CN102292616B - 振荡电路、振荡电路的制造方法、使用该振荡电路的惯性传感器及电子设备 - Google Patents

振荡电路、振荡电路的制造方法、使用该振荡电路的惯性传感器及电子设备 Download PDF

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Abstract

振荡电路包括：振子；将从振子输出的监视信号滤波并输出滤波信号的滤波器；将从滤波器输出的滤波信号放大并生成驱动信号的驱动单元；以及基于监视信号进行动作以调整滤波器的通过特性的控制单元。振子由驱动信号驱动并振动，根据振动而输出监视信号。该振荡电路可以使振子稳定地振荡。

Description

振荡电路、振荡电路的制造方法、使用该振荡电路的惯性传感器及电子设备
技术领域
本发明涉及振荡电路、振荡电路的制造方法、使用了该振荡电路的惯性传感器及电子设备。
背景技术
图25是专利文献1记载的现有的振荡电路130的电路方框图。振荡电路130包括：振子131；输入从振子131输出的监视信号的滤波器132；以及将从滤波器132输出的滤波信号放大并对振子131提供驱动信号的驱动单元133。监视信号包含振子131的振动模式的高阶振动频率或振动模式以外的振动模式而引起产生的不需要的频率信号。滤波器132抑制该不需要的频率信号。
振子131使用石英等加工精度好的压电材料形成，加工偏差引起的驱动振动频率的偏差一般较小。但是，在为了小型化而微小地形成振子131时，振子131的加工偏差对于驱动振动频率的影响变大。在驱动振动模式以外使振子131以多个振动模式振动时，由于振子131的加工偏差自身变大，所以驱动振动频率的偏差也变大。
此外，在使用硅材料形成了振子131时，频率温度特性比石英差，所以驱动振动频率依赖于振子131的环境温度而改变。
此外，也有振子131的驱动振动频率因时间性老化而改变的情况。
在以往的振荡电路130中，对于振子131的加工偏差引起的驱动振动频率的偏差、温度变化等引起的驱动振动频率的改变、时间性老化引起的驱动振动频率的时间性变化，不能使滤波器132的通过特性最佳。
图26是专利文献2记载的以往的惯性传感器620的电路方框图。惯性传感器620包括：振子621；将振子621输出的监视信号放大并对振子621提供驱动信号的驱动单元622；检测从振子621输出的感应信号并将其输出到输出端子625的检测电路623；以及基于监视信号而将异常检测信号输出到诊断端子626的异常检测单元624。振子621按照从外部提供的动作造成的惯性量输出感应信号(sensing signal)。检测电路623将该感应信号输出到输出端子625。异常检测单元624包括：输出监视信号的振幅值的检波单元624A；在该振幅值为上限阈值VR501以上或为下限阈值VR502以下时从诊断端子626输出异常检测信号的窗口比较器(window comparator)624B。即，异常检测单元624在监视信号的振幅值在从上限阈值VR501至下限阈值VR502的规定的范围以外时，判断为振子621即惯性传感器620为异常状态，将异常检测信号输出到诊断端子626。
在对惯性传感器620施加了大的外部冲击时，监视信号的振幅值一度超过上限阈值VR501，异常检测单元624输出异常检测信号。此外，在振子621的振荡因电路的断线等而停止了时，监视信号的振幅值小于下限阈值VR502，同样地，异常检测单元624输出异常检测信号。由此，使用惯性传感器620的电子设备在从诊断端子626输出异常检测信号期间，可以判断为基于从输出端子625输出的感应信号所得的惯性量是可靠性低的值。
异常检测单元624基于监视信号的振幅值判断异常状态，所以有时不能在振子621产生异常振荡时输出异常检测信号。例如，在振子621因驱动振动频率的高阶的高谐波频率或其他固有振动频率而产生振荡的情况下，有时监视信号的振幅值为一定的状态并且振子621持续振荡。这种情况下，如果监视信号的振幅值在上述规定的范围内，则异常检测单元624不输出异常检测信号。但是，在这样的异常振荡的状态下，惯性传感器620按照从外部提供的动作而不能输出合适的感应信号，根据从输出端子625输出的感应信号所得的惯性量的可靠性低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-88581号公报
专利文献2：日本专利第2504233号公报
发明内容
振荡电路包括：振子；将从振子输出的监视信号进行滤波并输出滤波信号的滤波器；将从滤波器输出的滤波信号放大而生成驱动信号的驱动单元；以及基于监视信号进行动作以调整滤波器的通过特性的控制单元。振子由驱动信号驱动并振动，根据振动而输出监视信号。
该振荡电路能够使振子稳定地振荡。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的振荡电路的电路方框图。
图2是实施方式1的角速度传感器的电路方框图。
图3A是实施方式1的振荡电路的振子的立体图。
图3B是图3A所示的振子的立体图。
图4A是实施方式1的振荡电路的另一振子的立体图。
图4B是图4A所示的振子的立体图。
图5A是实施方式1的振荡电路的频率测量单元的电路方框图。
图5B是实施方式1的振荡电路所使用的芯片的概略图。
图6是实施方式1的振荡电路的带通滤波器的电路图。
图7是实施方式1的振荡电路的另一带通滤波器的电路图。
图8A表示实施方式1的带通滤波器的频率特性。
图8B表示实施方式1的带通滤波器的频率特性。
图8C表示实施方式1的带通滤波器的频率特性。
图9表示实施方式1的带通滤波器的频率特性。
图10是本发明的实施方式2的振荡电路的电路方框图。
图11A表示实施方式2的滤波器的相位特性。
图11B表示实施方式2的滤波器的相位特性。
图11C表示实施方式2的滤波器的相位特性。
图12是本发明的实施方式3的振荡电路的电路方框图。
图13是本发明的实施方式4的惯性传感器的电路方框图。
图14A是实施方式4的惯性传感器的振子的立体图。
图14B是图14A所示的振子的立体图。
图15表示实施方式4的振子的频率特性。
图16A是实施方式4的另一振子的立体图。
图16B是图16A所示的振子的立体图。
图17A是实施方式4的惯性传感器的频率测量单元的电路方框图。
图17B是实施方式4的另一惯性传感器的电路方框图。
图18表示实施方式4的振子的频率特性。
图19是使用了实施方式4的惯性传感器的电子设备的方框图。
图20是本发明的实施方式5的惯性传感器的电路方框图。
图21是实施方式5的惯性传感器的检测电路的电路方框图。
图22A表示实施方式5的检测电路的信号的波形。
图22B表示实施方式5的检测电路的信号的波形。
图23是本发明的实施方式6的惯性传感器的电路方框图。
图24是实施方式6的惯性传感器的电路方框图。
图25是以往的振荡电路的电路方框图。
图26是以往的惯性传感器的电路方框图。
标号说明
11 振子
12 滤波器
13 驱动单元
14 控制单元
20 惯性传感器
21 检测电路
102 控制单元
123 控制装置
130 振荡电路
131 振子
132 滤波器
133 驱动单元
510 惯性传感器
511 振子
512 驱动单元
513 检测电路
514 异常检测单元
550 频率测量单元
570 惯性传感器
571 异常检测单元
580 检测电路
600 惯性传感器
601 异常检测单元
610 惯性传感器
612 异常检测单元
624 异常检测单元
具体实施方式
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1的振荡电路10的电路方框图。振荡电路10包括：振子11；输入从振子11输出的监视信号S1的滤波器12；对振子11供给驱动信号S2的驱动单元13；以及基于监视信号S1调整滤波器12的通过特性的控制单元14。振子11由从驱动单元13供给的驱动信号S2驱动，以驱动振动频率振动。振子11根据该振动而输出监视信号S1。监视信号S1具有与驱动振动频率相同的频率。滤波器12将从输入端12A输入的监视信号S1滤波并从输出端12B输出滤波信号。滤波器12的通过特性由从控制端12C输入的控制信号调整。驱动单元13将滤波信号放大而生成驱动信号S2。控制单元14包括：基于监视信号S1，测量振子11的驱动振动频率的频率测量单元14A；以及基于频率测量单元14A测量出的驱动振动频率，调整滤波器12的通过特性的调整单元14B。
图2是使用了振荡电路10的角速度传感器即惯性传感器20的电路方框图。惯性传感器20包括：图1所示的振荡电路10；以及检测从振子11输出的感应信号S3的检测电路21。在惯性传感器20中，振子11根据从外部提供的惯性量即角速度，输出感应信号S3。振子11由驱动信号S2驱动，以产生驱动振动频率的驱动振动模式振动。振子11具有与该驱动振动模式不同的感应振动模式。振子11通过由从外部提供的惯性量即角速度激励而以感应振动模式振动，从而输出上述感应信号S3。检测电路21使用监视信号S1对感应信号S3进行同步检波，输出与感应信号S3对应的信号。由此，惯性传感器20能够检测对振子11提供的角速度。
图3A和图3B是作为振子11使用的音叉式振子30的立体图。以下说明将音叉式振子30用作振子11的惯性传感器20的动作。图3A表示驱动信号S2的驱动引起的音叉式振子3的驱动振动31，图3B表示角速度引起的音叉式振子30的感应振动32。通过驱动单元13对音叉式振子30施加驱动信号S2，音叉式振子30以驱动振动模式振动，在驱动振动模式的固有振动频率即驱动振动频率下以轴30为中心的放射方向上产生驱动振动31。在产生驱动振动31的状态下，如图3B所示，在输入以轴30C为中心的角速度时，通过哥氏力(Coriolis force)而在驱动振动31的方向和角速度33的轴30C的垂直的方向上产生感应振动32。音叉式振子30基于感应振动32输出感应信号。该感应信号具有与驱动振动31相同的频率，并具有与角速度33对应的振幅。检测电路21使用监视信号S1，将感应信号S3同步检波，从而能够检测角速度33。
音叉式振子30用石英(crystal)形成，但为了小型化，也可以将硅材料进行微细加工而形成。将硅材料微小地形成时起因于加工精度的劣化而在音叉式振子30的形状上产生偏差。其结果，与石英相比，硅材料组成的音叉式振子30的驱动振动模式下的驱动振动频率产生更大偏差。这种情况下，在振荡电路10被固定地最佳化为特定的驱动振动频率时，驱动单元13不能最佳地驱动将硅材料微细加工而形成的音叉式振子30。
图4A和图4B是用作振子11的多轴检测振子40的立体图。振子30包括：四个锤41；支承体43；以及将四个锤41分别连结到支承体43的四个臂42。臂42具有挠曲性(flexible)。以下说明将振子40用作了图2所示的惯性传感器20的振子11的情况下的动作。多轴检测振子40通过在X轴方向上提供驱动振动，能够检测与X轴都为直角并且相互为直角的Y轴的旋转的角速度47及Z轴的旋转的角速度45。
图4A表示检测Z轴的旋转的角速度45时的多轴检测振子40的动作。在振荡电路10中，通过驱动单元13对多轴检测振子40施加驱动信号S2，多轴检测振子40在X轴的方向的驱动振动模式下锤41在X轴的方向上振动，以该驱动振动模式的固有振动频率产生驱动振动44。在产生了驱动振动44的状态下输入Z轴的旋转的角速度45时，在振子40中因哥氏力而在Y轴的方向上产生感应振动46，锤41在Y轴的方向上振动。基于感应振动46，振子40输出感应信号S3。感应信号S3具有与驱动振动44相同的频率，并具有与角速度45对应的振幅。检测电路21通过使用监视信号S1而同步检波感应信号S3，可以检测角速度45。
图4B表示检测Y轴的旋转的角速度47时的多轴检测振子40的动作。在产生了驱动振动44的状态下，输入Y轴的旋转的角速度47时，在Z轴的方向产生感应振动48，锤41在Z轴的方向上振动。振子40基于感应振动48而输出感应信号。该感应信号具有与驱动振动44相同的频率，并具有与角速度47对应的振幅。检测电路21通过使用监视信号S1而同步检波感应信号S3，可以检测角速度47。
多轴检测振子40为了以高精度检测角速度45、47而具有包括了四个锤41、四个臂42和支承体43的复杂的形状。因此，与图3所示的音叉式振子30相比，由于高精度地加工振子40更加困难，所以该驱动振动频率更大地散乱。在振荡电路10被固定地最佳化为特定的驱动振动频率时，不能最佳地驱动具有复杂的形状的多轴检测振子40。
再有，在音叉式振子30及多轴检测振子40中，从驱动信号S2向驱动振动31、44的变换、从感应振动32、46、48向感应信号S3的变换，也可以按压电方式、静电容量方式、电磁驱动方式的其中任一方式进行。
在使用了驱动振动频率的偏差大的振子作为振子11时，在振荡电路10中不能最佳地驱动振子11，振子11的振荡的稳定性劣化。即，振子11用于振荡的增益余量或相位余量变小，对温度变化或电源电压变动等引起的驱动振动频率的变动的抗性劣化，有振荡因这些外部环境的改变而停止的情况。
在实施方式1的振荡电路10中，通过频率测量单元14A检测从振子11输出的监视信号S1的频率而检测驱动振动频率，并基于检测出的频率，控制单元14调整滤波器12的通过特性。由此，即使是使用了加工偏差大的振子11的情况，驱动单元13也可以始终最佳地驱动振子11。
如上所述，由于感应信号S3具有与驱动振动频率相同的频率，所以即使驱动振动频率散乱在预定的值之外，或者在预定的值之外变动，检测电路21也可以检测对振子11提供的角速度。因此，在振荡电路10中，即使不将驱动振动频率自身高精度地调整到预定的值，也可以通过与驱动振动频率匹配地调整滤波器12的通过特性而使振子11稳定地振荡，构成确保了振荡稳定性的惯性传感器20。
在图25所示的以往的振荡电路130中，由于滤波器132的频率特性被预定地固定，所以对于振子131的加工偏差引起的驱动振动频率的偏差、温度变化等引起的驱动振动频率的变化、时间性老化引起的驱动振动频率的时间性变化，不能将滤波器132的通过特性最佳化。
图5A是检测监视信号S1的频率的频率测量单元14A的一例即频率测量单元50的电路方框图。监视信号S1是具有驱动振动频率的正弦波。频率测量单元50包括：将监视信号S1的正弦波整形为方波的波形整形单元51；将该方波进行微分而变换为监视脉冲信号的微分单元52；输出基准信号的基准振荡器53；输入监视脉冲信号和基准信号而输出脉冲信号的“与”门单元54；以及对从“与”门单元54输出的脉冲信号的数进行计数的计数单元55。基准信号是其高电平(level)和低电平按规定的占空比转变的信号。“与”门单元54输出监视脉冲信号和基准信号的逻辑“与”。即，“与”门单元54仅在基准信号为高电平的期间即选通(gate)期间输出监视脉冲信号，在基准信号为低电平的期间不输出监视脉冲信号。通过对选通期间的监视脉冲信号的数进行计数，能够检测被输入到频率测量单元50的监视信号S1的频率。
再有，频率测量单元50是频率测量单元14A的一例，其具体结构不限于此。例如，频率测量单元14A也可以输出与监视信号S1的频率和基准信号的频率的差分对应的电压。此外，频率测量单元14A也可以生成将监视信号S1进行模拟/数字变换所得的数字信号，对该数字信号进行快速傅立叶变换并分析频率。
再有，作为基准振荡器53，通过使用具有Q值大于振荡电路10的振荡器，可以确保监视信号S1的频率的检测精度高。作为Q值大于振荡电路10的振荡器，例如，可以用采用了石英振子或陶瓷振子作为基准振荡器53的振荡器。
图5B是振荡电路10所使用的芯片56的概略图。在振子11由微细加工了的硅材料形成的情况下，可以将电容器和电阻组成的CR振荡器、或加工硅材料所得的硅振荡器、环状地连接了的多个“非”门或多个“或非”门组成的环形振荡器等的小型且低价的振荡器用作基准振荡器53。这种情况下，可以将基准振荡器53形成在与滤波器52和驱动单元53相同的芯片内。
再有，通过使用制造偏差小于振荡电路10的振荡器作为基准振荡器53，可以使制造偏差引起的选通期间的偏差小，可以抑制频率的测量偏差。作为制造偏差小于振荡电路10的振荡器，例如，可以用采用了石英振子或陶瓷振子的振荡器作为基准振荡器53。在振子11由微细地加工了的硅材料形成的情况下，可以将电容器和电阻组成的CR振荡器、或加工硅材料所得的硅振荡器、环状地连接了的多个“非”门或多个“或非”门组成的环形振荡器等的小型且低价的振荡器用作基准振荡器53，并且可以将基准振荡器53形成在与滤波器52和驱动单元53相同的芯片内。
再有，作为基准振荡器53，通过使用频率温度系数小于振荡电路10的振荡器，可以使环境温度的变化引起的选通期间的变化小，可以确保频率的测量精度高。作为频率温度系数小于振荡电路10的振荡器，例如，可以用采用了石英振子或陶瓷振子的振荡器作为基准振荡器53。在振子11由微细地加工了的硅材料形成的情况下，可以将电容器和电阻组成的CR振荡器、或加工硅材料所得的硅振荡器、环状地连接了的多个“非”门或多个“或非”门组成的环形振荡器等的小型且低价的振荡器用作基准振荡器53，并且可以将基准振荡器53形成在与滤波器52和驱动单元53相同的芯片56内。
图6是作为滤波器12的一例的带通滤波器60的电路图。带通滤波器60包括：作为供给监视信号S1的输入端12A的输入端子61；运算放大器62；连接到运算放大器62的反相输入端的开关电容器65；使输入端子61和开关电容器65耦合的电容元件67；作为输出端12B的输出端子63；连接在运算放大器62的输出端和反相输入端之间的电容元件64；以及与电容元件64并联地连接了的开关电容器66。运算放大器62的同相输入端连接到地。
开关电容器65包括：开关65A；连接在开关65A和地之间的电容元件65B；以及产生用于切换开关65A的时钟信号CK65的可变时钟发生器65C。开关65A包括：连接到电容元件67的分支端265A；连接到运算放大器62的反相输入端的分支端365A；以及连接到电容元件65B的公共端465A。在开关65A中，使公共端465A按时钟信号CK65的周期选择性地与分支端265A、365A交替地导通，具有作为连接在分支端265A、365A间的电阻元件的功能。通过从控制端12C输入的控制信号而调整时钟信号CK65的频率，可以调整具有电阻元件功能的开关电容器65的电阻值。
开关电容器66包括：开关66A；连接在开关66A和地之间的电容元件66B；以及产生用于切换开关66A的时钟信号CK66的可变时钟发生器66C。开关66A包括：连接到电容元件66B的公共端466A；连接到运算放大器62的输出端的分支端366A；以及连接到运算放大器62的反相输入端的分支端266A。在开关66A中，使公共端466A按时钟信号CK65的周期选择性地与分支端266A、366A交替地导通，具有作为连接在分支端266A、366A间的电阻元件的功能。通过从控制端12C输入的控制信号而调整时钟信号CK66的频率，可以调整具有电阻元件功能的开关电容器66的电阻值。
通过将时钟信号CK65、CK66的频率之比原样地设为固定，控制它们的频率，可以控制带通滤波器60的通过频带的中心频率，可以用简单的结构构成滤波器12。
图7是作为滤波器12的另一例子的带通滤波器70的电路图。带通滤波器70包括：作为被供给监视信号S1的输入端12A的输入端子71；运算放大器72；连接到运算放大器72的反相输入端的可变电阻75；使输入端子71和可变电阻75耦合的电容元件77；作为输出端12B的输出端子73；连接在运算放大器72的输出端和反相输入端之间的电容元件74；以及与电容元件74并联地连接的可变电阻76。运算放大器72的同相输入端连接到地。
可变电阻75包括：串联连接的电阻元件75A、75B、75C、75D；以及将这些电阻元件能够分别旁路地连接的开关75E、75F、75G、75H。此外，可变电阻76包括：串联连接的电阻元件76A、76B、76C、76D；以及将这些电阻元件能够分别旁路地连接的开关76E、76F、76G、76H。
通过控制可变电阻75的各个开关，可以调整可变电阻75的电阻值。例如，通过将开关75E、75F、75G、75H全部断开，电阻元件75A、75B、75C、75D的相加值成为可变电阻75的电阻值。此外，通过仅开关75E短路，将开关75F、75G、75H断开，电阻元件75B、75C、75D的相加值成为可变电阻75的电阻值。即，通过控制四个开关75E、75F、75G、75H，可以将可变电阻75的电阻值调整为16(＝24)级别的值。同样地，通过控制开关76E、76F、76G、76H，可以将可变电阻76的电阻值调整为16级别的值。再有，一般地，在可变电阻75、76分别由串联连接的N个电阻元件、以及将这些电阻元件能够分别旁路地连接的N个开关组成的情况下，可以将可变电阻75、76的电阻值调整为2N级别的值。
通过将可变电阻75、76的电阻的电阻值之比原样地设为固定，控制它们的电阻值，可以控制带通滤波器70的通过频带的中心频率。由此，带通滤波器70可以不产生时钟信号而仅通过开关的控制来分级地控制通过频带的中心频率。
滤波器12不一定为带通滤波器。在没有低于振子11的驱动振动频率的不期望的频率时，滤波器12也可以是低通滤波器。此外，在没有高于振子11的驱动振动频率的不期望的频率时，滤波器12也可以是高通滤波器。
如以上那样，在振荡电路10的控制单元14中，可以由频率测量单元14A测量监视信号S1的频率，调整单元14B基于监视信号S1的频率调整滤波器12的频率特性。
图8A至图8C表示滤波器12的频率特性。如图8A所示，在振子11的驱动振动频率Fd位于作为带通滤波器的滤波器12的通过频带80的中心频率附近的情况下，滤波器12对于驱动振动频率Fd具有最大的增益G，从而频率特性被最佳化，振子11稳定地振荡。
如图8B所示，在加工偏差等引起的振子11的驱动振动频率成为从图8A所示的频率Fd相当于低了差α的频率(Fd-α)时，由于频率(Fd-α)位于滤波器12的通过频带81的下侧频带端，所以输入到滤波器12的监视信号S1衰减。滤波器12对于驱动振动频率(Fd-α)具有比增益G小的增益(G-β)。其结果，振荡电路10的增益余量减少，振子11的振荡稳定性劣化或振荡停止。
控制单元14的频率测量单元14A测量监视信号S1的频率并测量与该频率相同的驱动振动频率(Fd-α)，如图8C所示，调整单元14B对滤波器12的控制端12C供给控制信号，以使滤波器12的通过频带的中心频率成为频率(Fd-α)。由此，滤波器12能够对于驱动振动频率(Fd-α)具有大的增益G，能够确保振荡电路10的振荡稳定性。再有，不必一定使监视信号S1的频率与滤波器的通过频带的中心频率正确地一致，而通过监视信号S1的衰减量足够小的程度调整带通滤波器的频率特性，确保振子11的振荡稳定性。
图9表示滤波器12的频率特性。在图2所示的作为角速度传感器的惯性传感器20中，振子11由驱动单元13激励而进行频率Fd的驱动振动，并且振子11根据从外部提供的角速度，通过哥氏力在与驱动振动的方向和角速度的中心的轴直角的方向上以频率Fs进行感应振动。在图9中，频率Fs比频率Fd高。根据振子11的结构，也有频率Fs比频率Fd低的情况。感应振动是用于检测角速度而必要的振动，而对用于通过振荡电路10使振子11稳定地振荡是不期望的振动。由于监视信号S1包含该感应振动造成的频率Fs的成分(component)，所以在滤波器12中必须抑制该感应振动的频率Fs的成分。
控制单元14的频率测量单元14A也可以检测因该感应振动产生的感应信号S3的频率Fs。在频率测量单元14A感应振动的频率Fs高于测量出的监视信号S1的频率Fd时，调整作为带通滤波器的滤波器12的通过频带的中心频率，以使通过频带的中心频率低于频率Fd。此外，在感应振动造成的频率Fs低于监视信号S1的频率Fd时，调整滤波器12的通过频带的中心频率，以使中心频率高于频率Fd。通过这些动作，可以增大监视信号S1中的对于感应振动造成的频率Fs的成分的衰减量。
再有，在实施方式1中，用振荡电路10调整加工偏差引起的振子11的驱动振动频率的偏差。即使对于振子11的环境温度的变化引起的驱动振动频率的变动、时间性老化引起的驱动振动频率的时间性变化，振荡电路10也稳定地振荡。即，即使振子11的驱动振动频率无论什么样的原因而变化，在振荡电路10中，都可以检测监视信号S1的频率，并基于检测出的频率而使滤波器12的频率特性最佳化。
再有，对于振子11的环境温度的变化引起的驱动振动频率的变动，不一定使用频率测量单元14A。即，可以将温度传感器设置在振子11附近，使用该温度传感器输出的温度，通过预先准备了的变换表，或通过使用了振子11的频率温度特性的运算，换算为振子11的驱动振动频率。可以基于该换算所得的频率的值，通过调整单元14B调整滤波器12，将滤波器12的频率特性最佳化。
(实施方式2)
图10是实施方式2的振荡电路100的方框图。在图10中，对与图1所示的振荡电路10相同的部分附加相同的参考标号。图10所示的振荡电路100包括滤波器101和控制单元102而取代图1所示的振荡电路10的滤波器12和控制单元14。即，振荡电路100包括：振子11；输入从振子11输出的监视信号S1的滤波器101；对振子11供给驱动信号S2的驱动单元13；以及基于监视信号S1调整滤波器101的通过特性的控制单元102。振子11由从驱动单元13供给的驱动信号S2驱动，以驱动振动频率振动。振子11根据该振动而输出监视信号S1。监视信号S1具有与驱动振动频率相同的频率。滤波器101将从输入端101A输入的监视信号S1滤波并从输出端101B输出滤波信号。滤波器101的通过特性通过从控制端101C输入的控制信号受到调整。驱动单元13将滤波信号放大并生成驱动信号S2。控制单元102包括：检测被输入到滤波器101的监视信号S1和从滤波器101输出的滤波信号之间的相位差的相位差测量单元102A；以及调整滤波器101的相位特性以使该相位差为预定的固定值的调整单元102B。
作为振子11，使用图3A和图3B所示的音叉式振子30、或图4A和图4B所示的多轴检测振子40等，如上所述，产生加工偏差引起的驱动振动频率的偏差，或产生温度变化、时间性老化引起的驱动振动频率的变动。其结果，通过滤波器101时的监视信号S1的相位旋转量散乱或变动，振荡电路100的相位余量减少。即，振荡稳定性劣化，有可能振动停止。
控制单元102的调整单元102B调整滤波器101的相位特性，以使输入到滤波器101的监视信号S1和从滤波器101输出的滤波信号之间的相位差与预定的固定值相等。由此，无论驱动振动频率的偏差、或者变动如何，都可以使滤波器101中的相位旋转量保持为固定值。
相位差测量单元102A可以使用触发器(flip-flop)等构成，其常用于锁相环(PLL：Phase Locked Loop)电路中的相位比较器。
图11A至图11C表示滤波器101的相位特性。
在图11A所示的滤波器101的相位特性110中，振子11的驱动振动频率Fd通过滤波器101时的相位旋转量是预定的值P。此时，振子11稳定振荡，振荡电路100稳定振荡。
如图11B所示，在加工偏差等引起的振子11的驱动振动频率成为从图11A所示的频率Fd相当于低了差α的频率(Fd-α)时，根据滤波器101的特性，相位旋转量增加相当于差β，成为相位旋转量(P+β)。其结果，振荡电路100的相位余量减少，振荡稳定性劣化或振荡停止。
控制单元102的相位测量单元102A测量监视信号S1和滤波信号之间的相位差，调整单元102B调整滤波器101的相位特性，以使测量出的相位旋转量为预定的值P。即，如图11C所示，调整单元102B通过调整滤波器101的相位特性110，以使其成为相位特性111，从而使驱动振动频率(Fd-α)下的相位旋转量成为预定的值P。由此，可以确保振荡电路100的振荡稳定性。
(实施方式3)
图12是实施方式3的振荡电路120的方框图。在图12中，对与图1所示的振荡电路10相同的部分附加相同的参考标号。振荡电路120包括：振子11；输入从振子11输出的监视信号S1的滤波器12；对振子11供给驱动信号S2的驱动单元13；输出监视信号S1的监视端子121；以及输入用于调整滤波器12的通过特性的控制信号的调整端子122。振子11根据它的振动而输出监视信号S1。监视信号S1具有与驱动振动频率相同的频率。滤波器12将从输入端12A输入的监视信号S1滤波并从输出端12B输出滤波信号。滤波器12的通过特性通过从调整端子122输入到控制端12C的控制信号受到调整。驱动单元13将滤波信号放大并生成驱动信号S2。
控制装置123包括：测量从监视端子121输出的监视信号S1的特性的测量单元123A；以及基于测量出的特性对调整端子122输入控制信号的调整单元123B。再有，可以通过调整单元123B输出的控制信号控制滤波器12的振幅的频率特性，还可以控制相位的频率特性，或者也可以控制振幅和相位双方的频率特性。
通过制作振荡电路120，将控制装置123连接到监视端子121和调整端子122，与振子11的加工偏差等引起的驱动振动频率的偏差相匹配，最佳地调整滤波器12的通过特性，并使滤波器12存储该特性。然后，从监视端子121和调整端子122拆下控制装置。由此，即使在振子11的加工偏差等引起的驱动振动频率的偏差的情况下，也可以制造其滤波器12具有最佳的通过特性的小型的振荡电路120。此外，也可以在制造后，将控制装置123连接到监视端子121和调整端子122并最佳地调整滤波器12的通过特性，然后将控制装置123拆下，由此，即使有时效变化或环境的变化，也可得到稳定地振荡的振荡电路120。
例如，测量单元123A可以用图5A所示的频率测量单元50的结构来测量监视信号S1的频率。此外，例如，滤波器12可以用图6的带通滤波器60或图7的带通滤波器70的结构来调整频率特性。调整单元123B可以通过将用于调整这些频率特性的控制信号提供给调整端子122，将滤波器12的通过特性最佳化。
实施方式1～3中的振荡电路被用于角速度传感器，但实施方式1～3中的振荡电路及振荡电路的制造方法，也可以以同样的结构适用于采用振荡电路测量其他物理量的加速度传感器，气体传感器等其他传感器，使用振荡电路将电信号变换为机械动作的影像投影器所使用的MEMS(micro-electromechanical system；微机电系统)镜的驱动装置等的致动器(actuator)。此外，这些振荡电路可以使振子稳定地振荡，在数码相机、汽车导航等各种电子设备所使用的传感器和致动器等中是有用的。
(实施方式4)
图13是实施方式4的惯性传感器510的电路方框图。惯性传感器510包括：由驱动信号S602驱动而振动的振子511；将从振子511输出的监视信号S601放大而制作驱动信号602并供给振子511的驱动单元512；检测从振子511输出的感应信号S603的检测电路513；以及基于监视信号S601而输出异常检测信号的异常检测单元514。振子511在振动的状态下，根据从外部提供的动作而输出感应信号S603。异常检测单元514包括：测量监视信号S601的频率的频率测量单元514A；以及在测量出的频率为上限阈值F501以上、或者为小于上限阈值F501的下限阈值F502以下的情况下输出异常检测信号的窗口比较器514B。
例如，惯性传感器510可以用作角速度传感器，这种情况下，振子511输出与从外部提供的角速度对应的感应信号S603。振子511以被驱动信号S602驱动并按驱动振动频率振动的驱动振动模式、以及由从外部提供的惯性量即角速度激励并振动的感应振动模式进行动作。
图14A和图14B是用作振子511的音叉式振子520的立体图。以下说明将音叉式振子520用作了振子511的角速度传感器即惯性传感器510的动作。图14A表示驱动信号S602下的驱动引起的音叉式振子520的驱动振动521，图14B表示角速度523引起的音叉式振子520的感应振动522。通过驱动单元512对音叉式振子520施加驱动信号S602，音叉式振子520以驱动振动模式振动，在驱动振动模式的固有振动频率即驱动振动频率下，在以轴520C为中心的放射方向上产生驱动振动521。在发生驱动振动521的状态下，如图14B所示，输入以轴520为中心的角速度523时，因哥氏力而在与驱动振动521的方向和角速度523的轴520C直角的方向上产生感应振动522。音叉式振子520基于感应振动522输出感应信号。该感应信号具有与驱动振动521相同的频率，并具有与角速度523对应的振幅。检测电路513通过使用监视信号S601同步检波感应信号S603，可以检测角速度523。
图15表示振子511的导纳特性(admittance characteristic)，参照图15说明驱动振动521、感应振动522之间的关系。在图15中横轴表示频率，纵轴表示导纳。特性531表示驱动振动521的导纳，该导纳为最大的中心频率是频率Fd。此外，特性530表示感应振动522的导纳，该导纳为最大的中心频率是频率Fs。
在音叉式振子520上施加角速度523时，音叉式振子520产生具有与角速度523成比例的振幅并具有感应振动频率Fs的感应信号S603。检测电路513通过将具有特性530的感应信号S603使用具有驱动振动频率Fd的监视信号S601进行同步检波，可以检测基于特性530的值S501。
因外部冲击等的某些原因，在音叉式振子520产生了3倍振荡等的高阶振荡的情况下，或以其他固有振动频率进行了振荡等情况下，检测电路513不能正常地检测角速度523。例如，在以频率Fd的3倍的频率(3×Fd)进行了振荡的情况下，振子511的驱动振动521的导纳具有特性532。这种情况下，监视信号S601的频率也为频率(3×Fd)。因此，即使在相同大小的角速度523施加到振子511上的情况下，检测电路513也使用监视信号S601同步检波感应信号S603，所以检测与值S501不同的值S502。
于是，在异常振荡状态中，不能正常地检测角速度523，但监视信号S601具有一定的振幅值，所以图26所示的以往的惯性传感器620基于该振幅值判断是否发生了异常而不输出异常检测信号。因此，使用该传感器的电子设备将检测电路513输出的错误的角速度的值判断为正常的值。
图16A和图16B是用作振子511的多轴检测振子540的立体图。振子540包括：四个锤541；支承体543；以及将四个锤541分别连结到支承体543的四个臂542。臂542具有挠曲性。以下说明将振子540用作了图13所示的惯性传感器510的振子11的情况下的动作。多轴检测振子540通过在X轴方向上提供驱动振动，能够检测与X轴为直角并且相互为直角的Y轴的旋转的角速度547及Z轴的旋转的角速度545。
图16A表示检测Z轴的旋转的角速度545时的多轴检测振子540的动作。在惯性传感器510中，通过驱动单元512对多轴检测振子540施加驱动信号S602，多轴检测振子540在X轴的方向的驱动振动模式下锤541在X轴的方向上振动，以该驱动振动模式的固有振动频率产生驱动振动544。在产生了驱动振动544的状态下输入Z轴的旋转的角速度545时，在振子540中因哥氏力而在Y轴的方向上产生感应振动546，锤541在Y轴的方向上振动。基于感应振动546，振子540输出感应信号S603。感应信号S603具有与驱动振动544相同的频率，并具有与角速度545成比例的振幅。检测电路513通过使用监视信号S601而同步检波感应信号S603，可以检测角速度545。
图16B表示检测Y轴的旋转的角速度547时的多轴检测振子540的动作。在产生了驱动振动544的状态下输入Y轴的旋转的角速度547时，在振子540中因哥氏力而在Z轴的方向上产生感应振动548，锤541在Z轴的方向上振动。振子540基于感应振动548而输出感应信号S603。感应信号S603具有与驱动振动544相同的频率，并具有与角速度547成比例的振幅。检测电路513通过使用监视信号S601而同步检波感应信号S603，可以检测角速度547。
多轴检测振子540为了使四个锤541在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上可移动而具有复杂的结构。因此，振子540除了驱动振动模式及感应振动模式以外，还具有多个不需要的固有振动模式，因外部冲击等的某些原因，有以这些不需要的固有振动模式的其中一个模式进行异常振荡的情况。
实施方式4的惯性传感器510在振子511产生了异常振荡时，可以判断为异常状态，并输出异常检测信号。
图17A是作为检测监视信号S601的频率的频率测量单元514A的一例的频率测量单元550的电路方框图。监视信号S601是具有驱动振动频率的正弦波。频率测量单元550包括：将监视信号S601的正弦波整形为方波的波形整形单元551；将该方波进行微分而变换为监视脉冲信号的微分单元552；输出基准信号的基准振荡器553；输入监视脉冲信号和基准信号而输出脉冲信号的“与”门单元554；以及对从“与”门单元554输出的脉冲信号的数进行计数的计数单元555。基准信号是其高电平和低电平按规定的占空比转变的信号。“与”门单元554输出监视脉冲信号和基准信号的逻辑“或”。即，“与”门单元554仅在基准信号为高电平的期间即选通期间输出监视脉冲信号，在基准信号为低电平的期间不输出监视脉冲信号。通过对选通期间的监视脉冲信号的数进行计数，能够检测被输入到频率测量单元550的监视信号S601的频率。
再有，频率测量单元550是频率测量单元514A的一例，其具体结构不限于此。例如，频率测量单元514A也可以输出与监视信号S601的频率和基准信号的频率的差分对应的电压。此外，频率测量单元514A也可以生成将监视信号S601进行模拟/数字变换所得的数字信号，对该数字信号进行快速傅立叶变换处理并分析频率。
再有，在频率测量单元514A的输入信号即监视信号S601中包含多个频率的成分时，频率测量单元514A不能对各个频率进行计数。例如，在振子511同时具有驱动振动模式的成分和异常的振动模式的成分时，在从振子511输出的监视信号S601中，包含预定的驱动振动频率的成分和异常的振动模式引起的异常频率的成分。这种情况下，频率测量单元514A主要测量具有更大振幅的成分的频率的情况居多。此外，在惯性传感器510包括被配置在频率测量单元514A的前级的分频器的情况下，具有更大振幅的成分的频率被分频器分频输出。
图17B是实施方式4的另一惯性传感器1510的电路方框图。在图17B中，对与图13所示的惯性传感器510相同的部分附加相同的参考标号。图17B所示的惯性传感器1510还包括被输入监视信号S601的滤波器1510A。滤波器1510A将监视信号S601滤波输出。滤波器1510A是仅抑制预定的驱动振动频率Fd的成分，使驱动振动频率Fd成分以外的成分通过的带阻滤波器。由此，在监视信号S601中包含多个频率成分时，频率测量单元514A可以不受预定的驱动振动频率的成分的影响而测量异常的频率。或者，上述分频器可以不受预定的驱动振动频率的成分的影响而将监视信号S601分频。此外，在预先知道异常的振动的频带时，滤波器1510A也可以是使该频带通过，抑制该频带以外的频带的带通滤波器。
窗口比较器514B通过将频率测量单元514A输出的频率的值与上限阈值F501及下限阈值F502进行比较，判断监视信号S601的频率为正常还是异常。
关于异常检测单元514的动作，使用图18具体地说明。图18表示振子511的导纳特性。预定的驱动振动频率是频率Fd，窗口比较器514B中设定了的上限阈值F501在频率Fd附近并且比频率Fd设定得高，下限阈值F502在频率Fd附近并且比频率Fd设定得低。与图15所示的导纳特性同样，特性532是振子511因外部冲击等的某些原因而以频率Fd的3倍的异常频率(3×Fd)进行异常振荡时的特性。这种情况下，监视信号S601的频率是频率(3×Fd)。频率测量单元514A测量监视信号S601的频率，输出频率(3×Fd)。窗口比较器514B将该频率与上限阈值F501及下限阈值F502进行比较。由于频率(3×Fd)在上限阈值F501以上，所以窗口比较器514B将异常检测信号输出到诊断端子516。
输出到诊断端子516的异常检测信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。数字信号将高电平的信号和低电平的信号的其中一个预先确定为表示异常状态的信号。或者，数字信号也可以是预定的异常检测码等的数值。
如上所述，在振子511由驱动信号602驱动而振动时，根据从外部提供的惯性量输出感应信号S603，并且根据振动而输出监视信号S601。驱动单元512将监视信号S601放大而生成驱动信号S602。检测电路513在振子511以预定的驱动振动频率振动时，基于感应信号S603正确地检测惯性量。异常检测单元514在监视信号S601包含与预定的驱动振动频率不同的频率成分时输出异常检测信号。此外，异常检测单元514也可以在监视信号S601包含与预定的驱动振动频率不同的频率成分时，并且该频率成分具有预定的值以上的振幅时，输出异常检测信号。
图19是实施方式4的电子设备1001的方框图。电子设备1001包括：惯性传感器510；基于由惯性传感器510检测出的角速度等的惯性量而进行动作的功能单元1001A；以及基于从惯性传感器510输出的异常检测信号，对功能单元1001A进行控制的控制电路1001B。功能单元1001A例如是控制车辆的姿态的致动器。通过由惯性传感器510检测惯性量即角速度而检测车辆的侧倾(roll-over)，作为致动器的功能单元1001A控制车辆的姿态。如上所述，异常检测单元514在振子511以与预定的驱动振动频率不同的频率振动时，能够从诊断端子516输出异常检测信号。控制电路1001B在从诊断端子516输出异常检测信号期间，可以控制功能单元1001A，以不使用从输出端子515输出的惯性量，或者限定性地使用，惯性传感器510和控制电路1001B能够以高可靠性控制功能单元1001A。
再有，在音叉式振子520及多轴检测振子540中，从驱动信号S602向驱动振动521、544的变换、从感应振动522、546、548向感应信号S603的变换，也可以按压电方式、静电容量方式、电磁驱动方式的任一方式进行。
此外，通过将从驱动单元512输出到振子511的驱动信号S602设为差动方式，可以提高惯性传感器510对共模噪声(common mode noise)的抗性。同样地，通过将从振子511输出到检测电路513的感应信号S603设为差动方式，能够提高共模噪声的抗性。
(实施方式5)
图20是本发明的实施方式5的惯性传感器570的电路方框图。在图20中，对与图13所示的实施方式4的惯性传感器510相同的部分附加相同的参考标号。惯性传感器570包括异常检测单元571而取代图13所示的惯性传感器510的异常检测单元514。异常检测单元571基于从振子511输出的感应信号S603，判断驱动振动频率为正常还是异常，并将异常检测信号输出到诊断端子572。
在从振子511输出的感应信号S603中，不仅包含因从外部提供的角速度等的惯性量引起的振动成分即惯性量成分，还包括因振子511的驱动振动模式和感应振动模式的结合引起而产生的振动成分即MC成分。该MC成分具有与驱动振动频率相同的频率和相位，所以通过检测该MC成分，能够判断驱动振动频率为正常还是异常。由此，在测量惯性量的基础上，可以从重要的感应信号S603直接地检测驱动振动频率的异常。此外，如图2所示的惯性传感器20，在驱动单元512之前或之后设置滤波器的情况下，在异常频率的成分存在于该滤波器抑制的频带中的情况下，不能基于监视信号S601检测异常。但是，即使是这种情况，也可以通过基于感应信号S603测量驱动振动频率，检测异常。
在惯性传感器570中，检测电路513使感应信号S603中包含的MC成分消失，仅提取惯性量引起的成分并检测惯性量。以下，说明检测电路513的动作。再有，在以下中，与实施方式4所示的惯性传感器510同样，惯性传感器570是检测在振子511上施加了的角速度的角速度传感器。
图21是作为检测电路513的一例的检测电路580的电路方框图。检测电路580包括：对其供给感应信号S603的输入端子581；将输入的感应信号S603的相位移动-90°并输出的移相器584；被输入监视信号S601的输入端子582；使从移相器584输出的信号与监视信号S601同步而进行检波的同步检波单元585；以及将同步检波单元585检波了的信号进行平滑并输出到输出端子583的低通滤波器586。
图22A和图22B表示图21所示的惯性传感器570的点PA、PB、PC、PD、PE上的信号的波形。
图22A表示基于感应信号S603的点PA～PE上的信号的、与惯性量即角速度对应的惯性量成分的波形。
图22A中，表示点PA上的监视信号S601，还表示点PB上的感应信号S603的惯性量成分S603A。感应信号S603的惯性量成分S603A具有与监视信号S601相同的频率，对于监视信号S601具有超前90°的相位。感应信号S603的惯性量成分S603A的振幅由从外部提供给振子511的惯性量即角速度的大小决定。
图22A还表示点PC上的移相器584输出的信号S604的惯性量成分S604A。由移相器584使相位移动了-90°的结果，惯性量成分S604A具有与监视信号S601相同的相位。
图22A表示图21所示的点PD上的同步检波单元585输出的信号S605的惯性量成分605A。在同步检波单元585中使用监视信号S601同步检波移相器584输出的信号S604的惯性量成分S604A，从而得到信号S605的惯性量成分S605A。通过由低通滤波器586将惯性量成分S605A进行平滑，得到点PE上的信号S606的惯性量成分S606A。惯性量成分S606A作为与惯性量即角速度对应的直流信号从输出端子583输出。
图22B表示基于感应信号S603的点PA～PE上的信号的MC成分的波形。
图22B中，点PA上的信号表示监视信号S601，还表示点PB上的感应信号S603的MC成分S603B。感应信号S603的MC成分S603B具有与监视信号S601相同的频率，并且具有相同的相位。
图22B表示点PC上的移相器584输出的信号S604的MC成分S604B。由移相器584使相位移动了-90°的结果，MC成分S604B具有比监视信号S601滞后了90°的相位。
图22B表示点PD上的同步检波单元585输出的信号S605的MC成分S605B。在同步检波单元585中使用监视信号S601同步检波移相器584的输出信号S604的MC成分S604B，从而得到信号S605的MC成分S605B。通过由低通滤波器586将信号S605的MC成分S605B进行平滑，得到点PE上的信号S606的MC成分S606B。MC成分606B为零。
这样，检测电路513使感应信号S603中包含的MC成分消失，从输出端子583仅输出与惯性量即角速度对应的作为直流信号的惯性量成分S606A。
异常检测单元571可以根据感应信号S603的惯性量成分S603A，检测振子511的驱动振动频率是否正常。但是，这种情况下，需要从外部对振子511提供预定了的大小的惯性量即角速度，测量从检测电路513输出的惯性量是否为合适的值。
即使不从外部对振子511提供角速度等惯性量，预定了的大小的MC成分S603B也包含在感应信号S603中。在实施方式5的惯性传感器570中，通过异常检测单元571的频率测量单元571A测量MC成分S603B的频率，窗口比较器571B可以判断振子511的驱动振动频率是否正常。
如图20所示，异常检测单元571用频率测量单元571A测量从振子511输出的感应信号S603的频率。窗口比较器571B在测量出的频率为上限阈值F503以上、或者为下限阈值F504以下的情况下输出异常检测信号。作为频率测量单元571A，例如，可以使用图17A所示的频率测量单元550。
异常检测单元571从感应信号S603中提取与监视信号S601具有相同的相位的MC成分S603B，测量MC成分S603B的频率，从而可进行可靠性高的异常检测。此外，在检测电路513输出的惯性量为“0”时，即在振子511上没有施加角速度等惯性量的状态下，异常检测单元571检测异常。由此，即使没有特别地提取MC成分S603B，也不受到感应信号S603所包含的惯性量成分S603A的影响，异常检测单元571可以仅基于MC成分S603B进行驱动振动频率的异常检测。
这样，在振子511由驱动信号S602驱动而振动时，根据从外部提供的惯性量而输出感应信号S603，并且根据振动而输出监视信号S60。驱动单元512将监视信号S601放大并生成驱动信号S602。检测电路513在振子511以预定的驱动振动频率振动时，基于感应信号S603正确地检测惯性量。异常检测单元571在感应信号S603包含与监视信号S601具有相同的相位并且具有与预定的驱动振动频率不同的频率的成分时，输出异常检测信号。此外，异常检测单元571也可以在感应信号S603包含与监视信号S601具有相同的相位并且具有与预定的驱动振动频率不同的频率的成分时，而且该频率的成分的振幅值在预定的振幅值以上时，输出异常检测信号。
(实施方式6)
图23是本发明的实施方式6的惯性传感器600的电路方框图。在图23中，对与图13所示的实施方式4的惯性传感器510相同的部分附加相同的参考标号。惯性传感器600包括异常检测单元601而取代图13所示的惯性传感器510的异常检测单元514。
异常检测单元601包括：被输入监视信号S601的滤波器601A；检测从滤波器601A输出的信号的振幅值的检波单元601B；以及在该振幅值为上限阈值L501以上时输出异常检测信号的比较器601C。异常检测单元601包括：被输入监视信号S601的滤波器602A；检测从滤波器602A输出的信号的振幅值的检波单元602B；在该振幅值为上限阈值L502以上时输出异常检测信号的比较器602C；以及在比较器601C、602C的至少一方输出异常检测信号时输出异常检测信号的“或”门单元603。滤波器601A是仅使不包含预定的驱动振动频率的预定的频带的信号通过，不使该预定的频带以外的频带的信号通过的带通滤波器。滤波器601A仅使不包含预定的驱动振动频率的预定的频带的信号通过，不使该预定的频带以外的频带的信号通过的带通滤波器。通过滤波器602A的预定的频带与通过滤波器601A的预定的频带不同。
在预先知道振子511产生异常振荡的可能性高的频率的情况下，通过设定带通滤波器601A、602A的通过频带，以使通过频带包含这些频率，从而异常检测单元601可以高精度地进行异常检测。
在监视信号S601的振幅值小于下限阈值L501、L502双方时，不从诊断端子516输出异常检测信号。因此，即使通过带通滤波器601A、602A的频带中包含某些信号的情况下，在该信号的电平(level)小到不对惯性量的检测造成影响的程度时，可以设定下限阈值L501、L502，以使不从诊断端子516输出异常检测信号。
再有，滤波器601A也可以是使频率高于驱动振动频率的频率通过的高通滤波器，滤波器602A是使频率低于驱动振动频率的频率通过的低通滤波器。
图24是实施方式6的另一惯性传感器610的电路方框图。在图24中，对与图13所示的实施方式4的惯性传感器510相同的部分附加相同的参考标号。图24所示的惯性传感器610包括异常检测单元612而取代实施方式4中的惯性传感器501的异常检测单元514，并且还包括滤波器611。
滤波器611是具有包含预定的驱动振动频率的通过频带的带通滤波器，将从振子511输出的监视信号S601用通过频带滤波，将滤波信号S607输出到驱动单元512。驱动单元512将滤波信号S607放大而生成驱动信号S608。振子511由驱动信号S608驱动。由此，即使在监视信号S601中包含驱动振动频率以外的频率的成分时，也可以使振子511稳定地振荡。
异常检测单元612在输入到滤波器611的监视信号S601和输出的滤波信号S607之间的振幅值之差为预定的范围以外时输出异常检测信号。具体地说，带阻滤波器(BEF)612A将抑制了监视信号S601中的、包含驱动振动频率的预定的频带的成分的滤波信号S612A输出。检波单元612B将带阻滤波器612A输出的滤波信号S612A的振幅值输出。检波单元612C将滤波器611输出的滤波信号S607的振幅值输出。差分输出器612D将从检波单元612B输出的振幅值中减去检波单元612C输出的振幅值所得的值输出。窗口比较器612E在差分输出器612D输出的值为上限阈值L503以上时，或者在比上限阈值L503小的下限阈值L504以下时输出异常检测信号。
实施方式4至实施方式6中的惯性传感器为角速度传感器，但也可以用同样的结构适用于测量其他惯性量的加速度传感器，气体传感器等其他传感器，使用振荡电路将电信号变换为机械动作的影像投影器所使用的MEMS镜的驱动装置等的致动器。此外，这些惯性传感器具备了具有高可靠性的异常检测功能，所以作为车辆姿态控制或侧倾检测等的车载用途的惯性传感器是极为有用的。
工业利用性
本发明的振荡电路可以使振子稳定地振荡，在数码相机、汽车导航等各种电子设备所使用的传感器或致动器等中是有用的。

Claims (10)

1.振荡电路，包括：
振子，其由驱动信号驱动并振动，根据振动而输出监视信号；
滤波器，其将所述监视信号滤波并输出滤波信号；
驱动单元，其将所述滤波信号放大并生成所述驱动信号；以及
控制单元，基于所述监视信号进行动作，以调整所述滤波器的通过特性，
所述控制单元具有频率测量单元，该频率测量单元包括生成基准信号的基准振荡器，
所述频率测量单元基于所述基准信号，测量所述监视信号的频率，
并且基于所述监视信号的所述频率，调整所述滤波器的通过频带的中心频率，
所述振子进行与从外部提供的惯性量对应的感应振动，
所述控制单元如下动作：
在所述感应振动的频率高于所述监视信号的所述频率时，进行调整，以使所述滤波器的所述通过频带的所述中心频率低于所述监视信号的所述频率，
在所述感应振动的所述频率低于所述监视信号的所述频率时，进行调整，以使所述滤波器的所述通过频带的所述中心频率高于所述监视信号的所述频率。
2.如权利要求1所述的振荡电路，
所述控制单元进行动作以调整所述滤波器的相位特性，使得所述监视信号和所述滤波信号之间的相位差与预定的相位差相等。
3.如权利要求1所述的振荡电路，
所述控制单元具有频率测量单元，该频率测量单元包括生成基准信号的基准振荡器，
所述基准振荡器的Q值大于所述振荡电路的Q值，
所述频率测量单元基于所述基准信号，测量所述监视信号的所述频率。
4.如权利要求1所述的振荡电路，
所述控制单元具有频率测量单元，该频率测量单元包括生成基准信号的基准振荡器，
所述基准振荡器的制造偏差小于所述振荡电路的制造偏差，
所述频率测量单元基于所述基准信号，测量所述监视信号的所述频率。
5.如权利要求1所述的振荡电路，
所述控制单元具有频率测量单元，该频率测量单元包括生成基准信号的基准振荡器，
所述基准振荡器的频率温度系数小于所述振荡电路的频率温度系数，
所述频率测量单元基于所述基准信号测量所述监视信号的所述频率。
6.如权利要求1至5任何一项所述的振荡电路，
所述基准振荡器和所述滤波器及所述驱动单元形成在同一芯片内。
7.惯性传感器，包括：
权利要求1所述的振荡电路；以及
检测电路，其检测从所述振子输出的信号，
所述振子进行与从外部提供的惯性量对应的感应振动，根据所述感应振动输出感应信号，
所述检测电路检测从所述振子输出的所述感应信号。
8.振荡电路，包括：
振子，其由驱动信号驱动并进行振动，根据振动而输出监视信号；
滤波器，其将所述监视信号滤波并输出滤波信号；以及
驱动单元，其将所述滤波信号放大并生成所述驱动信号，
所述振子进行与从外部提供的惯性量对应的感应振动，
基于基准信号，测量所述监视信号的频率，
基于所述监视信号的所述频率，调整所述滤波器的通过频带的中心频率，并且所述滤波器的通过特性基于所述监视信号而受到调整，
在所述感应振动的频率高于所述监视信号的所述频率时，进行调整，以使所述滤波器的所述通过频带的所述中心频率低于所述监视信号的所述频率，
在所述感应振动的所述频率低于所述监视信号的所述频率时，进行调整，以使所述滤波器的所述通过频带的所述中心频率高于所述监视信号的所述频率。
9.如权利要求8所述的振荡电路，
所述滤波器的通过特性包含相位特性，
所述相位特性受到调整，以使所述监视信号和所述滤波信号之间的相位差与预定的相位差相等。
10.振荡电路的制造方法，包括：
准备振荡电路的步骤；
基于监视信号调整滤波器的通过特性的步骤；以及
使振子进行与从外部提供的惯性量对应的感应振动的步骤，
基于所述监视信号，调整所述滤波器的所述通过特性的步骤包括：
在所述感应振动的频率高于所述监视信号的频率时进行调整，以使所述滤波器的通过频带的中心频率小于所述监视信号的所述频率的步骤；以及
在所述感应振动的所述频率低于所述监视信号的所述频率时进行调整，以使所述滤波器的所述通过频带的所述中心频率高于所述监视信号的所述频率的步骤，
所述振荡电路包括：
所述振子，其由驱动信号驱动并进行振动，根据振动而输出所述监视信号；
滤波器，其将所述监视信号滤波并输出滤波信号；以及
驱动单元，其将所述滤波信号放大并生成所述驱动信号。
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