(57)【要約】      （修正有）【課題】磁場の基準軸に対する角度を簡単な構造で高い精度で測定する装置を提供する。【解決手段】平面２内で基準軸に対して磁場Ｂが配置されている角度を測定するための装置１は、少なくとも２つの磁場センサ３，４を有し、その磁場センサの測定軸が、平面２内及び／又は平面に対して平行に配置され、かつ互いに対して横に方向づけされている。装置１は、位相制御ループ内に配置されたトラッキング発振器６を備えたＰＬＬ−位相制御回路５を有している。磁場センサ３，４は、位相制御ループと、デジタル振動信号が磁場センサ３，４の測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号に対して位相同期しているように、結合されている。デジタル振動信号の位相位置を定めるために、発振器出力が位相位置検出器と接続されている。【選択図】図１
2010038915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの磁場センサ(2, 4)を有し、前記磁場センサの測定軸が平面(2)内及び／又は平面に対して平行に配置され、かつ互いに対して横に方向づけされている、平面(2)内で磁場(B)が基準軸に対して配置されている角度を測定するための装置(1)において、
前記装置(1)が、位相制御ループ内に配置されたトラッキング発振器(6)を備えたＰＬＬ−位相制御回路(5)を有し、
前記トラッキング発振器(6)が、デジタル振動信号(8)のための少なくとも１つの発振器出力(7)を有しており、
前記磁場センサ(3, 4)が、位相制御ループと、デジタル振動信号(8)が前記磁場センサ(3, 4)の測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号(10)に対して位相同期するように、結合されており、かつ
前記発振器出力(7)が、デジタル振動信号(8)の位相位置を定めるために、位相位置検出器と接続されていることを特徴とする、平面内で磁場が基準軸に対して配置される角度を測定するための装置。
【請求項２】
磁場センサ(3, 4)は、サンプリング装置と、個々の前記磁場センサ(3, 4)の測定信号が、回転サンプリング信号(10)のための出力端子(15)に順次印加可能であるように、接続されており、かつ
前記出力端子(15)が、ＰＬＬ−位相制御回路(5)の同期化信号入力と接続されていることを特徴とする請求項１記載の装置(1)。
【請求項３】
各磁場センサ(3, 4)がそれぞれ、マルチプレクサ(14)の入力端子と接続された測定信号出力を有しており、かつ
前記マルチプレクサ(14)が、個々の入力端子と接続可能な出力を有しており、前記出力が回転サンプリング信号(10)のための出力端子(15)を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の装置(1)。
【請求項４】
回転サンプリング信号(10)のための出力端子(15)が周波数ミキサー(19)の第１の入力と、トラッキング発振器(6)の発振器出力(7)が周波数ミキサー(19)の第２の入力と接続されており、
前記周波数ミキサー(19)のミキサー出力(20)が、少なくとも１つのローパス（２２）と少なくとも１つのクロックされる比較器(23)とを介して前記トラッキング発振器(6)の周波数制御入力(9)に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項５】
位相位置検出器が、象限検出器を有し、前記象限検出器が第１の偏波検出器(27)と第２の偏波検出器(28)を有しており、
前記第１の偏波検出器(27)の入力が、第１の磁場センサ(3)の測定信号出力(12)と、前記第２の偏波検出器(28)の入力が、第２の磁場センサ(4)の測定信号出力(13)と接続されており、かつ
前記第２の磁場センサ(4)の測定軸が、前記第１の磁場センサ(3)の測定軸に対して直交して配置されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項６】
磁場センサ(3, 4)がホールセンサであって、前記ホールセンサが、ホールセンサ供給電流とホール電圧タップを直交切替えするための切替え装置を有しており、かつ
切替え装置が、クロックジェネレータと接続された、切替えクロック信号のためのクロック入力を有していることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項７】
少なくとも１つの磁場センサ(3, 4)の切替えクロック信号のクロック周波数は、この磁場センサの測定信号が周波数制御ループと結合されているサンプリングサイクルの内部で、直交切替えするための切替え装置が、少なくとも２つ、好ましくは４つの異なる切替え状態をとるように、選択されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項８】
少なくとも１つの磁場センサ(3, 4)の切替えクロック信号のクロック周波数は、磁場センサのホールセンサ供給電流が、回転サンプリング信号(10)の各回転サイクル後に１回その方向を変えるように、選択されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項９】
比較器(23)が、クロック信号ジェネレータと接続されたクロック信号入力を有しており、かつ
クロック信号ジェネレータは、クロック信号入力に印加される比較器クロック信号のクロック周波数が、回転サンプリング信号(10)のサイクル周波数の少なくとも２倍の大きさになるように、形成されていることを特徴とする請求項１ないし８いずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項１０】
トラッキング発振器(6)が、互いに対して横に配置された測定軸を有する磁場センサ(3, 4)の数に相当する数の、互いに対して位相シフトされたデジタル振動信号のための発振器出力(7a, 7b)を有しており、
位相制御ループ内に、上述した数に相当する数の周波数ミキサー(19a, 19b)が配置されており、
前記各周波数ミキサー(19a, 19b)がそれぞれ、前記周波数ミキサー(19a, 19b)に対応づけられた前記磁場センサ(3, 4)の測定信号出力(12, 13)と接続された第１の入力と、前記発振器出力(7a, 7b)の１つと接続された第２の入力とを有しており、かつ
前記周波数ミキサー(7a, 7b)のミキサー出力が、加算素子(29)、少なくとも１つのローパス(22)及び少なくとも１つのクロックされる比較器(23)を介して、前記トラッキング発振器(6)の周波数制御入力(9)に接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置(1)。
【請求項１１】
平面(2)内で磁場(B)が基準軸に対して配置されている角度を測定する方法であって、その場合に第１の磁場成分(Vx)とそれに対して横に配置された第２の磁場成分(Vy)が平面(2)内及び／又は平面に対して平行に測定される、前記方法において、
少なくとも１つのデジタル振動信号(8)が発生され、
前記デジタル振動信号(8)の位相位置が、磁場センサ(3, 4)の測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号(10)の位相位置に対して位相同期しているように、制御され、かつ
前記回転振動信号(8)の位相位置から、角度が求められることを特徴とする、角度を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの磁場センサを有し、その磁場センサの測定軸が平面内及び／又は平面に対して平行に配置されており、かつ互いに対して横に方向づけられている、平面内で磁場が基準軸に対して配置されている角度を測定する装置に関する。本発明は、更に、平面内で磁場が基準軸に対して配置されている角度を測定する方法に関するものであって、その場合に第１の磁場成分とそれに対して横に配置された第２の磁場成分が平面内及び／又は平面に対して平行に測定される。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１から、冒頭で挙げた種類の装置が知られており、その装置は半導体基板を有し、その中に磁場センサとして６４のいわゆる垂直ホールセンサが集積されている。磁場センサは、半導体基板のチップ平面内に位置する円形リング上に互いに対して均一な間隔で次のように、即ち磁場センサが延びている平面がそれぞれ、円形リングの中心点を通りかつチップ平面に対して直交して配置される仮想の中心軸に対して、径方向に配置されるように、配置されている。磁場センサはサンプリング装置と次のように、即ち個々の磁場センサの測定信号が、回転サンプリング信号のための差動出力端子へ順次印加可能であるように、接続されている。従って磁場センサは、サイクリックに回転して順次読み出される。差動出力端子は、差動増幅器を介して、半導体基板内に集積されているローパスと接続されている。ローパスによって、増幅器のアナログの出力信号が、ほぼサイン形状の信号に平滑化される。このようにして得られたアナログ測定信号のゼロ通過が求められて、ゼロ通過箇所から、半導体基板を通過する磁場がチップ平面内で基準軸に対して配置されている角度が定められる。
【０００３】
この装置は、多数の磁場センサの読出しに時間がかかる、という欠点を有している。従って装置は、高い回路費用にもかかわらず、僅かな帯域幅しか可能にしない。更に、好ましくないことに、互いに結合されていないアナログのローパスが、線形性と周波数レスポンスに関して高い要請を満たさなければならず、それは、半導体チップ上での多大な面積消費と高いパワー消費を意味している。
【０００４】
非特許文献２からは、更に、冒頭で挙げた種類の装置が知られており、それは、磁場センサとして、半導体チップ内に集積された２つの磁気抵抗形センサを有しており、その測定軸は平面内で互いに対して直角に配置されている。各磁場センサは、それぞれアナログ−デジタル−コンバータと接続されており、そのアナログ−デジタル−コンバータは、シグマ−デルタ−モジュレータとして形成されている。各アナログ−デジタル−コンバータの後段に、それぞれデシメーションフィルタが接続されており、その出力に１５ビットのデジタルワードの形式の磁場測定値が出力される。デジタルワードが、計算装置へ伝達されて、その計算装置が、半導体基板を通過する磁場がチップ平面内で基準軸に対して配置されている角度を、デジタルワードの商のアークタンジェントから計算する。ここでも、比較的大きい回路費用が欠点となる。磁場角度の計算によって、待ち時間が生じ、それが、制御回路内で装置を使用する場合に欠点となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】レイモンド・Ｓ．（Ｒｅｙｍｏｎｄ  Ｓ．）他著、「トゥルー  ２Ｄ  ＣＭＯＳ集積ホールセンサ（Ｔｒｕｅ  ２Ｄ  ＣＭＯＳ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ）」、ＩＥＥＥ  ＳＥＮＳＯＲＳ  ２００７  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ｐ．８６０−８６３
【非特許文献２】ＤＡＴＡ  ＳＨＥＥＴ  ＵＺＺ９００１、Ｓｅｎｓｏｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ、Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｓｐｅｃｆｉｃａｔｉｏｎ、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｓｅｍｉｋｏｎｄｕｃｔｏｒｓ、２７．２０００年１１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の課題は、簡単な構造と高い測定精度を可能にする、冒頭で挙げた種類の装置を提供することである。更に、簡単なやり方で大きな精度をもって角度を定めることができる、冒頭で挙げた種類の方法を提供する課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
装置に関してこの課題は、装置が、位相制御ループ内に配置されたトラッキング発振器を備えたＰＬＬ位相制御回路を有しており、トラッキング発振器が、デジタル振動信号のための少なくとも１つの発振器出力を有し、磁場センサが位相制御ループと次のように、即ち磁場センサの測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号に対して、デジタル振動信号が３６０°の角度領域にわたって位相同期しているように、結合されており、かつ発振器出力が、デジタル振動出力の位相位置を定めるために、位相位置検出器と接続されていることによって、解決される。
【発明の効果】
【０００８】
従って装置は、簡単な構造の、コスト的に好ましく形成することができるフェーズロックループ（ＰＬＬ）位相制御回路を有しており、その位相制御回路はそのデジタル振動信号の位相に関して、磁場センサの測定信号出力の回転読出しによって形成される回転サンプリング信号の位相に対して同期している。その場合に「同期」というのは、デジタル振動信号の位相位置が、回転サンプリング信号のそれと同一であり、或いは既知の一定の角度だけシフトされていることである。従って磁場が磁場センサの軸によって形成される平面内で基準軸に対して配置されている角度は、デジタル振動信号の位相位置を定めることによって、簡単なやり方で求めることができる。
【０００９】
磁場センサがサンプリング装置と次のように、即ち個々の磁場センサの測定信号が、回転サンプリング信号のための出力端子に順次印加可能であるように、接続されており、かつ出力端子がＰＬＬ位相制御回路の同期化信号入力と接続されていると、効果的である。その場合にサンプリング装置は、磁場センサの測定信号端子の後段に接続することができる。該当する磁場センサを能動化し、或いは非能動化するために、サンプリング装置を用いて磁場センサ又はその回路部分がオン又はオフにされ、或いはそれを考えることができる。
【００１０】
本発明の好ましい形態において、各磁場センサはそれぞれ、マルチプレクサの入力端子と接続された測定信号出力を有しており、その場合にマルチプレクサは、個々の入力端子と接続可能な出力を有しており、その出力が、回転サンプリング信号のための出力端子を形成する。その場合に装置は、更に簡単に構成される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、回転サンプリング信号のための出力端子は、周波数ミキサーの第１の入力と、そしてトラッキング発振器の発振器出力が周波数ミキサーの第２の入力と接続されており、その場合に周波数ミキサーのミキサー出力は、少なくとも１つのローパスと少なくとも１つのクロックされる比較器とを介してトラッキング発振器の周波数制御入力に接続されている。その場合に、周波数ミキサーとその後段に接続されたローパスとを用いて、回転サンプリング信号の回転周波数とデジタル振動信号のそれとの間の差周波数のためのアナログ信号が形成される。これがその後、比較器を用いてトラッキング発振器のためのデジタルの制御信号に変換される。位相制御ループのアナログのローパスは、回転周波数における低いループゲインと同時に、角度変化の信号帯域内の高いループゲインを可能にするので、信号帯域からの量子化ノイズのスペクトルシフト、いわゆるノイズシェーピングが行われる。ローパスの次数と周波数レスポンスは、各シグマ−デルタ−モジュレータの場合と同様にアプリケーションの条件に適合させることができる。
【００１２】
位相位置検出器が、象限検出器を有し、その象限検出器が第１の偏波検出器と第２の偏波検出器とを有しており、第１の偏波検出器の入力が第１の磁場センサの測定信号出力と、そして第２の偏波検出器の入力が第２の磁場センサの測定信号出力と接続されており、かつ第２の磁場センサの測定軸が、第１の磁場センサの測定軸に対して直交して配置されていると、効果的である。それによって、測定された磁場角度を象限に一義的に対応づけ、従って角度の大きさと符号を定めることが、可能である。
【００１３】
本発明の展開において、磁場センサはホールセンサであって、そのホールセンサが、ホールセンサ供給電流とホール電圧タップの直交切替えのための切替え装置を有しており、その場合に切替え装置が、クロックジェネレータと接続された、切替えクロック信号のためのクロック入力を有している。従って本発明は、いわゆるスピニング−カレント−技術と組み合わせることもできる。
【００１４】
少なくとも１つの磁場センサの切替えクロック信号のクロック周波数が次のように、即ちこの磁場センサの測定信号が位相制御ループと結合されているサンプリングサイクルの内部で、切替え装置が直交切替えのために少なくとも２つ、好ましくは４つの異なる切替え状態をとるように、選択されていると、効果的である。ホールセンサの４つの可能な極性の平均によって、測定の際に発生するオフセットを著しく減少させることができる。ミキサー帯域幅は、切替えクロック信号の、より高いクロック周波数に基づいて増大する。
【００１５】
本発明の他の好ましい形態において、少なくとも１つの磁場センサの切替えクロック信号のクロック周波数は、磁場センサのホールセンサ供給電流が、回転サンプリング信号の各回転サイクル後に１回その方向を変えるように、選択されている。その場合に、スピニングサイクルは、回転サンプリング信号の４つの回転サイクル後に終了する。その場合にスピニング周波数ｆspinは、ｆspin＝（ｆrot／４）＝（ｆckl／４Ｎ）であって、その場合にｆrotは、回転サンプリング信号の回転周波数であって、ｆclkは、クロックジェネレータのクロック周波数である。従って磁場センサの個別位相オフセットは、ｆ＝０からｆspinへシフトされる。デシメーションフィルタは、この周波数成分を抑圧することができるので、センサオフセットの平均は、手間を増やすことなく可能である。
【００１６】
好ましくは、比較器は、クロック信号ジェネレータと接続されたクロック信号入力を有しており、その場合にクロック信号ジェネレータは、クロック信号入力に印加される比較器クロック信号のクロック周波数が、回転サンプリング信号のサイクル周波数の少なくとも２倍の大きさであるように、形成されている。その場合に、位相制御ループがロックされている場合に周波数ミキサーの出力信号は周波数ｆmix＝２ｆrotで発振する、という認識が利用される。比較器のより速いクロックによって、磁場角度を更に迅速に測定することができる。
【００１７】
本発明の好ましい形態において、トラッキング発振器は、互いに位相シフトされたデジタル振動信号のために、互いに対して横に配置された測定軸を有する磁場センサの数に相当する数の発振器出力を有しており、その場合に位相制御ループ内に上述した数に相当する数の周波数ミキサーが配置されており、その場合に各周波数ミキサーがそれぞれ、周波数ミキサーに対応づけられた磁場センサの測定信号出力と接続された第１の入力と、発振器出力の１つと接続された第２の入力とを有しており、かつその場合に周波数ミキサーのミキサー出力は、加算素子、少なくとも１つのローパス及び少なくとも１つのクロックされる比較器を介してトラッキング発振器の周波数制御入力に接続されている。その場合に比較器のサンプリングレートは、好ましくは、回転周期の４倍の周波数である。それによって磁場角度は、更に迅速に測定することができる。
【００１８】
更に述べておくが、装置の測定精度は、各測定軸のためにそれぞれ互いに対して平行に配置された複数の磁場センサが設けられることによって、かつこれら磁場センサの測定信号が平均されることによって、更に向上させることができる。
【００１９】
冒頭で挙げた種類の方法に関して、上述した課題は、少なくとも１つのデジタル振動信号が発生され、デジタル振動信号の位相位置が次のように、即ち磁場センサの測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号の位相位置に対して３６０°の角度領域にわたって位相同期しているように制御され、かつ角度がデジタル振動信号の位相位置から求められることによって、解決される。
【００２０】
それによって効果的なやり方で、磁場センサの軸によって形成される平面内で磁場が基準軸に対して配置されている角度を、回転振動信号の位相位置を定めることによって簡単に求めることが、可能である。
【００２１】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】平面内で磁場が基準軸に対して配置されている角度を測定する装置の第１の実施例を示している。
【図２】装置の第２の実施例を示している。
【図３】回転サンプリング信号Ｖrot、デジタル振動信号Ｓvco及び装置の周波数ミキサーの出力における振動信号Ｖmixを示すグラフであって、その場合に横軸に時間、縦軸に該当する信号の振幅が記載されている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
平面２内で磁場Ｂが基準軸に対して配置されている角度を測定するための、全体を符号１で示す装置は、ホールセンサとして形成された２つの磁場センサ３、４を有しており、それら磁場センサの測定軸は、互いに対して直交して配置されている。第１の磁場センサ３は、磁場ＢのＸ成分に敏感であって、第２の磁場センサ４は、磁場ＢのＹ成分に敏感である。
【００２４】
磁場センサ３、４は、図面には詳細に示されていない半導体チップ内に集積されている。磁場センサは、それぞれ半導体基板内にモノリシックに集積されたホールプレートを有しており、そのホールプレートが延びる平面は、半導体チップの平面に対して直角に配置されている。
【００２５】
図１と２に明らかなように、装置１は、位相制御ループ内に配置されているトラッキング発振器６を備えたＰＬＬ−位相制御回路５を有している。トラッキング発振器６は、図１に示す実施例においては、ほぼ矩形のデジタル振動信号８のための発振器出力７を有している。デジタル振動信号８の基本周波数を調節するために、トラッキング発振器６は、周波数制御入力９を有している。デジタル振動信号８の基本周波数は、周波数制御入力９に印加される電圧に依存している。
【００２６】
磁場センサ３、４は、位相制御ループと次のように、即ちデジタル振動信号が、磁場センサ３、４の測定信号の回転サンプリングによって形成される回転サンプリング信号１０に対して位相同期するように、結合されている。図３において、回転サンプリング信号１０内に含まれる、第１の磁場センサ３の測定信号によって検出された検出値が、それぞれＸ＋とＸ−で示され、第２の磁場センサ４の測定信号によって検出された検出値が、それぞれＹ＋とＹ−で示されている。回転サンプリング信号１０の各回転サイクル１１において、異なる磁場センサ３、４に対応づけられたそれぞれの検出値Ｘ＋、Ｙ＋、Ｘ−、Ｙ−、が、互いにサイクリックに連続することが、はっきりと認識できる。図３には、更に、回転サンプリング信号１０に対応づけられたサイン形状のカーブが、破線で示されており、そのカーブの上に検出された測定値が載っている。
【００２７】
図１に示す実施例において、磁場センサ３、４の測定信号出力１２、１３は、それぞれマルチプレクサ１４の入力端子と接続されている。マルチプレクサ１４を用いて、測定信号出力１２、１３がそれぞれ順次サイクリックに、マルチプレクサ１４に設けられている、回転サンプリング信号１０のための出力端子１５と接続される。図１においては、更に、マルチプレクサ１４が制御入力１６を有しており、その制御入力に回転クロック信号が印加されることが、認識できる。回転クロック信号は、周波数分割器１７を用いてクロック信号ジェネレータ１８のシステムクロックから形成される。回転クロック信号の周波数は、図１にｆrotで示され、システムクロックの周波数はｆclkで示されている。周波数分割器１７の分割比Ｎは、回転サイクルの間続くクロックパルスの数に相当する。
【００２８】
回転サンプリング信号１０のための出力端子１５は、位相制御回路５のための同期化信号入力として用いられる、周波数ミキサー１９の第１の入力と接続されており、トラッキング発振器６の発振器出力７が、周波数ミキサー１９の第２の入力と接続されている。周波数ミキサー１９のミキサー出力２０には、回転サンプリング信号Ｖrotとデジタル振動信号８の積に相当する混合信号２１が出力される（図３）。
【００２９】
周波数ミキサー１９のミキサー出力２０は、アナログのローパス２２を介して、回転クロック信号によってクロックされる比較器２３の入力と接続されている。比較器は、各回転サイクル後にアナログのフィルタリングされた信号を評価する。その精密度は、最も簡単な場合においては、１ビットとすることができる。比較器２３の出力に、デジタル信号が出力され、そのデジタル信号が、制御ループを形成するためにトラッキング発振器６の周波数制御入力９へ供給される。
【００３０】
図３においては、位相制御回路がロックされている場合にデジタル振動信号８が、回転サンプリング信号１０に対し、ないしは破線で示すサイン形状のカーブに対して位相同期していることが、認識できる。トラッキング発振器の特別な特性に基づいて、デジタル振動信号８と回転サンプリング信号１０の間に、約９０°の位相オフセットが生じる。
【００３１】
平面２内で磁場Ｂが基準軸に対して配置されている角度を定めるために、装置１は、位相位置検出器を有している。これは、システムクロックのクロックパルスのためのカウンタ２４を有している。カウンタ２４は、角度測定のための基準軸に相当する仮想のゼロ位相位置２５をマークする、スタートパルスによって始動される。カウンタ２４は、デジタル振動信号内に側面ないしゼロ通過が発生するとすぐに、停止する。カウンタ２４の出力には、デジタル振動信号８の位相角度に相当するデジタル信号φvcoが出力される。カウンタ２４の出力は、ローパスフィルタ２６の第１の入力と接続されている。
【００３２】
位相位置検出器は、更に、象限検出器を有しており、その象限検出器が第１の偏波検出器２７と第２の偏波検出器２８を有している。第１の偏波検出器２７の入力は、第１の磁場センサ３の測定信号出力１２と接続されており、第２の偏波検出器２８の入力は、第２の磁場センサ４の測定信号出力１３と接続されている。
【００３３】
位相位置検出器の出力は、ローパスフィルタ２６の第２の入力と接続されている。ローパスフィルタ２６の出力には、磁場の角度に相当する測定信号φoutが出力される。
【００３４】
図３において、位相制御ループがロックされている場合に、ミキサー出力信号Ｖmixが周波数ｆmix＝２ｆrotで発振することが、明らかである。従って、機能性を損なうことなしに、回転位相２と３を除去することが可能である。その場合にトラッキング発振器６は、半周期のみを実施する。比較器は、同様に、周波数ｆkomp＝２ｆclk／Ｎで２倍の速さでクロックされるので、ループ帯域と読出しレートが倍増する。
【００３５】
ループ帯域を更に倍増することが、図２に示す実施例によって可能である。この実施例において、トラッキング発振器６は、２つのデジタル振動信号のための出力７ａ、７ｂを有している。第１のデジタル振動信号が、トラッキング発振器６の第１の発振器出力７ａに、そして第２のデジタル振動信号が第２の発振器出力７ｂに出力される。その場合に、第１のデジタル振動信号と第２のデジタル振動信号は、互いに対して９０°だけ位相シフトされている（直角位相信号）。
【００３６】
図２に更に明らかなように、位相制御ループ内に２つの周波数ミキサー１９ａ、１９ｂが配置されている。第１の周波数ミキサー１９ａの第１の入力は、第１の磁場センサ３の測定信号出力１２と、そして第１の周波数ミキサー１９ａの第２の入力は、第１の発振器出力７ａと接続されている。同様にして、第２の周波数ミキサー１９ｂの第１の入力が、第２の磁場センサ４の測定信号出力１３と、そして第２の周波数ミキサー１９ｂの第２の入力が、第２の発振器出力７ｂと接続されている。従って、図１において設けられているマルチプレクサ１４ないし回転スイッチは、図２では省かれている。
【００３７】
周波数ミキサー１９ａ、１９ｂのミキサー出力２０ａ、２０ｂは、それぞれ加算素子２９の入力と接続されている。加算素子２９の出力は、アナログのローパス２２を介して、クロック信号でクロックされる比較器２３の入力と接続されている。クロック信号の周波数は、回転サイクルの間続くクロックパルスの数Ｎによって割り算された、クロックジェネレータ１８のクロック周波数ｆclkの４倍の大きさである。その場合にトラッキング発振器６のサンプリングレートｆsは、ｆs＝４ｆclk／Ｎであり、細密度は、更に１ｄ（Ｎ）ビットである。
【００３８】
図２の位相位置検出器は、図１のものに相当し、従ってその限りにおいてそこの説明を参照するよう指示される。
【図１】
2010038915.tif 000003
【図２】
2010038915.tif 000004
【図３】
2010038915.tif 000005