CN105606134A - 信号处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种信号处理设备(13、53)包括：信号处理电路(21、41、58)，其处理输入信号并输出与所述输入信号相对应的信号；偏移输入设备(25、65)，其将诊断偏移信号作为内部信号输入到所述信号处理电路(21、41、58)的输入侧与输出侧之间的通路中；自诊断设备(24)，其在由所述偏移输入设备(25、65)输入的所述诊断偏移信号以预定量变化时，基于输出自所述信号处理电路(21、41、58)的信号的变化来执行对所述信号处理电路(21、41、58)的自诊断；以及提取设备(26)，其将所述诊断偏移信号的分量从输出自所述信号处理电路(21、41、58)的所述信号中移除，并仅提取与所述输入信号相对应的信号。

Description

信号处理设备
技术领域
本公开涉及具有信号处理电路的信号处理设备，所述信号处理电路处理来自用于检测例如物理量的传感器单元的输入信号并输出与所述输入信号相对应的信号。
背景技术
例如，安装在汽车气囊系统中的电容加速度传感器设备包括半导体加速度传感器芯片(传感器元件)和信号处理设备，所述信号处理设备主要具有处理来自传感器芯片的检测信号的C/V转换电路(例如参考JP-2009-75097A(专利文献1))。
加速度传感器设备被提供有用于诊断加速度传感器设备本身是否正常操作的自诊断功能(获得预定的灵敏度，或在传感器芯片中存在例如异物的异常)。自诊断功能强制将不同于正常加速度检测时的载波的自诊断信号提供至加速度传感器芯片，以根据是否获得了与自诊断信号相当的信号来执行诊断。
在上述专利文献1中，为了实现自诊断功能，有必要从正常加速度检测时间单独提供自诊断的过程(阶段)。为此，需要在开始使用传感器设备时(在启动引擎时)运行自诊断功能，或者在必要时利用阶段从正常操作阶段到自诊断过程的转换来执行自诊断功能。换言之，到目前为止，仅能够在不使用传感器单元时执行自诊断，但是期望能够总是，甚至在使用传感器单元期间(在加速度检测期间)，运行自诊断功能。
发明内容
本公开的目的是提供一种具有信号处理电路的信号处理设备，所述信号处理电路处理例如来自传感器单元的输入信号，所述传感器单元总是执行自诊断功能。
根据本公开的范例方面，一种信号处理设备包括：信号处理电路，其处理输入信号并输出与所述输入信号相对应的信号；偏移输入设备，其将诊断偏移信号作为内部信号输入到所述信号处理电路的输入侧与输出侧之间的通路中；自诊断设备，其在由所述偏移输入设备输入的所述诊断偏移信号以预定量变化时，基于输出自所述信号处理电路的信号的变化来执行对所述信号处理电路的自诊断；以及提取设备，其将所述诊断偏移信号的分量从输出自所述信号处理电路的所述信号中移除，并仅提取与所述输入信号相对应的信号。
在以上的信号处理设备中，当所述偏移输入设备强制地将所述诊断偏移信号输入到所述信号处理电路中时，根据所述诊断偏移信号的预定变化，所述信号处理电路中的所述信号以与所述诊断偏移信号相对应的变化量而变化。因此，所述自诊断设备监测所述信号相对于所述诊断偏移信号的变化，并且所述设备能够确定所述信号处理电路是否正常工作。
在所示自诊断的同时，所述提取设备通过消除所述诊断偏移信号的变化从输出自所述信号处理电路的所述信号中仅提取与所述输入信号相对应的所述信号。因此，所述设备总是检测由所述传感器单元检测到的物理量。因此，所述信号处理设备包括所述信号处理电路，所述设备总是运行所述自诊断功能，而不在不同于正常操作周期的周期上设定用于执行所述自诊断的阶段。
附图说明
本公开的以上及其它目的、特征和优势将根据参考附图做出的以下详细说明而变得更明显。在附图中：
图1是示意性图示根据本公开的第一实施例的半导体加速度传感器设备的主要部分的电气配置的示意图；
图2是图示了载波、偏移输入以及各单元的输出的波形的范例的时序图；
图3A是传感器芯片的示意性俯视图，并且图3B是传感器芯片的垂直横截面前视图；
图4是图示了对偏移输入的样式的修改的示意图；
图5是根据本公开的第二实施例的、与图1相对应的示意图；
图6A至图6C是图示每段中的信号的示意图；
图7是根据本公开的第三实施例的、与图1相对应的示意图；并且
图8是图示了载波、偏移输入等的波形的范例的时序图。
具体实施方式
(1)第一实施例
在下文中，将参考图1至图3给出根据本公开的第一实施例的电容半导体加速度传感器设备的说明。图1是示意性图示了电容半导体加速度传感器设备11的电气配置的示意图，图3A和图3B是在电容半导体加速度传感器设备11中的传感器芯片12的示意性视图。如图1所示，半导体加速度传感器设备11包括作为传感器单元(传感器元件)的传感器芯片12，以及根据本实施例的信号处理设备13。
首先，将对传感器芯片12的示意性配置进行描述。如图3B所示，传感器芯片12具有作为物理量检测单元的加速度检测单元14，所述加速度检测单元14被定位在传感器芯片12的中心部分的矩形区域中。加速度检测单元14例如以矩形(正方形)SOI衬底的方式形成，其中，单晶硅层12c通过被提供为基底的氧化膜12b形成在由硅制成的支承衬底12a上，并且通过微加工技术在SOI衬底的表面的单晶硅层12c中产生凹槽。
在这种情况下，加速度检测单元14在一个方向上具有检测轴(X轴)，并检测图3A中的前后方向(X轴方向)上的加速度。加速度检测单元14包括根据加速度的作用而被放置在X轴方向上的能移动的电极部分15，以及在左侧和右侧上的一对第一固定电极部分16和第二固定电极部分17。在加速度检测单元14中，能移动的电极部分15包括重量部分15a、弹簧部分15b和锚定部分15c。重量部分15a沿前后方向在加速度检测单元14的中心中延伸。弹簧部分15b沿前后方向被提供在重量部分15a的两端，并且每个在横向方向上成形为细长矩形框架。锚定部分15c被设置在图3A中的前侧弹簧部分15b的前面。能移动的电极部分15还包括以所谓梳形从重量部分15a朝向横向方向延伸的多个薄的能移动的电极15d。
如图3B所示，能移动的电极部分15漂浮在所谓悬臂状态下，其中，除了锚定部分15c，移除传感器芯片12的下表面侧上的氧化膜12b，并且只有锚定部分15c由支承衬底12a来支承。如图1所示，锚定部分15c的上表面部分被装备有由电极焊盘形成的输入终端18。如将在后面描述的，载波D1被输入到输入终端18。
相反，左侧上的第一固定电极部分16包括矩形基底16a、以梳形从矩形基底16a向右延伸的多个固定电极16b、以及从基底16a向前延伸的固定电极线部分16c。各固定的电极16b被设置为通过贴近地在各自的能移动的电极15d的后侧上的小间隙并联地彼此相邻。如图1所示，固定电极线部分16c的前端的上表面被装备有由电极焊盘形成的第一输出终端19。
右侧上的第二固定电极部分17包括矩形基底17a、以梳形从矩形基底17a延伸至左侧的多个固定电极17b、以及从基底17a向前延伸的固定电极线部分17c。各固定电极17b被设置为通过贴近地在各自的能移动的电极15d的前侧上的小间隙并联的彼此相邻。如图1中所示，固定电极线部分17c的前端的上表面被装备有由电极焊盘形成的第二输出终端20。
因此，具有作为公共电极的能移动的电极部分15的电容器C1和C2(参考图1)分别被形成在能移动的电极部分15(能移动的电极15d)与第一固定电极部分16(固定电极16b)之间，并且在能移动的电极部分15(能移动的电极15d)与第二固定电极部分17(固定电极17b)之间。这些电容器C1、C2的电容根据由在X轴方向上的加速度的动作引起的能移动的电极部分15的移位而不同地改变，并且因此能够提取加速度作为电容值的变化。
尽管未详细示出，但传感器芯片12具有在形成信号处理设备13的各自的电路的电路芯片上实施的所谓堆叠结构。传感器芯片12被容纳在例如由陶瓷制成的封装中。传感器芯片12的第一输出终端和第二输出终端(电极焊盘19和20)分别被连接到设置在信号处理设备13中的第一输入终端和第二输入终端(未示出)。通过将线连接或凸块连接结合来执行电气连接。
接着，将对根据本实施例的信号处理设备13进行描述。如图1所示，信号处理设备13具有用于处理来自传感器芯片12的信号的信号处理电路21。此外，信号处理设备13包括载波信号输入电路22、控制逻辑电路23、确定逻辑电路24、诊断偏移输入电路25以及移动平均滤波器电路(MAF)26。控制逻辑电路23和确定逻辑电路24每个主要包括计算机，并执行后面将利用计算机的软件配置进行描述的控制和确定。
信号处理电路21包括将电容变化转换为电压变化的全差分C/V转换电路27、以预定的时间对输出自C/V转换电路27的电压信号进行采样和保持的采样和保持(S/H)电路28、以及将来自采样和保持电路28的信号转换成数字信号的A/D转换电路29。在信号处理电路21中所处理的输出信号从A/D转换电路29被输出。
C/V转换电路27包括：全差分放大器30，其具有两个非反相输入终端和反相输入终端以及两个第一输出终端和第二输出终端；电容器31和第一开关32，其在全差分放大器30的非反相输入终端与负极侧上的第一输出终端之间彼此并联连接；以及电容器33和第二开关34，其在全差分放大器30的反相输入终端与正极侧上的第二输出终端之间彼此并联连接。传感器芯片12的第一输出终端19被连接到全差分放大器30的非反相输入终端，并且传感器芯片12的第二输出终端20被连接至全差分放大器30的反相输入终端。
载波信号输入电路22生成载波D1，并且基于来自控制逻辑电路23的命令将载波D1输入到传感器芯片12的能移动的电极部分15(输入终端18)。如图2所示，载波D1的幅度在预定的电压(例如等于电源电压的5V)与0V之间，并且形成为具有例如120kHz的频率的脉冲形状(矩形波形)。在这种情况下，在加速度传感器设备11的操作期间载波D1总是被提供到能移动的电极部分15。
诊断偏移输入电路25基于来自控制逻辑电路23的命令将诊断偏移输入到信号处理电路21的任何内部信号。因此，诊断偏移输入电路25用作偏移输入设备。在该实施例中，输出信号被输入到C/V转换电路27(全差分放大器30)的输入侧。具体地，如将稍后在对操作的说明中所描述的，诊断偏移输入电路25将偏移信号S1和S2分别输入到全差分放大器30的非反相输入终端和反相输入终端。这些偏移信号S1和S2分别具有与例如在加速度转换中的+0.5G和-0.5G相对应的幅值。
在这种情况下，如图2所示，诊断偏移输入电路25与对来自信号处理电路21的信号的采样的时间(在Hi时的载波D1)同步以基本相等的幅度将正偏移信号S1和负偏移信号S2交替地输入到正极侧和负极侧。换言之，正偏移和负偏移以与1G(预定量)相对应的偏转宽度(以相等的幅度变化)被输入。如图1所示，来自信号处理电路21(A/D转换电路29)的输出信号被输入到确定逻辑电路24，并且自诊断(确定是否存在异常)是基于输出信号的变化来执行的。
此外，来自信号处理电路21(A/D转换电路29)的输出信号被输入到移动平均滤波器电路26。移动平均滤波器电路26计算来自A/D转换电路29的当前信号X(n)与上一信号X(n-1)之间的平均值[{X(n)+X(n-1)}/2]。通过移动平均滤波器电路26中的计算，偏移信号S1和S2(两个偏移输入)被消除，而仅提取与到信号处理电路21的输入信号相对应，即与传感器芯片12的检测信号相对应的信号(加速度检测信号)。
因此，确定逻辑电路24用作自诊断设备，并且移动平均滤波器电路26用作提取设备。C/V转换电路27的第一开关32和第二开关34旨在用于对电容器31和33的重置，并且如图2所示，在适当的时间(载波D1的脉冲的上升时间)由控制逻辑电路23导通。
接下来，还将参考图2对以上的配置的操作进行描述。图2图示了在半导体加速度传感器设备11的操作中，被输入到传感器芯片12的能移动的电极部分15的载波D1的波形与由诊断偏移输入电路25输入到信号处理电路21中的C/V转换电路27(全差分放大器30)的输入侧的偏移信号S1和S2的关系。图2一同图示了来自C/V转换电路27的输出信号的范例、来自采样和保持电路28的输出信号、来自A/D转换电路29的输出信号以及来自移动平均滤波器电路26的输出信号。图2图示了在传感器芯片12和信号处理设备13中不存在异常并且例如1G的加速度作用在传感器芯片12和信号处理设备13上的状态。
如上所述，在半导体加速度传感器设备11的操作中，偏移信号S1(+0.5G等值)和偏移信号S2(-0.5G等值)总是与载波D1同步地交替输入。如果假设在接收偏移信号S1时来自A/D转换电路29的输入信号为X1(在图2中的每个白色圆圈中的数字1)，并且在接收偏移信号S2时来自A/D转换电路29的输出信号为X2(在图2中的每个白色圆圈中的数字2)，则信号X1和信号X2从A/D转换电路29被交替输出。
这些输出信号X1和X2被输入到确定逻辑电路24以执行异常诊断。在正常的(无异常)的情况下，信号X1的幅值与+0.5G相对应，信号X2的幅值与+1.5G相对应，并且这些信号被交替输出。反之，当在信号处理电路21或传感器芯片12中存在异常时，由于信号X1与信号X2之间的幅度的幅值、或者信号X1与信号X2之间的平均值被改变，因此能够确定在信号处理电路21或传感器芯片12中发生了异常。
例如，当灵敏度过高的异常存在时，信号X1与信号X2之间的幅度的值(X2-X1)大于1G等值。当灵敏度太低的异常存在时，信号X1与信号X2之间的幅度的值(X2-X1)小于1G等值。当极性反转的异常存在时，信号X1与信号X2之间的幅度的值小于1G等值。如果存在偏移异常，则信号X1与信号X2之间的平均值{(X1+X2)}/2}偏离于1G等值。这样，由确定逻辑电路24根据输出信号X1和X2来确定异常。
将来自A/D转换电路29的输出信号X1和X2输入到移动平均滤波器电路26，并且对输出信号X1和X2以及上一输出信号取两次平均值。换言之，当信号X2被输入到移动平均滤波器电路26时，获得输入信号X2与上一信号X1之间的平均值{(X1+X2)/2}。当信号X1被输入到移动平均滤波器电路26时，获得输入信号X1与上一信号X2之间的平均值{(X2+X1)/2}。因此，通过移动平均滤波器电路26，消除偏移信号S1和S2(两个偏移输入)，仅提取与到信号处理电路21的输入信号相对应，即与传感器芯片12的检测信号相对应的信号(例如1.0G等值)。
如上所述，根据该实施例的信号处理设备13，诊断偏移信号S1和S2能够由诊断偏移输入电路25强制输入到信号处理电路21中的C/V转换电路27。来自信号处理电路21(A/D转换电路29)的输出信号根据偏移输入的变化的预定量随着与偏移相当的变化而变化。因此，确定逻辑电路24监测到偏移输入的输出变化，由此能够诊断信号处理电路21是否正常操作。
在以上自诊断的同时，通过移动平均滤波器电路26来消除偏移输入的变化，以使得仅与输入信号(加速度检测信号)相对应的部分能够从来自信号处理电路21(A/D转换电路29)的输出信号中被提取，并且由传感器芯片12检测到的加速度总是能够被检测到。因此，该实施例被提供有信号处理电路21，并获得总是能够运行自诊断功能的这样的出色的优势，而不像在非正常操作时提供自诊断阶段的常规技术。
在以上的第一实施例中，在正极侧上的偏移信号S1和在负极侧上的偏移信号S2由诊断偏移输入电路25与载波D1同步地被交替输入。备选地，本公开能够采用对偏移信号的输入(变化)的另一样式。换言之，作为对偏移信号输入的样式的修正，能够重复正极侧上的偏移信号S1的输入和输入停止(偏移0)以及负极侧上的偏移信号S2的输入和输入停止(偏移为0)，以便(在载波D1为Hi时)与载波D1同步。
在这种情况下，如图4所示，在正常情况下，来自信号处理电路21(A/D转换电路29)的输出信号重复与偏移信号的输入样式相对应的1.5G等值、1G等值、0.5G等值和1G等值。类似地，在这种情况下，当在信号处理电路21或传感器芯片12中存在异常时，由于来自A/D转换电路29的输出信号的幅度的幅值、或者幅值的平均值被改变，因此能够在确定逻辑电路24中确定在信号处理电路21或传感器芯片12中发生异常。能够根据停止偏移输入时的来自A/D转换电路29的输出信号来确定偏移异常，而不论在信号处理设备13中是否存在故障。
在移动平均滤波器电路26中，根据来自A/D转换电路29的当前信号X(n)、上一信号X(n-1)、再上一信号X(n-2)来计算平均值[{X(n)+2*X(n-1)+X(n-2)}/4]，使得在输入正偏移信号和负偏移信号时信号被一个接一个地输入。备选地，计算平均值[{X(n)+X(n-1)+X(n-2)+X(n-3)}/4]。因此，由传感器芯片12检测到的加速度总是能够被检测到。
(2)第二实施例
图5和图6图示了本公开的第二实施例。第二实施例在信号处理电路41的配置方面与以上的第一实施例不同。换言之，在根据该实施例的信号处理电路41中，斩波电路42被设置在全差分C/V转换电路27的输入侧(到通过诊断偏移输入电路25对偏移信号S1和S2的输入部分的后续阶段)上。
斩波电路42包括第三开关43、第四开关44、第五开关45和第六开关46。第三开关43被插入在第一输出终端19与全差分放大器30的非反相输入终端之间。第四开关44被插入在第二输出终端20与全差分放大器30的反相输入终端之间。第五开关45被插入在第一输出终端19与全差分放大器30的反相输入终端之间。第六开关46被插入在第二输出终端20与全差分放大器30的非反相输入终端之间。
斩波电路42，即第三开关43至第六开关46，由控制逻辑电路23控制导通/关断操作。在这种情况下，在斩波电路42中第三开关43和第四开关44导通，而第五开关45和第六开关46关断的状态被称为“前向状态”。在前向状态中，偏移信号S1被输入到全差分放大器30的非反相输入终端，并且偏移信号S2被输入到全差分放大器30的反相输入终端。
相反，在斩波电路42中第三开关43和第四开关44关断，而第五开关45和第六开关46导通的状态被称为“反向状态”。在反向状态中，偏移信号S1被输入到全差分放大器30的反相输入终端，并且偏移信号S2被输入到全差分放大器30的非反相输入终端。
在这种情况下，正极侧上的偏移信号S1、正极侧上的偏移信号S1、负极侧上的偏移信号S2和负极侧上的偏移信号S2与载波D1同步地(在载波D1为Hi时)以来自诊断偏移输入电路25的所述顺序以基本相等的幅度被分别输入到正极侧和负极侧。前向状态、反向状态、前向状态和反向状态由斩波电路42在与以上输入同步的时间交替切换。
图6A至图6C图示了在AD1至AD8的八个段(载波D1的8个周期)中的来自传感器芯片12的加速度(G)的信号(Vcv+)、来自诊断偏移输入电路25的偏移信号(正偏移输入为Voff+、负偏移输入为Voff-)输入、以及来自A/D转换电路29的输出信号(在包括正偏移输入的情况下为VADO+，在包括负偏移输入的情况下为VADO-)。图6A图示了保持被为斩波的数据，并且图6B示出了当斩波被解调时的数据(ADCh1至ADCh8)。图6C图示了由移动平均滤波器电路26所提取的信号。
段AD1示出了正极侧上的偏移信号S1被输入到斩波电路42并且斩波电路42处于前向状态的样子，段AD2示出了正极侧上的偏移信号S1被输入到斩波电路42并且斩波电路42处于反向状态的样子。段AD3示出了负极侧上的偏移信号S2被输入到斩波电路42并且斩波电路42处于前向状态的样子，段AD4示出了负极侧上的偏移信号S2被输入到斩波电路42并且斩波电路42处于反向状态的样子。这些段AD1至AD4的样式也在段AD5至AD8中被重复。
如根据图6显而易见的，类似地，在提供了以上描述的斩波电路42的配置中，甚至以正极、正极、负极和负极的顺序来执行来自诊断偏移输入电路25的偏移输入以通过斩波电路42实施信号反向的配置中，已经经过对斩波的解调的来自A/D转换电路29的输出信号被交替偏转到正极和负极。因此，能够由确定逻辑电路24来执行异常确定(自诊断)。在移动平均滤波器电路26中，利用对四个输出信号的平均值的计算来消除偏移输入的变化，能够仅提取与传感器芯片12的加速度检测信号相对应的部分，以总是检测加速度。
因此，类似地，第二实施例被提供有信号处理电路41，并获得总是能够运行自诊断功能的这样的出色的优势，而不像在非正常操作时提供自诊断阶段的常规技术。在第二实施例中，斩波电路42被设置在通过诊断偏移输入电路25对偏移信号S1和S2的输入部分的后续阶段中。备选地，斩波电路42可以被设置在C/V转换电路27的输出侧上或在采样和保持电路28的输出侧上，并且能够在相同的控制下被实施。
(3)第三实施例及其他实施例
接下来，将参考图7和图8来描述本公开的第三实施例。图7示意性图示了根据该实施例的半导体加速度传感器设备51的主要部分的电气配置。半导体加速度传感器设备51包括作为传感器单元的传感器芯片52和信号处理设备53。在半导体加速度传感器设备51中，传感器芯片52包括能移动的电极部分15以及一对固定电极部分16和17，电容器C1和C2通过这些部件来配置。
传感器芯片52被装备有分别被连接到固定电极部分16和17的第一输入终端54和第二输入终端55，以及被连接到能移动的电极部分15的输出终端56。输入终端54和55与载波输入电路57连接，并且其电势具有Vp(例如5V)与Vm(例如0V)之间的幅度、并在上彼此相位相反的脉冲载波被提供到输入终端54和55。输出终端56被连接到信号处理设备53的信号处理电路58。
信号处理电路58包括单端C/V转换电路59、采样和保持(S/H)电路60以及A/D转换电路61。C/V转换电路59包括运算放大器62、以及在运算放大器62的非反相输入终端和输出终端之间彼此并联连接的反馈电容器63和开关64。输出终端56被连接到运算放大器62的非反相输入终端。预定的(DC)电压信号(例如载波的中间电压Vref)被输入到运算放大器62的反相输入终端。
此外，信号处理设备53包括控制逻辑电路23、确定逻辑电路24以及移动平均滤波器电路(MAF)26。信号处理设备53还包括诊断偏移输入电路65。诊断偏移输入电路65基于来自控制逻辑电路23的命令将偏移信号S1(例如在加速度转换中与+0.5G相对应的信号)输入到C/V转换电路59(运算放大器62)的输入侧。在这种情况下，如图8所示，诊断偏移输入电路65与对来自信号处理电路58的信号的采样的时间同步针对载波D1的Hi和Lo的每一个周期交替地执行偏移信号S1的输入和输入停止(偏移为0)。
如在以上第一实施例(图2)中，图8图示了当传感器芯片52和信号处理设备53中不存在异常时，例如1G的加速度作用在传感器芯片52和信号处理设备53上，每个部件的信号。偏移信号S1的波形与第一实施例中的波形不同，但来自C/V转换电路59的输出信号与第一实施例中的输出信号相等。因此，虽然未示出，但来自采样和保持电路60的输出信号、来自A/D转换电路61的输出信号以及来自移动平均滤波器电路26的输出信号与图2中所示的那些相同。
因此，类似地，在该实施例中，确定逻辑电路24监测到偏移输入的输出变化，由此能够诊断信号处理电路58是否正常操作。在以上自诊断的同时，通过移动平均滤波器电路26来消除偏移输入的变化，使得仅能够从来自信号处理电路58(A/D转换电路61)的输出信号中提取与输入信号(加速度检测信号)相对应的部分，并且由传感器芯片52检测到的加速度总是能够被检测到。因此，类似地，第三实施例被提供有信号处理电路58，并且能够获得总是能够运行自诊断功能的这样的有利效果。
虽然在以上各实施例中未描述，但信号处理电路可以提供在物理量不作用在传感器单元上的状态下调节传感器单元的输出(零点)的零点调节机构。在提供以上描述的零点调节机构的情况下，偏移输入设备(诊断偏移输入电路)也能够用作零点调节机构，并且配置能够更简化。在以上各实施例中，移动平均滤波器被用作提取设备。备选地，能够通过低通滤波器或带通滤波器与移动平均滤波器的组合来配置提取设备。
在以上各实施例中，偏移信号由诊断偏移输入电路输入到C/V转换电路的输入侧。备选地，输出信号可以被输入到采样和保持电路的输入侧或A/D转换电路的输入侧。此外，在以上各实施例中，本公开被应用于半导体加速度传感器设备。备选地，本公开能够被应用于另一电容半导体传感器设备，例如横摆率传感器。另外，本公开能够被应用于通用的信号处理设备。信号处理电路可以不包括C/V转换电路，并且各部件中的信号波形仅示出一个范例，并且能够在不脱离本公开的精神的情况下利用适当的变化来实施本公开。
尽管已经参考其实施例对本公开进行了描述，但是应当理解，本公开不限于所述实施例和构造。本公开旨在涵盖各种修改和等价布置。此外，尽管有各种组合和配置，但包括更多元件、更少元件或仅单个元件的其他组合和配置也在本公开的精神和保护内。

Claims (11)

1.一种信号处理设备(13、53)，包括：
信号处理电路(21、41、58)，其处理输入信号并输出与所述输入信号相对应的信号；
偏移输入设备(25、65)，其将诊断偏移信号作为内部信号输入到所述信号处理电路(21、41、58)的输入侧与输出侧之间的通路中；
自诊断设备(24)，其在由所述偏移输入设备(25、65)输入的所述诊断偏移信号以预定量变化时，基于输出自所述信号处理电路(21、41、58)的信号的变化来执行对所述信号处理电路(21、41、58)的自诊断；以及
提取设备(26)，其将所述诊断偏移信号的分量从输出自所述信号处理电路(21、41、58)的所述信号中移除，并仅提取与所述输入信号相对应的信号。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括：
传感器单元(12)，其检测物理量，其中：
与由所述传感器单元(12)检测到的所述物理量相对应的检测信号被输入到所述信号处理电路(21、41、58)中作为所述输入信号。
3.根据权利要求2所述的信号处理设备，其中：
所述传感器单元(12)将所述物理量的变化输出为电容的变化；并且
所述信号处理电路(21、41、58)包括将所述电容的变化转换为电压信号的电容-电压转换电路(27、59)、以及在预定时间对输出自所述电容-电压转换电路(27、59)的所述电压信号进行采样和保持的采样和保持电路(28、60)。
4.根据权利要求3所述的信号处理设备，其中：
所述信号处理电路(21、41、58)包括将输出自所述采样和保持电路(28、60)的信号转换为数字信号的模拟-数字转换电路(29、61)。
5.根据权利要求3或4所述的信号处理设备，其中：
所述偏移输入设备(25、65)将所述诊断偏移信号输入到所述电容-电压转换电路(27、59)的输入侧中。
6.根据权利要求3或4所述的信号处理设备，其中：
所述偏移输入设备(25、65)将所述诊断偏移信号输入到所述采样和保持电路(28、60)的输入侧中。
7.根据权利要求4所述的信号处理设备，其中：
所述偏移输入设备(25、65)将所述诊断偏移信号输入到所述模拟-数字转换电路(29、61)的输入侧中。
8.根据权利要求3或4所述的信号处理设备，其中：
所述电容-电压转换电路(27)是差分类型的电容-电压转换电路；并且
所述偏移输入设备(25)将所述诊断偏移信号作为所述输入信号输入到所述电容-电压转换电路(27)的两个输入侧中。
9.根据权利要求8所述的信号处理设备，其中：
所述偏移输入设备(25、65)与所述信号的采样时间同步以基本相等的幅度将所述诊断偏移信号规则地输入到正极输入侧和负极输入侧中。
10.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中：
所述提取设备(26)包括移动平均滤波器。
11.根据权利要求10所述的信号处理设备，其中：
所述提取设备(26)包括低通滤波器和带通滤波器之一与所述移动平均滤波器的组合。
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