CN104569865B - 用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿 - Google Patents

用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿 Download PDF

Info

Publication number
CN104569865B
CN104569865B CN201410529247.2A CN201410529247A CN104569865B CN 104569865 B CN104569865 B CN 104569865B CN 201410529247 A CN201410529247 A CN 201410529247A CN 104569865 B CN104569865 B CN 104569865B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetometer
output signal
sensor
electric current
gyroscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410529247.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104569865A (zh
Inventor
D·普拉塔普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP USA Inc
Original Assignee
NXP USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NXP USA Inc filed Critical NXP USA Inc
Publication of CN104569865A publication Critical patent/CN104569865A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104569865B publication Critical patent/CN104569865B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0035—Calibration of single magnetic sensors, e.g. integrated calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

本发明涉及用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿。一种器件(50)包括适于产生表示感测的磁场(38)的输出信号(30)的磁强计(54)、第二传感器(24)、以及被连接到所述磁强计和所述第二传感器的处理单元(56)。所述处理单元被配置为执行多个操作，包括检测(188)所述第二传感器是否处于所述第二传感器在其中抽拉电流(82、86)的操作状态(94)，并且当所述第二传感器处于所述操作状态时，将修整参数(72)应用于(194、196)所述输出信号，所述修整参数消除所述输出信号上的至少一部分信号误差(70)，其中所述信号误差在所述磁强计处被生成以响应于所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流。

Description

用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿
技术领域
本发明通常涉及微机电***(MEMS)传感器器件。更具体地说，本发明涉及具有多刺激感测能力的MEMS器件封装件以及用于补偿在来自多刺激感测MEMS器件封装件的磁强计(magnetometer)的输出信号上的信号误差的方法。
背景技术
近年来，微机电***(MEMS)技术取得了广泛的关注，因为它提供了一种制作非常小的机械结构的方法并且能用常规的批量半导体加工技术在单一衬底上将这些结构与电器件进行整合。MEMS的常见的应用是传感器器件的设计和制作。MEMS传感器器件包括，例如加速计、陀螺仪、压力传感器、磁场传感器、麦克风、气敏传感器、数字镜像显示、微射流器件等等。MEMS传感器器件被广泛应用于例如汽车、惯性制导***、家用电器、游戏器件、各种器件的保护***、以及许多其它的工业、科学、以及工程***。
附图说明
结合附图并参阅详细说明书以及权利要求书，对本发明可以有比较完整的理解。其中在附图中相同的参考符号表示类似的元素，附图不一定按比例绘制，并且：
图1显示了具有多刺激感测能力的微机电***(MEMS)器件封装件的方框图；
图2显示了另一个具有多刺激感测能力的微机电***(MEMS)器件封装件的方框图；
图3显示了根据一个实施例的多刺激感测能力的MEMS器件封装件的概念方框图；
图4显示了示出了图3的MEMS器件封装件内的传感器的操作状态的示例状态图；
图5显示了用于确定图3的MEMS器件封装件的修整(trim)参数的测试环境；
图6显示了基于陀螺仪的偏移修整值确定过程的流程图；
图7显示了灵敏度漂移值确定过程的流程图；
图8显示了灵敏度漂移值确定过程的实时计算子过程的流程图；
图9显示了根据一个实施例的磁强计信号误差补偿过程的流程图。
具体实施方式
随着MEMS传感器器件的使用的持续增长和多样化，越来越多的重点被放在能够以增强的灵敏度多刺激感测并且将多种类型的传感器集成到相同的封装中的器件的开发上。多刺激感测MEMS器件封装件，有时被称为“组合传感器”或简称为“结合传感器”可以能够感测不同物理刺激(例如，线性加速度、角速度、磁场、压力等等)并还可能多轴感测。此外，越来越多的重点放在MEMS器件封装件的制作方法上，其中在不增加制作成本和复杂性以及不牺牲部件性能的情况下，该MEMS器件封装件具有多个物理刺激感测和/或多轴感测能力。这些努力主要是由汽车、医疗、商业和消费产品中的现有和潜在大容量应用驱动的。
某些应用需要包括了磁强计和陀螺仪的多刺激感测MEMS器件封装件。通常，磁强计，也被称为磁场传感器，是用于检测磁场的幅度和/或取向的电子器件。陀螺仪广泛地作用于通过将陀螺仪驱动进入第一运动以及测量陀螺仪的响应于第一运动和要被感测的角速度的第二运动。在包括了磁强计和陀螺仪的MEMS器件封装件中，在某些操作状态期间，陀螺仪将抽拉(draw)电流。电流抽拉生成了可以在磁强计被检测的磁场。因此，所生成的响应于由陀螺仪抽拉的电流的磁场可以对磁强计输出信号强加信号误差。
实施例涉及包括磁强计和另一个传感器例如陀螺仪两者的多刺激感测MEMS器件封装件，以及当另外的传感器处于操作状态时用于补偿强加在磁场计输出信号上的信号误差的方法。该方法在磁强计的模拟前端和数字处理专用集成电路(ASIC)中被实现，以提高信号精度、降低存储器要求、并在不需要最终用户逻辑的实现的情况下给最终用户提供误差补偿信号。
虽然本发明实施例结合陀螺仪作为磁强计输出信号上的信号误差来源来描述，应了解，用于补偿磁强计输出信号上的信号误差的方法可以在其它多刺激感测MEMS器件封装件中被实现，在该其它多刺激感测MEMS器件封装件中，另一个传感器抽拉产生了磁场的电流，其随后可以被强加在磁强计输出信号上作为误差信号，并且对其补偿这样误差信号是必要的。
图1显示了多刺激感测MEMS器件封装件20的方框图。MEMS器件封装件20通常包括层叠构型的磁强计管芯(die)22和陀螺仪管芯24，在该层叠构型中，管芯附接材料26被用于将磁强计管芯22和陀螺仪管芯24耦合或者紧固在一起。磁强计管芯22可以包括一个或多个磁场感测元件54和磁强计电路56，类似地，陀螺仪管芯24可以包括一个或多个陀螺仪感测元件58和陀螺仪电路60。磁强计电路56和磁场感测元件54被提供在磁强计管芯22中的层叠构型中。然而，在替代实施例中，磁强计电路56可以从磁场感测元件54横向位移。类似地，陀螺仪电路60和陀螺仪感测元件58被提供在陀螺仪管芯24中的层叠构型中。然而，在替代实施例中，陀螺仪电路60可以从陀螺仪感测元件58横向位移。
磁强计电路56可以是磁强计管芯22内的专用集成电路(ASIC)模拟前端和数字块，补偿算法可以在其中被执行，并且修整参数可以被存储在其中。类似地，陀螺仪管芯24可以是陀螺仪管芯24内的ASIC模拟前端和数字块，补偿算法可以在其中被执行。通常，磁强计电路56被配置为接收原始的，即，模拟输出信号，其在本发明中被称为来自磁场感测元件54，标记为MAGRAW的磁强计输出信号30。类似地，陀螺仪电路60被配置为接收原始的，即，模拟输出信号，其在本发明中被称为来自陀螺仪感测元件58，标记为GYRORAW的陀螺仪输出信号32。
响应于接收磁强计输出信号30和陀螺仪输出信号32，磁强计电路56和陀螺仪电路60执行补偿算法以移除信号误差分量，并由此改善磁强计和陀螺仪输出信号30和32的性能。固定补偿系数可以校正温度偏移、温度灵敏度以及可能以其它方式对磁强计管芯22和陀螺仪管芯24造成不利影响的其它因素。除了误差补偿，根据已知方法，磁强计和陀螺仪电路56、60可以执行某些处理操作以将原始的模拟磁强计输出信号30和原始的模拟陀螺仪输出信号32转换成数字形式。因此，磁强计电路56将输出补偿的数字输出信号，其在本发明中被称为标记为MAGCOMP的补偿的磁强计输出信号34，其对应于原始磁强计输出信号30。此外，陀螺仪电路60将输出补偿的数字输出信号，其在本发明中被称为标记为GYROCOMP的补偿的陀螺仪输出信号36。
在MEMS器件封装件20中，在某些操作状态下，陀螺仪管芯24，并且更具体地说，陀螺仪电路60抽拉电流。当陀螺仪管芯24处于待机状态时，电流抽拉可以是实质上恒定的，其也可以被称为实质上的非可变。待机状态可以是其中只有陀螺仪管芯24的基本构件被通电的状态。因此，陀螺仪管芯24的电流抽拉可以相对低且不变的。或者，电流抽拉可以是变化的，即，可变的，其中陀螺仪管芯24的附加构件被选择地通电，并且陀螺仪管芯24可以经受角速度。在任何一种情况下，电流抽拉产生了由图1中的弯曲线38所示的磁场，其可以在磁强计管芯22的磁场感测元件54处被检测。因此，响应于由陀螺仪管芯24的抽拉电流所产生的磁场38可以在磁强计输出信号30上强加信号误差。该信号误差是电流抽拉的振幅和可变性以及磁场感测元件54和陀螺仪电路60之间的距离40(在图1中标记为D)的函数。该信号误差可用安培定律表述特征，其中在电流周围的空间磁场与充当其来源的电流成正比。该信号误差因此可通过下面的等式来表示：
B＝u0*ur*I(2πr)
其中B是信号误差，u0和ur是固定系数，I是电流，而r是距离40。根据一个实施例，补偿算法在磁强计电路56内执行，并且具体地，当陀螺仪管芯24处于操作状态时，作为现有补偿算法的辅助，以补偿来自陀螺仪管芯24产生的磁场38的磁强计输出信号30上的信号误差。
图2显示了另一个多刺激感测能力MEMS器件封装件42的方框图。如同MEMS器件封装件20，MEMS器件封装件42也包括磁强计管芯22、陀螺仪管芯24，其中磁强计管芯22产生磁强计输出信号30，陀螺仪管芯24产生陀螺仪输出信号32，磁强计电路56产生补偿的磁强计输出信号34，而陀螺仪电路60产生补偿的陀螺仪输出信号36。
然而，在图2中所示的配置中，磁强计管芯22和陀螺仪管芯24不处于于图1的层叠布局中。代替地，磁强计管芯22和陀螺仪管芯24分别安装在底44上彼此横向位移标记为D的距离46的位置处。尽管如此，当处于操作状态时，陀螺仪管芯24的陀螺仪电路60仍产生磁场38，而该磁场38仍可以在磁强计管芯22的磁场感测元件54处被检测为磁强计输出信号30上的信号误差。因此，补偿算法也可以在MEMS传感器器件42内被执行以补偿来自陀螺仪管芯24产生的磁场38的磁强计输出信号30上的信号误差。
显然，用于补偿磁强计输出信号30上的信号误差的补偿方法可以在具有不同结构配置的各种多刺激感测MEMS器件封装件中实施。此外，补偿方法可以在多轴感测配置中实施。
图3根据一个实施例显示了多刺激感测MEMS器件封装件50的概念方框图。MEMS器件封装件50可以是图1的封装20或者图2的封装42。或者，MEMS器件封装件50可以是包括至少一个单轴或多轴磁强计以及在特定条件下抽拉电流的另一个传感器的任何多刺激感测MEMS器件封装件，并且所述传感器非常接近磁强计使得误差信号可以响应于由其它传感器抽拉的电流产生的磁场被强加在磁强计输出信号上。
为了说明的目的，MEMS器件封装件50包括磁强计管芯22和陀螺仪管芯24。当然，MEMS器件封装件50还可以附加地包括为了简单起见没有在本发明描述或说明的其它传感器和MEMS构件。如上所述，磁强计管芯22包括能够沿着一个或多个轴感测磁场的一个或多个感测元件54和相关的磁强计电路56。类似地，如上所述，陀螺仪管芯24包括能够感测绕一个或多个轴的角速度的一个或多个感测元件58和相关的陀螺仪电路60。磁强计管芯22和陀螺仪管芯24可以是多种单轴和多轴结构设计中的任何类型。
磁强计电路56可以包括用于从磁强计管芯22的磁场感测元件54接收磁强计输出信号30并产生补偿的磁强计输出信号34的处理部62。陀螺仪电路60可以包括用于从陀螺仪管芯24的陀螺仪感测元件58接收陀螺仪输出信号32并产生补偿的陀螺仪输出信号36的处理部64。根据已知方法，处理部64可以以修整调整、增益、温度偏移校正等等的形式对陀螺仪输出信号36执行补偿。
处理部62可以包括用于对磁强计输出信号30进行常规补偿的补偿算法66，例如，修整偏移、增益调整、温度偏移、温度灵敏度等等。根据一个实施例，处理部62还包括当陀螺仪管芯24处于操作状态时，用于补偿由虚线70表示的强加在磁强计输出信号30上的误差信号的另一个补偿算法68。
在一个实施例中，补偿算法66和68被实现为MEMS器件封装件50的硅上的逻辑门。补偿算法66指用于校准或以其它方式修整磁强计输出信号30的“惯常的”或常规的补偿算法。补偿算法68指根据实施例当陀螺仪管芯24处于操作状态时，用于补偿，即消除强加在磁强计输出信号30上的误差信号70的至少一部分的算法。因此，为了示例的目的，算法66和68被示为分开的元件。在实际操作中，当位于多刺激感测MEMS器件封装件例如器件封装件50内的磁强计管芯22经受来自由另一个传感器器件例如陀螺仪管芯24的电流产生的信号误差70时，补偿算法68被实施为常规的补偿算法66的辅助算法。
通过执行补偿算法68，修整参数72可以被选择性地应用于磁强计输出信号30以补偿由陀螺仪管芯24抽拉的电流造成的误差信号70。该信号误差70可以包括基于陀螺仪的偏移分量74和/或灵敏度漂移分量76。通常，基于陀螺仪的偏移分量74可以在存在由陀螺仪管芯24抽拉的非可变，即，恒定电流的条件下发生，这引起由于强加误差信号70造成的磁强计输出信号30的改变。灵敏度漂移分量76可以在存在由于陀螺仪管芯24上的负载电容造成的由陀螺仪管芯24产生的主动电流变化，即，可变电流的条件下发生。如果来自陀螺仪24的电流线性增加或线性减小，灵敏度漂移分量76也可以发生。
在一个实施例中，修整参数72可以在器件测试(结合图5所讨论的)期间被确定。修整参数72随后可以被存储在与补偿算法68相关联的存储元件78中。修整参数72可以包括与陀螺仪管芯24的非可变待机电流82相关联的一个或多个基于陀螺仪的偏移修整值80。基于陀螺仪的偏移修整值80可以被用于补偿误差信号70的基于陀螺仪的偏移分量74。基于陀螺仪的偏移修整值80的确定将结合图6讨论。附加地，或者选择地，修整参数72可以包括与陀螺仪管芯24的可变电流86相关联的一个或多个灵敏度漂移值84。灵敏度漂移值84可以被用于补偿信号误差70的灵敏度漂移分量76。灵敏度漂移值84的确定将结合图7讨论。
图4显示了示出图3的MEMS器件封装件内的传感器22、24的多个操作状态的示例状态图90。如状态图90中所显示的，在任一时刻，磁强计管芯22和陀螺仪管芯24的每一个可以处于操作状态94或非操作状态96中的其中一个。操作状态94由数字“1”表示，并且非操作状态96由数字“0”表示。
状态图90也显示了磁强计管芯22和24哪个被启用以根据其特定操作状态产生输出信号(O/P)。举例来说，当陀螺仪管芯24和磁强计管芯22两者处于非操作状态96时(即，状态图90中的“0”和“0”)，陀螺仪管芯24和磁强计管芯22都没有被启用以产生其各自的陀螺仪和磁强计输出信号32和30。当陀螺仪管芯24处于非操作状态96而磁强计管芯22处于操作状态94时(即，状态图90中的“0”和“1”)，只有磁强计管芯22被启用以产生磁强计输出信号30。类似地，当陀螺仪管芯24处于操作状态94而磁强计管芯22处于非操作状态96时(即，状态图90中的“1”和“0”)，只有陀螺仪管芯24被启动以产生陀螺仪输出信号32。
这里特别感兴趣的是，当陀螺仪管芯24和磁强计管芯22两者处于操作状态94时(即，状态图90中的“1”和“1”)，陀螺仪管芯24和磁强计管芯22两者被启用以产生其各自的陀螺仪和磁强计输出信号32和30。因此，正是在这个双重操作状态94中图3的信号误差70可以被强加在磁强计输出信号30上。
陀螺仪管芯24的操作状态94可以是待机模式98和激活模式100两个模式中的其中一个。在待机模式98下，陀螺仪管芯24被激活/可操作。然而，陀螺仪管芯24抽拉恒定电流，并且更具体地是在图4中标记为IS的非可变待机电流82。相反，在激活模式100下，陀螺仪被激活/可操作。然而，陀螺仪管芯24抽拉非恒定电流，并且更具体地是在图4中标记为IVAR的可变电流86。因此，为便于下面的描述，陀螺仪管芯24可以是1)操作状态94，待机状态98；2)操作状态94，激活模式100；或3)非操作状态96。结合图9讨论的补偿方法基于陀螺仪管芯24的当前操作状态和模式补偿图3的信号误差70。
图5显示了用于确定图3的MEMS器件封装件50的图3的修整参数72的测试环境106。通常，由于多种因素(制作公差、加工方面的微小差异、温度偏移、温度灵敏度等等)，每个MEMS器件，例如MEMS器件封装件50的机电特性可能有所不同。这意味着响应于一定大小刺激的一个MEMS器件的电输出可能不同于响应于完全相同大小刺激的第二个MEMS器件的电输出。当然，重要的是MEMS器件被校准，使得***能够将来自MEMS传感器的给定电输出关联到特定量的应用刺激。通常，该校准/补偿发生在采用了MEMS传感器的***的发货之前，并且可以通过将实际的物理刺激(例如，磁场或角速率)应用于***、测量MEMS传感器的电响应以及将值存储在代表了需要被应用于MEMS传感器的电输出以确保“校正的”MEMS传感器输出对应于所应用刺激的振幅的任何“校正的”因素的***中来完成。
因此，MEMS器件封装件50可以耦合到测试设备108以根据常规补偿算法66计算例如灵敏度参数、温度偏移参数、温度灵敏度参数等等。在一个实施例中，MEMS器件包50可以耦合到测试设备108以计算修整参数72，更具体地说，根据图3的补偿算法68，确定图3的基于陀螺仪的偏移修整值80和/或图4的灵敏度漂移值84。
在测试环境106中，测试设备108可以适当耦合于MEMS器件封装件50，使得MEMS器件封装件50向测试设备108输出原始磁强计输出信号30和原始陀螺仪输出信号32。在一个实施例中，测试设备108执行基于陀螺仪的偏移修整值确定过程110，并向MEMS器件封装件50提供一个或多个基于陀螺仪的偏移修整值80以存储在图3的存储元件78中。测试设备108可以附加地执行灵敏度漂移值确定过程112，并向MEMS器件封装件50提供一个或多个灵敏度漂移值84以存储在存储元件78中。
测试环境106可以是“基于工厂的”并且测试可以发生在MEMS器件封装件50被安装在板上之前。例如，MEMS器件封装件50可以耦合于测试设备108的常规插座(未示出)内以在封装在客户应用中被安装在板上之前在MEMS器件封装件50上执行测试。或者，测试环境106可以“基于客户的”并且测试可以发生在MEMS器件封装件50在客户应用中被安装在板上之后发生。正如下面将要更详细讨论的，由于由陀螺仪管芯24造成的信号误差70的图3的灵敏度漂移分量76，磁强计管芯22的灵敏度漂移会发生。此外，在MEMS器件封装件50在客户应用中被安装在板上之后，灵敏度漂移也会发生。因此，磁强计管芯22上的应力可以潜在地改变磁强计管芯22的图3的磁场感测元件54的性能。
当测试环境106是基于工厂时，灵敏度漂移值确定过程112可以在板安装之前被执行，使得通过执行过程112确定的一个或多个灵敏度漂移值84受到陀螺仪管芯24的性能的制约。选择地，或附加地，灵敏度漂移值确定过程112可以适于在板安装之后在基于客户的测试环境106中执行，使得通过执行过程112确定的一个或多个灵敏度漂移值84受到陀螺仪管芯24的性能以及在客户应用中强加在磁强计管芯22上的应力条件两者的制约。本领域技术人员将认识到为了简明起见，灵敏度漂移可能由于没有在本发明中讨论的其它因素的原因而发生。
现在参考图5和图6，图6显示了在使用测试环境106中的测试设备108测试图3的MEMS器件封装件50期间执行的基于陀螺仪的偏移修整值确定过程110的流程图。为了说明的目的，本发明提供了由测试设备108执行的过程110。然而，应了解，图6中描绘的过程块中的某些块可以彼此并行执行或与其它过程一起执行。此外，应了解，图6中描绘的过程块的特定顺序可以被修改，同时仍实质上实现相同的结果。因此，这样的修改旨在被包括在本发明主题范围之内。
通常，术语“偏移”应用于与期望的输出信号的位移。具体地址，术语“基于陀螺仪的偏移”指由于信号误差70，从预期的磁强计输出信号的位移。因此，基于陀螺仪的偏移修整值确定过程110被执行以确定基于陀螺仪的漂移值80，以由此补偿信号误差70的图3的基于陀螺仪的偏移分量74以校正这个位移。
修整值确定过程110开始于任务114。在任务114，磁强计管芯22被激活，即，置于操作状态94，而陀螺仪管芯24被去激活，即，置于非操作状态96(在图4中所示的状态图90中的0-1)。
任务116与任务114相联系地执行。在任务116，来自磁强计管芯22的磁强计输出信号30在测试设备108中被检测。正如任务块116所示的，磁强计输出信号30被称为MAGGYRO-OFF以强调陀螺仪管芯24处于非操作状态96。因此，磁强计输出信号30上不会强加有信号误差70。
过程110继续任务118。在任务118，磁强计管芯22被再次激活，即置于操作状态94，而陀螺仪管芯24也被激活，即置于操作状态94(在图4中所示的状态图90中的1-1)。此外，陀螺仪管芯24被置于图4的待机模式98，使得陀螺仪管芯24抽拉图3的非可变电待机电流82。在这些条件下，待机电流82产生图1的磁场38，其中该磁场38可以被强加在磁强计输出信号30上。
由此，任务120与任务118相联系地执行。在任务120，磁强计输出信号30在测试设备108中再次被检测。然而，磁强计输出信号30可以包括由磁场38产生的以图3的基于陀螺仪偏移分量74的形式的信号误差70。因此，正如任务块120所示的，磁强计输出信号30被称为MAGSTANDBY以强调陀螺仪管芯24处于图4的操作状态94，但处于图4的待机模式98。
修整值确定过程110继续任务122。在任务122，基于陀螺仪的偏移修整值80被通常计算为磁强计输出信号30，即MAGSTANDBY减去MAGGYRO-OFF的差值。
在任务122之后，过程110继续任务124。在任务124，基于陀螺仪的偏移修整值80被存储在图3的存储元件78中以在陀螺仪误差补偿算法68中执行。在一些实施例中，基于陀螺仪的偏移修整值80可以相关联于非可变待机电流82被存储。修整值确定过程110在任务124之后结束。
上面陈述的修整值确定过程110提供用于确定磁强计管芯22的单检测轴的修整值80的描述。在一些实施例中，磁强计管芯22可以能够感测沿着多于一个轴的磁场，并为各轴输出相应的磁强计输出信号。以这样的结构，检测任务116和120可以为磁强计管芯22的每个感测轴执行以计算多个基于陀螺仪的偏移修整值80，其中每个修整值80与磁强计管芯22的特定感测轴相关联。因此，图3的对于基于陀螺仪的偏移分量74的修整参数72可以包括多个基于陀螺仪的偏移修整值80(由图3中的X、Y、Z轴表示)。
现在参考图5和图7，图7显示了在测试环境106中使用测试设备108测试图3的MEMS器件封装件50期间执行的灵敏度漂移值确定过程112的流程图。为了说明的目的，本发明提供了由测试设备108执行的过程112。然而，应了解，图7中描绘的过程块的某些块可以彼此并行执行或与其它过程一起执行。此外，应了解，图7中描绘的过程块的特定顺序可以被修改，同时实现了实质上相同的结果。因此，这样的修改旨在被包括在本发明主题范围之内。而且，为了清晰，图6的基于陀螺仪的偏移修整值确定过程110和灵敏度漂移值确定过程112被分开地描述。然而，应了解，两个过程110和112具有一些共同操作，因此，可以被组合成单一过程。
通常，术语“灵敏度”指响应于可由磁强计管芯22检测的磁场变化的磁强计输出信号30的变化。这种磁场变化应在预定规格内。如果磁场变化大于或小于预定规格，这被称为灵敏度漂移76。在一些实例中，响应于可变电流84的所生成的磁场38可以导致所检测的磁场即磁强计输出信号30的变化，也就是在预定规格之外。因此，灵敏度漂移值确定过程112被执行以确定灵敏度漂移值84，从而补偿信号误差70的图3的灵敏度漂移分量76，使得图3的补偿的磁强计输出信号34落入预定规格之内。
在一个实施例中，在客户应用封装50的板安装之前，灵敏度漂移值确定过程112在MEMS器件封装件50的“工厂测试”期间被执行。因此，所确定的灵敏度漂移值84受到例如陀螺仪管芯24的电流抽拉的性能的制约。然而，正如上面提到的，灵敏度漂移也可以由于在板安装之后强加在磁强计管芯22上的应力的原因而发生。因此，在一些实施例中，灵敏度漂移值确定过程112可以适于在MEMS器件封装件50的板安装之后使用，使得所确定的灵敏度漂移值84受到陀螺仪管芯24以及强加在磁强计管芯22上的应力条件两者的制约。
灵敏度漂移值确定过程112开始于任务126。在任务126，磁强计管芯22被激活时，即，置于操作状态94，而陀螺仪管芯24被去激活，即，置于非操作状态96(在图4中所示的状态图90中的0-1)。
任务128与任务126相联系地执行。在任务128，来自磁强计管芯22的磁强计输出信号30在测试设备108中被检测。正如任务块128所示的，磁强计输出信号30被称为MAGGYRO-OFF以强调陀螺仪管芯24处于非操作状态96。因此，磁强计输出信号30上将不会强加有信号误差70。
过程112继续任务130。在任务130，磁强计管芯22被再次激活，即置于操作状态94，而陀螺仪管芯24也被激活，即置于操作状态94(在图4中所示的状态图90中的1-1)。此外，陀螺仪管芯24被置于图4的激活模式100，使得陀螺仪管芯24抽拉可变电流84。在这些条件下，可变电流84产生图1的磁场38，该磁场38可以被强加在磁强计输出信号30上。
因此，任务132与任务130相联系地执行。在任务132，磁强计输出信号30在测试设备108中再次被检测。然而，磁强计输出信号30可以包括由磁场38产生的以图3的灵敏度漂移分量76形式的信号误差70。当陀螺仪管芯24处于图4的激活模式100时，灵敏度漂移分量76可以响应于可变电流84的可变性或可变电流84的变化。因此，正如任务块132所示的，磁强计输出信号30被称为MAGGYRO-ACTIVE以强调陀螺仪管芯24处于图4的操作状态94，尤其处于激活模式100。
灵敏度漂移值确定过程112继续查询任务134。在查询任务134，做出关于数字逻辑中断信号是否被置为1的确定。在一些实施例中，数字逻辑中断信号将来自图3的磁强计电路56。数字逻辑中断信号可以被实施以连续监视磁强计输出信号30的变化。连续监视使得灵敏度漂移值84，M，实时地变化，使得灵敏度漂移值84在用户应用中可以随着图3的可变电流86而变化。在查询任务134中，当确定数字逻辑中断信号没有被置为1，即，数字逻辑信号等于零时，过程112继续任务136。
在任务136，灵敏度漂移值84，M，通常被计算以响应于磁强计输出信号30即MAGGYRO-ACTIVE与MAGGYRO-OFF之间的差值。因此，灵敏度漂移值84，M，的特征为响应于磁强计输出信号30。
在任务136之后，程序控制进行到任务138。在任务138，灵敏度漂移值84，M，被存储在图3的存储元件78中以在陀螺仪误差补偿算法68内执行。在一些实施例中，灵敏度漂移值84，M，可以相关联于可变电流86被存储。灵敏度漂移值确定过程112在任务138之后结束。
现在返回到查询任务134，当做出数字逻辑中断被置为1的确定时，过程112继续任务140。在任务140，预定的寄存器值被例如从图3的磁强计电路60读出。在一个实施例中，该预定的寄存器值可以是“00”，“01”，“10”或“11”。预定的寄存器值可以被实施以确定对MEMS器件封装件50灵敏度漂移值84，M，该如何被编程。替代实施例可以包括少于四个或多于四个的变体以用于确定灵敏度漂移值84如何被编程，如以下描述的。
响应于任务140，查询任务142确定预定的寄存器值是否等于“00”。当预定的寄存器值等于“00”时，过程进行到任务136以计算灵敏度漂移值84，M，以响应于磁强计输出信号30即MAGGYRO-ACTIVE与MAGGYRO-OFF之间的差值。正如上述讨论的，在任务138，该灵敏度漂移值84可以被存储在存储元件78中。然而，当查询任务142确定预定的寄存器值不等于“00”时，过程112继续查询任务144。
查询任务144确定预定的寄存器值是否等于“01”。当预定的寄存器值等于“01”时，过程控制进行到任务146。在任务146，灵敏度漂移值84，M，被置为1。在任务146之后，过程112继续任务138，使得灵敏度漂移值84被存储在存储元件78中。因此，在此配置中，MEMS器件封装件50将不包括用于信号误差70的图3的灵敏度漂移分量76的补偿特征。然而，当查询任务144确定预定的寄存器值不等于“01”时，过程112继续查询任务148。
查询任务148确定预定的寄存器值是否等于“10”。当预定的寄存器值等于“10”时，过程控制进行到任务150。在任务150，实时计算子过程被执行以确定灵敏度漂移值84。示例实时计算子过程结合图8在下面描述。然而，在执行实时计算子过程之后，灵敏度漂移值确定过程112继续任务138，使得实时计算子过程的结果，即，一个或多个灵敏度漂移值84可以被存储在MEMS器件封装件50的图3的存储元件78中。
在查询任务148，当做出预定的寄存器值不等于“10”的确定时，因此通过排除法，它等于“11”。因此，查询任务148的负结果导致过程112继续任务152。在任务152，灵敏度漂移值84，M，未被编程。由此，在任务152之后，灵敏度漂移值确定过程112结束。因此，在任务136、146和150任何当中确定的灵敏度漂移值84在MEMS器件封装件在客户应用中被板安装之前被确定。因此，灵敏度漂移值84受到陀螺仪，尤其是陀螺仪管芯24的图3的陀螺仪电路60的性能的制约。
在一个实施例中，预定的寄存器值“11”未被编程，使得灵敏度漂移值84可以在客户应用中的板安装之后被编程。因此，与过程112相关联的操作可以适于在基于客户的测试环境中的板安装之后被执行。举例来说，任务126、128、130和132可以在MEMS器件封装件50的板安装之前被执行，其中磁强计管芯22经受一高斯磁场和二高斯磁场以产生MAGPRE-ACTIVE@1G和MAGPRE-ACTIVE@2G。任务126、128、130和132在MEMS器件封装件50的板安装之后可以被再次重复，其中磁强计管芯22经受一高斯磁场和二高斯磁场以产生MAGPOST-ACTIVE@1G和MAGPOST-ACTIVE@2G。上面使用的下标术语表示板安装前(pre-)或板安装后(post-)而陀螺仪管芯24处于激活模式(可变电流)，并且磁强计管芯24经受或者一高斯(1G)或者二高斯(2G)。
因此，灵敏度漂移值84，M，可以在基于客户的测试环境如下被求解：
M≈(MAGPRE-ACTIVE@1G-MAGPRE-ACTIVE@2G)/(MAGPOST-ACTIVE@1G-MAGPOST-ACTIVE@2G)
在基于客户的测试环境中确定的一个或多个灵敏度漂移值84，M，因此考虑到陀螺仪管芯24的性能以及在板安装之后强加在磁强计管芯22上的应力条件两者。该一个或多个灵敏度漂移值84可以随后被存储在图3的存储元件78中。
上面陈述的灵敏度漂移值确定过程112提供了用于确定磁强计管芯22的单检测轴的灵敏度漂移值84的描述。在一些实施例中，磁强计管芯22可以能够感测沿着多于一个的轴的磁场，并为每一个轴输出相应的磁强计输出信号。以这样的结构，检测任务128和132可以为磁强计管芯22的每个感测轴执行以便计算多个灵敏度漂移值84，其中每个灵敏度漂移值84与磁强计管芯22的其特定感测轴相关联。因此，图3的灵敏度漂移值84的修整参数72可以包括多个灵敏度漂移值84，由图3中的X、Y、Z轴表示。
图8显示了结合图7的灵敏度漂移值确定过程112的任务150执行的实时计算子过程160的流程图。子过程160可以在图5的测试环境106内的基于工厂的测试期间被执行。根据实时计算子过程160，灵敏度漂移值84将被确定并存储在存储元件78中。然而，灵敏度漂移值84将受到陀螺仪管芯24的性能的制约，灵敏度漂移值84将基于图3的可变电流86变化，并且灵敏度漂移值84将随着可变电流86而变化。
实时计算子过程160开始于任务162。在任务162，磁强计管芯22被激活，即置于操作状态94，而陀螺仪管芯24被去激活，即置于非操作状态96(在图4中所示的状态图90中的0-1)。
任务164与任务162相联系地执行。在任务164，来自磁强计管芯22的磁强计输出信号30在测试设备108中被检测。正如任务块164所示的，磁强计输出信号30被称为MAGGYRO-OFF以强调陀螺仪管芯24处于非操作状态96。因此，磁强计输出信号30上不会强加有信号误差70。
子过程160继续任务166。在任务166，磁强计管芯22被再次激活，即置于操作状态94，而陀螺仪管芯24也被激活，即置于操作状态94(在图4中所示的状态图90中的1-1)。此外，陀螺仪管芯24被置于图4的激活模式100，使得陀螺仪管芯24抽拉可变电流84。在这些条件下，可变电流84产生图1的磁场38，该磁场38可以被强加在磁强计输出信号30上。
因此，任务168与任务166相联系地执行。在任务168，磁强计输出信号30在测试设备108中再次被检测，即在测试设备108被读取。然而，磁强计输出信号30可以包括由磁场38产生的以图3的灵敏度漂移分量76形式的信号误差70。当陀螺仪管芯24处于图4的激活模式100时，灵敏度漂移分量76可以响应于可变电流84的可变性或可变电流84的变化。因此，正如任务块168所示的，磁强计输出信号30被称为MAGGYRO-ACTIVE以强调陀螺仪管芯24处于图4的操作状态94，尤其处于激活模式100。磁强计输出信号30，即，MAGGYRO-ACTIVE在任务168被保存为“S1”。
实时计算子过程160继续任务170。在任务170，测试设备108监视磁强计输出信号30，MAGGYRO-ACTIVE，以确定它是否响应于可变电流86而变化。
任务172与任务170相联系地执行。在任务172，磁强计输出信号30在测试设备108再次被检测，即读出。磁强计输出信号30，即MAGGYRO-ACTIVE，在任务172被保存为“S2”。
实时计算子过程160继续查询任务174。在查询任务174，做出关于磁强计输出信号30，即S1-S2之间的差值是否大于零的确定。当S1-S2大于零时，子过程160进行到任务176。在任务176，灵敏度漂移值84，M，被加一，其中一是一个步长。步的步长可以由某些预定分辨率限定。在任务176之后，过程控制回路返回到任务168以取得磁强计输出信号30的附加读数。然而，在查询任务174，当做出磁强计输出信号30，即S1-S2之间的差值不大于零的确定时，子过程160的执行继续到查询任务178。
在查询任务178，做出磁强计输出信号30，即S1-S2之间的差值是否小于零的确定。当S1-S2小于零时，子过程160进行到任务180。在任务180，灵敏度漂移值84被减一，其中一是由某些预定分辨率限定的一个步长。在任务180之后，过程控制回路返回到任务168以取得磁强计输出信号30的附加读数。然而，在查询任务178，当做出磁强计输出信号30，即S1-S2之间的差值不是小于零的确定时，子过程160的执行结束。因此，实时计算子过程160的执行继续，直到在任务168和172读取的磁强计输出信号30相等，即，S1＝S2。根据灵敏度漂移值确定过程112的图7的任务138，一旦S1和S2相等，产生的灵敏度漂移值84被存储在用于磁强计管芯22的存储元件78中。
通过执行图7的灵敏度漂移值确定过程112和实时计算子过程160，灵敏度漂移值84可以是一，可以是多个器件的平均值，可以是基于数字逻辑级机器的实时变化。附加地或者选择地，灵敏度漂移值84可以未被编程以用于最终用户来编程，或者灵敏度漂移值84可以在MEMS器件封装件50的板安装之后被编程。
图9根据一个实施例，显示了磁强计信号误差补偿过程182的流程图。磁强计信号误差补偿过程182提供了用于当陀螺仪管芯24处于图4的操作状态94时并且处于图4的待机模式98或图4的激活模式100时，补偿强加在图1的磁强计输出信号30上的图3的信号误差70的示例方法。由此，补偿过程182可以被实施为图3的陀螺仪误差补偿算法68，并作为图3的常规补偿算法66的辅助。
在一个实施例中，磁强计信号误差补偿过程182在图3的磁强计管芯22的图3的磁强计电路56上执行和在其内实施。典型地，MEMS传感器封装件将补偿算法应用于应用层，即最终用户逻辑。这种常规补偿方法的问题在于，存在于原始模拟传感器信号中的误差信号在被处理时以及被最终数字化时变得更大。因此，最终用户逻辑可能是更加复杂的，对这样的最终用户逻辑的存储器要求是不希望地高，并且所生成的补偿的信号可能仍然包含一些信号误差。通过将磁强计信号误差补偿过程182置于磁强计电路56的数字输入处的图3的MEMS器件封装件50的硅上，对补偿可能会有显著降低的存储器要求。此外，前端补偿方法可能导致更干净的信号输出，即，图3的补偿的磁强计输出信号34，从而实现改进信号精度。此外，磁强计电路56内的这种补偿方法使得客户能够将多刺激感测MEMS器件封装件50用作独立的单元，而不需要对最终用户逻辑的附加要求，从而对客户导致更大的简单性和成本节约。
补偿过程182开始于查询任务184。在查询任务184，做出磁强计管芯22是否处于图4的操作状态94的确定。当磁强计管芯22当前不处于操作状态94时，过程控制进行到查询任务186。
查询任务186确定是否继续执行磁强计信号误差补偿过程182。当然，可以看出，当MEMS器件封装件50被安装在最终用户设备内时，封装50内的单独传感器的操作状态的监视可能是要连续的。因而，当继续执行过程182时，程序控制回路返回到查询任务184。然而，如果在查询任务186，磁强计信号误差补偿过程182的执行要被中断，则过程182结束。
现在，当在查询任务184做出磁强计管芯22处于操作状态94的确定时，补偿过程182继续查询任务188。在查询任务188，做出图3的陀螺仪管芯24是否也处于操作状态94的确定。因此，查询任务184和188的组合是寻找磁强计管芯22和陀螺仪管芯24两者都处于操作状态94(图4的状态图90中的1-1)的条件。当陀螺仪管芯24不处于操作状态94，也就是说，处于非操作状态96时，补偿过程182继续任务190。在任务190，常规补偿根据补偿算法66，例如，修整偏移、增益调整、温度偏移、温度灵敏度等等对磁强计输出信号30执行以产生补偿的磁强计信号。然而，对应于基于陀螺仪的偏移或图3的信号误差70的灵敏度漂移分量74、76的修整参数72不被应用于磁强计输出信号30。也就是，任务190放弃应用修整参数72。在执行任务190之后，过程控制前进到查询任务186以确定监视是否如上所述继续进行。
现在返回查询任务188，当确定陀螺仪管芯24处于操作状态94时，查询任务192被执行。在查询任务192，做出关于陀螺仪管芯24是否处于图4的待机模式98的确定。当在查询任务192确定陀螺仪管芯24处于待命模式98时，补偿过程182继续任务194以根据待机模式98执行补偿。或者，当在查询任务192确定陀螺仪管芯24不处于待机模式98，也就是说，处于图4的激活模式100时，补偿过程182继续任务196以根据激活模式100执行补偿。
结合任务194参考图3，当陀螺仪管芯24处于待机模式98时，任务194被执行以应用修整参数72，并且具体地将存储在存储元件78中的陀螺仪偏移修整值80应用于磁强计输出信号30以补偿误差信号70的基于陀螺仪的偏移分量74。此外，在一些实施例中，灵敏度漂移值84，M，可以被置为1，表明灵敏度漂移分量76不是对信号误差70的显著贡献者。响应于任务194，补偿过程182继续任务198(在下面讨论)。
继续结合任务196参考图3，当陀螺仪管芯24处于激活模式100时，任务196被执行以应用修整参数72，并且具体地将存储在存储元件78中的灵敏度漂移值84应用于磁强计输出信号30以补偿误差信号70的灵敏度漂移分量76。在一些实施例中，灵敏度漂移值84可以是那些在MEMS器件封装件50的板安装之后被计算的以便响应于板安装考虑进误差信号70的灵敏度漂移分量76(即，陀螺仪管芯24性能)以及强加在磁强计管芯22上的应力条件。此外，在一些实施例中，基于陀螺仪的偏移修整值80可以被置为零，表明基于陀螺仪的偏移分量74不是对信号误差70的显著贡献者。类似任务196，补偿过程182继续任务198。
在任务198，从执行任务194或196的执行而确定的修整参数72被应用以获得图3的补偿的磁强计输出信号34。在任务198提供的示例修整等式200揭示了常规补偿算法66的结果202，标记为REGULAR COMPENSSATION(“惯常补偿”)，乘以灵敏度漂移值84，M，并且基于陀螺仪的偏移修整值80被加到常规补偿算法66的结果202以获得补偿的磁强计输出信号34。在一个实施例中，修整等式158可以推导如下：
对于X轴：
trim_out1_x＝C1x*(MAGRAW(x)+C0x) (1)
trim_out2_x＝D1x*T (2)
trim_out3_x＝E1x*(MAGRAW(x)+C0x)*T (3)
trim_out4_x＝基于陀螺仪的偏移修整值 (4)
MAGCOM(X)＝M(trim_out1_x+trim_out2_x+trim_out3_x)-trim_out4_x
＝M(惯常补偿)+修整值
定义：
MAGRAW(x),MAGRAW(Y),MAGRAW(Z)＝原始磁强计输出信号30,
对X轴,Y轴和Z轴
C0x,C0y,C0z＝X轴,Y轴和Z轴偏移在25℃
C1x,C1y,C1z＝分别对X轴,Y轴和Z轴的第一阶灵敏度系数
D1x,D1y,D1z＝分别对X轴,Y轴和Z轴的第一阶温度偏移系数(TCO)
E1x,E1y,E1z＝分别对X轴,Y轴和Z轴的温度灵敏度系数(TCS1)
在示例实施例中，对应于trim_out1_x，trim_out2_x和trim_out3_x的等式涉及到根据常规补偿算法66相对于X轴将灵敏度、温度偏移和温度灵敏度的修整系数应用于磁强计输出信号30。在多感测轴磁强计管芯22中，通过利用上面所提供的定义，类似的修整等式可以对Y轴和Z轴推导出。当然，本领域技术人员将认识到常规补偿算法可能具有比这里所显示的更多或更少的修整系数，并且修整系数可以包括不同的校准/补偿参数。
灵敏度漂移值84，M，被应用于惯常的或常规的补偿的结果202。因此，灵敏度漂移值84通过乘法被应用于磁强计输出信号30以获得补偿的磁强计输出信号34，MAGCOM。基于陀螺仪的偏移修整值80通过加法被应用于磁强计输出信号30以获得补偿的磁强计输出信号34，MAGCOM。
在示例实施例中，当灵敏度漂移值84在任务194被置为1时，只有修整等式200内的加到常规补偿的结果202上的基于陀螺仪的偏移修整值80影响补偿的磁强计输出信号34。也就是说，信号误差70中有很少或没有灵敏度漂移分量76对补偿是需要的。或者，在示例实施例中，当基于陀螺仪的偏移修整值80在任务196被置为0时，只有在修整等式200内的乘以常规补偿的结果202的灵敏度漂移值84被用于产生补偿的磁强计输出信号34。即，信号误差70内有很少或没有基于陀螺仪的偏移分量74对补偿是需要的。然而，在其它实施例中，有可能灵敏度漂移分量76和基于陀螺仪的偏移分量74两者在信号误差70中产生。在这种情况下，灵敏度修整值84，M，可以被置为除1以外的其它值，并且基于陀螺仪的偏移修整值80可以被置为除0以外的其它值以获得补偿的磁强计输出信号34。
因此，描述了包括了磁强计和另一个传感器的多刺激感测MEMS器件封装件，以及一种补偿由其它传感器抽拉的电流产生的磁强计的输出信号上的信号误差的方法。在包括磁强计和第二传感器的器件中，一种补偿所述磁强计的输出信号上的信号误差的方法包括检测所述第二传感器是否处于所述第二传感器在其中抽拉了电流的操作状态；以及当所述第二传感器处于所述操作状态时，将修整参数应用于所述输出信号，所述修整参数消除了所述输出信号上的至少一部分信号误差，其中响应于由所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流，所述信号误差在所述磁强计处被生成。
器件的一个实施例包括：适于产生表示感测的磁场的模拟输出信号的磁强计；第二传感器；以及连接到所述磁强计和所述第二传感器中的每一个的处理单元。所述处理单元被配置为执行包括以下的操作：检测所述第二传感器是否处于所述第二传感器在其中抽拉了电流的操作状态；以及当所述第二传感器处于所述操作状态时，将修整参数应用于所述模拟输出信号，所述修整参数消除了所述输出信号上的信号误差的至少一部分，其中响应于由所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流，所述信号误差在所述磁强计处被生成。
因此，实施例涉及包括磁强计和另一个传感器例如陀螺仪的多刺激感测MEMS器件封装件，以及当该另外传感器处于操作状态时用于补偿强加在磁场计输出信号上的信号误差的方法。该方法在模拟前端和用于磁强计的数字处理专用集成电路(ASIC)中被实现以提高信号精度、降低存储器需求、并在不需要实现最终用户逻辑的情况下给最终用户提供误差补偿信号。
虽然结合特定***、方法，已经对本发明的主题的原则进行了描述，应该清楚了解该描述仅仅是通过举例而不是对本发明主题范围的限制。此外，本发明所采用的措辞或术语是为了描述而不是限制。
具体实施例的上述描述充分揭示了本发明的主题的一般性质，使得其他人通过应用当前知识可以很容易地修改和/或使其适应于各种应用而不脱离一般概念。因此，这样的适应和修改在所公开的实施例的等同物的意义和范围之内。本发明的主题涵盖了所有这些落入附属权利要求书的精神和范围之内的替换、修改、等同物、以及变化。

Claims (18)

1.一种在包括磁强计和第二传感器的器件中补偿所述磁强计的输出信号上的信号误差的方法，包括：
检测所述第二传感器是否处于其中所述第二传感器正在抽拉电流的操作状态；以及
当所述第二传感器处于所述操作状态时，将修整参数应用于所述输出信号，所述修整参数消除所述输出信号上的所述信号误差的至少一部分，其中响应于由所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流，所述信号误差在所述磁强计处被生成；
所述检测操作包括：确定所述电流是否是可变电流；以及
当所述电流是所述可变电流时，所述应用操作将所述修整参数的灵敏度漂移值应用于所述输出信号，所述灵敏度漂移值与所述可变电流相关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述检测操作包括：确定所述电流是否是实质上非可变电流；以及
当所述电流是所述实质上非可变电流时，所述应用操作将所述修整参数的偏移修整值应用于所述输出信号，所述偏移修整值与所述非可变电流相关联。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述偏移修整值是所述非可变电流和所述磁强计与和所述第二传感器相关联的传感器电路之间的固定距离的函数。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述应用操作包括：通过相加来确定所述偏移修整值和所述输出信号的总和从而获得补偿的磁强计输出信号。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：作为所述可变电流和施加于所述磁强计的应力条件的函数来确定所述灵敏度漂移值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述灵敏度漂移值表征所述磁强计对检测磁场的灵敏度变化，所述灵敏度的所述变化起因于所述可变电流。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述应用操作包括：通过相乘来确定灵敏度漂移值和所述输出信号的乘积从而获得补偿的磁强计输出信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二传感器包括陀螺仪，以及：
所述检测操作包括：确定所述陀螺仪的所述操作状态是否是待机模式和激活模式中的其中一个；以及
所述应用操作包括：当所述陀螺仪处于所述待机模式时，将所述修整参数的偏移修整值应用于所述输出信号，以及当所述陀螺仪处于所述激活模式时，将所述修整参数的灵敏度漂移值应用于所述输出信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号是来自所述磁强计的模拟输出信号，并且所述应用操作将所述修整参数应用于所述模拟输出信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其中当所述检测操作检测到所述第二传感器处于其中所述第二传感器不抽拉所述电流的非操作状态时，放弃执行所述应用操作。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述检测操作之前，基于当所述第二传感器处于所述操作状态时由所述第二传感器抽拉的所述电流来生成所述修整参数；以及
将所述修整参数存储在与所述磁强计相关联的存储元件中。
12.一种器件，包括：
适于产生表示感测的磁场的模拟输出信号的磁强计；
第二传感器；以及
连接到所述磁强计和所述第二传感器中的每一个的处理单元，所述处理单元被配置为执行包括以下的操作：
检测所述第二传感器是否处于其中所述第二传感器正在抽拉电流的操作状态；以及
当所述第二传感器处于所述操作状态时，将修整参数应用于所述模拟输出信号，所述修整参数消除所述输出信号上的信号误差的至少一部分，其中响应于由所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流，所述信号误差在所述磁强计处被生成；
所述检测操作包括：确定所述电流是否是可变电流；以及
当所述电流是所述可变电流时，所述应用操作将所述修整参数的灵敏度漂移值应用于所述输出信号，所述灵敏度漂移值与所述可变电流相关联。
13.根据权利要求12所述的器件，其中所述第二传感器包括传感器电路，所述传感器电路被置于离开所述磁强计固定的空间距离，并且所述修整参数是所述电流和所述固定的空间距离的函数。
14.根据权利要求12所述的器件，其中所述第二传感器包括陀螺仪。
15.根据权利要求12所述的器件，还包括：与所述磁强计相关联的存储元件，所述存储元件中存储有所述修整参数。
16.根据权利要求15所述的器件，其中所述修整参数包括所述存储单元中的与非可变电流相关联的偏移修整值，并且当所述电流是所述非可变电流时，所述处理单元通过相加来确定所述偏移修整值和所述输出信号的总和从而获得补偿的磁强计输出信号。
17.根据权利要求15所述的器件，其中所述修整参数包括所述存储单元中的与可变电流相关联的敏感度漂移值，并且当所述电流是所述可变电流时，所述处理单元通过相乘来确定灵敏度漂移值和所述输出信号的乘积，所述乘积是补偿的磁强计输出信号。
18.一种在包括磁强计和第二传感器的器件中补偿所述磁强计的输出信号上的信号误差的方法，包括：
基于所述第二传感器的电流抽拉来生成修整参数；
将所述修整参数存储在与所述磁强计相关联的存储元件中；
检测所述第二传感器是否处于其中所述第二传感器正在抽拉所述电流的操作状态；
当所述检测操作检测到所述第二传感器处于所述操作状态时，从所述存储元件中选择所述修整参数并且将所述修整参数应用于所述输出信号，所述修整参数消除所述输出信号上的所述信号误差的至少一部分，其中响应于由所述第二传感器在所述操作状态抽拉的所述电流，所述信号误差在所述磁强计处被生成；以及
当所述检测操作检测到所述第二传感器处于其中所述第二传感器没有抽拉所述电流的非操作状态时，放弃将所述修整参数应用于所述输出信号；所述检测操作包括：确定所述电流是否是实质上非可变电流或者可变电流；
当所述电流是所述实质上非可变电流时，所述应用操作通过相加来确定所述修整参数的偏移修整值和所述输出信号的总和从而获得补偿的磁强计输出信号，其中所述偏移修整值与所述非可变电流相关联；以及
当所述电流是所述可变电流时，所述应用操作通过相乘来确定所述修整参数的灵敏度漂移值和所述输出信号的乘积从而获得所述补偿的磁强计输出信号，其中所述灵敏度漂移值与所述可变电流相关联。
CN201410529247.2A 2013-10-28 2014-10-10 用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿 Active CN104569865B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/065,059 2013-10-28
US14/065,059 US20150115936A1 (en) 2013-10-28 2013-10-28 Signal error compensation for a magnetometer in a sensor package

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104569865A CN104569865A (zh) 2015-04-29
CN104569865B true CN104569865B (zh) 2019-09-13

Family

ID=52994689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410529247.2A Active CN104569865B (zh) 2013-10-28 2014-10-10 用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150115936A1 (zh)
JP (1) JP2015087388A (zh)
CN (1) CN104569865B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831844B2 (en) * 2014-09-19 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Digital microphone with adjustable gain control
CN105761439B (zh) * 2014-12-17 2019-09-13 富泰华工业（深圳）有限公司 侦测空气污染的移动终端、***及方法
EP3344514B1 (en) * 2015-09-04 2020-11-11 Gatekeeper Systems, Inc. Estimating motion of wheeled carts
CN113459805B (zh) 2016-03-25 2023-12-15 康明斯有限公司 基于车辆工作循环调整车辆操作参数的***和方法
US10232869B2 (en) 2017-03-08 2019-03-19 Gatekeeper Systems, Inc. Navigation systems for wheeled carts
JP6620796B2 (ja) * 2017-07-28 2019-12-18 Tdk株式会社 オフセット推定装置および方法、磁気センサの補正装置ならびに電流センサ
US11340249B2 (en) * 2017-12-25 2022-05-24 Casio Computer Co., Ltd. Electronic device, calibration control method, and storage medium storing program
JP2021056003A (ja) * 2018-02-07 2021-04-08 アルプスアルパイン株式会社 計測装置、球体、計測システム、制御方法、およびプログラム
CN109186588B (zh) * 2018-10-10 2021-03-16 上海航天控制技术研究所 一种微型多模星敏感器
US10986768B2 (en) * 2018-12-20 2021-04-27 Cnh Industrial Canada, Ltd. Agricultural product application in overlap areas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101120229A (zh) * 2005-03-02 2008-02-06 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 用于检测带有磁标记的包装材料位置的位置检测器及方法
CN102612637A (zh) * 2009-11-04 2012-07-25 高通股份有限公司 移动电子装置中的准确磁罗盘
CN103246366A (zh) * 2012-02-07 2013-08-14 穆克波有限公司 动态偏移校准

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5577544B2 (ja) * 2010-03-09 2014-08-27 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
US8525185B2 (en) * 2010-04-07 2013-09-03 Uchicago Argonne, Llc RF-MEMS capacitive switches with high reliability
JP5062449B2 (ja) * 2010-08-11 2012-10-31 Ｔｄｋ株式会社 回転磁界センサ
EP2490036B1 (de) * 2011-02-18 2013-08-28 Melexis Technologies NV Stresssensor zur Erfassung mechanischer Spannungen in einem Halbleiterchip und stresskompensierter Hallsensor
US20130253880A1 (en) * 2012-03-25 2013-09-26 Benjamin E. Joseph Managing Power Consumption of a Device with a Gyroscope

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101120229A (zh) * 2005-03-02 2008-02-06 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 用于检测带有磁标记的包装材料位置的位置检测器及方法
CN102612637A (zh) * 2009-11-04 2012-07-25 高通股份有限公司 移动电子装置中的准确磁罗盘
CN103246366A (zh) * 2012-02-07 2013-08-14 穆克波有限公司 动态偏移校准

Also Published As

Publication number Publication date
US20150115936A1 (en) 2015-04-30
JP2015087388A (ja) 2015-05-07
CN104569865A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104569865B (zh) 用于传感器封装件中的磁强计的信号误差补偿
EP3087404B1 (en) Magnetic field sensor and related techniques that inject an error correction signal into a signal channel to result in reduced error
EP2972417B1 (en) Magnetometer using magnetic materials on accelerometer
EP2360455B1 (en) Magnetic field angular sensor and sensing method
US7290435B2 (en) Method and apparatus for electronic cancellation of quadrature error
EP2717060B1 (en) Dynamic self-calibration of an accelerometer system
CN102889895B (zh) 用于补偿正交误差的方法和***
US20100071467A1 (en) Integrated multiaxis motion sensor
US20140074418A1 (en) Method and system for calibrating an inertial sensor
US9229026B2 (en) Accelerometer systems and methods
US9863770B2 (en) Vibration-resistant rotation rate sensor
US10254355B2 (en) Magnetic sensor including a Lorentz force transducer driven at a frequency different from the resonance frequency, and method for driving a Lorentz force transducer
US9588134B2 (en) Increased dynamic range sensor
CN106629571A (zh) 一种基于模态局部化效应的弱耦合mems谐振式加速度计
US20150176963A1 (en) Magnetic Field Sensor And Related Techniques That Inject A Synthesized Error Correction Signal Into A Signal Channel To Result In Reduced Error
CN103776464B (zh) 用于调整转速传感器的方法
US20150268268A1 (en) Inertial sensor with trim capacitance and method of trimming offset
Albarbar et al. MEMS accelerometers: testing and practical approach for smart sensing and machinery diagnostics
US20150198628A1 (en) System and method for calibrating an inertial sensor
CN107860403A (zh) 一种模态局部化传感器的线性化输出方法
CN117589163A (zh) 多传感器组合导航方法及装置
CN113710997B (zh) 磁感测***、检测装置以及磁干扰的偏置方法
EP3043146B1 (en) Approach for control redistribution of coriolis vibratory gyroscope ("cvg") for performance improvement
US10393768B2 (en) MEMS device to selectively measure excitation in different directions
Stavrov et al. Piezoresistive MEMS Enabled Solutions for IoT

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Texas in the United States

Applicant after: NXP America Co Ltd

Address before: Texas in the United States

Applicant before: Fisical Semiconductor Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant