[发明专利]数字传感器系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及传感器的领域，更具体涉及数字传感器系统的领域。

背景技术

传感器在多种领域中使用，其中一些要求低功率传感器。传感器可用作用于用户交互的检测器，例如用于检测移动电话/小平板的打开/关闭，用于车辆中的控制，用于操纵杆等。传感器还可用作防篡改检测器，例如在静电计量等的领域中。传感器可进一步用在位置和动作检测器中，例如在如洗衣机等的家庭电器中。

多个解决方案由于它们的耐久性而可使用非接触、磁性解决方案。上面提到的领域中的要求可包含单维传感器（1D传感器）的使用以及多维传感器（2D传感器或3D传感器）的使用。在磁性解决方案中，单维或多维传感器可使用霍尔传感器来实现。常规地，这样的传感器仅提供有限的功能，例如仅单个开关功能。然而，现在需要传感器提供附加的特征，并且仅提供单个开关功能是不再足够的。例如，期望线性感测来应付传感器系统的设置中的不精确，如磁设置中的不精确。这样的不精确可例如源自于传感器系统中使用的低成本部件的使用。这样的不精确通过使用微控制器并且通过实施特别功能，例如测量静电计中的磁背景场中的某个信号行为（如50Hz嗡嗡声）的功能，而不是仅检测具有某个强度的场是否存在来处理。在相同表征下，传感器系统可实施多样性以便实现在安全关键应用内中的较高的安全水平或诊断覆盖，诸如例如对于机动车辆的功能安全要求。

发明内容

本发明的实施例提供一种数字传感器系统，其包括传感器元件、耦合到传感器元件的模数转换器和被配置为响应于预定义事件激活传感器元件和模数转换器的唤醒电路。

附图说明

为了更完整理解本发明和其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，其中：

图1示出实施低成本和低功率开关解决方案的示例性模拟传感器系统的框图；

图2示出根据本发明的实施例的数字传感器系统的示意性框图；

图3示出根据本发明的数字传感器系统的实施例，其中唤醒系统包括提供低频率时钟信号给计数器的低频率、低功率振荡器；

图4示出类似于图3的实施例的本发明的数字传感器系统的另外实施例，其中唤醒电路经由接口输出触发或激活信号；

图5示出本发明的数字传感器系统的另一实施例，其中微控制器不具有与其关联的振荡器；

图6示出在数字数据模式和开关模式中操作的根据本发明的数字传感器系统的另外实施例；

图7示出使用多个传感器并且经由单个输出提供多维开关（判定的逻辑组合）以及一维PWM输出和一维线性输出的本发明的数字传感器系统的实施例；

图8示出基于图3的传感器系统的多维数字传感器系统；

图9示出再另一实施例，根据其，本发明的数字传感器系统包括片上数字信号处理器；

图10示出在没有不必要的硬件开销的情况下的用于开关和PWM操作的低功率控制和数字比较器概念的实施例；

图11示出如可根据本发明的实施例来使用的模拟/数字转换器的示例性实施方式；

图12示出用于实施根据实施例的数字传感器系统的集成电路管芯的简化框图；

图13示出发明的数字传感器系统的应用电路的实施例，其中图13（a）示出其中传感器芯片和微控制器接收不同供应电压的实施例，并且图13（b）示出其中传感器芯片和微控制器接收不同供应电压的实施例；

图14示出实施3D传感器芯片的发明的数字传感器系统的另外实施例；

图15示出可用于如图14描述的IC传感器芯片的应用电路的实施例，其中图15（a）示出使用六个管脚的实施方式，并且图15（b）示出使用八个管脚的实施方式；

图16示出在关于图14描述的传感器IC的“低功率模式”中的转换方案；

图17示出当图14中示出的IC传感器被在快速模式中操作时的转换方案；

图18示出在从主控制器传输之后触发的转换方案，其允许主控制器控制采样时间点；

图19示出事件检测器电路的实施例，其可在图2的唤醒电路中被实施；

图20图示用于固定限度值的面积优化比较器电路的实施例，其可在图19的电路中使用；以及

图21图示使用图20的面积优化比较器电路的图19的电路的行为。

具体实施方式