[發明專利]頻率傳感器

有效

• 申請號: 201880077051.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111417858B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 亞歷克斯·詹金斯;里卡多·費雷拉
• 申請（專利權）人: INL-國際伊比利亞納米技術實驗室
• 主分類號: G01R23/06
• 分類號: G01R23/06;H03B15/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張娜;顧麗波

1.一種頻率傳感器(100)，包括：

磁阻納米振蕩器(110,210)，其包括至少磁性自由層(120,220)、磁性參考層(122,222)和布置在所述磁性自由層(120,220)和所述磁性參考層(122,222)之間的非磁性中間層(124,224)的磁性異質結構，其中，所述磁阻納米振蕩器(110,210)是磁隧道結MTJ，其中，所述磁性自由層(120,220)在具有至少一個磁渦流芯的狀態下是可配置的；

耦合裝置(140)，其被布置成將輸入信號耦合到所述磁性自由層(120,220)的至少一個磁模式，其中，所述至少一個磁模式包括所述磁渦流芯的回旋模式，以及

頻率估計器(150)，其被配置為：

隨著時間執行所述磁阻納米振蕩器(110,210)兩端的多個電壓測量；

基于所述多個電壓測量，計算所述磁阻納米振蕩器(110,210)兩端的時間平均電壓；

在有限的頻率范圍內，將所述輸入信號的頻率估計為所計算的時間平均電壓的一對一函數，以及

輸出表示所述估計的頻率的信號；

其中，所述耦合裝置(140)包括與所述MTJ相鄰的至少一個場線(142)，所述至少一個場線使所述輸入信號作為電流通過以生成磁場，所述磁場可用于使用所述輸入信號來激勵所述磁渦流芯的所述至少一個回旋模式。

2.根據權利要求1所述的頻率傳感器(100)，其中，所述頻率估計器(150)被配置為：在跨所述至少一個磁渦流芯的若干個振蕩的時間間隔上執行電壓測量。

3.根據權利要求1所述的頻率傳感器(100)，其中，所述至少一個磁模式包括方位自旋波模式，并且其中，所述磁渦流芯的所述回旋模式通過所述方位自旋波模式被間接地激勵。

4.根據權利要求1所述的頻率傳感器(100)，

其中，所述耦合裝置(140)包括至少一個導體，所述至少一個導體用于使所述輸入信號作為電流通過所述MTJ來調制所述磁性自由層(120,220)中的磁化強度。

5.根據權利要求4所述的頻率傳感器(100)，其中，所述磁性自由層(120,220)的磁化強度傾斜到所述MTJ的平面之外。

6.根據權利要求4或5所述的頻率傳感器(100)，其中，所述頻率估計器(150)被配置以在跨所述輸入信號的若干周期的時間間隔上執行電壓測量。

7.根據權利要求2或4或5所述的頻率傳感器(100)，其中，所述頻率估計器(150)被配置成基于所確定的輸入信號的頻率的所需分辨率來確定所需的時間間隔的長度。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的頻率傳感器(100)，其中，所述頻率估計器(150)配置成測量所述磁阻納米振蕩器(110,210)兩端的電壓作為整流電壓。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的頻率傳感器(100)，還包括偏置裝置，所述偏置裝置用于提供通過所述磁阻納米振蕩器(110,210)的偏置DC電流。

10.根據權利要求1至5中任一項所述的頻率傳感器(100)，其中，所述磁阻納米振蕩器(110,210)被設置為納米柱的形式。