CN110595524B - 传感器饱和故障检测 - Google Patents

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Abstract

发明所涉诊断方法包括：将第一放大输入信号在第一时刻的当前值和第二放大输入信号在第二时刻的当前值与信号比较器阈值比较并基于比较提供新输出状态；根据先前比较提供当前输出状态，基于当前输出状态确定预期新输出状态；若当前输出状态等于第一值且新输出状态不同于预期新输出状态，检查第二放大输入信号的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值和/或第一放大输入信号的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值，若是则提供诊断信号，或：若当前输出状态等于第二值并且新输出状态不同于预期新输出状态，检查第一放大输入信号的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值和/或第二放大输入信号的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值，若是则提供诊断信号。

Description

传感器饱和故障检测
技术领域
本发明总体上涉及集成式传感器诊断结构、电路和方法的领域。
背景技术
传感器被广泛用于电子设备中以测量环境的属性并报告测量到的传感器值。具体而言，磁传感器用于例如在诸如汽车之类的运输***中测量磁场。磁传感器可以包含霍尔效应传感器或磁阻材料，霍尔效应传感器生成与施加的磁场成比例的输出电压，磁阻材料的电阻响应于外部磁场而改变。
在许多应用中，期望传感器是小的并且与电子处理电路集成，以便减小总体传感器尺寸并提供改进的测量和集成到外部电子***中。例如，申请US2016/299200描述了一种用于测量磁场的霍尔效应磁传感器，该霍尔效应磁传感器包括在基板上的半导体材料中形成的集成电路，以及绝缘层和粘合层。
来自传感器的测量会随时间漂移，从而即使在暴露于相同的场时也提供不同的测量。例如，场测量会从期望的标称值偏离，灵敏度可能变化，使得测量是期望值的倍数(大于或小于1)，或者这两者。这种变化可能是环境条件(例如，温度或湿度)或操作因素(诸如，振动或老化)变化的结果。此外，由于类似的原因，设备可能随着时间而失效。此外，制造传感器的材料可能具有影响磁传感器的响应的精度、偏移偏置或对称性的缺陷。
因此，重要的是要包括诊断能力，以检测复杂的安全关键性***(诸如，汽车***)中的故障或失效，以便可以执行维修或者可以为任何故障或失效的设备提供替换。例如，US5,553,489描述了一种用于测量由多个传感器提供的信号的行为的诊断***，该诊断***包括多个输入过滤器，该多个输入过滤器用于从多个传感器接收信号并且用于提供各自从所接收的信号导出的多个经过滤的传感器信号。多个经过滤的传感器信号中的每一个的信号带宽小于相关联的所接收的信号的信号带宽。选择电路从多个传感器中的每个传感器接收信号中的每个信号，并且取决于选择信号来提供从所接收的信号中的一个信号导出的所选择的传感器信号，其中，所选择的传感器信号具有比从所接收的信号中的该信号导出的经过滤的传感器信号更大的带宽。
在另一示例中，WO2015/038564描述了一种用于验证来自霍尔效应传感器***中的磁霍尔效应传感器的测量的方法。在此方法中，霍尔效应传感器用具有第一值的激励电流激励。当霍尔效应传感器用具有第一值的激励电流激励时，对应于霍尔效应传感器的电压输出的第一测量被获得。另外，霍尔效应传感器用具有第二值的激励电流激励，该第二值不同于第一值。当霍尔效应传感器用具有第二值的激励电流激励时，对应于霍尔效应传感器的电压输出的第二测量被获得。然后，至少基于第一测量和第二测量来验证霍尔效应传感器的操作。
在US2016/252599A1中描述了用于管理磁场传感器中的诊断的另一种方法。该设计使用与磁场传感器相关联的、提供误差信息的开关。具体而言，提供一种设备，该设备包括磁场传感器、与磁场传感器相关联的多个开关、以及控制电路，该控制电路被配置为控制多个开关并且基于开关的操作来提供至少一个指示故障的信号。
在US 9,910,088中描述的又一设计提供了针对集成电路的方法和装置，该集成电路具有磁感测元件和耦合至该感测元件的故障检测模块，该故障检测模块包括用于检测故障状况并且用于对该用于检测故障状况的电路的操作进行自测试的电路。在说明性实施例中，故障引脚指示故障状况。US7,800,389描述了一种集成电路，该集成电路具有传感器以及耦合至该传感器的诊断电路，该传感器用于提供传感器输出信号，该诊断电路用于提供自诊断信号。该自诊断信号包括第一持续时间期间的传感器输出信号和不同的第二持续时间期间的反相输出信号。
US 9,652,905公开了一种传感器集成电路，该传感器集成电路包括控制器以及与该控制器进行通信的诊断模块。该控制器被配置成用于提供诊断报告信号，该诊断报告信号是关于传感器集成电路的感测输出和/或该传感器集成电路的供给电流的周期性叠加信号。该周期性叠加信号具有周期性脉冲，该周期性脉冲具有预定的固定脉冲持续时间和预定的周期性。此外，控制器被配置成用于在诊断模块中的故障检测被传输到控制器时改变周期性叠加信号的预定的周期性和预定的固定脉冲持续时间。
US8447556教导了一种磁场传感器，该磁场传感器包括内置的自测试电路，该内置的自测试电路允许在磁场传感器以正常操作起作用的同时对磁场传感器的电路的大部分或全部进行自测试，包括对在磁场传感器内使用的磁场感测元件进行自测试。
然而，这些方式以及与它们类似的其他方式不一定在临界条件下对传感器***进行操作，并且因此可以在此类条件下提供假肯定结果。而且，它们受制于传感器材料中的故障或缺陷，从而导致不正确的环境属性测量。
因此，在传感器***中需要对该传感器***进行操作和测试以在临界测试条件下检测或校正传感器中的故障的电路和方法。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种用于在传感器***中使用以在临界条件下以校正操作来诊断误差的方法和设备。
上述目的通过根据本发明的解决方案来完成。
在第一方面中，本发明涉及一种诊断方法，该方法包括：
i)至少提供信号比较器阈值、正信号放大器饱和阈值、负信号放大器饱和阈值，负信号放大器饱和阈值小于所述正信号放大器饱和阈值，
ii)提供第一经放大的输入信号在第一时刻的当前值以及第二经放大的输入信号的在第二时刻获得的当前值，第二时刻比所述第一时刻更晚，
iii)将所述第一经放大的输入信号的当前值以及所述第二经放大的输入信号的当前值与所述信号比较器阈值进行比较并基于该比较来提供新的输出状态，
iv)根据先前的比较来提供当前输出状态，并且基于所述当前输出状态来确定预期的新的输出状态，
v)如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第一值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第二经放大的输入信号的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值和/或所述第一经放大的输入信号的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第二值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第一经放大的输入信号的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值和/或所述第二经放大的输入信号的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
所提出的解决方案事实上允许诊断传感器***的正确操作中的误差。提供正信号放大器饱和阈值和小于正信号放大器饱和阈值的负信号放大器饱和阈值以及至少一个信号比较器阈值。提供第一经放大的输入信号在第一时刻的当前值(即，当前测量周期中第一经放大的输入信号的值)以及第二经放大的输入信号的在第二时刻获得的当前值，第二时刻比第一时刻更晚，但第二时刻与第一时刻在同一测量周期中。第一和第二经放大的输入信号的所测量的值随后与当前信号比较器阈值进行比较。基于该比较来确定新的输出状态，因此，该新的输出状态经由所测量的第一和第二经放大的输入信号获得。进一步地，根据第一和第二经放大的输入信号的先前比较来提供当前输出状态，根据该当前输出状态来确定预期的新的输出状态。所以，该预期的新的输出状态经由第一和第二经放大的输入信号的稍早获得的值而从当前输出状态被导出。随后，检查是否存在故障的所有所要求的信息已经被收集。
取决于当前输出状态等于第一值还是第二值，应当考虑两种不同的情况，当前输出状态等于第一值还是第二值对应于阈值越过在正方向上还是负方向上。在当前输出状态等于第一值并且新的输出状态不同于预期的新的输出状态的情况下，需要检查第二经放大的输入信号的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值和/或第一经放大的输入信号的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值。如果其事实上为是，则生成指示故障的诊断信号。在其中当前输出状态等于第二值并且新的输出状态不同于预期的新的输出状态的其他情况下，检查第一经放大的输入信号的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值和/或第二经放大的输入信号的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值。同样，如果这些条件中的一个被满足，则生成指示故障的诊断信号。以此种方式，可以检测到导致信号放大器饱和的任何不对称缺陷。所提出的方式的另一益处在于，其能以任何测量周期连续地被执行而不中断应用功能并且无需专用的诊断输入信号。
在优选的实施例中，将第一经放大的输入信号的当前值以及第二经放大的输入信号的当前值与信号比较器阈值进行比较包括计算第二经放大的输入信号的当前值与第一经放大的输入信号的当前值之间的差。
在实施例中，提供多于一个信号比较器阈值。随后，信号比较器阈值优选地是当前输出状态的函数。
在实施例中，先前的比较包括将第一经放大的信号的先前值以及第二经放大的信号的先前值与信号比较器阈值进行比较。任选地，该先前的比较也涉及计算第二经放大的输入信号的先前值与第一经放大的输入信号的先前值之间的差。
在一个实施例中，在方法启动时将先前的信号比较器阈值设置为等于预定义的值。
在本发明的实施例中，在方法的iii)中，还将第一经放大的输入信号的当前值以及第二经放大的输入信号的当前值与附加的当前信号比较器阈值进行比较，以提供迟滞。
在优选的实施例中，诊断方法在两个以上的阶段中被执行。
有利地，如果没有先前的比较时可用的，则当前输出状态被设置为预定的值。这可能例如在启动时发生。
在另一方面中，本发明涉及一种设备，该设备包括：
-至少一个输入，用于接收输入信号，
-至少信号比较器阈值、正信号放大器饱和阈值、负信号放大器饱和阈值，负信号放大器饱和阈值小于所述正信号放大器饱和阈值，
-信号放大器，该信号放大器响应于所述输入信号并被布置成用于提供第一经放大的输入信号在第一时刻的当前值以及第二经放大的输入信号的在第二时刻获得的当前值，第二时刻比第一时刻更晚，
-控制电路，响应于所述经放大的输入信号，所述控制电路被布置成用于：
将所述第一经放大的输入信号的当前值以及所述第二经放大的输入信号的当前值与所述信号比较器阈值进行比较并基于该比较来提供新的输出状态，
根据先前的比较来提供当前输出状态，并且基于所述当前输出状态来确定预期的新的输出状态，
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第一值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第二经放大的输入信号的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值和/或所述第一经放大的输入信号的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第二值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第一经放大的输入信号的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值和/或所述第二经放大的输入信号的当前值是否超过所述负信号放大器饱和阈值，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
在优选的实施例中，该设备包括用于执行比较的比较器。在其他优选的实施例中，该设备包括用于执行比较的模数转换器。
出于对本发明以及相对现有技术所实现的优势加以总结的目的，上文已描述了本发明的某些目的和优势。当然，应理解，不一定所有此类目的或优势都可根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，本发明可按实现或优化如本文中所教导的一个优势或一组优势的方式来具体化或执行，而不一定要实现如本文可能教导或建议的其他目的或优势。
参考本文以下描述的(多个)实施例，本发明的上述和其他方面将是显而易见的和可阐明的。
附图说明
作为示例，现在将参考附图进一步描述本发明，附图中相同的附图标记指代各附图中相同的要素。
图1图示出被布置成用于执行根据本发明的诊断方法的设备的实施例。
图2图示出所提出的诊断方法的用例的示例。
图3图示出所提出的诊断方法的用例的示例。
图4图示出所提出的诊断方法的用例的示例。
图5图示出所提出的诊断方法的用例的示例。
图6图示出所提出的诊断方法的实施例的流程图。
具体实施方式
将就具体实施例并且参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。
此外，说明书中和权利要求中的术语第一、第二等等用于在类似的要素之间进行区分，并且不一定用于在时间上、空间上、以排名或任何其他方式来描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的并且本文中所描述的本发明实施例与本文中所描述或图示的相比能够以其他顺序操作。
应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当限于仅由组件A和B组成的设备。就本发明而言，仅由组件A和B组成的设备意指该设备的相关组件仅仅是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部是指同一实施例，但是可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如根据本公开对本领域普通技术人员将是显而易见的，特定的特征、结构或特性能以任何合适的方式进行组合。
类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，公开的此种方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，各发明方面可以存在比单个前述所公开的实施例的全部特征更少的特征。因此，具体实施方式之后所附的权利要求由此被明确纳入本具体实施方式中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成如将由本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
应当注意的是，在描述本发明的某些特征或方面时，特定术语的使用不应当用来暗示该术语在本文中被重新定义以受限于包括与所述术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而，应理解，在没有这些具体细节的情况下也可实施本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出，以免混淆对本描述的理解。
本发明的实施例提供了具有改进的诊断能力的设备，该设备使用可以检测或补偿传感器材料或设备的其他元件中的故障或精细缺陷或者补偿该设备不正确的操作的更小并且更便宜的电路。此类缺陷可以是用于制造设备的材料中固有的，或者可以是由于使用或响应于该设备上的机械或其他环境应力而随时间形成的。设备的其他元件(诸如，集成电路控制器、信号放大器或比较器)也可能在定义的操作范围之外失效或不正确地操作。
参考图1，设备99(例如，传感器设备99)包括一个或多个输入设备10，该输入设备10例如，用于感测环境的物理属性的传感器。输入设备10提供输入信号12，该输入信号例如响应于所感测到的物理环境属性而形成的传感器信号，例如，对物理环境属性的物理量的测量。传感器信号12可以是差分信号，例如，由两根信号线80之间的电压差限定的信号。替代地，传感器信号12可以是参考诸如接地信号之类的单独的偏置信号的单根导线上的电压。
设备99还包括响应于输入信号12的信号放大器20，该信号放大器20输出经放大的输入信号22。信号放大器20可以是差分信号放大器20，并且经放大的输入信号22可以是差分信号。信号放大器20具有预定的增益值，该预定的增益值确定输入的期望增益或放大，以使得在恰当地起作用的***中增益G等于信号放大器输出除以信号放大器输入。增益G可以由控制信号46设置，该控制信号46例如通过导线并且响应于控制电路40中的软件或硬件设置而从控制电路40连接至信号放大器20。输入信号12和经放大是输入信号22可以是模拟的或数字的。输入信号12和经放大的输入信号22可以是传感器信号12和经放大的传感器信号22。输入信号12和经放大的输入信号22可以是单端或差分信号。在本发明的各实施例中，物理环境属性是磁场、电场、压力场或重力场、或者温度或压力。信号放大器20可以包括运算放大器(opamps)。
信号放大器20对正信号和负信号两者进行放大。信号放大器达到高于正信号放大器饱和阈值P的饱和水平。类似地，该信号放大器具有低于负信号放大器饱和阈值N的饱和水平。负信号放大器饱和阈值N小于正信号放大器饱和阈值P。该正信号放大器饱和阈值P和负信号放大器饱和阈值N可以被设置有误差余量，例如，物理限制的95％、90％或80％，即，放大器的物理饱和水平的95％、90％或80％。
设备99的控制电路控制阶段开关16和信号放大器20，并且被布置成用于读取来自放大器的信号并用于对读取信号执行比较和饱和检测。控制电路中的信号比较器30被布置成用于比较在不同的时间实例处获得的信号值。控制电路40包括例如模拟或数字电路之类的电路，例如，运算放大器或逻辑电路。控制电路40可以包括例如数字或模拟存储器之类的存储器，以存储诸如传感器信号12或经放大的传感器信号22之类的值。控制电路40可以包括模数转换器、放大器和比较器，该模数转换器用于将诸如电压之类的模拟信号转换为对应的数字信号。
控制电路40可以包括提供对输入设备10的控制的所存储的计算机程序或状态机。在每个测量周期中，在第一时刻利用传感器10来测量物理环境属性，以产生并任选地记录第一传感器信号12(S1)，并且产生并任选地记录第一经放大的传感器信号22(A1)。控制电路40还在测量周期期间在不同于第一时刻的第二时刻提供对输入设备10的控制，以在不同于第一时刻的第二时刻(例如，稍后的时刻)利用传感器10来测量物理环境属性，从而产生并任选地记录第二传感器信号12(S2)，并且产生并任选地记录第二经放大的传感器信号22(A2)。控制电路40还包括电路，该电路包括例如，数字或模拟的算术电路，诸如，加法器、乘法器、除法器和比较器。
在本发明的实施例中，设备99包括锁存和开关电路，该锁存和开关电路输出指示经放大的输入信号A1与A2的比较的信号。该电路可以存储经放大的信号A1和A2以及先前的输出状态的值。
在本发明的实施例中，(多个)传感器是电感传感器。在优选的实施例中，输入设备或传感器10是霍尔效应传感器或磁阻传感器，并且可以是包含多个输入设备或传感器10的、具有如图1的实施例中所示出的四个电路连接A、B、C、D的桥式传感器。在一个阶段，两个相对的电路连接各自连接至电压偏置信号(例如，电源和接地)，并且另外两个电路连接由阶段开关16选择。在另一阶段，连接被反转。例如，在第一阶段，电路连接A和C可以分别电连接至第一和第二电压偏置信号(例如，电源和接地)，并且电路连接B和D由阶段开关16选择以提供差分输入或传感器信号S1。在第二阶段，电路连接B和D可以分别电连接至第一和第二电压偏置信号，并且电路连接B和D由阶段开关16选择以提供差分输入或传感器信号S2。这得到两个阶段的旋转方法。阶段开关16可以包括响应于来自控制电路40的控制信号46用于电连接第一和第二电压偏置信号并选择传感器信号12的电子开关、中继器、机械开关或任何合适的切换机制。在本发明的进一步的实施例中，设备99具有多于两个操作阶段并且可以包括多个输入设备或传感器10。
控制电路40针对每个测量周期设置信号比较器阈值T。在一些实施例中，阈值T在整个测量过程中保持固定。在其他实施例中，阈值T在测量期间被改编。甚至从一个测量周期到下一测量周期的改编可以是可能的。控制电路处理两个阶段(优选地，连续的阶段)中经放大的传感器信号之间的差(相关双采样方式)，并且将该差与针对当前测量周期的预定义的信号比较器阈值T进行比较。从该比较得到的信号由控制器用来形成传感器(设备)输出信号。
信号放大器20对传感器信号S1、S2进行放大，以获得针对该测量周期的第一经放大的传感器信号22(A1)和第二经放大的传感器信号22(A2)。信号比较器30将第一经放大的输入信号A1的当前值以及第二经放大的输入信号A2的当前值与当前信号比较器阈值T进行比较。在优选的实施例中，这通过将差A2-A1与阈值T进行比较来完成。在另一优选的实施例中，这通过将差A1-A2与阈值T进行比较来完成。从比较器输出信号导出传感器设备99的新的输出状态，该输出状态可以是逻辑1或逻辑0。这两个值中的一个值与差大于阈值T对应，并且另一个值与该差小于阈值T对应。这些逻辑值中的一个逻辑值与“打开”状态对应，并且另一个逻辑值与“关闭”状态对应。可以存在多于一个信号比较器阈值T，并且它们中的每一个可以是正的、负的或零。
已提及任选地在每个测量周期中确定信号比较器阈值并对其进行存储。对于先前的测量周期，在该时刻也作出第一和第二经放大的信号的值与比较器阈值的比较。可以从此类比较导出针对之后的测量周期的输出状态的指示。因此，可以根据先前测量周期确定中执行的比较来获得当前输出状态，并且可以基于该当前输出状态来确定预期的新的输出状态。
当将如通过在当前测量周期测量第一和第二经放大的输入信号的值确定的实际的新的输出状态与从基于在先前的测量周期中获得的第一和第二经放大的输入信号确定的当前输出状态导出的预期的新的输出状态进行比较时，在所测量的值中注意到的实际趋势可能不同于预期的趋势：其中，根据当前输出状态的值可能预期在某个方向上(正的或负的)的移动，而当前测量周期期间的测量指示不同的行为。如果新的输出状态不同于预期的新的输出状态，则意指在当前测量周期中阈值未被越过。
当前输出状态的值给出了第一与第二经放大的输入信号的值之间的差相较于先前的测量周期(所完成的最后的测量周期或任何更早的测量周期)中的信号比较器阈值T的指示。其指示A2比A1大了至少等于T的量，并且因此指示信号比较器阈值在正方向上被越过，即，经放大的输入信号值随时间增加或者反之亦然，A1比A2大了量T，并且信号比较器阈值在负方向上被越过，即，经放大的输入信号值随时间减小。记住A2值在比A1值稍后的时刻被测量。例如，在启动时可能发生A1和A2两者都等于零。
如果发现新的输出状态不同于预期的新的输出状态，则意指在测量周期中阈值未被越过并且两个场景可以基于当前输出状态的值来区分，即，取决于预期信号比较器阈值将在正方向或负方向上被越过。在预期的正向越过的情况下，控制电路随后检查第二经放大的输入信号A2的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或第一经放大的输入信号A1的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N。在预期的负向越过的情况下，控制电路检查第一经放大的输入信号A1的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或第二经放大的输入信号A2的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N。如果检查产生肯定的结果，则控制电路产生诊断信号以指示故障。
正或负饱和检测信号与信号比较器输出信号一起在控制电路中被处理(如下文所详述)，以在例如由增加的霍尔传感器偏移或者由设备缺陷引起的信号放大器偏移引起并导致诊断的失效的放大器饱和与由所应用的强外部磁场引起的正常饱和(即，正常功能)之间进行区分。
因此，控制电路将预期的信号比较器阈值越过方向(正的或负的，与信号比较器阈值T的极性无关)考虑在内，该预期的信号比较器阈值越过方向是当前传感器设备状态、正或负饱和检测信号以及信号比较器输出信号的函数。取决于放大器饱和的方向相较于针对实际(当前)磁阈值的预期的阈值越过方向，三种主要的饱和情况可能发生：
-在与预期的阈值越过方向相对的方向上的饱和。这不会干扰正常的传感器功能，并且因此，不需要将此视为诊断失效。
-磁阈值在当前测量周期(由两个或更多个旋转阶段组成)中被越过时在预期的阈值越过方向上的饱和。此类饱和不会干扰正常的传感器功能，因为它不阻止对实际磁阈值的越过，因此不需要被视为诊断失效。此类饱和可以例如由所应用的强外部磁场引起。
-当磁阈值在当前测量周期中不被越过时在预期阈值越过方向上的饱和。如果此种类型的饱和在测量周期中出现，则其被假定为诊断失效，因为放大器饱和可能阻止正确的场检测。
在下列表1中列举了各种饱和情况。在该示例中，信号比较器被假定为总是处理两个连续阶段中的经放大的传感器信号之间的差(阶段2中经放大的传感器信号减去阶段1中经放大的传感器信号)，并且将该差A2-A1与预定义的正或负信号比较器阈值T进行比较。
Figure BDA0002092005100000131
表1
现在借助从上表取得的一些示例来说明如以上所描述的概念。
考虑表1中的场景P2，其中，发现A1处于正饱和区域中，A2的值处于正常操作区域(参见图2)中，并且预期的越过在正方向上。如果阈值在当前测量周期中被越过，则可以假定设备正在恰当地工作并且可以得出无故障的结论(表1的最后一列)。然而，如果新的输出状态不同于预期的新的输出状态(换言之，阈值未被越过)，则执行检查是必要的，以便验证A1和/或A2中的放大器饱和是否阻止阈值被越过。在场景P2中，即使发现当前A1值处于饱和(A1大于正信号放大器饱和阈值P)，但是饱和在与预期的越过方向相对的方向上发生并且它不阻止阈值在该预期的方向(在此情况下为正方向)上被越过。因此，可以得出在此情况下无故障的结论。在场景P3中，值A1处于放大器的正常操作范围内(无饱和)，而发现值A2处于饱和状态(A2高于P)。见图3。如果在对A2和A1进行比较之后阈值被越过，则可以假设设备工作正常并且不需要报告故障。但是，如果新的输出状态不同于预期的新输出状态(即没有越过阈值T)，则生成指示故障的诊断信号，因为在预期的越过方向出现饱和，并且没有在正方向上越过阈值(A2-A1不大于T，可能是由于A2饱和)。
在场景P4中，发现A1和A2的值都高于放大器饱和阈值P(图4)。如果在对A2和A1进行比较之后已经越过阈值，则可以假设设备工作正常并且不需要报告故障。然而，由于新的输出状态不同于预期的新输出状态(即，如图4中未越过阈值T)，因此生成指示故障的诊断信号，因为在预期的越过方向上出现饱和，并且没有在正方向上越过阈值(未发现A2-A1大于T，可能是由于A2饱和)。场景P7中的情况非常类似，其中发现两个值都处于负饱和状态(A1和A2低于N)。如果在对A2和A1进行比较之后已经越过阈值，则可以已假设设备工作正常并且不需要报告故障。然而，由于新的输出状态不同于预期的新输出状态(即未越过阈值T)，则生成指示故障的诊断信号，因为在预期的越过方向上出现饱和，并且没有在正方向上越过阈值(A2-A1不大于T，可能是由于A1饱和)。
在情况P8中，如图5中所示出的，即使A1处于正饱和(A1>P)并且A2处于负饱和(A2<N)，由于放大器饱和不干扰电路的正常操作(A1和A2两者中的放大器饱和发生在与预期阈值越过方向相反的方向上)，因此没有报告故障。然而，当参考情况P9时，A1处于负饱和状态，并且A2处于正饱和状态(A1和A2两者中的放大器饱和发生在预期的阈值越过方向上)。如果在对A2和A1进行比较之后阈值被越过，则可以假设设备工作正常并且不需要报告故障。然而，如图5中的新的输出状态不同于预期的新输出状态(即未越过阈值T)，则生成指示故障的诊断信号，因为在预期的越过方向上出现饱和，并且没有在正方向上越过阈值(A2-A1不大于T，可能是由于A1饱和和/或A2饱和)。
可以针对表1中的与负越过方向相关的场景N1至N9开发相同的推理。
设备99可以在本发明的各种方法中操作，例如用于正向阈值和负向阈值两者转换。在一些诊断方法中，参考图6，在步骤100中提供设备99，以及信号比较器(多个)阈值T以及正信号放大器饱和阈值P和负信号放大器饱和阈值N。提供的设备99可以包括一个或多个输入设备10，例如传感器10，其响应于外部物理环境属性以产生传感器信号12(其可以是输入信号)。从先前测量的周期中的比较，在步骤105中提供当前输出状态，并确定新的预期输出状态。在当前测量周期中，在第一时间(步骤110)，响应于传感器信号12的第一信号放大传感器信号22由控制电路40测量并记录为第一放大传感器信号A1。可替代地，如步骤112所示，当设备首次投入操作时，可以将当前输出状态设置为等于预定值，作为初始化过程中的步骤。在步骤120中，控制电路40控制输入设备10以在不同于第一时间的第二时间测量和记录，例如传感器10测量物理环境属性，其中传感器10操作以产生第二传感器信号12和第二放大的传感器信号22，该第二放大的传感器信号22由控制电路40记录为第二放大的传感器信号A2。
一旦获取并记录测量值和操作值A1、A2，在步骤130中，控制电路40用于将A1和A2与信号比较器阈值T进行比较，例如通过计算差值A2-A1(或差值A1-A2)。基于比较结果来确定新的输出状态。在结合迟滞的情况下，将差值分别与Ton阈值和Toff阈值进行比较。如果在步骤140中新输出状态等于预期的新输出状态，则在步骤200中没有故障并且相应地生成输出信号。相反，如果在计算的新输出状态和预期的新输出状态之间存在不匹配，则在步骤145中检查是否预期正越过方向。取决于该结果，执行多个检查以检测可能的故障。更具体地，在正越过的情况下，验证A2的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P(步骤150)和/或A1的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N(步骤155)。一旦满足这些条件中的一个，就可以生成指示设备失效的诊断信号(步骤160)。如果没有检测到错误，则可以在步骤200中生成输出信号。类似地，在步骤145中没有找到正越过(因此，预期存在负越过方向)的情况下，则执行检查以查看当前值A1是否超过P(步骤170)和/或A2的当前值是否低于N(步骤175)。同样，只要满足这些条件中的一个，就可以生成指示设备失效的诊断信号(步骤180)。如果没有检测到错误，则可以在步骤200中生成输出信号。
如本领域技术人员将理解的，图6中所示出的一些步骤可以以不同的顺序执行。例如，可以在确定A1和A2的值以及与信号比较器阈值T进行比较之后，基于当前输出状态来确定预期的新输出状态。显然，A1和A2与相应的饱和阈值也进行比较，阈值可以以任何顺序执行。
当诊断过程完成而没有诊断故障时(步骤200)，传感器信号12或放大的传感器信号22的任何组合可以有效地表示环境的所测量的物理属性的物理量，并且比较器30向控制电路40提供有效的比较信号32。控制电路40可以从比较信号32中的一个或多个中(例如在特定时间获取并组合)产生表示环境的所感测的物理属性的测量信号44。在一个实施例中，来自第一时间测量值和第二时间测量值的放大的传感器信号A1和A2被组合以提供平均测量信号44。相比于单独的任何单个物理环境属性测量值，组合的测量值可以是物理环境属性的更准确的表示。
输入设备10或传感器10优选地是传感器(诸如霍尔效应传感器或磁阻传感器)，并且可以例如在集成电路、分立元件中提供或者作为安装在传感器器件基板上的单独的集成电路组件(诸如裸管芯)提供，传感器器件基板诸如玻璃、陶瓷、聚合物或半导体基板。设备99的一个或多个集成电路组件或元件(诸如信号放大器20、比较器30或控制电路40可以作为裸管芯设置在传感器基板上，该裸管芯通过微转移印刷(micro-transfer printing)沉积，或者在半导体基底的情况下，该裸管芯部分地或全部地形成在半导体基板中或半导体基板上、并且用使用光刻材料和方法形成的导线80电连接。输入设备或传感器10、信号放大器20、控制电路40或差分比较器30可包括电子电路、数字逻辑电路、模拟电路或混合信号电路、或电路类型和电子设备的组合。输入设备或传感器10、信号放大器20、控制电路40或差分比较器30的部分或全部可以在一个或多个公共电路或封装中提供。
控制电路40可包括数字逻辑电路、模拟电路或混合信号电路、或电路类型和电子设备的组合。在一些实施例中，控制电路40包括状态机或中央处理单元(例如，具有存储在存储器中的程序的存储程序机)。控制电路40可包括存储器、驱动器、数字逻辑电路和模拟电路。在一些实施例中，控制电路40包括环境传感器，并且控制电路40响应于感测的环境提供测量信号44，例如环境温度、湿度、振动或其他物理环境属性。此外，在一些实施例中，控制电路40可以在这些环境条件下使用输入设备或传感器10的预定校准响应于环境条件来调整测量信号44或诊断信号42。在其他实施例中，控制电路40可以存储设备99的使用历史和条件，并且响应于使用历史和条件来调整测量信号44或诊断信号42。例如，组件可在已知的环境条件或已知的使用模式下随时间可预测地降级，并且测量信号44或诊断信号42响应于使用或环境条件历史进行调整。
在本发明的实施例中，通过对两种功能大量使用相同的电路来减少提供诊断和感测所需的电路数量。
设备99的各种组件可以例如设置在用导线80电连接的电子电路、集成电路或分立电子设备中。各种组件中的任何一个或全部可以被设置在印刷电路板上或半导体基板上，或者各种组件中的任何一个或全部可以被集成为半导体基板内或半导体基板上的电路，或者集成为在半导体基板上提供的集成电路与在半导体基板内或半导体基板上形成的电路的某种组合。可以微转移印刷到半导体基板或其他基板上的封装的集成电路中或裸管芯中提供各种组件中的任何一个或全部。可以使用光刻方法和材料来提供导线80，以连接各种组件、集成电路管芯或集成在半导体基板上的电路。
可以通过提供基板并将输入设备或传感器10安装在基板上来构造本发明的实施例。在一些实施例中，输入设备或传感器10、信号放大器20、比较器30和控制电路40被设置在一个或多个集成电路中，或者被封装或者作为裸管芯，并且被设置在基板表面上，例如通过微型转移印刷将它们从相应的源晶片转移到基板表面上。可替代地，基板表面可以是或可包括半导体层，并且输入设备或传感器10、信号放大器20、比较器30以及控制电路40中的每一个的一个或多个、全部、或任何部分形成在半导体层中，并且使用基板表面上的导线80，例如使用光刻或印刷电路板方法和材料与设置在基板表面上的任何集成电路电连接。
基板可以是具有能够支撑或接纳输入设备或传感器10和集成电路的表面的许多基板中的一个，例如，具有两个相对的相对平面和平行侧面的玻璃、塑料、陶瓷或半导体基板。基板可以具有各种厚度，例如，从10微米到几毫米。基板可以是另一设备的一部分或表面，并且可以包括电子电路。输入设备或传感器10可以被设置在封装或未封装的集成电路中，或者形成在基板上、基板中或与基板、基板的表面、基板上的层直接接触的电路或设置在基板上、基板中或与基板、基板的表面、基板上的层直接接触的电路中。
如果输入设备或传感器10或输入设备或传感器10、信号放大器20、具有信号比较器30的控制电路40中的每一个的一个或多个或任何部分被微转移印刷到基板或基板上的层(例如，介电层)，它们可以根据需要通过任何中间层(诸如介电层)中的通孔彼此电连接，如在集成电路和印刷电路板领域中通常所做的那样。或者，输入设备或传感器10或任何集成电路是表面安装设备，并使用表面安装技术设置。由于从源晶片到目标基板的微转印，微转移印刷设备可能具有断裂或分离的系绳。
本发明的设备99的实施例可以通过提供电力到输入设备或传感器10、信号放大器20、比较器30和控制电路40来操作。响应于电力，控制电路40操作如以上所描述的设备99的其他元件。
因此，如上所述，本发明的实施例包括一种诊断方法，包括：
i)至少提供信号比较器阈值(T)、正信号放大器饱和阈值(P)、小于所述正信号放大器饱和阈值(P)的负信号放大器饱和阈值(N)，
ii)在第一时间提供第一放大输入信号(A1)的当前值和在晚于所述第一时间的第二时间获得的第二放大输入信号(A2)的当前值，
iii)将所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值和所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值与所述信号比较器阈值(T)进行比较，并基于所述比较来提供新的输出状态，
iv)提供来自先前比较的当前输出状态，并基于所述当前输出状态来确定预期的新输出状态，
v)如果所述当前输出状态等于第一值并且所述新输出状态与所述预期的新输出状态不同，则检查所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于第二值并且所述新输出状态与所述预期的新输出状态不同，则检查所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
在本发明的一些实施例中，控制电路包括一个或多个信号比较器、控制电路包括一个或多个信号放大器饱和比较器、或者控制电路包括一个或多个信号比较器和一个或多个信号放大器饱和比较器。
在本发明的一些实施例中，诊断方法在两个或更多个阶段中完成，从而得到单个输出信号。这可以例如通过是两个(或更多个)旋转阶段的组合的传感器信号S1或者通过具有两个(或更多个)传感器信号(每个传感器信号表示一个阶段)来实现。该上下文中的阶段应被解释为桥传感器的不同偏置和读出节点。在一些实施例中，两个或更多个阶段中的任何阶段中的诊断信号是指示控制电路故障的信号处理故障。
在本发明的一些实施例中，一个或多个信号比较器阈值T包括两个信号比较器阈值T，将第一放大信号A1和第二放大信号A2与阈值T进行比较以提供迟滞。信号比较器阈值T可以都是正的、可以都是负的、或者它们其中一个为正，且另一个为负。
在本发明的一些实施例中，诊断方法包括，使用控制电路，确定A2的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或A1的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N然后提供指示故障操作的诊断信号，或者确定A1的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或A2的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N，然后提供指示故障操作的诊断信号。
在本发明的一些实施例中，诊断方法包括通过使用控制电路将第一放大输入信号A1设置为等于预定值来在第一时间提供第一放大输入信号A1。
在本发明的一些实施例中，诊断方法包括通过使用控制电路在第一时间提供第一输入信号S1并且利用信号放大器放大第一输入信号以形成第一放大输入信号A1来提供第一放大输入信号A1。
在本发明的一些实施例中，一个或多个输入设备是感测环境的物理属性的传感器。一个或多个传感器可以是感测磁场的霍尔效应磁传感器、感应磁场的磁阻磁传感器。一个或多个传感器是桥传感器，或者一个或多个传感器是电感传感器。
在本发明的一些实施例中，控制电路控制信号放大器的增益以确定一个或多个期望增益值、正信号放大器饱和阈值P、和负信号放大器饱和阈值N。
在本发明的一些实施例中，输入信号S2、A1、或A2的任何组合是差分信号和/或控制电路包括一个或多个差分放大器。
本发明的一些实施例中，信号比较器阈值包括正信号比较器阈值和小于正信号比较器阈值的负信号比较器阈值，并且，当放大的输入信号A1和A2被预期从小于正信号比较器阈值的较小信号值到大于正信号比较器阈值的较大信号值越过正信号比较器阈值时，使用控制电路将放大的输入信号A1和A2与正信号比较器阈值进行比较，或者在一些实施例中，当放大的输入信号A1和A2被预期从大于负信号比较器阈值的较大信号值到小于负信号比较器阈值的较小信号值越过负信号比较器阈值时，使用控制电路将放大的输入信号A1和A2与负信号比较器阈值进行比较。在一些实施例中，完成了两种比较。
在本发明的一些实施例中，输入信号、放大的输入信号、信号比较器阈值T、正信号放大器饱和阈值P和负信号放大器饱和阈值N中的任何一个或多个是模拟信号或数字信号和/或是差分信号。
在本发明的一些实施例中，一种设备包括：
-至少一个输入，用于接收输入信号，
-至少信号比较器阈值(T)、正信号放大器饱和阈值(P)、小于所述正信号放大器饱和阈值(P)的负信号放大器饱和阈值(N)，
-信号放大器(20)，响应于所述输入信号并且被布置成用于在第一时间提供第一放大输入信号(A1)的当前值和在晚于所述第一时间的第二时间获得的第二放大输入信号(A2)的当前值，
-响应于所述放大的输入信号的控制电路，所述控制电路被布置成
将所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值和所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值与所述信号比较器阈值(T)进行比较，并基于所述比较来提供新的输出状态，
提供来自先前比较的当前输出状态，并基于所述当前输出状态来确定预期的新输出状态，
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第一值并且所述新输出状态与所述预期的新输出状态不同，则检查所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第二值并且所述新输出状态与所述预期的新输出状态不同，则检查所述第一放大输入信号(A1)的所述当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第二放大输入信号(A2)的所述当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
在本发明的一些实施例中，控制电路包括一个或多个信号比较器、控制电路包括一个或多个信号放大器饱和比较器、或者控制电路包括一个或多个信号比较器和一个或多个信号放大器饱和比较器。
在本发明的一些实施例中，控制电路在两个或更多个阶段中执行诊断方法，从而得到单个输出信号。这可以例如通过是两个(或更多个)旋转阶段的组合的传感器信号S1或者通过具有两个(或更多个)传感器信号(每个传感器信号表示一个阶段)来实现。该上下文中的阶段应被解释为桥传感器的不同偏置和读出节点。两个或更多个阶段中的任何阶段中的诊断信号可以是指示控制电路故障的信号处理故障。
在本发明的一些实施例中，一个或多个信号比较器阈值T包括两个信号比较器阈值T，由控制电路将第一放大信号A1和第二放大信号A2与阈值T进行比较以提供迟滞。
在本发明的一些实施例中，控制电路确定A2的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或A1的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N然后提供指示故障操作的诊断信号，或者确定A1的当前值是否超过正信号放大器饱和阈值P和/或A2的当前值是否低于负信号放大器饱和阈值N，然后提供指示故障操作的诊断信号。
在本发明的一些实施例中，控制电路通过将第一放大的输入信号A1设置为等于预定值来提供第一放大输入信号A1。
在本发明的一些实施例中，控制电路通过在第一时间提供第一输入信号S1并且利用信号放大器放大第一输入信号以形成第一放大输入信号A1来提供第一放大输入信号A1。
在本发明的一些实施例中，一个或多个输入设备是感测环境的物理属性的传感器。传感器中的一个或多个可以是感测磁场的霍尔效应传感器或感测磁场的磁阻传感器、传感器中的一个或多个是桥传感器、或者一个或多个传感器是电感传感器。
在本发明的一些实施例中，控制电路利用控制信号连接并控制信号放大器以控制信号放大器的增益以确定一个或多个期望增益值、正信号放大器饱和阈值P、和负信号放大器饱和阈值N。
在本发明的一些实施例中，输入信号S2和放大的输入信号是差分信号，并且信号放大器是差分放大器。
在本发明的一些实施例中，信号比较器阈值T包括正信号比较器阈值和小于正信号比较器阈值的负信号比较器阈值。
在本发明的一些实施例中，传感器信号、放大的输入信号A1，A2、信号比较器阈值T、正信号放大器饱和阈值P和负信号放大器饱和阈值N中的任何一个或多个是模拟信号、数字信号和/或是差分信号和/或包括一个或多个差分放大器的控制电路。
在本发明的一些实施例中，输入设备具有多于一个的操作模式或控制电路在两个或更多个阶段中执行诊断方法，从而得到单个输出信号。
例如，在“使用转移印刷集成电路的AMOLED显示器(AMOLED Displays usingTransfer-Printed Integrated Circuits)”(信息显示学会期刊，2011，DOI#10.1889/JSID19.4.335,1071-0922/11/1904-0335，第335-341页)和US8,889,485中描述了以上所引用的形成微转移可印刷结构的方法。对于微转移印刷技术的讨论，参见US 8,722,458、US7,622,367和US 8,506,867，其中每个的相关内容通过引用结合于此。使用复合微组件结构和方法的微转移印刷也可以与本发明一起使用，例如，如名称为“复合微装配策略和设备(Compound Micro-Assembly Strategies and Devices)”的US2016/093600中所述，其相关部分的全部内容通过引用结合于此。在实施例中，设备99是复合微装配设备。在题为“微装配LED显示器和照明元件(Micro Assembled LED Displays and Lighting Elements)”的US 9,520,537中描述了用于理解和执行本发明方面的其他细节。
零件清单：
A,B,C,D 电路连接
T 信号比较器阈值
P 正信号放大器饱和阈值
N 负信号放大器饱和阈值
10 输入设备/传感器
12 输入信号/传感器信号
16 阶段开关
20 信号放大器
22 放大的输入信号/放大的传感器信号
30 比较器
32 比较信号
40 控制电路
42 诊断信号
44 测量信号
46 控制信号
80 导线
99 设备/传感器设备
尽管已经在附图和前面的描述中详细地说明并描述了本发明，但是此类说明和描述被认为是说明性或示例性的，而非限制性的。前面的描述具体说明了本发明的某些实施例。然而，应当理解，不管前述内容在文本中显得如何详细，本发明都能以许多方式实现。本发明不限于所公开的实施例。
通过研究附图、本公开和所附权利要求，本领域技术人员可在实践要求保护的发明时理解和实施所公开的实施例的其他变体。在权利要求中，单词包括摂不排除其他要素或步骤，并且不定冠词一(“a”或“an”)不排除复数。单个处理器或其他单元可实现权利要求书中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可被存储/分布在合适的介质(诸如，与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质)上，但也能以其他形式(诸如，经由因特网或者其他有线或无线电信***)来分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (13)

1.一种用于传感器的诊断方法，包括：
i)至少提供信号比较器阈值(T)、正信号放大器饱和阈值(P)、负信号放大器饱和阈值(N)，所述负信号放大器饱和阈值(N)小于所述正信号放大器饱和阈值(P)，
ii)提供第一经放大的输入信号(A1)在第一时刻的当前值以及第二经放大的输入信号(A2)的在第二时刻获得的当前值，所述第二时刻比所述第一时刻更晚，
iii)将所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值以及所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与所述信号比较器阈值(T)进行比较并基于所述比较来提供新的输出状态，其中，还将所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值以及所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与附加信号比较器阈值进行比较，以提供迟滞,
iv)根据先前的比较来提供当前输出状态，并且基于所述当前输出状态来确定预期的新的输出状态，
v)如果所述当前输出状态等于第一值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于第二值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
2.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，所述将所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值以及所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与所述信号比较器阈值(T)进行比较包括：计算所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值之间的差。
3.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，提供多于一个信号比较器阈值。
4.如权利要求3中所述的诊断方法，其中，所述信号比较器阈值是所述当前输出状态的函数。
5.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，所述先前的比较包括将所述第一经放大的信号(A1)的先前值以及所述第二经放大的信号(A2)的先前值与所述信号比较器阈值进行比较。
6.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，所述信号比较器阈值在所述方法启动时被设置为等于预定义的值。
7.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，所述诊断方法在两个以上的阶段中被执行。
8.如权利要求1中所述的诊断方法，其中，如果所述先前的比较不可用，则所述当前输出状态被设置为预定的值。
9.一种用于故障诊断的设备，包括：
-至少一个输入，用于接收输入信号(12)，
-至少当前信号比较器阈值(T)和先前的信号比较器阈值、正信号放大器饱和阈值(P)、负信号放大器饱和阈值(N)，所述负信号放大器饱和阈值(N)小于所述正信号放大器饱和阈值(P)，
-信号放大器(20)，所述信号放大器(20)响应于所述输入信号并被布置成用于提供第一经放大的输入信号(A1)在第一时刻的当前值以及第二经放大的输入信号(A2)的在第二时刻获得的当前值，所述第二时刻比所述第一时刻更晚，
-控制电路(40)，响应于所述经放大的输入信号，所述控制电路被布置成用于：
将所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值以及所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与所述当前信号比较器阈值(T)进行比较并基于所述比较来提供新的输出状态，其中，还将所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值以及所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值与附加信号比较器阈值进行比较，以提供迟滞,
根据先前的比较来提供当前输出状态，并且基于所述当前输出状态来确定预期的新的输出状态，
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第一值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号，或者：
如果所述当前输出状态等于所述当前输出状态的第二值并且所述新的输出状态不同于所述预期的新的输出状态，则检查所述第一经放大的输入信号(A1)的当前值是否超过所述正信号放大器饱和阈值(P)和/或所述第二经放大的输入信号(A2)的当前值是否低于所述负信号放大器饱和阈值(N)，并且如果是，则提供指示故障的诊断信号。
10.如权利要求9中所述的设备，包括用于执行所述比较的比较器。
11.如权利要求9中所述的设备，其中，所述控制电路包括用于执行所述比较的模数转换器。
12.如权利要求9中所述的设备，其中，所述输入信号是磁传感器信号。
13.如权利要求9中所述的设备，其中，所述输入信号是霍尔传感器信号。
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