[发明专利]XMR信号的倍频

说明书

技术领域

本发明涉及磁阻(xMR)传感器，尤其涉及提高基于xMR的传感器信号的频率。

背景技术

在速度和角度传感器中需要高精度。对于速度传感器，需要对换能器轮(transducer wheel)进行高度精确的采样以便得到最佳角分辨率。在极轮(pole wheel)作为换能器轮的情况下，在一定轮盘直径下增加极数可以支持分辨率增强，但是要以牺牲磁场并且由此牺牲工作距离为代价。

对于基于角度传感器的速度传感器，例如采用“顶部读取(top read)”配置的xMR传感器，其中传感器位于极轮的正面上以使得旋转场向量被检测，倍频可用于克服AMR和GMR/TMR传感器之间的兼容性问题。AMR角度传感器表现出同有的180度唯一性(uniqueness)，而GMR和TMR传感器具有360度唯一性，也就是说，在旋转磁场中360度的旋转对于GMR/TMR角度传感器，导致输出信号的单个周期，以及对于AMR角度传感器，导致两个周期。利用GMR/TMR角度传感器的倍频，AMR传感器可很容易地由GMR/TMR传感器替代而不改变相关信号评估电路。对于角度传感器而言，通常需要高精度和高分辨率，至少在有限范围内。

传统的解决方案存在缺点。例如，一些速度传感器使用数字脉冲倍增技术，其涉及外部磁场上的输出信号的增量插补。这种方法的缺点是复杂电路以及需要全磁场周期以实现插补和倍增，这对于小角度范围行不通。其他磁阻速度传感器以“顶部读取”配置结合磁极轮而使用AMR角度传感器固有的倍频属性，其也存在关于较小信号大小的缺点。

因此，需要改进的速度和角度传感器。

发明内容

实施例涉及磁阻传感器。

在一个实施例中，一种传感器系统包括磁场源；磁阻传感器，其配置为提供与磁场源相关的输出信号，该输出信号具有频率；以及电压源(voltage supply)，其耦合至传感器元件以提供具有与传感器元件输出信号的频率相同的频率的已调供给电压(supply voltage)。

在一个实施例中，一种方法，包括提供具有对外部磁场的响应的传感器；以及向传感器提供供给电压，该供给电压具有与传感器的响应基本相同的频率。

在一个实施例中，一种传感器系统包括磁阻传感器，该磁阻传感器包括第一传感器元件配置和第二传感器元件配置；以及电压源，其耦合至传感器以将由第二传感器元件配置的输出信号所调制的供给电压提供给第一传感器元件配置。

在一个实施例中，一种用于测量旋转磁场的参数的传感器系统包括第一磁阻(xMR)传感器电桥；以及第二xMR传感器电桥，其中，该第一和第二xMR传感器电桥彼此耦合，以使得从第一xMR传感器电桥抽出(tap)的信号的频率是旋转磁场的频率的两倍。

在一个实施例中，一种用于确定磁场的旋转的至少一个参数的传感器系统，其包括磁阻(xMR)传感器电桥布置，该磁阻传感器电桥布置包括第一和第二xMR传感器电桥，其被配置为使得xMR传感器电桥布置的模拟输出信号具有磁场的旋转频率两倍的信号频率。

附图说明

考虑结合与附图有关的对本发明各个实施例的下述详细描述，可更加完全地理解本发明，其中：

图1描述了根据一个实施例的传感器设备和极轮。

图2描述了根据一个实施例的传感器的示意图。

图3描述了根据一个实施例的传感器的示意图。

虽然本发明适于各种修改和替代形式，其具体内容已经通过示例的方式显示在附图中以及将进行详细说明。然而应当理解的是，并不意在将本发明限制于所描述的特定实施例。相反，目的是要涵盖落入由所附权利要求限定的本发明精神和范围内的所有修改、等价形式和替代形式。

具体实施方式

实施例涉及传感器，例如速度传感器和角度传感器，其使用已调供给电压来使传感器的输出信号大致加倍，这是由于传感器元件和供给电压表现出相同的频率。在实施例中，传感器元件为xMR元件，而且已调供给电压在芯片上产生，例如由另一个xMR元件产生。因此可获得传感器元件的输出信号的直接倍频而不需额外和复杂的电路或信号处理。

图1描述了传统速度传感器和极轮系统100。系统100包括速度传感器102和极轮104。速度传感器102包括xMR结构106，例如GMR，其具有两个间隔开的惠斯登半桥。极轮104的极距或齿距被配置为使得在左、右半桥106处的磁场移动了180度。因此，当极轮106旋转时，得到了差分输出信号。