个半桥传感器电路101可W包含一对磁阻结构。多个半桥传感器电路101的每个(或 所有)半桥传感器电路每个可W包含第一磁阻结构和第二磁阻结构。第一磁阻结构和第二 磁阻结构依据外部磁场可W具有互补的电性质。相同的半桥传感器电路的第一磁阻结构和 第二磁阻结构可W具有不同的预定义参考磁化方向(由箭头指示为敏感磁化方向)。相同的 半桥传感器电路的第一磁阻结构和第二磁阻结构可W具有相反的预定义参考磁化方向。
[0035] 磁阻结构的预定义参考磁化方向可W是磁阻结构的扎层的固定的磁取向,但是不 受限于此。磁阻结构可W包含抗铁磁层。扎层可W被保持在固定的磁取向中,由于在抗铁 磁层与铁磁扎层之间的交换偏置效应。感测层(或自由层)可W通过非磁间隔层来与扎层分 离。基于激励,例如由于磁旋转构件接近传感器电路200的移动而引起的磁场的改变,传感 器电路200的多个半桥传感器电路的磁阻结构可W展示电阻的改变。例如,在第一磁阻结 构的自由层中的电子可W趋向排列在与第一磁阻结构的扎层等同的第一预定义参考磁化 方向中。运可W引起第一磁阻结构具有减少的电阻。另外,在第二磁阻结构的自由层中的 电子可W趋向排列在与第二预定义参考磁化方向相反的方向中作为第二磁阻结构的扎层。 运可W引起第一磁阻结构具有增加的电阻,但是不受限于此。电阻的改变和由第一磁阻结 构和第二磁阻结构展示的不同的响应可W引起在半桥传感器电路的第一磁阻结构与第二 磁阻结构之间的输出端子处的电压或电流的改变。换言之,半桥传感器信号(例如电压或电 流信号)可W由半桥传感器电路来产生,所述半桥传感器信号例如随着角度旋转中的变化 而(例如W正弦曲线的方式)变化。
[0036] 每个半桥传感器电路可W包含具有禪合到电源电压端子的第一端子和串联电禪 合到第二磁阻结构的第一端子的第二端子的第一磁阻结构。第二磁阻结构的第二端子可W 被电禪合到参考端子(例如,地端子)。相反禪合的半桥传感器电路可W包含第一磁阻结构, 所述第一磁阻结构具有禪合到参考端子的第一端子和电禪合到第二磁阻结构的第一端子 的第二端子。第二磁阻结构的第二端子可W电禪合到电源电压端子。由于互补半桥传感器 电路的相反极性,在全桥传感器电路中的互补半桥传感器电路可W生成关于在全桥传感器 电路布置中的它的对应的其他半桥传感器电路具有180°相位偏移的正弦曲线信号。
[0037] 例如,传感器电路200可W包含第一全桥传感器电路108a,所述第一全桥传感器 电路108a包含第一半桥传感器电路IOla和第一互补半桥传感器电路108c。第一半桥传 感器电路可W包含具有第一预定义参考方向(例如,0°参考偏移)的第一磁阻结构和具有 第二预定义参考方向(例如,关于第一预定义参考方向的180°参考偏移)的第二磁阻结构。 由第一全桥传感器电路108a的第一半桥传感器电路IOla产生的第一半桥传感器信号例如 可W是关于纯正弦函数具有第一预定相位偏移(例如0°相位偏移)的正弦曲线信号。第一 互补半桥传感器电路IOlc可W包含具有相同的第一预定义参考方向(例如,0°参考偏移) 的第一磁阻结构和具有第二预定义参考方向(例如,关于第一预定义参考方向的180°参考 偏移)的第二磁阻结构。由于它的不同的(或者例如,相反的)极性,由全桥传感器电路108a 的第一互补半桥传感器电路IOlc产生的互补半桥传感器信号例如可W是关于第一半桥传 感器信号的第一预定相位偏移具有第二预定相位偏移(例如,180°相位偏移)的正弦曲线 信号。例如,第一半桥传感器信号可W是正的正弦信号。由于它的不同的(或者例如,相反 的)极性,由第一全桥传感器电路108a的第一互补半桥传感器电路IOlc产生的第一互补半 桥传感器信号可W是负的正弦信号。
[0038] 传感器电路200可W进一步包含第二全桥传感器电路108b,所述第二全桥传感器 电路108b包含第二半桥传感器电路10化和第二互补半桥传感器电路lOld。第二全桥传感 器电路例如可W与第一全桥传感器电路等同。由于与第一半桥传感器电路IOla相同的极 性和结构,由第二半桥传感器电路10化产生的第二半桥传感器信号也可W是具有与第一 半桥传感器信号相同的第一预定相位偏移的正弦曲线信号。第二半桥传感器信号可W代替 地是正的正弦信号。由第二互补半桥传感器电路IOld产生的第二互补半桥传感器信号可 W具有与第一互补半桥传感器信号相同的第二预定相位偏移。例如,第二互补半桥传感器 信号可W是负的正弦信号。
[0039] 传感器电路200可W进一步包含第=全桥传感器电路108c,所述第=全桥传感器 电路108c包含第=半桥传感器电路IOle和第=互补半桥传感器电路lOlg。第=半桥传感 器电路IOlc可W包含具有第=预定义参考方向(例如,在GMR结构中的90°参考偏移)的 第一磁阻结构和具有第四预定义参考方向(例如,关于第一预定义参考方向的270°参考偏 移)的第二磁阻结构。由第=半桥传感器电路产生的第=半桥传感器信号关于第一半桥传 感器信号和第二半桥传感器信号中的至少一个可W具有(第=)预定义相位偏移。例如,(对 于GMR结构)预定义相位偏移可W是90°相位偏移。例如,第=半桥传感器信号可W是余 弦信号。第=互补半桥传感器电路IOlc可W包含具有相同的第=预定义参考方向(例如, 90°参考偏移)的第一磁阻结构和具有相同的第四预定义参考方向(例如,关于第一预定义 参考方向的270°参考偏移)的第二磁阻结构。由于它的不同的(或者例如,相反的)极性, 由第=全桥传感器电路108c的第=互补半桥传感器电路IOlg产生的第=互补半桥传感器 信号可W是具有关于第一半桥传感器信号的(第四)预定相位偏移(例如,在GMR结构的情况 下270°相位偏移)W及关于第=半桥传感器信号的180°相位偏移的正弦曲线信号。同样 地,第=互补半桥传感器信号可W是负的余弦信号。
[0040] 传感器电路200可W进一步包含第四全桥传感器电路108d,所述第四全桥传感器 电路IOSd包含第四半桥传感器电路IOlf和第四互补半桥传感器电路10比。第四全桥传感 器电路可W与第=全桥传感器电路等同而没有限制。由于与第=半桥传感器电路IOle等 同的极性和结构,由第四半桥传感器电路IOlf产生的第四半桥传感器信号例如也可W是 具有与第=半桥传感器信号相同的(第=)预定相位偏移的正弦曲线信号。例如,第四半桥 传感器信号可W是正的余弦信号。由第四互补半桥传感器电路IOlh产生的第四互补半桥 传感器信号可W具有与第=互补半桥传感器信号相同的(第四
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