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INDUCTIVE SENSING WITH DIFFERENTIAL INDUCTANCE READOUT BASED ON SENSE/REFERENCE LC-RING OSCILLATORS WITH A SHARED CAPACITOR | INDUKTIVE MESSUNG MIT ABLESUNG DER DIFFERENZIELLEN INDUKTIVITÄT AUF DER BASIS VON SENSOR-/REFERENZ-LC-RINGOSZILLATOREN MIT GEMEINSAMEM KONDENSATOR | DÉTECTION INDUCTIVE À LECTURE D'INDUCTANCE DIFFÉRENTIELLE SUR LA BASE D'OSCILLATEURS EN ANNEAU LC DE DÉTECTION/RÉFÉRENCE AVEC UN CONDENSATEUR PARTAGÉ

Patentnummer:EP3345007B1
IPC Hauptklasse:G01D000522
Anmelder:
Erfinder:
Anmeldung:02.09.16
Offenlegung:02.09.15
Patenterteilung:13.11.19

Abstract / Hauptanspruch
For inductive sensing (such as for proximity switching), differential inductance readout (141) is based on Sense/Reference resonators implemented as LC-ring oscillators, with Ls/LR inductor coils and a shared (time-multiplexed) resonator capacitor Cc. The ring oscillators include matched Lsense/Lref drivers (124, 126) time-multiplexed (by out enable signals OEsense/OEref), to provide Lsense/Lref resonator excitation signals to the Lsense/Lref resonators (L S/LR, Cc), based on resulting Lsense/Lref resonance measurements (such as of resonance state) acquired by the ring oscillators from the Lsense/Lref resonators. Differential readout data is based on the time-multiplexed Lsense/Lref resonance measurements, corresponding respectively to LS/LR coil inductances (such as based on Lsense/Lref resonator oscillation frequency). The ring oscillators can be implemented with a Schmitt trigger (122), converting analog resonance measurements into digital input to the Lsense/Lref drivers. Driver matching and layout matching can be used to improve accuracy. Effects of parasitic capacitance at the driver outputs can be suppressed by shorting or bootstrapping across the inactive LS/LR coil inductances.

En vue d'obtenir une détection inductive (telle que pour une commutation de proximité), une lecture d'inductance différentielle (141) est basée sur des résonateurs de détection/référence mis en œuvre sous la forme d'oscillateurs en anneau LC, comportant des bobines d'induction à inductance de détection/inductance de référence (Lsense/Lref) et un condensateur Cc résonateur partagé (à multiplexage dans le temps). Les oscillateurs en anneau comprennent des pilotes (124, 126) Lsense/Lref mis en correspondance à multiplexage dans le temps (au moyen de signaux de validation OEsense/OEref), en vue de fournir des signaux d'excitation de résonateurs Lsense/Lref aux résonateurs Lsense/Lref (L S/LR, Cc), sur la base des mesures obtenues de résonance Lsense/Lref (par exemple, de l'état de résonance) acquises par les oscillateurs en anneau à partir des résonateurs Lsense/Lref. Des données de lecture différentielle reposent sur les mesures de résonance Lsense/Lref multiplexées dans le temps correspondant respectivement aux inductances de bobines LS/LR (par exemple, basées sur la fréquence d'oscillation de résonateurs Lsense/Lref). Les oscillateurs en anneau peuvent être mis en œuvre avec une bascule de Schmitt (122), convertissant des mesures de résonance analogique en entrée numérique pour les pilotes Lsense/Lref. Une mise en correspondance de pilotes et une mise en correspondance de disposition peuvent être utilisées pour améliorer la précision. Les effets de capacité parasite au niveau de sorties de pilotes peuvent être supprimés par mise en court-circuit ou amorçage à travers les inductances de bobines LS/LR inactives.

EP3345007B1


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