用于獲得物理量信息的電路、方法和傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 實施例涉及用于獲得物理量信息的電路、方法和傳感器。
【背景技術】
[0002] 許多應用依賴于對物理量的感測，諸如磁學量、溫度、壓力、涉及電磁福射和機械 接觸（exposure)的物理量，等等。所述應用來自于所有技術領域。例如，一些應用來自于 測量機動車的車輪的旋轉速度和旋轉方向、轉向角度，等等。例如，可使用磁場傳感器元件、 光學傳感器元件或其它傳感器元件，諸如對機械應力敏感的傳感器元件，來執行該些測量。
[0003] 由于該些傳感器的廣泛應用，存在簡化它們的制造和具體實施W降低例如與該些 裝置相關的成本的預期。然而，在一些應用中，可靠性W及精確性具有至少一些重要性。不 精確源例如來自對穩定感測條件的偏離W及變動，作為兩個例子，諸如溫度相關或過程相 關變動。
[0004] 因此，存在提高改進變動補償、簡化實施、簡化制造、簡化感測和提供穩定感測條 件之間的折衷的需求。

【發明內容】

[0005] 根據實施例的一種用于獲得物理量信息的電路，包括對物理量敏感的傳感器布 置，W及對物理量敏感的至少一個另一傳感器元件。根據實施例的電路還包括供電電路，供 電電路被配置成向傳感器布置提供供電信號，該供電信號包括受閉環配置中的供電電路控 制的供電電壓。供電電路還被配置成向該至少一個另一傳感器元件提供另一供電信號，該 另一供電信號包括另一供電電流，W便另一供電電流的幅度與供電信號的供電電流幅度滿 足預定關系。
[0006] -種用于獲得物理量信息的方法，包括向傳感器布置提供供電信號，該供電信號 包括受閉環配置中的供電電路控制的供電電壓，其中傳感器布置對物理量敏感。該方法還 包括向至少一個另一傳感器元件提供另一供電信號，該另一供電信號包括另一供電電流， W便另一供電電流的幅度與供電信號的供電電流幅度滿足預定關系，其中該至少一個另一 信號元件對物理量敏感。
【附圖說明】
[0007] 將在附圖中描述本發明的幾個實施例。
[000引圖1示出根據實施例的傳感器和電路的示意性方框圖；
[0009] 圖2示出根據實施例的一種用于獲得物理量信息的方法的流程圖；
[0010] 圖3示出使用霍爾傳感器元件的傳感器的示意性方框圖；
[0011] 圖4示出使用GMR傳感器元件的另一傳感器的簡化方框圖；
[0012] 圖5示出使用GMR傳感器元件的進一步傳感器的方框圖；
[0013] 圖6示出根據實施例的傳感器和電路的方框圖；
[0014] 圖7示出GMR傳遞函數；
[001引圖8A-8D示出根據實施例的傳感器的相移120°的小磁信號的視圖；
[0016] 圖9A-9D示出根據實施例的傳感器的相移90°的小磁信號的視圖；
[0017] 圖10A-10D示出根據實施例的傳感器的相移60°的小磁信號的視圖；
[0018] 圖11A-11D示出無均勻外部磁場的情況下，根據實施例的傳感器的相移45°的小 磁信號的視圖；
[0019] 圖12A-12C不出根據實施例的傳感器的相移90°的大磁信號的視圖；
[0020] 圖13A-13C示出例示對于相移90°的小磁信號的傳統傳感器和根據實施例的傳 感器之間的比較的視圖；
[0021] 圖14A-14C示出例示對于相移60°的小磁信號的更傳統傳感器和根據實施例的 傳感器之間的比較的視圖；
[0022] 圖15A-15C示出例示對于相移90°的大磁信號的更傳統傳感器和根據實施例的 傳感器之間的比較的視圖；
[002引圖16A-16D示出對于相移90°的小磁場，根據實施例的傳感器中的小磁信號響應 的視圖。
【具體實施方式】
[0024] 在下文中，更詳細地示出根據本發明的實施例。在該背景下，將使用概括性附圖標 記同時描述幾個物體，或者描述該些物體的共同部件、尺寸、特征等等。概括性附圖標記基 于它們的個別附圖標記。此外，將W相同或類似的附圖標記，指示在幾個實施例或幾幅圖中 出現的相同或者至少在至少一些它們的功能或結構部件方面類似的物體。為了避免不必要 的重復，提及該些物體的說明書部分也涉及不同實施例或不同圖的相應物體，除非明確地， 或者一考慮說明書的背景和附圖一另外暗示指出。因此，類似的或相關物體可具體實 施為具有至少一些相同或類似的部件、尺寸和特征，但是也可具體實施為具有不同特性。
[00巧]在現今世界上，在不同的應用領域中廣泛地使用用于物理量的傳感器。有關傳感 器用于檢測不同的物理量，諸如磁場相關或電磁相關物理量，W及溫度、壓力、機械應力等 等。取決于應用，設置不同要求、說明和邊界條件。其中，可靠性和可用性通常彼此相互作 用，至少有時導致矛盾的設計目標。例如，可用性，因此該種傳感器的廣泛實施可使得易于 制造，并且可使傳感器的實施更吸引人。然而，僅下列該些設計目標就可能不利地導致傳感 器可靠性較差和/或精確性較差。
[0026] 例如，為了提高該傳感器的精確性，可能關注實施改進對變動的補償，諸如溫度變 動或過程變動。此外，可能期望使傳感器能夠在更穩定的感測條件下運行，并且簡化感測過 程。
[0027] 因此，存在改進對關于傳感器的變動補償、簡化其制造過程和實施、提供穩定的感 測條件和簡化感測過程之間的權衡的需求。如下文更詳細所述的，實施例可提供改進上述 權衡的機會。
[0028] 圖1示出根據實施例的傳感器100的簡化方框圖。該實施例可改進上述在改進對 變動的補償、簡化具體實施、制造和感測能力之間的折衷，并且可通過使用供電電路實現提 供更穩定的感測條件，該供電電路向至少一個另一傳感器元件提供另一供電信號，該另一 供電信號包括另一供電電流，該另一供電電流的幅度與被提供給傳感器布置的供電信號的 供電電流的幅度滿足預定關系。傳感器布置本身W閉環配置運行。結果，可W在不引入復 雜性的情況下在感測更不穩定或者更多易變組件方面提高補償能力，該是因為該至少一個 另一傳感器元件被供W另一供電信號，由于被提供給傳感器布置的供電信號的閉環配置， 該另一供電信號包括至少一些變動補償。
[0029] 傳感器100包括用于獲得物理量信息的電路110。例如，物理量可能為磁場的強 度、磁場的方向、磁場分量的強度、溫度、壓力、電磁福射的強度、電磁福射的頻率、電磁福射 的波長和機械接觸或應力。
[0030] 電路110包括對物理量敏感的傳感器布置120, W及也對物理量敏感的至少一個 另一傳感器元件130。圖1中所示的實施例包括剛好一個另一傳感器元件130,但是其它實 施例可包括更多個。該至少一個另一傳感器元件130可用于獲得關于物理量的另外信息， 諸如在物理量有移動不均勻依賴性情況下的方向。
[0031] 電路110還包括供電電路140，供電電路140被配置成向傳感器布置120提供供電 信號SS1，供電信號SS1包括受閉環配置下的供電電路140控制的供電電壓。在圖1中所示 的實施例中，供電電路140通過第一節點150禪合至傳感器布置120。第一節點150用于禪 合反饋電路160,反饋電路160也被稱為網1。供電電路140提供具有供電電流的供電信號 SS1，從而調節或控制供電信號SS1的供電電壓。供電電流是用于調節或控制處于反饋電路 60的節點網1處的電壓的量。
[0032] 然而，在更詳細地描述閉反饋環的可能具體實施之前，將首先描述電路110。供電 電路140還被配置成向該至少一個另一傳感器元件130提供另一供電信號SS2,該另一供 電信號SS2包括另一供電電流，W便所述另一供電電流的幅度與供電信號SS1的供電電路 的幅度滿足預定關系。通過使用上面概述的供電電路140,可能通過向另一傳感器元件130 提供取決于傳感器布置120的運行條件的供電電流，來改進上述折衷。換句話說，至少部分 考慮對傳感器元件120的影響，向另一傳感器元件130提供另一供電信號SS2。例如，因此 可至少部分補償溫度變動、過程變動或其它變動導致的對傳感器100及其傳感器元件的影 響。
[0033] 換句話說，另一供電信號SS2包括不可調節電壓，或者又換句話說，是在開環中產 生的電壓。無意將其保持為恒定值。
[0034] 可任選地，可設置另一供電信號SS2,從而另一供電電流的幅度本質上與供電信號 SS1的供電電流的幅度成比例。例如，另一供電電流可為被提供給傳感器布置120的供電電 流的按比例復制。結果，可能W簡單和高效的方式具體實施供電電流140。
[0035] 例如，如下文更詳細所述的，供電電路可選地包括電流鏡，該電流鏡被配置成基于 供電信號的供電電流的幅度，向另一供電信號提供所述幅度的另一電流幅度。
[0036] 供電信號SS1和另一供電信號SS2兩者都可包括交流和/或直流貢獻。例如，供 電信號SSUSS2兩者都可包括AC (交流電）和/或DC分量（直流電）。
[0037] 返回到用于提供供電信號SS1的閉環配置，可選地，供電電路140被配置成，保持 供電信號SS1的供電電壓的幅度本質上恒定。在圖1中所示的實施例中，供電電路140被 提供指示供電信號SS1的供電電壓的參考信號RS。然后，如圖1中所示，供電電路140可 被配置成提供供電信號SS1，W便通過第一節點150反饋的電壓本質上恒定，并且可選地， 與參考信號RS相同。因此，供電電路140的閉環配置將被供應給供電電路140的兩個電壓 調節為相同。在該情況下，參考信號RS代表用于調節第一節點150和與其禪合的反饋電路 160的電目標。結果，供電電壓獨立于將由另一傳感器元件130和傳感器布置120感測的物 理量。
[0038] 可選地，傳感器100或電路110可選地包括感測電路170,感測電路170被禪合至 該至少一個傳感器元件130,并且被配置成產生指示將被確定的另外物理量信息的輸出信 號0S。在圖1中所示的實施例中，感測電路170被禪合至第二節點180,在圖1中也將第二 節點180稱為網2。第二節點180布置在供電電路140和另一傳感器元件130之間。該允 許感測電路170感測被供應給該至少一個另一傳感器元件130的電壓。