CN107063221B

CN107063221B - 物理量检测电路、电子设备以及移动体

Info

Publication number: CN107063221B
Application number: CN201610979503.7A
Authority: CN
Inventors: 青山孝志; 吉田直记
Original assignee: Seiko Epson Corp; Denso Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp; Denso Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: JP2017090208A; US20170131099A1; CN107063221A; US10302431B2; JP6671150B2

Abstract

本发明提供一种能够提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路、电子设备以及移动体。物理量检测电路具备：同步检波电路，其根据检波信号而对被检波信号进行同步检波，所述被检波信号包含来自物理量检测元件的检测信号和泄漏信号，所述物理量检测元件通过根据驱动信号而进行振动从而产生与物理量的大小相对应的所述检测信号和基于所述驱动信号所进行的振动的所述泄漏信号；相位改变电路，其以通过所述同步检波而输出所述泄漏信号的至少一部分的方式，将所述检波信号与所述被检波信号的相位差在第一相位差和与所述第一相位差不同的第二相位差之间进行切换。

Description

物理量检测电路、电子设备以及移动体

技术领域

本发明涉及一种物理量检测电路、电子设备以及移动体。

背景技术

已知有对各种物理量进行检测的物理量检测装置。例如，已知有对作为物理量的角速度进行检测的角速度检测装置，并广泛使用有搭载了角速度检测装置并根据由角速度检测装置检测出的角速度而实施预定的控制的各种电子设备或系统。例如，在汽车的车辆行驶控制系统中，根据由角速度检测装置检测出的角速度而实施防止汽车的侧滑的行驶控制。

在这些电子设备或系统中，由于当角速度检测装置出现故障时会实施错误的控制，因此实施了在故障的情况下使警告灯闪烁等的对策，并提出有用于实施角速度检测装置的故障诊断的各种技术。例如，在专利文献1中，提出有一种以输出来自陀螺传感器元件的泄漏信号中的至少一部分的方式而改变同步检波电路的基准时钟信号的相位的物理量检测装置。

在专利文献1中，提取泄漏信号的同步检波电路使用固定了相位的基准时钟而输出固定的泄漏信号。因此，在产生了同步检波电路的输出值成为固定值这样的故障的情况下，难以判断为是正常情况下的泄漏信号，从而难以对同步检波电路的故障进行检测。

本发明为鉴于以上实际情况而完成的发明，根据本发明的若干方式，能够提供一种可提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路、电子设备以及移动体。

专利文献1：日本特开2010-286368号公报

发明内容

本发明为用于解决上述的问题中的至少一部分的发明，并能够通过以下的方式或应用例而实现。

应用例1

本应用例所涉及的物理量检测电路具备：同步检波电路，其根据检波信号而对被检波信号进行同步检波，所述被检波信号包含来自物理量检测元件的检测信号和泄漏信号，所述物理量检测元件通过根据驱动信号而进行振动从而产生与物理量的大小相对应的所述检测信号和基于所述驱动信号所进行的振动的所述泄漏信号；相位改变电路，其以通过所述同步检波而输出所述泄漏信号的至少一部分的方式，将所述检波信号与所述被检波信号的相位差在第一相位差和与所述第一相位差不同的第二相位差之间进行切换。

根据本应用例，通过将检波信号与被检波信号的相位差在第一相位差和第二相位差之间进行切换，从而能够改变来自同步检波电路的期望输出值。由此，即使在产生了同步检波电路的输出值成为固定值这样的故障的情况下，也能够对同步检波电路的故障进行检测。因此，能够实现一种可提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路。

应用例2

上述的物理量检测电路也可以采用如下方式，即，还具备驱动电流改变电路，所述驱动电流改变电路在所述第一相位差以及所述第二相位差中的至少的任意一个相位差下，将所述驱动信号的电流值在第一电流值、和与所述第一电流值不同的第二电流值之间进行切换。

根据本应用例，通过将驱动信号的电流值在第一电流值与第二电流值之间进行切换，从而能够改变来自同步检波电路的期望输出值。由此，即使在产生了同步检波电路的输出值成为固定值这样的故障的情况下，也能够对同步检波电路的故障进行检测。因此，能够实现一种能够提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路。

应用例3

上述的物理量检测电路也可以采用如下方式，即，还具备异常判断部，所述异常判断部根据来自所述同步检波电路的信号而对该物理量检测电路的异常的有无进行判断。

根据本应用例，由于能够改变来自同步检波电路的期望输出，因此，尤其能够实现可提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路。

应用例4

上述的物理量检测电路也可以采用如下方式，即，具备寄存器，所述异常判断部在判断出所述物理量检测电路为异常的情况下，向所述寄存器写入报错信息。

根据本应用例，能够在其它的电路模块或装置中也较容易地使用报错信息。

应用例5

在上述的物理量检测电路中也可以采用如下方式，即，所述异常判断部在判断出所述物理量检测电路为异常的情况下，向外部输出报错信号。

应用例6

本应用例所涉及的电子设备具备上述的任意方式中的物理量检测电路。

根据本应用例，由于具备能够提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路，因此能够实现故障检测的精度较高的电子设备。

应用例7

本应用例所涉及的移动体具备上述的任意方式中的物理量检测电路。

根据本应用例，由于具备能够提高同步检波电路的故障检测的精度的物理量检测电路，因此能够实现故障检测的精度较高的移动体。

附图说明

图1为对第一实施方式的角速度检测装置的结构进行说明的图。

图2为陀螺传感器元件的振动片的俯视图。

图3为用于对陀螺传感器元件的动作进行说明的图。

图4为用于对陀螺传感器元件的动作进行说明的图。

图5为表示角速度检测装置处于静止时的信号波形的一个示例的图。

图6(A)以及图6(B)为表示第一具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。

图7为表示第二具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。

图8为表示第三具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。

图9为第二实施方式的物理量检测装置的功能框图。

图10为本实施方式所涉及的电子设备的功能框图。

图11表示作为电子设备的一个示例的智能电话的外观的一个示例的图。

图12为表示本实施方式所涉及的移动体的一个示例的图(仰视图)。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。所使用的附图为便于说明的附图。另外，以下所说明的实施方式并非对权利要求所记载的本发明的内容进行不当限定。此外，在下文中所说明结构的全部内容不一定为本发明的必需结构要件。

1.物理量检测装置

1-1.第一实施方式

以下，将对作为物理量的角速度进行检测的物理量检测装置(角速度检测装置)作为示例来进行说明，本发明能够应用于对角速度、加速度、地磁场、压力等任意的各种物理量进行检测的装置。

图1为用于对第一实施方式的角速度检测装置的结构进行说明的图。

第一实施方式的角速度检测装置1被构成为，包括陀螺传感器元件100和角速度信号处理电路4(本发明中的物理量检测电路的一个示例)。

陀螺传感器元件100(本发明中的物理量检测元件的一个示例)被构成为，将配置有驱动电极和检测电极的振动片密封在未图示的封装件中。一般而言，为了尽可能减少振动片的阻抗以提高振动效率而将确保封装件内的密封性。

陀螺传感器元件100的振动片也可以使用例如水晶(SiO₂)、钽酸锂(LiTaO₃)、镍酸锂(LiNbO₃)等的压敏单结晶或硅酸钛酸鉛(PZT)等的压敏陶瓷等的压敏性材料构成，也可以在硅半导体的表面的一部分上配置被驱动电极夹持的氧化亚铅(ZnO)、氮化铝(AlN)等的压敏薄膜。

此外，该振动片也可以为具有例如T型的两个驱动振动臂即所谓的双T型，也可以为音叉型，也可以为三角柱、四角柱、圆柱状等的形状的音片型。

在本实施方式中，陀螺传感器元件100由将水晶作为材料的双T型的振动片构成。

图2为本实施方式的陀螺传感器元件100的振动片的俯视图。

本实施方式的陀螺传感器元件100具有通过Z切割的水晶基板而形成的双T型的振动片。由于将水晶作为材料的振动片相对于温度变化而共振频率的变动极小，因此具有能够提高角速度的检测精度的优点。另外，图2中的X轴、Y轴、Z轴表示水晶的轴。

如图2所示，在陀螺传感器元件100的振动片中，驱动振动臂101a、101b分别从两个驱动用基部104a、104b朝向+Y轴方向以及-Y轴方向延伸。在驱动振动臂101a的侧面以及上表面上分别形成有驱动电极112以及113，在驱动振动臂101b的侧面以及上表面上分别形成有驱动电极113以及112。驱动电极112、113分别经由图1所示的角速度信号处理电路4的外部输出端子11、外部输入端子12而与驱动电路20连接。

驱动用基部104a、104b分别经由在-X轴方向和+X轴方向上延伸的连结臂105a、105b而被连接在矩形状的检测用基部107上。

检测振动臂102从检测用基部107朝向+Y轴方向以及-Y轴方向延伸。在检测振动臂102的上表面上形成有检测电极114以及115，在检测振动臂102的侧面上形成有共通电极116。检测电极114、115分别经由图1所示的角速度信号处理电路4的外部输入端子13、14而与检测电路30连接。此外，共通电极116被接地。

当向驱动振动臂101a、101b的驱动电极112与驱动电极113之间施加作为驱动信号的交流电压时，如图3所示，驱动振动臂101a、101b由于逆压敏效应而像箭头B的那样使2根驱动振动臂101a、101b的前端以反复地相互接近和离开的方式进行弯曲振动(激振振动)。

另外，在本申请中，在未向陀螺传感器元件施加角速度的状态下进行上述的弯曲振动(激振振动)时，各驱动振动臂中的振动能量的大小或振动的振幅的大小在两根驱动振动臂中相等的情况被称之为驱动振动臂的振动能量的平衡。

在此，当向陀螺传感器元件100的振动片施加将Z轴作为旋转轴的角速度时，驱动振动臂101a、101b在箭头B的弯曲振动的方向和与Z轴的双方垂直的方向上获得柯里奥利力。其结果为，如图4所示，连结臂105a、105b进行箭头C所示的振动。并且，检测振动臂102与连结臂105a、105b的振动(箭头C)连动地以箭头D的方式而实施弯曲振动。

此外，当驱动振动臂101a、101b的激振振动由于陀螺传感器元件的製造偏差等而破坏了驱动振动臂的振动能量的平衡时，在检测振动臂102上将产生泄漏振动。该泄漏振动为以与基于柯里奥利的力的振动相同的如箭头D所示的弯曲振动，但是与驱动信号为相同相位。另外，伴随于柯里奥利力的振动为与驱动振动偏移了90°的相位。

并且，由于压敏效应而在检测振动臂102的检测电极114、115上产生基于这些弯曲振动的交流电荷。在此，基于柯里奥利的力而产生的交流电荷根据柯里奥利的力的大小(换言之，向陀螺传感器元件100所施加的角速度的大小)而变化。另一方面，由于泄漏振动而产生的交流电荷与向陀螺传感器元件100所施加的角速度的大小不存在关系。

另外，在图2的结构中，为了使振动片的平衡良好，将检测用基部107配置在中央，并使检测振动臂102从检测用基部107朝向+Y轴和-Y轴的双方向延伸。并且，使连结臂105a、105b从检测用基部107朝向+X轴和-X轴的双方向延伸，使驱动振动臂101a、101b分别从连结臂105a、105b朝向+Y轴与-Y轴的双方向延伸。

此外，在驱动振动臂101a、101b的前端上形成有与驱动振动臂101a、101b相比而宽度较幅宽的矩形状的锤部103。通过在驱动振动臂101a、101b的前端形成锤部103，从而能够增大柯里奥利力，并且以较短的振动臂而获得所需的共振频率。同样地，在检测振动臂102的前端形成有与检测振动臂102相比而宽度较宽的锤部106。通过在检测振动臂102的前端形成锤部106，从而能够增大在检测电极114、115中所产生的交流电荷。

如上所述，陀螺传感器元件100将Z轴作为检测轴并经由检测电极114、115而输出基于柯里奥利的力的交流电荷(即、检测信号)、和基于激振振动的泄漏振动的交流电荷(即、泄漏信号)。

返回图1，角速度信号处理电路4被构成为，包括驱动电路20、检测电路30、控制部60、异常判断部70以及寄存器80。

驱动电路20生成用于使陀螺传感器元件100激振振动的驱动信号21，并经由外部输出端子11而向陀螺传感器元件100的驱动电极112供给所述驱动信号21。此外，驱动电路20经由外部输入端子12而被输入有通过陀螺传感器元件100的激振振动而在驱动电极113上所产生的驱动信号22，并对驱动信号21的振幅电平进行反馈控制，以使该驱动信号22的振幅被保持为固定。此外，驱动电路20生成方形波电压信号24，所述方形波电压信号24成为在检测电路30中所包含的同步检波电路350的检波信号34的基准。

驱动电路20被构成为，包括I/V转换电路(电流电压转换电路)210、AC放大电路220以及驱动电流改变电路230。

流经陀螺传感器元件100的振动片的驱动电流通过I/V转换电路210而被转换为交流电压信号。

从I/V转换电路210输出的交流电压信号被输入至AC放大电路220以及驱动电流改变电路230。AC放大电路220对所输入的交流电压信号进行放大，并以预定的电压值而剪取从而输出方形波电压信号24。驱动电流改变电路230根据I/V转换电路210所输出的交流电压信号的电平而使方形波电压信号24的振幅变化，并对AC放大电路220进行控制以使驱动电流保持为固定。另外，关于驱动电流改变电路230的其它动作例，在“1-1-2.第二具体例”以及“1-1-3.第三具体例”的事项中后述。

方形波电压信号24经由外部输出端子11而被供给至陀螺传感器元件100的振动片的驱动电极112。以此方式，陀螺传感器元件100对图3所示的预定的驱动振动进行持续激振。此外，通过将驱动电流保持为固定，陀螺传感器元件100的驱动振动臂101a、101b能够获得固定的振动速度。因此，使柯里奥利力产生的基础的振动速度成为固定，从而能够使灵敏度进一步稳定。

检测电路30经由外部输入端子13、14而分别被输入有在陀螺传感器元件100的检测电极114、115中所产生的交流电荷(检测电流)31、32，并对该交流电荷(检测电流)中所包含的所需的成分进行提取。

检测电路30被构成为，包括电荷放大电路310、320、差动放大电路330、AC放大电路340、同步检波电路350、平滑电路360、可变放大电路370、滤波电路380以及相位改变电路352。

通过外部输入端子13而从陀螺传感器元件100的振动片的检测电极114向电荷放大电路310输入由检测信号和泄漏信号组成的交流电荷。

同样地，通过外部输入端子14而从陀螺传感器元件100的振动片的检测电极115向电荷放大电路320输入由检测信号和泄漏信号组成的交流电荷。

该电荷放大电路310以及320分别将所输入的交流电荷转换为，将基准电压Vref作为基准的交流电压信号。另外，基准电压Vref通过基准电源电路(未图示)并根据从电源输入端子输入的外部电源而生成。

差动放大电路330对电荷放大电路310的输出信号和电荷放大电路320的输出信号进行差动放大。差动放大电路330为用于对同相成分进行消除并对反相成分进行加算放大的电路。

AC放大电路340对差动放大电路330的输出信号进行放大。该AC放大电路340的输出信号包括检测信号和泄漏信号，并且作为被检波信号36而被输入至同步检波电路350。

同步检波电路350根据检波信号34而针对被检波信号36实施同步检波。同步检波电路350例如能够被构成为如下的开关电路，所述开关电路在检波信号34的电压电平与基准电压Vref相比而较高时选择AC放大电路340的输出信号，在检波信号34的电压电平与基准电压Vref相比而较低时选择使AC放大电路340的输出信号相对于基准电压Vref而反转了的信号。

相位改变电路352生成相对于方形波电压信号24而具有相位差的检波信号34。另外，关于相位改变电路352的动作例，将以“1-1-1.第一具体例”以及“1-1-3.第三具体例”项而在后文中叙述。

同步检波电路350的输出信号在通过平滑电路360而被平滑化为直流电压信号之后，被输入至可变放大电路370。

可变放大电路370根据所设定的放大率(或衰减率)而对平滑电路360的输出信号(直流电压信号)进行放大(或衰减)，从而对检测灵敏度进行调节。通过可变放大电路370而被放大(或衰减)的信号被输入至滤波电路380。

滤波电路380为将可变放大电路370的输出信号制限为适用于所需的频率带宽的电路，并生成角速度检测信号33。并且，角速度检测信号33经由外部输出端子17而被输出至外部，并且被输入至异常判断部70。

控制部60通过根据从外部所输入的控制信号62而输出控制信号64，从而对相位改变电路352进行控制。此外，控制部60通过根据从外部所输入的控制信号62而输出控制信号66，从而对驱动电流改变电路230进行控制。控制部60能够通过例如专用的逻辑电路或通用的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)而实现。

异常判断部70根据来自同步检波电路350的信号而对角速度检测装置1(物理量检测装置)的异常的有无进行判断，并将判断结果作为异常判断信号72而向外部输出端子18输出。在图1所示的示例中，来自同步检波电路350的信号经由平滑电路360、可变放大电路370以及滤波电路380而被输入至异常判断部70。

在本实施方式中，也可以在判断出角速度检测装置1(物理量检测装置)为异常的情况下将显示判断结果为异常的报错信号作为异常判断信号72而向外部输出端子18输出。由此，能够在其它电路模块或装置中较容易地使用报错信号。

关于异常判断部70的动作例，将以“1-1-1.第一具体例”、“1-1-2.第二具体例”以及“1-1-3.第三具体例”项而在后问叙述。

在本实施方式中，角速度信号处理电路4具备寄存器80。寄存器80被构成为，能够将所存储的信息作为数字信号82并经由外部端子19而向外部输出。此外，异常判断部70也可以在根据同步检波电路350的信号而判断出角速度检测装置1(物理量检测装置)为异常的情况下，向寄存器80写入报错信息。在图1所示的示例中，异常判断部70通过向寄存器80输出报错信息信号74而向寄存器80写入报错信息。由于具有寄存器80，因此也能够在其它电路模块或装置中较容易地使用报错信息。

另外，角速度检测装置1也可以省略上述各结构的一部分，也可以附加其它的结构。

1-1-1.第一具体例

图5为表示角速度检测装置1处于静止时的信号波形的一个示例的图。在图5中，横轴表示时间，纵轴表示电压。

在陀螺传感器元件100的振动片处于振动的状态下，在I/V转换电路210的输出(A点)中，产生有从陀螺传感器元件100的振动片的驱动电极113反馈的电流所转换成的固定频率的交流电压。即，在I/V转换电路210的输出(A点)中，产生有固定频率的正弦波电压信号。

并且，在AC放大电路220的输出(B点)中，产生有I/V转换电路210的输出信号(A点的信号)被放大且振幅为固定值Vc的方形波电压信号。

在未向陀螺传感器元件100施加角速度的情况下，虽然在陀螺传感器元件100的振动片的检测电极114、115上不产生角速度的检测信号，但是产生泄漏信号。

在陀螺传感器元件100的检测电极114以及115上所产生的泄漏信号(交流电荷)分别通过电荷放大电路310以及电荷放大电路320而被转换为交流电压信号。在此，将从电荷放大电路310和电荷放大电路320输出的交流电压信号设为反相。其结果为，在电荷放大电路310以及电荷放大电路320的输出(C点以及D点)中，产生有与AC放大电路220的输出信号(B点的信号)相同频率的正弦波电压信号。在此，电荷放大电路310的输出信号(C点的信号)的相位相对于AC放大电路220的输出信号(B点的信号)而偏移90°。此外，电荷放大电路320的输出信号(D点的信号)的相位为相对于电荷放大电路310的输出信号(C点的信号)的相反相位(偏移180°)。

电荷放大电路310以及320的输出信号(C点的信号以及D点的信号)通过差动放大电路330而被实施差动放大，在AC放大电路340的输出(E点)中，将产生与电荷放大电路310的输出(C点)中所产生的正弦波电压信号相同频率且相同相位的正弦波电压信号。在AC放大电路340的输出(E点)中所产生的该正弦波电压信号为，与在陀螺传感器元件100的振动片的检测电极114、115上所产生的泄漏信号相对应的信号。

AC放大电路340的输出信号(E点的信号)通过同步检波电路350并根据检波信号34而被实施同步检波。在此，检波信号34(相位改变电路352的输出信号(F点的信号))为，相对于AC放大电路220所输出的方形波电压信号(B点的信号)而具有与相位改变量所对应的相位差(设为Δφ)的方形波电压信号。因此，由于AC放大电路340的输出信号(E点的信号)与检波信号34(相位改变电路352的输出信号(F点的信号))间相位偏移了90°-Δφ，因此，在同步检波电路350的输出信号(G点的信号)中，高于基准电压Vref的电压的积分量与低于基准电压Vref的电压的积分量不一致，该差值根据泄漏信号的电平而变化。其结果为，在滤波电路380的输出(H点)中，将产生与泄漏信号的电平和相位改变量相对应的电压值V1的直流电压信号(角速度检测信号33)。另外，通过将相位差Δφ设为0°，能够提取与角速度的大小相对应的检测信号。

在本具体例中，相位改变电路352根据控制信号64，以通过同步检波电路350中的同步检波而输出泄漏信号的至少一部分的方式而将检波信号34与被检波信号36的相位差在第一相位差Δφ1、和与第一相位差Δφ1不同的第二相位差Δφ2之间切换。

由于检波信号34与被检波信号36的相位差与第一相位差Δφ1以及第二相位差Δφ2不同，从而来自同步检波电路350的期望输出值将成为不同的值。

图6(A)以及图6(B)为表示第一具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。图6(A)以及图6(B)的横轴表示期望输出值，纵轴表示实际的输出值。

在图6(A)所示的示例中，显示了将第一相位差Δφ1设为90°，将第二相位差Δφ2设为-90°的情况。在图6(B)所示的示例中，显示了将第一相位差Δφ1设为90°，将第二相位差Δφ2设为45°的情况。

根据本具体例，通过将检波信号34与被检波信号36的相位差在第一相位差Δφ1与第二相位差Δφ2之间切换，从而能够改变来自同步检波电路350的期望输出值。由此，即使在产生了同步检波电路350的输出值成为固定值这样的故障的情况下，也能够对同步检波电路350的故障进行检测。因此，能够实现一种提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)以及角速度检测装置1(物理量检测装置)。

在本具体例中，异常判断部70根据来自同步检波电路350的信号而对角速度检测装置1(物理量检测装置)的异常的有无进行判断。例如也可以采用如下方式，即，如果在第一相位差Δφ1的情况下的滤波电路380的输出值与在第二相位差Δφ2的情况下的滤波电路380的输出值的差为预定范围内，则异常判断部70判断为不存在异常，如果为预定范围外，则判断为存在异常。此外，例如，在将横轴描述为期望输出值，并将纵轴描述为实际的输出值的情况下，如果对第一相位差Δφ1的情况下的滤波电路380的输出值与第二相位差Δφ2的情况下的滤波电路380的输出值进行连结的直线的倾斜度或线段在预定范围内，则异常判断部70判断为不存在异常，如果在预定范围外，则判断为存在异常。

根据本实施方式，由于能够改变来自同步检波电路350的期望输出，因此，能够实现一种能够特别地提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)以及角速度检测装置1(物理量检测装置)。

另外，如果向角速度检测装置1施加角速度，则在角速度检测信号33中，由于与泄漏信号的电平对应的电压值和与角速度的大小对应的电压值成为重叠的电压值，因此难以对有无异常进行判断。因此，优选为，在未向角速度检测装置1施加角速度的状态(例如，静止的状态)下对有无异常进行判断。例如，在将本实施方式的角速度检测装置1搭载于车辆中的情况下，在该车辆的发动机始动时的主要因素检查中对异常的有无进行判断即可。

1-1-2.第二具体例

在第二具体例中，驱动电流改变电路230根据控制信号66而将驱动信号的电流值在第一电流值I1、和与第一电流值I1不同的第二电流值I2之间切换。

驱动信号的电流值由于第一电流值I1与第二电流值I2而不同，因此造成来自同步检波电路350的期望输出值成为不同的值。

图7为表示第二具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。图7的横轴表示期望输出值，纵轴表示实际的输出值。

在图7所示的示例中，显示了将第二电流值I2设为相对于第一电流值I1的2倍的情况。

根据本具体例，通过将驱动信号的电流值在第一电流值I1和第二电流值I2之间切换，从而能够改变来自同步检波电路350的期望输出值。由此，即使在产生了同步检波电路350的输出值成为固定值这样的故障的情况下，也能够对同步检波电路350的故障进行检测。因此，能够实现一种能够提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)以及角速度检测装置1(物理量检测装置)。

在本具体例中，异常判断部70根据来自同步检波电路350的信号而对角速度信号处理电路4(物理量检测电路)的异常的有无进行判断。例如也可以采用如下方式，即，如果第一电流值I1的情况下的滤波电路380的输出值与第二电流值I2的情况下的滤波电路380的输出值的差在预定范围内，则异常判断部70判断为不存在异常，如果在预定范围外，则判断为存在异常。此外，例如也可以采用如下方式，即，在将横轴描述为期望输出值，并将纵轴描述为实际的输出值的情况下，如果对第一电流值I1的情况下的滤波电路380的输出值与第二电流值I2的情况的滤波电路380的输出值进行连结的直线的倾斜度或线段为预定范围内，则异常判断部70判断为不存在异常，如果为预定范围外，则判断为存在异常。

另外，如果向角速度检测装置1施加角速度，则在角速度检测信号33中，与泄漏信号的电平对应的电压值和与角速度的大小对应的电压值将成为重叠的电压值，因此难以对异常的有无进行判断。因此，在未向角速度检测装置1施加角速度的状态(例如，静止的状态)下，对异常的有无进行判断较为优选。例如，在将本实施方式的角速度检测装置1搭载于车辆中的情况下，在该车辆的发动机始动时的主要因素检查中对异常的有无进行判断即可。

1-1-3.第三具体例

在第三具体例中，相位改变电路352根据控制信号64，以通过同步检波电路350中的同步检波而输出泄漏信号的至少一部分的方式而将检波信号34与被检波信号36的相位差在第一相位差Δφ1、和与第一相位差Δφ1不同的第二相位差Δφ2之间切换。此外，在第一相位差Δφ1以及第二相位差Δφ2中的至少任意一个中，驱动电流改变电路230根据控制信号66而将驱动信号的电流值在第一电流值I1、和与第一电流值I1不同的第二电流值I2之间切换。

图8为表示第三具体例中的期望输出值与实际的输出值的关系的示例的图表。图8的横轴表示期望输出值，纵轴表示实际的输出值。

在图8所示的示例中，显示了将第一相位差Δφ1设为90°，并将第二相位差Δφ2设为-90°的情况。此外，在图8所示的示例中，显示了将第二电流值I2设为相对于第一电流值I1的2倍的情况。此外，在图8所示的示例中，显示了在第一相位差Δφ1以及第二相位差Δφ2的双方中，驱动信号的电流值为第一电流值I1的情况和驱动信号的电流值为第二电流值I2的情况。

根据本具体例，通过将检波信号34与被检波信号36的相位差在第一相位差Δφ1与第二相位差Δφ2之间切换，从而能够改变来自同步检波电路350的期望输出值。此外，根据本具体例，通过将驱动信号的电流值在第一电流值I1与第二电流值I2之间切换，从而能够改变来自同步检波电路350的期望输出值。由此，即使在产生了同步检波电路350的输出值成为固定值这样的故障的情况下，也能够对同步检波电路350的故障进行检测。因此，能够实现一种能够提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)以及角速度检测装置1(物理量检测装置)。

在本具体例中，异常判断部70根据来自同步检波电路350的信号而对角速度信号处理电路4(物理量检测电路)的异常的有无进行判断。例如也可以采用如下方式，即，在将横轴描述为望输出值，并将纵轴描述为实际的输出值的情况下，如果各输出值的所对应的直线的倾斜度或线段为预定范围内，则异常判断部70判断为不存在异常，如果为预定范围外则判断为存在异常。

另外，如果向角速度检测装置1施加角速度，则在角速度检测信号33中，由于与泄漏信号的电平对应的电压值和与角速度的大小对应的电压值将成为重叠的电压值，因此难以对异常的有无进行判断。因此，在未向角速度检测装置1施加角速度的状态(例如，静止的状态)下，对异常的有无进行判断较为优选。例如，在将本实施方式的角速度检测装置1搭载于车辆中的情况下，在该车辆的发动机始动时的主要因素检查中对异常的有无进行判断即可。

1-2.第二实施方式

图9为第二实施方式的物理量检测装置1000的功能框图。在与第一实施方式相同的结构中标有相同的符号，并省略详细的说明。

物理量检测装置1000对作为物理量的单轴方向上的角速度和双轴方向上的加速度进行检测。物理量检测装置1000作为对角速度进行检测的结构而具备陀螺传感器元件100、角速度信号处理电路4。物理量检测装置1000作为对加速度进行检测的结构而具备检测元件400X、检测元件400Y、加速度信号处理电路5。此外，物理量检测装置1000为了实施基于温度的补正而具备温度传感器3。

本实施方式的物理量检测装置1000还具备选择电路6、ADC(Analog-to-Digitalconverter：模拟数字转换器)7、数字处理电路8、接口电路9以及故障诊断电路10。

在本实施方式中，除去陀螺传感器元件100、检测元件400X以及检测元件400Y之外的结构被构成为信号处理IC(集成电路装置)2a。另外，本实施方式的物理量检测装置1000也可以省略这一部分的结构(要素)或追加新的结构(要素)。

温度传感器3向选择电路6输出与温度对应的温度信号408。

角速度信号处理电路4向选择电路6输出与角速度对应的角速度检测信号33。此外，角速度信号处理电路4向故障诊断电路10输出报错信息信号25。

检测元件400X以及检测元件400Y由静电电容型的加速度检测元件构成。检测元件400X从加速度信号处理电路5接收输送波信号401，并向加速度信号处理电路5差动输出与所检测出的加速度对应的检测信号402以及检测信号403。检测元件400Y从加速度信号处理电路5接收输送波信号401，并向加速度信号处理电路5差动输出与所检测出的加速度对应的检测信号404以及检测信号405。

加速度信号处理电路5根据检测信号402～405而向选择电路6输出与加速度对应的加速度信号406。此外，加速度信号处理电路5将与加速度信号处理电路5内所生的异常相关的信息作为报错信息信号407而向故障诊断电路10输出。

选择电路6从所输入的信号中依次选择出一个信号，并将该信号作为信号409而向ADC7输出。

ADC7将所输入的信号转换为数字信号，并将该信号作为信号410而向数字处理电路8输出。

数字处理电路8针对所输入的信号而实施各种数字处理，并将该信号作为信号411而向接口电路9输出。作为数字处理也可以实施例如对滤波处理或温度特性进行补正的处理等。

故障诊断电路10根据所输入的信号而对角速度信号处理电路4、加速度信号处理电路5、陀螺传感器元件100、检测元件400X以及检测元件400Y中的至少任意一个中是否产生有异常进行判断，并将判断结果作为信号412而向接口电路9输出。

接口电路9将所输入的信号转换为预定的通信格式，并将该信号作为信号413而向外部输出。

在第二实施方式的物理量检测装置1000中，由于与第一实施方式相同的理由而具有相同的效果。

2.电子设备

图10为本实施方式所涉及的电子设备500的功能框图。另外，在与上述的各实施方式相同的结构中标有相同的符号而省略详细的说明。

本实施方式所涉及的电子设备500包括角速度信号处理电路4(物理量检测电路)。在图10所示的示例中，电子设备500被构成为，包括：包含角速度信号处理电路4(物理量检测电路)的角速度检测装置1、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)520、操作部530、ROM(Read Only Memory：只读存储器)540、RAM(Random Access Memory：随机可读写存储器)550、通信部560、显示部570、声音输出部580。另外，本实施方式所涉及的电子设备500也可以省略或改变图10所示的结构要素(各部)的一部分，也可以附加其它结构要素而构成。

CPU520根据被存储在ROM540等中的程序，并使用未图示的时钟信号生成电路所输出的时钟脉冲来实施各种的计算处理或控制处理。具体而言，CPU520实施与来自操作部530的操作信号对应的各种的处理、用于与外部实施数据通信而对通信部560进行控制的处理、发送使显示部570显示各种的信息的显示信号的处理、使声音输出部580输出各种的声音的处理等。

操作部530为由操作按键或按钮开关等构成的输入装置，并向CPU520输出与由用户而实施操作所对应的操作信号。

ROM540存储有CPU520用于实施各种的计算处理或控制处理的程序或数据等。

RAM550被用于CPU520的作业区域，并暂时存储从ROM540读取出的程序或数据、从操作部530输入的数据、CPU520根据各种程序而执行出的运算结果等。

通信部560实施用于使CPU520与外部装置之间的数据通信成立的各种控制。

显示部570为由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)或电泳显示器等构成的显示装置，并根据从CPU520输入的显示信号而显示各种的信息。

并且，声音输出部580为输出扬声器等的声音的装置。

CPU520也可以在从角速度检测装置1接收到显示在角速度检测装置1中存在任何的异常的报错信号的情况下，为了对异常所产生的位置进行确定，通过上述的第一或第二实施方式的角速度信号处理电路4而向角速度检测装置1发送实施对同步检波电路350是否为故障进行判断的动作这样的命令的指令。

根据本实施方式所涉及的电子设备500，由于具备能够提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)，因此能够实现故障检测的精度较高的电子设备500。

作为电子设备500而考虑有各种电子设备。例如列举有个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型型个人计算机、平板型个人计算机)、移动电话等移动体终端、数码照相机、喷墨式喷出装置(例如，喷墨式打印机)、路由器或转换器等的存储局域网设备、本地局域网设备，移动体终端基站用设备、电视、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼器、电子记事本(也包含附加通信功能的产品)、电子辞典、台式计算机、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS终端(point ofsale：销售点)、医疗设备(例如电子体温计、血压仪、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如，车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、电表、飞行模拟器、头戴式显示器、位移传感器、位移追踪器、位移控制器、PDR(歩行者位置方位测定)等。

图11为表示作为电子设备500的一个示例的智能电话的外观的一个示例的图。作为电子设备500的智能电话具备作为操作部530的按钮、和作为显示部570的LCD。并且，作为电子设备500的智能电话由于具备能够提高同步检波电路350的故障检测的精度的角速度信号处理电路4(物理量检测电路)，因此能够实现故障检测的精度较高的电子设备500。

3.移动体

图12为表示本实施方式所涉及的移动体600的一个示例的图(仰视图)。另外，与上述的各实施方式相同结构中标有相同的符号，并省略详细的说明。

本实施方式所涉及的移动体600包括物理量检测装置1000。此外，在图12所示的示例中，移动体600被构成为，包括发动机系统、制动系统、实施无钥匙进入系统等的各种的控制的控制器620、控制器630、控制器640、蓄电池650以及备用蓄电池660。另外，本实施方式所涉及的移动体600也可以省略或改变图12所示的结构要素(各部)的一部分，也可以附加其它结构要素而构成。

根据本实施方式所涉及的移动体600，由于具备能够提高同步检波电路350的故障检测的精度的物理量检测装置1000，因此能够实现故障检测的精度较高的移动体600。

作为这种移动体600而考虑有各种移动体，例如列举有汽车(包括电动汽车)、私人飞机或直升机等的飞机、船舶、火箭、人工卫星等。

本发明并不限定于本实施方式，能够在本发明的主旨的范围内实施各种改变。

上述的实施方式以及改变例为一个示例，但是并不限定于此。例如，能够适当组合各实施方式以及各改变例。

本发明包括与实施方式所说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构)。此外，本发明包括对实施方式所说明的结构的非本质部分进行了置换的结构。此外，本发明包括与实施方式所说明的结构起同样作用效果的结构或者能够实现相同目的的结构。此外，本发明包括向实施方式所说明的结构中附加了公知技术的结构。

符号说明

1…角速度检测装置；2a…信号处理IC(集成电路装置)；3…温度传感器；4…角速度信号处理电路；5…加速度信号处理电路；6…选择电路；7…ADC；8…数字处理电路；9…接口电路；10…故障诊断电路；11…外部输出端子；12～16…外部输入端子；17～19…外部输出端子；20…驱动电路；21，22…驱动信号；24…方形波电压信号；30…检测电路；31、32…交流电荷(检测电流)；33…角速度检测信号；34…检波信号；36…被检波信号；60…控制部；62…控制信号；64…控制信号；66…控制信号；70…异常判断部；72…异常判断信号；80…寄存器；82…数字信号；100…陀螺传感器元件；101a～101b…驱动振动臂；102…检测振动臂；103…锤部；104a～104b…驱动用基部；105a～105b…连结臂；106…锤部；107…检测用基部；112～113…驱动电极；114～115…检测电极；116…共通电极；210…I/V转换电路(电流电压转换电路)；220…AC放大电路；230…驱动电流改变电路；310…电荷放大电路；320…电荷放大电路；330…差动放大电路；340…AC放大电路；350…同步检波电路；352…相位改变电路；360…平滑电路；370…可变放大电路；380…滤波电路；400X，400Y…检测元件；401…输送波信号；402～405…检测信号；406…加速度信号；407…报错信息信号；408…温度信号；409～413…信号；500…电子设备；520…CPU；530…操作部；540…ROM；550…RAM；560…通信部；570…显示部；580…声音输出部；600…移动体；620…控制器；630…控制器；640…控制器；650…蓄电池；660…备用蓄电池；1000…物理量检测装置。

Claims

1.一种物理量检测电路，具备：

同步检波电路，其根据检波信号而对被检波信号进行同步检波，所述被检波信号包含来自物理量检测元件的检测信号和泄漏信号，所述物理量检测元件通过根据驱动信号而进行振动从而产生与物理量的大小相对应的所述检测信号和基于所述驱动信号所进行的振动的所述泄漏信号；

相位改变电路，其以从所述同步检波电路输出所述泄漏信号的至少一部分的方式，将所述检波信号与所述被检波信号的相位差在第一相位差和与所述第一相位差不同的第二相位差之间进行切换，

控制部，其根据从外部所输入的控制信号而输出对所述相位改变电路进行控制的控制信号。

2.如权利要求1所述的物理量检测电路，其中，

还具备驱动电流改变电路，所述驱动电流改变电路在所述第一相位差以及所述第二相位差中的至少的任意一个相位差下，将所述驱动信号的电流值在第一电流值和与所述第一电流值不同的第二电流值之间进行切换。

3.如权利要求1或2所述的物理量检测电路，其中，

还具备异常判断部，所述异常判断部根据来自所述同步检波电路的信号而对该物理量检测电路有无异常进行判断。

4.如权利要求3所述的物理量检测电路，其中，

具备寄存器，

所述异常判断部在判断出所述物理量检测电路为异常的情况下，向所述寄存器写入报错信息。

5.如权利要求3所述的物理量检测电路，其中，

所述异常判断部在判断出所述物理量检测电路为异常的情况下，向外部输出报错信号。

6.一种电子设备，具备：

权利要求1至5中的任意一项所述的物理量检测电路。

7.一种移动体，具备：

权利要求1至5中的任意一项所述的物理量检测电路。