CN108663584A - 故障判定电路及方法、检测装置、电子设备、移动体 - Google Patents

故障判定电路及方法、检测装置、电子设备、移动体 Download PDF

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Abstract

故障判定电路及方法、检测装置、电子设备、移动体，故障判定电路无需使连续接收模拟电压信号将其转换成数字电压信号的模数转换器的动作停止就能够进行模数转换器的故障判定。故障判定电路具有：第一转换部，对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号连续地进行A/D转换；切换部，输入有包含第一基准电压和基于第一物理量检测信号的第二模拟信号在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式输出；第二转换部，对切换部的输出进行A/D转换；和比较判定部，比较判定部根据基于第一转换部对第一模拟信号进行A/D转换而得的第一数字信号的信号和基于第二转换部对第二模拟信号进行A/D转换而得的第二数字信号的信号进行第一转换部的故障判定。

Description

故障判定电路及方法、检测装置、电子设备、移动体
技术领域
本发明涉及故障判定电路、物理量检测装置、电子设备、移动体以及故障判定方法。
背景技术
接收模拟电压信号并转换为数字电压信号的模数转换器(ADC：Analog toDigital Convertor)用于多数的半导体元件中，并且安装于各种电子设备等。并且，作为高精度的模数转换器，有时使用Δ-Σ型的模数转换器。
例如，在专利文献1中公开了与作为一种模数转换器并且以高分辨率进行模数转换的Σ-Δ模数转换器(也称作Δ-Σ模数转换器)有关的技术。
专利文献1：日本特开平7‐058639号公报
然而，Δ-Σ模数转换器连续地接收模拟电压信号并将其转换成数字电压信号，因此例如在Δ-Σ模数转换器安装于电子设备等并且进行动作的状态下，很难进行该模数转换器的故障判定。
发明内容
本发明是鉴于以上那样的问题而完成的，根据本发明的几个方式，能够提供无需使连续地接收模拟电压信号并将其转换成数字电压信号的模数转换器停止动作就能够进行模数转换器的故障判定的故障判定电路和故障判定方法、以及使用了该故障判定电路的物理量检测装置、电子设备以及移动体。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够按照以下的方式或应用例而实现。
[应用例1]
本应用例的故障判定电路具有：第一转换部，其对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号连续地进行A/D转换；切换部，其输入包含第一基准电压和基于所述第一物理量检测信号的第二模拟信号在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式输出；第二转换部，其对所述切换部的输出进行A/D转换；以及比较判定部，所述比较判定部根据基于第一数字信号的信号和基于第二数字信号的信号来进行所述第一转换部的故障的判定，所述第一数字信号是所述第一转换部对所述第一模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第二数字信号是所述第二转换部对所述第二模拟信号进行A/D转换而得到的。
“连续地”是指“连续”和“隔了相对于动作期间足够短的休止期间而继续进行动作”等“实质上连续”。
根据本应用例的故障判定电路，第一转换部对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号进行A/D转换而生成第一数字信号，第二转换部对基于第一物理量的第二模拟信号进行A/D转换而生成第二数字信号。即，第一数字信号和第二数字信号是指基于第一物理量检测信号的等同的信号。然后，在比较判定部中对第一数字信号和第二数字信号进行比较。由于第一数字信号和第二数字信号是等同的信号，因此比较判定部能够通过进行例如检测第一数字信号与第二数字信号的差分等比较来判断第一转换部和第二转换部的转换结果是否准确。由此，无需使连续地进行动作的第一转换部的动作停止就能够进行第一转换部的故障判定。
[应用例2]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述故障判定电路还具有自身判定部，所述自身判定部根据所述第二转换部对所述第一基准电压进行A/D转换而得到的信号来进行所述第二转换部的故障的判定。
根据本应用例的故障判定电路，第二转换部对第一基准电压进行A/D转换。第一基准电压是作为故障判定电路的基准的电压，是已知的电压。即，通过第二转换部对第一基准电压进行A/D转换而得到的数字信号的期待值是已知的。自身判定部能够通过将由第二转换部进行A/D转换而得到的数字信号的期待值和由第二转换部对第一基准电压进行A/D转换而得到的数字信号的实测值进行比较来进行第二转换部的故障判定。
并且，根据本应用例的故障判定电路，根据第一基准电压来进行第二转换部的故障判定。由此，输入给比较判定部的第二数字信号是正常转换而得到的信号。由此，比较判定部能够通过对第一数字信号和第二数字信号进行比较来精度良好地判定第一转换部的故障。由此，无需使连续地进行动作的第一转换部的动作停止就能够提高第一转换部的故障判定的精度。
[应用例3]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述切换部还输入有第二基准电压，所述自身判定部根据所述第二转换部对所述第二基准电压进行A/D转换而得到的信号来进行所述第二转换部的故障判定。
根据本应用例的故障判定电路，第二转换部对第二基准电压进行A/D转换。第二基准电压在故障判定电路中是与第一基准电压不同的作为基准的电压，是已知的电压。即，通过第二转换部对第二基准电压进行A/D转换而得到的数字信号的期待值是已知的。自身判定部能够通过将由第二转换部进行A/D转换而得到的数字信号的期待值和由第二转换部对第二基准电压进行A/D转换而得到的数字信号的实测值进行比较，来判定第二转换部的故障判定。
并且，根据本应用例的故障判定电路，除了第一基准电压之外还设置有第二基准电压，来进行第二转换部的故障判定，由此，第二转换部的故障判定的精度进一步提高。由此，比较判定部能够精度更好地判定第一转换部的故障。由此，无需使连续地进行动作的第一转换部的动作停止就能够进一步提高第一转换部的故障判定的精度。
[应用例4]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述切换部还输入有第二物理量检测信号。
根据本应用例的故障判定电路，也可以向切换部输入第二物理量检测信号。由此，第二转换部能够也兼用进行其他物理量检测信号的A/D转换，能够实现故障判定电路和搭载有故障判定电路的设备的小型化。
[应用例5]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述故障判定电路还包含校正部，所述第二物理量检测信号是基于温度的信号，所述校正部根据由所述第二转换部对所述第二物理量检测信号进行A/D转换而得到的第三数字信号来校正所述第一数字信号。
根据本应用例的故障判定电路，第二物理量检测信号也可以是基于温度的信号。而且，校正部利用从第二转换部输出的基于温度的第三数字信号对第一数字信号进行校正，因此，从校正部输出的信号成为考虑了温度特性的信号。由此，能够提高从故障判定电路输出的信号的精度。
[应用例6]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述第一转换部的采样率大于所述第二转换部的采样率。
[应用例7]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述第一转换部的分辨率高于所述第二转换部的分辨率。
根据这些应用例的故障判定电路，优选为，第一转换部的采样率和分辨率中的至少任意一方大于第二转换部。通过提高连续地进行A/D转换的第一转换部的分辨率和采样率，能够提高第一转换部进行A/D转换的精度。另一方面，通过降低以时分的方式进行A/D转换的第二转换部的分辨率和采样率，能够实现故障判定电路的小型化，并且能够减少故障判定电路的消耗电流。
[应用例8]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述切换部还输入有选择信号，所述切换部根据所述选择信号来选择并输出所输入的包含所述第二模拟信号和所述第一基准电压在内的多个信号中的任意信号。
根据本应用例的故障判定电路，切换部能够对所输入的包含第二模拟信号和第一基准电压在内的多个信号被输出的周期、频率、时间等进行任意设定。由此，故障判定电路能够容易地变更第一转换部的故障判定、第二转换部的故障判定以及其他多个信号的A/D转换的周期，能够实现通用性高的故障判定电路。
[应用例9]
在上述应用例的故障判定电路中，也可以是，所述故障判定电路还具有对基于第三物理量检测信号的第三模拟信号连续地进行A/D转换的第三转换部，所述切换部还输入有基于所述第三物理量检测信号的第四模拟信号，所述比较判定部将基于第四数字信号的信号和基于第五数字信号的信号进行比较来进行所述第三转换部的故障判定，所述第四数字信号是所述第三转换部对所述第三模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第五数字信号是所述第二转换部对所述第四模拟信号进行A/D转换而得到的。
根据本应用例的故障判定电路，所述故障判定电路还可以具有第三转换部，该第三转换部连续地对基于第三物理量检测信号的第三模拟信号进行A/D转换并输出第四数字信号。此时，向切换部输入基于第三物理量检测信号的第四模拟信号。即，第二转换部以时分的方式对第四模拟信号进行A/D转换而生成第五数字信号。然后，能够通过在比较判定部中对第四数字信号和第五数字信号进行比较，来对连续地进行A/D转换的第三转换部进行故障判定。由此，无需使连续地进行动作的第一转换部和第三转换部的动作停止就能够进行第一转换部和第三转换部双方的故障的判定。
[应用例10]
本应用例的故障判定方法包含在故障判定电路中进行故障判定的步骤，其中，所述故障判定电路具有：第一转换部，其对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号连续地进行A/D转换；切换部，其输入包含第一基准电压和基于所述第一物理量检测信号的第二模拟信号在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式输出；第二转换部，其对所述切换部的输出进行A/D转换；以及比较判定部，其对所述第一转换部的输出信号和所述第二转换部的输出信号进行比较，在所述步骤中，所述比较判定部将基于第一数字信号的信号和基于第二数字信号的信号进行比较来进行所述第一转换部的故障判定，所述第一数字信号是所述第一转换部对所述第一模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第二数字信号是所述第二转换部对所述第二模拟信号进行A/D转换而得到的。
根据本应用例的故障判定方法，第一转换部对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号进行A/D转换而生成第一数字信号，第二转换部对基于第一物理量检测信号的第二模拟信号进行A/D转换而生成第二数字信号。即，第一数字信号和第二数字信号是基于第一物理量检测信号的等同的信号。然后，在比较判定部中对第一数字信号和第二数字信号进行比较。由于第一数字信号和第二数字信号是等同的信号，因此比较判定部能够通过进行例如检测第一数字信号与第二数字信号的差分等比较来判断第一转换部和第二转换部的转换结果是否准确。由此，无需使连续地动作的第一转换部的动作停止就能够进行第一转换部的故障判定。
[应用例11]
本应用例的物理量检测装置具有上述应用例中的任意应用例的故障判定电路。
根据本应用例的物理量检测装置，由于无需使能够连续地取得物理量的第一转换部的动作停止就能够进行第一转换部的故障判定，因此能够实现可靠性高的物理量检测装置。
[应用例12]
本应用例的电子设备具有上述应用例的物理量检测装置。
[应用例13]
本应用例的移动体具有上述应用例的物理量检测装置。
根据这些应用例，由于使用了无需使能够连续地取得物理量的第一转换部的动作停止就能够进行第一转换部的故障判定的可靠性高的物理量检测电路，因此也能够实现例如可靠性高的电子设备和移动体。
附图说明
图1是示出第一实施方式的物理量检测装置的结构例的图。
图2是示出第一实施方式的物理量检测元件的振动片的俯视图。
图3是用于对第一实施方式的物理量检测元件的动作进行说明的图。
图4是用于对第一实施方式的物理量检测元件的动作进行说明的图。
图5是示出第一实施方式的驱动电路的结构的图。
图6是示出第一实施方式的检测电路的结构的图。
图7是示出第一实施方式的物理量处理电路的结构的图。
图8是示出第一实施方式的故障判定方法的流程图。
图9是示出第一实施方式的故障判定方法的流程图。
图10是示出第一实施方式的故障判定方法的流程图。
图11是示出第二实施方式的物理量检测装置的结构例的图。
图12是示出第二实施方式的物理量处理电路的结构的图。
图13是示意性地示出本实施方式的电子设备的图。
图14是示意性地示出本实施方式的电子设备的图。
图15是示意性地示出本实施方式的移动体的图。
标号说明
1：物理量检测装置；3：MCU；10：基准电压电路；20：驱动电路；30：检测电路；40：物理量处理电路；41：数字运算电路；42：接口电路；50：DSP；60：振荡电路；70：温度传感器；80：存储部；100、100A、100B、100C：物理量检测元件；101a、101b：驱动振动臂；102：检测振动臂；103：配重部；104a、104b：驱动用基部；105a、105b：连结臂；106：配重部；107：检测用基部；112、113：驱动电极；114、115：检测电极；116：公共电极；200：物理量检测电路；210：转换电路；220：高通滤波器；230、260：比较器；240：全波整流电路；250：积分器；310、320：电荷放大器；330：差动放大器；340：高通滤波器；350：AC放大器；360、361、362：同步检波电路；370、371、372：可变增益放大器；380、381、382：开关电容滤波器；390、391、392：输出缓冲器；410、411、412、420、421、422：A/D转换电路；430：多路复用器；440：电压生成部；450：切换控制部；460：时钟生成电路；510、511、512、520、521、522：数字滤波器；530、540：故障判定部；550：数字校正部；400：物理量检测器；1200：移动电话机；1202：操作按钮；1204：听筒；1208：显示部；1300：静态式数字照相机；1302：壳体(机身)；1310：显示部；1306：快门按钮；1304：接受单元；1308：存储器；1312：视频信号输出端子；1314：输入输出端子；1440：个人计算机；1430：电视监视器；1500：汽车；1502：车体；1504：电子控制单元。
具体实施方式
以下，使用附图详细地对本发明的优选的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式不对在权利请求书中记载的本发明的内容进行不当的限定。并且，以下说明的所有结构不一定是本发明的必需的结构要素。
以下，作为使用了本实施方式的故障判定电路的设备，以物理量处理装置(角速度处理装置)为例进行说明。
1.物理量检测装置
1.1第一实施方式
[物理量检测装置的结构]
图1是示出物理量检测装置(角速度处理装置)1的第一实施方式的结构例的图。物理量检测装置1在第一实施方式中构成为包含物理量检测元件100和物理量检测电路200，也可以构成为还包含使用从物理量检测装置1输出的数据来进行各种计算处理和控制的MCU(Micro Control Unit：微控制单元)3。
物理量检测元件100具备配置有驱动电极和检测电极的振动片，一般情况下，为了尽可能地减小振动片的阻抗而提高振荡效率，振动片被密封在确保了气密性的封装中。在物理量检测装置1的第一实施方式中，物理量检测元件100具有所谓的双T型的振动片，该双T型的振动片具有两个俯视形状为T型的驱动振动臂。
图2是物理量检测装置1的第一实施方式的物理量检测元件100的振动片的俯视图。物理量检测元件100例如具有由Z切的石英基板形成的双T型的振动片。由于采用石英为材料的振动片的谐振频率相对于温度变化的变动极小，因此具有能够提高角速度的检测精度这样的优点。另外，图2中的X轴、Y轴、Z轴表示石英的轴。
如图2所示，物理量检测元件100的振动片的驱动振动臂101a从驱动用基部104a向+Y轴方向和-Y轴方向延伸，驱动振动臂101b从驱动用基部104b向+Y轴方向和-Y轴方向延伸。在驱动振动臂101a的侧面和上表面上分别形成有驱动电极112和113，在驱动振动臂101b的侧面和上表面上分别形成有驱动电极113和112。驱动电极112、113分别经由图1所示的物理量检测电路200的DS端子、DG端子而与驱动电路20连接。
驱动用基部104a经由向-X轴方向和+X轴方向延伸的连结臂105a而与矩形状的检测用基部107连接，驱动用基部104b经由向-X轴方向和+X轴方向延伸的连结臂105b而与矩形状的检测用基部107连接。
检测振动臂102从检测用基部107向+Y轴方向和-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和115，在检测振动臂102的侧面上形成有公共电极116。检测电极114、115分别经由图1所示的物理量检测电路200的S1端子、S2端子而与检测电路30连接。并且，公共电极116接地。
当向驱动振动臂101a、101b的驱动电极112与驱动电极113之间提供交流电压作为驱动信号时，如图3所示，驱动振动臂101a、101b由于逆压电效应而像箭头B那样进行两个驱动振动臂101a、101b的前端彼此反复接近和分离的弯曲振动(激励振动)。
在该状态下，如果对物理量检测元件100的振动片施加以Z轴为旋转轴的角速度，则驱动振动臂101a、101b在与箭头B的弯曲振动的方向和Z轴双方垂直的方向上取得科里奥利力。其结果为，如图4所示，连结臂105a、105b进行箭头C所示那样的振动。而且，检测振动臂102与连结臂105a、105b的振动(箭头C)联动而像箭头D那样进行弯曲振动。该伴随着科里奥利力的检测振动臂102的弯曲振动的相位与驱动振动臂101a、101b的弯曲振动(激励振动)的相位相差90°。
另外，如果驱动振动臂101a、101b进行弯曲振动(激励振动)时的振动能量的大小或振动的振幅的大小在两个驱动振动臂101a、101b中相等，则取得了驱动振动臂101a、101b的振动能量的平衡，在没有对物理量检测元件100施加角速度的状态下检测振动臂102不进行弯曲振动。然而，如果两个驱动振动臂101a、101b的振动能量的平衡被打破，则即使是没有对物理量检测元件100施加角速度的状态，检测振动臂102也产生弯曲振动。该弯曲振动被称作泄漏振动，与基于科里奥利力的振动同样地是箭头D的弯曲振动，但与驱动信号是相同相位。
而且，由于压电效应而在检测振动臂102的检测电极114、115中产生基于这些弯曲振动的交流电荷。这里，基于科里奥利力而产生的交流电荷根据科里奥利力的大小(换言之，对物理量检测元件100施加的角速度的大小)而变化。另一方面，基于泄漏振动而产生的交流电荷恒定，与对物理量检测元件100施加的角速度的大小无关。
另外，在驱动振动臂101a、101b的前端形成有宽度大于驱动振动臂101a、101b的矩形状的配重部103。通过在驱动振动臂101a、101b的前端形成配重部103，能够增大科里奥利力并且以比较短的振动臂取得期望的谐振频率。同样地，在检测振动臂102的前端形成有宽度大于检测振动臂102的配重部106。通过在检测振动臂102的前端形成配重部106，能够增大在检测电极114、115中产生的交流电荷。
像以上那样，物理量检测元件100以Z轴为检测轴，将基于科里奥利力的交流电荷(角速度分量)和基于激励振动的泄漏振动的交流电荷(振动泄漏分量)经由检测电极114、115输出。
返回到图1，物理量检测装置1的第一实施方式中的物理量检测电路200构成为包含基准电压电路10、驱动电路20、检测电路30、物理量处理电路40、振荡电路60、温度传感器70以及存储部80，例如可以是一个芯片的集成电路(IC：Integrated Circuit)。另外，物理量检测电路200也可以采用省略或变更这些要素的一部分、或者追加其他要素而成的结构。
基准电压电路10根据从物理量检测电路200的VDD端子提供的电源电压而生成基准电压(模拟接地电压)等恒压或恒流，提供给驱动电路20、检测电路30以及包含于物理量处理电路40中的数字运算电路41等。这里，将输入给物理量处理电路40的电压特别设为基准电压VREF。
驱动电路20生成用于使物理量检测元件100进行激励振动的驱动信号，经由DS端子提供给物理量检测元件100的驱动电极112。并且，驱动电路20经由DG端子而输入有通过物理量检测元件100进行激励振动而在驱动电极113中产生的振荡电流，该驱动电路20对驱动信号的振幅电平进行反馈控制使得该振荡电流的振幅保持为恒定。并且，驱动电路20生成相位与驱动信号相同的检波信号SDET并输出给检测电路30。
检测电路30经由S1端子和S2端子而分别输入有在物理量检测元件100的两个检测电极114、115中产生的交流电荷(检测电流)，该检测电路30使用检波信号SDET来检测包含在这些交流电荷(检测电流)中的角速度分量，生成并输出与角速度分量的大小对应的电压电平的信号(角速度信号)VAO10、VAO20。
存储部80具有未图示的非易失性存储器，在该非易失性存储器中存储有针对驱动电路20和检测电路30的各种修整数据(调节数据、校正数据)等。非易失性存储器例如能够构成为MONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Silicon：金属氧化氮氧化硅)型存储器或EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦可编程只读存储器)。而且，存储部80也可以构成为，具有未图示的寄存器，在接通物理量检测电路200的电源时(VDD端子的电压从0V上升到期望的电压时)将存储在非易失性存储器中的各种修整数据、处理数据等传输给寄存器并由其保持，将保持在寄存器中的各种修整数据、处理数据等提供给驱动电路20和检测电路30。
温度传感器70输出与其周边的温度对应的电压电平的信号(温度信号)VTO，可以是温度越高而输出电压越高的正极性，也可以是温度越高而输出电压越低的负极性。温度传感器70例如可以是输出与绝对温度成比例的电压(PTAT(Proportional To AbsoluteTemperature：与绝对温度成正比)电压)的电路。
物理量处理电路40构成为包含数字运算电路41和接口电路42。
数字运算电路41根据主时钟信号MCLK而进行动作，在将检测电路30输出的角速度信号VAO10、VAO20的电压电平转换成数字值之后进行规定的运算处理，生成数字数据(角速度数据)VDO1并输出给接口电路42。
接口电路42接收MCU 3发送的各种指令，进行将与指令对应的数据发送给MCU 3的处理。并且，接口电路42进行如下等处理：根据来自MCU 3的请求而读出在存储部80(非易失性存储器或寄存器)中存储的数据并输出给MCU 3的处理；将从MCU 3输入的数据写入到存储部80(非易失性存储器或寄存器)中的处理。接口电路42例如是SPI(Serial PeripheralInterface：串行外设接口)总线的接口电路，MCU 3发送的选择信号、时钟信号、数据信号分别经由物理量检测电路200的SS端子、SCLK端子、SI端子而输入给该接口电路42，该接口电路42经由物理量检测电路200的SO端子将数据信号输出给MCU 3。另外，接口电路42也可以是与SPI总线以外的各种总线(例如，I2C(Inter Integrated Circuit：内部集成电路)总线等)对应的接口电路。
振荡电路60作为时钟生成电路发挥功能，其产生主时钟信号MCLK并输出给包含于物理量处理电路40中的数字运算电路41。振荡电路60例如构成为环形振荡器或CR振荡电路。
[驱动电路的结构]
接下来，对驱动电路20进行说明。图5是示出驱动电路20的结构例的图。如图5所示，物理量检测装置1的第一实施方式的驱动电路20构成为包含I/V转换电路210、高通滤波器(HPF)220、比较器230、全波整流电路240、积分器250以及比较器260。另外，驱动电路20也可以采用省略或变更这些要素的一部分、或者追加其他要素而成的结构。
I/V转换电路210将通过物理量检测元件100进行激励振动而产生并经由DG端子输入的振荡电流转换成交流电压信号。
高通滤波器220去除I/V转换电路210的输出信号的偏移。
比较器230对基准电压和高通滤波器220的输出信号的电压进行比较而生成二值化信号，在该二值化信号为高电平时，NMOS晶体管导通而输出低电平，在二值化信号为低电平时，NMOS晶体管截止，将经由电阻而被上拉的积分器250的输出电压作为高电平输出。然后，比较器230的输出信号作为驱动信号经由DS端子提供给物理量检测元件100。通过使该驱动信号的频率(驱动频率)与物理量检测元件100的谐振频率一致，能够使物理量检测元件100稳定振荡。
全波整流电路240对I/V转换电路210的输出信号进行整流(全波整流)并输出直流化后的信号。
积分器250以基于从基准电压电路10提供的电压而生成的期望的电压VRDR为基准，对全波整流电路240的输出电压进行积分并输出。全波整流电路240的输出越高(I/V转换电路210的输出信号的振幅越大)，该积分器250的输出电压越低。因此，振荡振幅越大，比较器230的输出信号(驱动信号)的高电平的电压越低，振荡振幅越小，比较器230的输出信号(驱动信号)的高电平的电压越高，因此以将振荡振幅保持为恒定的方式施加自动增益控制(AGC：Auto Gain Control)。
比较器260放大高通滤波器220的输出信号的电压，生成二值化信号(方波电压信号)并作为检波信号SDET输出。
[检测电路的结构]
接下来，对检测电路30进行说明。图6是示出检测电路30的结构例的图。如图6所示，物理量检测装置1的第一实施方式中的检测电路30构成为包含电荷放大器310、320、差动放大器330、高通滤波器(HPF)340、AC放大器350、同步检波电路360、可变增益放大器370、开关电容滤波器(SCF)380以及输出缓冲器390。另外，第一实施方式的检测电路30也可以采用省略或变更这些要素的一部分、或者追加其他要素而成的结构。
电荷放大器310经由S1端子从物理量检测元件100的振动片的检测电极114输入有包含角速度分量和振动泄漏分量在内的交流电荷(检测电流)。同样地，电荷放大器320经由S2端子从物理量检测元件100的振动片的检测电极115输入有包含角速度分量和振动泄漏分量在内的交流电荷(检测电流)。
该电荷放大器310、320将分别输入的交流电荷(检测电流)转换成交流电压信号。输入给电荷放大器310的交流电荷(检测电流)与输入给电荷放大器320的交流电荷(检测电流)彼此的相位相差180°，从而电荷放大器310的输出信号与电荷放大器320的输出信号的相位彼此为相反相位(相差180°)。
差动放大器330对电荷放大器310的输出信号和电荷放大器320的输出信号进行差动放大。通过差动放大器330，同相分量被消除，反相分量被相加放大。
高通滤波器340去除包含在差动放大器330的输出信号中的直流分量。
AC放大器350放大高通滤波器340的输出信号并输出给同步检波电路360。
同步检波电路360构成为包含两个同步检波电路361、362。同步检波电路361、362分别共同输入有AC放大器350的输出信号。另外，在物理量检测装置1的第一实施方式中，同步检波电路361、362是相同的结构。因此，将同步检波电路361、362作为同步检波电路360进行说明。
同步检波电路360使用从驱动电路20输入的检波信号SDET来对包含在AC放大器350的输出信号(被检波信号)中的角速度分量进行同步检波。同步检波电路360例如构成为如下的电路：在检波信号SDET为高电平时直接选择AC放大器350的输出信号，在检波信号SDET为低电平时选择将AC放大器350的输出信号相对于基准电压反转而得到的信号。
在AC放大器350的输出信号中包含有角速度分量和振动泄漏分量，但该角速度分量与检波信号SDET为相同相位，与此相对，振动泄漏分量与检波信号SDET为相反相位。因此，角速度分量通过同步检波电路360被同步检波，而振动泄漏分量没有被检波。
可变增益放大器370构成为包含可变增益放大器371、372。可变增益放大器371输入有同步检波电路361的输出信号，可变增益放大器372输入有同步检波电路362的输出信号。另外，在第一实施方式中，可变增益放大器371、372仅输入的信号不同，是相同的结构。因此，将可变增益放大器371、372作为可变增益放大器370进行说明。
可变增益放大器370对从同步检波电路360输出的输出信号进行放大或衰减而输出期望的电压电平的信号。可变增益放大器370的输出信号被输入给开关电容滤波器380。
开关电容滤波器380构成为包含开关电容滤波器381、382。开关电容滤波器381输入有可变增益放大器371的输出信号，开关电容滤波器382输入有可变增益放大器372的输出信号。另外，在第一实施方式中，开关电容滤波器381、382仅输入的信号不同，是相同的结构。因此，将开关电容滤波器381、382作为开关电容滤波器380进行说明。
开关电容滤波器380作为低通滤波器发挥功能，其去除包含在可变增益放大器370的输出信号中的高频分量，并且使规格所决定的频率范围的信号通过。该开关电容滤波器380(低通滤波器)的频率特性是由通过物理量检测元件100进行稳定振荡而取得的时钟信号(未图示)的频率和电容器(未图示)的电容比决定的，因此与RC低通滤波器相比，具有频率特性的偏差极小这样的优点。
开关电容滤波器380的输出信号在输出缓冲器390中缓冲并且根据需要而被放大或衰减成期望的电压电平的信号。
输出缓冲器390构成为包含输出缓冲器391、392。输出缓冲器391根据需要而将开关电容滤波器381输出的信号放大或衰减成期望的电压电平的信号。该输出缓冲器391的输出信号作为角速度信号VAO10从检测电路30输出，输出缓冲器392的输出信号作为角速度信号VAO20从检测电路30输出。
根据以上内容，物理量检测元件100检测到的角速度检测信号从S1端子和S2端子输入给检测电路30。而且，角速度检测信号在被电荷放大器320转换成电压信号之后，被差动放大器330放大，被高通滤波器340去除了直流分量，然后该信号被AC放大器350放大。从AC放大器350输出的信号分别输入给各自具有相同的结构的同步检波电路361、362，经由可变增益放大器371、372、开关电容滤波器381、382、输出缓冲器391、392而作为角速度信号VAO10、VAO20输出。
即，角速度信号VAO10和角速度信号VAO20是根据相同的角速度检测信号(“第一物理量检测信号”的一例)而生成的模拟信号，是由相同的电路结构生成的模拟信号。换言之，角速度信号VAO10(“第一模拟信号”的一例)和角速度信号VAO20(“第二模拟信号”的一例)作为等同的信号从检测电路30输出。
角速度信号VAO10和角速度信号VAO20分别输入给后述的物理量处理电路40而被转换成数字信号。此时，角速度信号VAO10连续地输入给A/D转换电路410(参照图7)而进行A/D转换，与此相对，角速度信号VAO20被多路复用器430(参照图7)切换而以时分的方式输入给A/D转换电路420。即，角速度信号VAO20有可能叠加有多路复用器430切换输出时的噪声。如物理量检测装置1的第一实施方式所示，通过将角速度信号VAO10和角速度信号VAO20在检测电路30中分离而输出，能够减少由多路复用器430产生的噪声叠加于角速度信号VAO10的情况。
另外，在物理量检测装置1的第一实施方式中，只要生成角速度信号VAO10和角速度信号VAO20而不会产生噪声即可，该角速度信号VAO10和角速度信号VAO20是基于相同的角速度检测信号的模拟信号。由此，在检测电路30中分离基于角速度检测信号的信号的时间点不限于即将输入给同步检波电路360之前。
[物理量检测电路的结构和动作]
接下来，对物理量处理电路40的详细内容进行说明。图7是示出物理量处理电路40的结构例的图。物理量处理电路40构成为包含数字运算电路41和接口电路42。
如图7所示，数字运算电路41包含A/D转换电路410、A/D转换电路420、多路复用器430、电压生成部440、切换控制部450、时钟生成电路460以及DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)50。另外，数字运算电路41也可以采用省略或变更这些要素的一部分、或者追加其他要素而成的结构。
时钟生成电路460基于主时钟信号MCLK(振荡电路60的输出信号)而生成并输出A/D转换电路410的采样时钟信号CLK1和A/D转换电路420的采样时钟信号CLK2。
A/D转换电路410(“第一转换部”的一例)与采样时钟信号CLK1同步地对检测电路30输出的角速度信号VAO10进行A/D转换并输出角速度数字信号VD10(“第一数字信号”的一例)。
第一实施方式的A/D转换电路410经由检测电路30而输入有作为物理量检测元件100的检测信号的角速度信号VAO10。也为了提高物理量检测装置1的检测精度，优选A/D转换电路410以高分辨率和高采样率构成。并且，物理量检测装置1在第一实施方式中需要在任意时机检测并输出角速度。即，A/D转换电路410也需要准确地检测物理量检测元件100意外检测到的角速度信号VAO10。因此，A/D转换电路410需要连续地进行A/D转换。由此，第一实施方式的A/D转换电路410优选为如下的结构：使用具有高分辨率的ΔΣ型的A/D转换器或逐次逼近(SAR)型的A/D转换器来连续地进行A/D转换。
这里，本实施方式中的“连续地进行A/D转换”是指如下那样进行A/D转换：以规定的周期对连续输入的信号(连续时间信号)进行采样而转换成离散时间信号。即，“连续地”是指“连续”和“隔了相对于动作期间足够短的休止期间而继续动作”等“实质上连续”。
电压生成部440基于从基准电压电路10输入的基准电压VREF(参照图1)而生成在物理量处理电路40中使用的各种电压电平。具体而言，例如利用调节器或电阻分压等对所输入的基准电压VREF进行变压而生成作为已知的电压的第一电压VREF1(“第一基准电压”的一例)和第二电压VREF2(“第二基准电压”的一例)并输出给多路复用器430。并且，电压生成部440例如也生成并输出A/D转换电路410、420的A/D转换的基准电压或其他结构的驱动电压。
第一电压VREF1和第二电压VREF2与电压生成部440生成的例如A/D转换电路410、420的A/D转换的基准电压或其他结构的驱动电压同样，是在设计阶段决定的电压。因此，能够在物理量检测装置1中作为已知的电压来处理。
多路复用器430(“切换部”的一例)输入有从检测电路30输入的角速度信号VAO20、从温度传感器70输入的温度信号VTO、第一电压VREF1、第二电压VREF2以及控制信号Ctr1，输出MUX输出信号VMO。即，多路复用器430输入有包含角速度信号VAO20、第一电压VREF1、第二电压VREF2、温度传感器70(“第二物理量检测元件”的一例)检测到的温度信号VTO(“第二物理量检测信号”的一例)在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式作为MUX输出信号VMO输出。换言之，MUX输出信号VMO是包含角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2在内的一个信号。另外，输入给多路复用器430的信号不限于这些，例如也可以输入压力、湿度等信号。
切换控制部450向多路复用器430输出控制信号Ctr1并且向DSP 50输出控制信号Ctr2。
控制信号Ctr1(“选择信号”的一例)选择从多路复用器430输出的信号。例如，控制信号Ctr1是2比特的信号，在控制信号Ctr1为“11”时，多路复用器430选择角速度信号VAO20作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“00”时，多路复用器430选择温度信号VTO作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“10”时，多路复用器430选择第一电压VREF1作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“01”时，多路复用器430选择第二电压VREF2作为MUX输出信号VMO输出。
即，多路复用器430根据控制信号Ctr1而对所输入的多个信号进行选择并以时分的方式输出。由此，能够通过控制信号Ctr1而对包含在MUX输出信号VMO中的角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2被输出的周期进行设定、变更。由于能够对包含在MUX输出信号VMO中的角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2被输出的周期进行变更，从而能够根据物理量检测装置1的使用用途或使用环境进行最佳的设定。由此，能够实现包含通用的故障判定电路在内的物理量检测装置1。
控制信号Ctr2与控制信号Ctr1同步地输入给包含于DSP 50中的故障判定部530、故障判定部540、数字校正部550。即，控制信号Ctr2将由控制信号Ctr1控制的多路复用器430的输出信号是角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2中的哪个这一内容传递给包含于DSP 50中的故障判定部530、故障判定部540、数字校正部550。这里，在物理量检测装置1的第一实施方式中，控制信号Ctr2和控制信号Ctr1被表示为相同的结构的信号，但不限于此。
A/D转换电路420(“第二转换部”的一例)与采样时钟信号CLK2同步地对多路复用器430输出的MUX输出信号VMO(“切换部的输出”的一例)进行A/D转换并输出MUX输出数字信号VDMO。因此，A/D转换电路420输出的MUX输出数字信号VDMO是如下数字信号：以时分的方式包含将角速度信号VAO20转换成数字信号而得到的角速度数字信号VD20(“第二数字信号”的一例)、将温度信号VTO转换成数字信号而得到的温度数字信号VDTO(“第三数字信号”的一例)、将第一电压VREF1转换成数字信号而得到的第一数字电压VDREF1以及将第二电压VREF2转换成数字信号而得到的第二数字电压VDREF2。
DSP 50构成为包含数字滤波器510、520、故障判定部530、540、数字校正部550。
数字滤波器510与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路410输出的角速度数字信号VD10进行滤波处理。
数字滤波器520与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路420输出的MUX输出数字信号VDMO进行滤波处理。
故障判定部540(“自身判定部”的一例)输入有数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。故障判定部540通过与主时钟信号MCLK同步地判定包含在所输入的MUX输出数字信号VDMO中的第一数字电压VDREF1和第二数字电压VDREF2是否处于规定值的范围内，来进行A/D转换电路420的故障判定。
详细而言，故障判定部540例如在所输入的控制信号Ctr2为“10”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于第一数字电压VDREF1的信号。然后，判定输入给故障判定部540的数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)是否是处于所存储的规定范围内的值。在数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)处于规定值的范围内时，故障判定部540判定为A/D转换电路420正常。另一方面，在数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)处于规定值的范围外时，故障判定部540判定为A/D转换电路420产生故障。然后，故障判定部540例如向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
故障判定部540例如在所输入的控制信号Ctr2为“01”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于第二数字电压VDREF2的信号。然后，判定输入给故障判定部540的数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)是否是处于所存储的规定范围内的值。在数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)处于规定值的范围内时，故障判定部540判定为A/D转换电路420正常。另一方面，在数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)处于规定值的范围外时，故障判定部540判定为A/D转换电路420产生了故障。然后，故障判定部540例如向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
这里，第一电压VREF1和第二电压VREF2是电压生成部440生成的已知的电压。因此，由A/D转换电路420转换成数字信号的第一数字电压VDREF1和第二数字电压VDREF2的期待值也是已知的，能够预先存储在故障判定部540中。由此，故障判定部540能够判定A/D转换电路420有无故障。
并且，用于判定A/D转换电路420的故障的基准电压可以是第一电压VREF1或第二电压VREF2中的任意一方，并且也可以由三个以上的基准电压构成，但如本实施方式所示，优先使用第一电压VREF1和第二电压VREF2这两个基准电压来判定。例如在A/D转换电路420产生了输出恒定的值的故障的情况下，仅通过一个基准电压有时无法准确地判定故障，而通过使用第一电压VREF1和第二电压VREF2这两个基准电压来判定，能够判定该故障。如本实施方式所示，通过根据第一电压VREF1和第二电压VREF2这两个基准电压来判定A/D转换电路420的故障，能够提高判定精度。
故障判定部530(“比较判定部”的一例)输入有数字滤波器510的输出信号、数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。故障判定部530通过与主时钟信号MCLK同步地对所输入的数字滤波器510的输出信号和数字滤波器520的输出信号进行比较，而进行A/D转换电路410的故障判定。
详细而言，故障判定部530例如在所输入的控制信号Ctr2为“11”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于角速度数字信号VD20的信号。然后，故障判定部530对作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD20的信号进行比较。然后，通过判定作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号是否准确，而进行A/D转换电路410的故障判定。
如上所述，角速度数字信号VD10是对角速度信号VAO10进行A/D转换而得到的数字信号，角速度数字信号VD20是对角速度信号VAO20进行A/D转换而得到的数字信号。并且，角速度信号VAO10和角速度信号VAO20是基于相同的角速度检测信号的模拟信号。即，作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD20的信号是等同的信号。
由此，故障判定部530能够在基于角速度数字信号VD10的信号与基于角速度数字信号VD20的信号的比较结果处于规定范围内时，判断为A/D转换电路410正常。并且，另一方面，故障判定部530能够在基于角速度数字信号VD10的信号与基于角速度数字信号VD20的信号的比较结果处于规定范围外时，判断为A/D转换电路410产生了故障。然后，故障判定部530例如向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
即，在本实施方式中，由多路复用器430、A/D转换电路410、A/D转换电路420以及故障判定部530构成故障判定电路，实现连续地进行动作的A/D转换电路410的故障判定。而且，通过由多路复用器430、A/D转换电路420以及故障判定部540进行以时分的方式动作的A/D转换电路420的故障判定(自身判定)，能够提高连续地进行动作的A/D转换电路410的故障判定的精度。
数字校正部550(“校正部”的一例)输入有数字滤波器510的输出信号、数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。数字校正部550与主时钟信号MCLK同步地根据数字滤波器520的输出信号对所输入的数字滤波器510的输出信号进行校正。
详细而言，数字校正部550例如在所输入的控制信号Ctr2为“00”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于温度数字信号VDTO的信号。然后，数字校正部550对作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号进行偏移校正、灵敏度校正、输出范围调节、比特限制等各种处理。
另外，在输入了温度数字信号VDTO时，根据温度数字信号VDTO对数字校正部550的校正数据进行校正。
而且，数字校正部550对所输入的数字滤波器520的输出信号进行校正并作为角速度数据VDO1输出给接口电路42。
接口电路42接收MCU 3发送的各种指令，进行将与指令对应的数据发送给MCU 3的处理。
如上所述，A/D转换电路410为了检测连续地或突然地输入的物理量而需要连续地进行A/D转换。由此，第一实施方式的A/D转换电路410优选为如下的结构：使用具有高分辨率的ΔΣ型的A/D转换器、或者逐次逼近(SAR)型A/D转换器来连续地进行A/D转换。另一方面，A/D转换电路420只要是能够对从多路复用器430以时分的方式输入的角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2进行A/D转换的性能即可。即，优选为，A/D转换电路410的采样率大于A/D转换电路420的采样率，A/D转换电路410的分辨率高于A/D转换电路420的分辨率。由此，能够实现物理量检测装置1的功耗降低和小型化。
由此，能够在连续地进行高精度的A/D转换的A/D转换电路410的动作状态下进行故障判定，而且能够实现物理量检测装置1的功耗降低和小型化。
[故障判定方法]
图8是示出物理量检测装置1的第一实施方式中的故障判定方法的流程图。并且，图9是用于对包含于图8中的步骤S600的详细内容进行说明的流程图。图10是用于对包含于图8中的步骤S700的详细内容进行说明的流程图。
物理量检测装置1的第一实施方式中的故障检测优选按照A/D转换电路420的故障判定(步骤S600)和A/D转换电路410的故障判定(步骤S700)的顺序进行。由此，在连续地进行动作的A/D转换电路410的故障判定中使用的A/D转换电路420的A/D转换结果的可靠性提高，从而能够提高A/D转换电路410的故障判定的精度。
使用图9对A/D转换电路420的故障判定(步骤S600)的详细内容进行说明。
A/D转换电路420对从多路复用器430输入的第一电压VREF1进行A/D转换。详细而言，如上所述，对从多路复用器430输出的包含第一电压VREF1在内的MUX输出信号VMO进行A/D转换。(步骤S610)。
接着，在故障判定部540中判定被A/D转换电路420转换成数字信号的第一数字电压VDREF1是否处于正常的范围内(步骤S620)。详细而言，故障判定部540输入有在A/D转换电路420中将MUX输出信号VMO转换成数字信号而得到的MUX输出数字信号VDMO。故障判定部540在控制信号Ctr2为“10”时判断为所输入的MUX输出数字信号VDMO是第一数字电压VDREF1。然后，故障判定部540判定MUX输出数字信号VDMO(第一数字电压VDREF1)是否处于正常的范围内。
第一电压VREF1是在物理量检测装置1中生成的已知的电压。由此，转换成了数字信号的第一数字电压VDREF1也是已知的。由此，故障判定部540能够掌握所输入的第一数字电压VDREF1的期待值。然后，能够通过对第一数字电压VDREF1的期待值和第一数字电压VDREF1的实测值进行比较来判定A/D转换电路420的故障。另外，用于判定第一数字电压VDREF1的正常值范围是由包含A/D转换电路420的读取误差和第一电压VREF1相对于由A/D转换电路420对已知的第一电压VREF1进行A/D转换时的期待值的偏差在内的值来決定的。
故障判定部540在判定为所输入的第一数字电压VDREF1处于正常的范围外时，判断为A/D转换电路420产生了故障，在寄存器等中设置故障标记(步骤S630)。故障标记例如可以用于经由接口电路42向外部通知故障，并且也可以用于使物理量检测装置1停止动作。另外，故障判定部540在判定为所输入的第一数字电压VDREF1处于正常的范围内时，判定为A/D转换电路420正常地进行动作。
接着，A/D转换电路420对从多路复用器430输入的第二电压VREF2进行A/D转换。详细而言，如上所述，对从多路复用器430输出的包含第二电压VREF2在内的MUX输出信号VMO进行A/D转换。(步骤S640)。
然后，在故障判定部540中判定被A/D转换电路420转换成数字信号的第二数字电压VDREF2是否处于正常的范围内(步骤S650)。详细而言，故障判定部540输入有在A/D转换电路420中将MUX输出信号VMO转换成数字信号而得到的MUX输出数字信号VDMO。故障判定部540在控制信号Ctr2为“01”时判断为所输入的MUX输出数字信号VDMO是第二数字电压VDREF2。然后，故障判定部540判定MUX输出数字信号VDMO(第二数字电压VDREF2)是否处于正常的范围内。
第二电压VREF2是在物理量检测装置1中生成的已知的电压。由此，被转换成了数字信号的第二数字电压VDREF2也是已知的。由此，故障判定部540能够掌握所输入的第二数字电压VDREF2的期待值。然后，能够通过对第二数字电压VDREF2的期待值和第二数字电压VDREF2的实测值进行比较来判定A/D转换电路420的故障。另外，用于判定第二数字电压VDREF2的正常值范围是由包含A/D转换电路420的读取误差和第二电压VREF2相对于由A/D转换电路420对已知的第二电压VREF2进行A/D转换时的期待值的偏差在内的值而决定的。
故障判定部540在判定为所输入的第二数字电压VDREF2处于正常的范围外时，判断为A/D转换电路420产生故障，在寄存器等中设置故障标记(步骤S660)。故障标记例如可以用于经由接口电路42向外部通知故障，并且也可以用于使物理量检测装置1停止动作。另外，故障判定部540在判定为所输入的第二数字电压VDREF2处于正常的范围内时，判定为A/D转换电路420正常地进行动作。
通过以上内容，能够进行A/D转换电路420的故障判定。
返回到图8，在物理量检测装置1的第一实施方式中，在通过A/D转换电路420的故障判定(步骤S600)来判定A/D转换电路420有无故障之后进行A/D转换电路410的故障判定(步骤S700)。
使用图10对A/D转换电路410的故障判定(步骤S700)的详细内容进行说明。
A/D转换电路410将所输入的角速度信号VAO10转换成数字信号(步骤S710)。
A/D转换电路420对从多路复用器430输入的角速度信号VAO20进行A/D转换。详细而言，如上所述，对从多路复用器430输出的包含角速度信号VAO20在内的MUX输出信号VMO进行A/D转换(步骤S720)。
接着，由故障判定部530对被A/D转换电路410转换成数字信号的角速度数字信号VD10和被A/D转换电路420转换成数字信号的角速度数字信号VD20进行比较(步骤S730)。详细而言，向故障判定部530输入被A/D转换电路410转换成数字信号的角速度数字信号VD10和在A/D转换电路420中将MUX输出信号VMO转换成数字信号而得到的MUX输出数字信号VDMO。
故障判定部530对角速度数字信号VD10和角速度数字信号VD20进行比较来判定比较结果是否处于正常的范围内(步骤S730)。详细而言，向故障判定部530输入在A/D转换电路420中将MUX输出信号VMO转换成数字信号而得到的MUX输出数字信号VDMO。故障判定部530在控制信号Ctr2为“11”时判断为所输入的MUX输出数字信号VDMO是角速度数字信号VD20。然后，故障判定部530对角速度数字信号VD10和MUX输出数字信号VDMO(角速度数字信号VD20)进行比较来判定比较结果是否处于正常的范围内。
故障判定部530在判定为角速度数字信号VD10与角速度数字信号VD20的比较结果处于正常的范围外时，判断为A/D转换电路410产生了故障，在寄存器等中设置故障标记(步骤S740)。故障标记例如可以用于经由接口电路42向外部通知故障，并且也可以用于使物理量检测装置1停止动作。另外，故障判定部530在判定为角速度数字信号VD10与角速度数字信号VD20的比较结果处于正常的范围内时判定为A/D转换电路410正常地进行动作。
通过以上内容，无需使连续地进行的A/D转换电路410的动作停止就能够判定有无故障。
[作用和效果]
像以上说明那样，在第一实施方式的物理量检测装置1中，A/D转换电路410对基于由物理量检测元件100检测到的角速度检测信号的角速度信号VAO10进行A/D转换而生成角速度数字信号VD10，A/D转换电路420对基于由物理量检测元件100检测到的角速度检测信号的角速度信号VAO20进行A/D转换而生成角速度数字信号VD20。即，角速度数字信号VD10和角速度数字信号VD20是基于由物理量检测元件100检测到的角速度检测信号的等同的信号。然后，在故障判定部530中对角速度数字信号VD10和角速度数字信号VD20进行比较。由于角速度数字信号VD10和角速度数字信号VD20是等同的信号，因此故障判定部530例如能够通过进行检测角速度数字信号VD10与角速度数字信号VD20的差分等比较，来判断A/D转换电路410和A/D转换电路420的A/D转换的结果是否准确。由此，无需使连续地进行动作的A/D转换电路410的动作停止就能够进行A/D转换电路410的故障判定。
在第一实施方式的物理量检测装置1中，A/D转换电路420对第一电压VREF1进行A/D转换。第一电压VREF1是作为物理量处理电路40的基准的电压，是已知的电压。即，通过A/D转换电路420对第一电压VREF1进行A/D转换而得到的第一数字电压VDREF1的期待值是已知的。故障判定部540能够通过对第一数字电压VDREF1的期待值和由A/D转换电路420对第一电压VREF1进行A/D转换而得到的第一数字电压VDREF1的实测值进行比较，来进行A/D转换电路420的故障判定。
而且，在第一实施方式的物理量检测装置1中，A/D转换电路420对第二电压VREF2进行A/D转换。第二电压VREF2是与第一电压VREF1不同的作为基准的电压，是已知的电压。即，由A/D转换电路420对第二电压VREF2进行A/D转换而得到的第二数字电压VDREF2的期待值是已知的。故障判定部540能够通过对第二数字电压VDREF2的期待值和由A/D转换电路420对第二电压VREF2进行A/D转换而得到的第二数字电压VDREF2的实测值进行比较，来进行A/D转换电路420的故障判定。
在第一实施方式的物理量检测装置1中，利用第一电压VREF1和第二电压VREF2来进行A/D转换电路420的故障判定。由此，输入给故障判定部530的角速度数字信号VD20是由A/D转换电路420正常地转换而得到的信号。由此，故障判定部530能够通过对角速度数字信号VD10和角速度数字信号VD20进行比较，来精度良好地判定A/D转换电路410的故障。
在第一实施方式的物理量检测装置1中，多路复用器430输入有温度传感器70检测到的温度信号VTO。即，由于A/D转换电路420以时分的方式进行A/D转换，因此该A/D转换电路420能够兼用作多个信号的A/D转换器。因此，A/D转换电路420例如兼用作对物理量检测装置1中使用的温度校正用的温度传感器70检测到的温度信号VTO和检测到的信号进行A/D转换的元件，从而能够将物理量检测装置1小型化。
1.2第二实施方式
图11是示出第二实施方式的物理量检测装置1的结构的图。并且，图12是示出第二实施方式的物理量处理电路40的结构的图。在第一实施方式的物理量检测装置1中，将一个物理量检测元件100检测到的信号输入给一个连续地进行A/D转换的A/D转换电路410而取得物理量，与此相对，在第二实施方式的物理量检测装置1中，通过将多个(在第二实施方式中为三个)物理量检测元件100A、100B、100C检测到的信号分别输入给多个(在第二实施方式中为三个)A/D转换电路410、411、412而取得物理量。
另外，关于第二实施方式的物理量检测装置1，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的标号并省略与第一实施方式重复的说明，对与第一实施方式不同的内容进行说明。
图11是示出第二实施方式的物理量检测装置1的结构的图。第二实施方式的物理量检测装置1构成为包含物理量检测电路200和三个物理量检测元件100A、100B、100C，也可以构成为还包含使用物理量检测装置1的输出数据来进行各种计算处理和控制的MCU 3。
三个物理量检测元件100A、100B、100C分别与第一实施方式同样地是具有所谓的双T型的振动片的结构，该双T型的振动片具有两个T型的驱动振动臂，省略其详细的说明(参照图2～图4)。
第二实施方式的物理量检测电路200与第一实施方式同样地构成为包含基准电压电路10、驱动电路20、检测电路30、物理量处理电路40、振荡电路60、温度传感器70以及存储部80。并且，第二实施方式的物理量检测电路200具有与三个物理量检测元件100A、100B、100C分别对应的驱动电路20、检测电路30。另外，各个驱动电路20和检测电路30的详细的结构与第一实施方式相同，省略其说明(参照图5、图6)。
与物理量检测元件100A的检测电极连接的检测电路30输出角速度信号VAO10、VAO20。并且，与物理量检测元件100B的检测电极连接的检测电路30输出角速度信号VAO11、VAO21。并且，与物理量检测元件100C的检测电极连接的检测电路30输出角速度信号VAO12、VAO22。这里，与第一实施方式同样地，从各个检测电路30输出的两个角速度信号VAO1i(i＝0～2)和角速度信号VAO2i(i＝0～2)是等同的信号。即，角速度信号VAO10和角速度信号VAO20是等同的信号，角速度信号VAO11和角速度信号VAO21是等同的信号，角速度信号VAO12和角速度信号VAO22是等同的信号。
另外，第二实施方式的基准电压电路10、振荡电路60、温度传感器70以及存储部80是与第一实施方式相同的结构，省略其说明。
图12是示出第二实施方式的物理量处理电路40的结构的图。与第一实施方式同样地，物理量处理电路40包含数字运算电路41和接口电路42。
数字运算电路41包含时钟生成电路460、A/D转换电路410、411、412、A/D转换电路420、多路复用器430、电压生成部440、切换控制部450以及DSP 50。数字运算电路41也可以采用省略或变更这些要素的一部分、或追加其他要素而成的结构。
时钟生成电路460基于主时钟信号MCLK(振荡电路60的输出信号)而生成并输出A/D转换电路410、411、412的采样时钟信号CLK1和A/D转换电路420的采样时钟信号CLK2。
A/D转换电路410与采样时钟信号CLK1同步地，根据物理量检测元件100A的角速度检测信号对检测电路30输出的角速度信号VAO10进行A/D转换而输出角速度数字信号VD10。
A/D转换电路411(“第三转换部”的一例)与采样时钟信号CLK1同步地，根据物理量检测元件100B的角速度检测信号(“第三物理量检测信号”的一例)对检测电路30输出的角速度信号VAO11(“第三模拟信号”的一例)进行A/D转换而输出角速度数字信号VD11(“第四数字信号”的一例)。
A/D转换电路412与采样时钟信号CLK1同步地，根据物理量检测元件100C的角速度检测信号对检测电路30输出的角速度信号VAO12进行A/D转换而输出角速度数字信号VD12。
另外，第二实施方式的A/D转换电路410、411、412优选是如下的结构：使用具有高分辨率的ΔΣ型的A/D转换器或逐次逼近(SAR)型的A/D转换器来连续地进行A/D转换。
电压生成部440与第一实施方式同样地输入有从基准电压电路10输出的基准电压VREF(参照图1)，将其转换成在物理量处理电路40中使用的各种电压。
多路复用器430输入有从检测电路30输入的角速度信号VAO20、角速度信号VAO21(“第四模拟信号”的一例)、角速度信号VAO22、从温度传感器70输入的温度信号VTO、第一电压VREF1、第二电压VREF2以及控制信号Ctr1，输出MUX输出信号VMO。即，多路复用器430输入有包含角速度信号VAO20、VAO21、VAO22、第一电压VREF1、第二电压VREF2以及温度传感器70检测到的温度信号VTO在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式作为MUX输出信号VMO输出。换言之，MUX输出信号VMO是包含角速度信号VAO20、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2在内的一个信号。另外，输入给多路复用器430的信号不限于这些，也可以输入例如压力、湿度等信号。
切换控制部450向多路复用器430输出控制信号Ctr1并且向DSP 50输出控制信号Ctr2。
控制信号Ctr1选择从多路复用器430输出的信号。例如，控制信号Ctr1是3比特的信号，在控制信号Ctr1为“101”时，多路复用器430选择角速度信号VAO20作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“110”时，多路复用器430选择角速度信号VAO21作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“111”时，多路复用器430选择角速度信号VAO22作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“000”时，多路复用器430选择温度信号VTO作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“010”时，多路复用器430选择第一电压VREF1作为MUX输出信号VMO输出。并且，在控制信号Ctr1为“001”时，多路复用器430选择第二电压VREF2作为MUX输出信号VMO输出。
控制信号Ctr2与控制信号Ctr1同步地输入给包含于DSP 50中的故障判定部530、故障判定部540、数字校正部550。即，控制信号Ctr2将由控制信号Ctr1控制的多路复用器430的输出信号是角速度信号VAO20、VAO21、VAO22、温度信号VTO、第一电压VREF1以及第二电压VREF2中的哪个这一内容传递给包含于DSP 50中的故障判定部530、故障判定部540、数字校正部550。这里，在物理量检测装置1的第一实施方式中，控制信号Ctr2和控制信号Ctr1被表示为相同的结构的信号，但不限于此。
A/D转换电路420与第一实施方式同样，与采样时钟信号CLK2同步地对多路复用器430输出的MUX输出信号VMO进行A/D转换，输出MUX输出数字信号VDMO。因此，A/D转换电路420输出的MUX输出数字信号VDMO是如下数字信号：以时分的方式包含将角速度信号VAO20转换成数字信号而得到的角速度数字信号VD20、将角速度信号VAO20转换成数字信号而得到的角速度数字信号VD21(“第五数字信号”的一例)、将角速度信号VAO20转换成数字信号而得到的角速度数字信号VD22、将温度信号VTO转换成数字信号而得到的温度数字信号VDTO、将第一电压VREF1转换成数字信号而得到的第一数字电压VDREF1以及将第二电压VREF2转换成数字信号而得到的第二数字电压VDREF2。
DSP 50包含数字滤波器510、511、512、520、故障判定部530、540、数字校正部550。
数字滤波器510与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路410输出的角速度数字信号VD10进行滤波处理。
数字滤波器511与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路411输出的角速度数字信号VD11进行滤波处理。
数字滤波器512与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路412输出的角速度数字信号VD12进行滤波处理。
数字滤波器520与主时钟信号MCLK同步地对从A/D转换电路420输出的MUX输出数字信号VDMO进行滤波处理。
故障判定部540输入有数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。故障判定部540通过与主时钟信号MCLK同步地判定包含在所输入的MUX输出数字信号VDMO中的第一数字电压VDREF1和第二数字电压VDREF2是否处于规定值的范围内，来进行A/D转换电路420的故障判定。
详细而言，故障判定部540例如在所输入的控制信号Ctr2为“010”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于第一数字电压VDREF1的信号。然后，判定输入给故障判定部540的数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)是否是处于所存储的规定范围内的值。在数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)处于规定值的范围内时，故障判定部540判定为A/D转换电路420正常。另一方面，在数字滤波器520的输出信号(基于第一数字电压VDREF1的信号)处于规定值的范围外时，故障判定部540判定为A/D转换电路420产生了故障。然后，故障判定部540例如向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
故障判定部540例如在所输入的控制信号Ctr2为“001”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于第二数字电压VDREF2的信号。然后，判定输入给故障判定部540的数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)是否是处于所存储的规定范围内的值。在数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)处于规定值的范围内时，故障判定部540判定为A/D转换电路420正常。另一方面，在数字滤波器520的输出信号(基于第二数字电压VDREF2的信号)处于规定值的范围外时，故障判定部540判定为A/D转换电路420产生了故障。然后，故障判定部540例如向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
与第一实施方式同样地，第一电压VREF1和第二电压VREF2是已知的，因此故障判定部540能够判定A/D转换电路420有无故障。
故障判定部530输入有数字滤波器510的输出信号、数字滤波器511的输出信号、数字滤波器512的输出信号、数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。故障判定部530通过与主时钟信号MCLK同步地对所输入的数字滤波器510的输出信号和数字滤波器520的输出信号进行比较，来进行A/D转换电路410、411、412的故障判定。
详细而言，故障判定部530例如在所输入的控制信号Ctr2为“101”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于角速度数字信号VD20的信号。然后，故障判定部530对作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD20的信号进行比较。然后，通过判定作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号是否准确，来进行A/D转换电路410的故障判定。
并且，故障判定部530例如在所输入的控制信号Ctr2为“110”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于角速度数字信号VD20的信号。然后，故障判定部530对作为数字滤波器511的输出信号的基于角速度数字信号VD11的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD21的信号进行比较。而且，通过判定作为数字滤波器511的输出信号的基于角速度数字信号VD11的信号是否准确，来进行A/D转换电路410的故障判定。
并且，故障判定部530例如在所输入的控制信号Ctr2为“111”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于角速度数字信号VD22的信号。然后，故障判定部530对作为数字滤波器512的输出信号的基于角速度数字信号VD12的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD22的信号进行比较。然后，通过判定作为数字滤波器512的输出信号的基于角速度数字信号VD12的信号是否准确，来进行A/D转换电路410的故障判定。
角速度数字信号VD10是对角速度信号VAO10进行A/D转换而得到的数字信号，角速度数字信号VD20是对角速度信号VAO20进行A/D转换而得到的数字信号。并且，角速度信号VAO10和角速度信号VAO20是基于物理量检测元件100A检测到的角速度检测信号的模拟信号。即，作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD20的信号是等同的信号。
由此，故障判定部530能够通过对基于角速度数字信号VD10的信号和基于角速度数字信号VD20的信号进行比较，来判定A/D转换电路410有无故障。
同样地，作为数字滤波器511的输出信号的基于角速度数字信号VD11的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD21的信号是基于物理量检测元件100B检测到的角速度检测信号的信号，是等同的信号。
由此，故障判定部530能够通过对基于角速度数字信号VD11的信号和基于角速度数字信号VD21的信号进行比较，来判定A/D转换电路411有无故障。
同样地，作为数字滤波器512的输出信号的基于角速度数字信号VD12的信号和作为数字滤波器520的输出信号的基于角速度数字信号VD22的信号是基于物理量检测元件100C检测到的角速度检测信号的信号，是等同的信号。
由此，故障判定部530能够通过对基于角速度数字信号VD12的信号和基于角速度数字信号VD22的信号进行比较，来判定A/D转换电路412有无故障。
并且，当在A/D转换电路410、411、412的故障判定中判定为任意的A/D转换电路产生故障时，故障判定部530向未图示的寄存器输出用于设置故障标记的信号。
数字校正部550输入有数字滤波器510的输出信号、数字滤波器511的输出信号、数字滤波器512的输出信号、数字滤波器520的输出信号、控制信号Ctr2以及主时钟信号MCLK。数字校正部550与主时钟信号MCLK同步地，根据数字滤波器520的输出信号分别对所输入的数字滤波器510的输出信号、数字滤波器511的输出信号、数字滤波器512的输出信号进行校正。
详细而言，数字校正部550例如在所输入的控制信号Ctr2为“000”时判断为数字滤波器520的输出信号是基于温度数字信号VDTO的信号。然后，数字校正部550对作为数字滤波器510的输出信号的基于角速度数字信号VD10的信号进行偏移校正、灵敏度校正、输出范围调节、比特限制等各种处理，生成数字数据(角速度数据)VDO10并输出给接口电路42。并且，对作为数字滤波器511的输出信号的基于角速度数字信号VD11的信号进行偏移校正、灵敏度校正、输出范围调节、比特限制等各种处理，生成数字数据(角速度数据)VDO11并输出给接口电路42。并且，对作为数字滤波器512的输出信号的基于角速度数字信号VD12的信号进行偏移校正、灵敏度校正、输出范围调节、比特限制等各种处理，生成数字数据(角速度数据)VDO12并输出给接口电路42。
像以上那样，根据物理量检测装置1的第二实施方式，无需使A/D转换电路410、411、412中的任意A/D转换电路停止动作而进行故障判定，所述A/D转换电路410、411、412对从多个物理量检测元件100(100A、100B、100C)输出的角速度信号VAO10、11、12连续地进行A/D转换。即，第二实施方式的物理量检测装置1例如在三轴角速度传感器等中也能够实现高可靠性。
1.3变形例
在上述的实施方式中，举出包含检测角速度的物理量检测元件在内的物理量检测装置(角速度检测装置)为例进行了说明，但是本发明也能够应用于包含检测各种物理量的物理量检测元件在内的物理量检测装置。并且，物理量检测元件检测的物理量不限于角速度，也可以是角加速度、加速度、地磁、倾斜等。并且，物理量检测元件的振动片也可以不是双T型，例如可以是音叉型或梳型，也可以是三棱柱、四棱柱、圆柱状等形状的声音片型。并且，作为物理量检测元件的振动片的材料，可以代替石英(SiO2)，而使用例如钽酸锂(LiTaO3)、铌酸锂(LiNbO3)等压电单晶或锆钛酸铅(PZT)等压电陶瓷等压电性材料，也可以使用硅半导体。并且，例如也可以是在硅半导体的表面的一部分配置有被驱动电极夹着的氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)等的压电薄膜的构造。并且，物理量检测元件不限于压电型的元件，也可以是电动型、静电电容型、涡流型、光学型、应变计型等振动式的元件。或者，物理量检测元件的方式不不限于振动式，例如也可以是光学式、旋转式、流体式。
2.电子设备
接下来，一边参照附图一边对本实施方式的电子设备进行说明。本实施方式的电子设备包含本发明的物理量检测装置1。以下，作为本发明的物理量检测装置1，对包含物理量检测器400在内的电子设备进行说明。
图13是示意性地示出移动电话机(也包含PHS)1200作为本实施方式的电子设备的立体图。
如图13所示，移动电话机1200具有多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。这样的移动电话机1200内设有物理量检测器400。
这样的移动电话机1200内设有物理量检测器400。
图14是示意性地示出静态式数字照相机1300作为本实施方式的电子设备的立体图。另外，在图14中也简易地示出与外部设备的连接。
这里，通常的照相机通过被摄体的光像而使银盐照片膜感光，与此相对，静态式数字照相机1300通过CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换而生成摄像信号(图像信号)。
构成为，在静态式数字照相机1300的壳体(机身)1302的背面设置有显示部1310，根据CCD的摄像信号而进行显示，显示部1310作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。
并且，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学透镜(摄像光学系统)和CCD等在内的接受单元1304。
摄影者对显示在显示部1310上的被摄体像进行确认，在按下快门按钮1306时，将该时刻的CCD的摄像信号传输给存储器1308并使其保存。
并且，在该静态式数字照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，根据需要而将视频信号输出端子1312与电视监视器1430连接，将数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1440连接。而且，构成为，通过规定的操作而将保存在存储器1308中的摄像信号输出给电视监视器1430和个人计算机1440。
这样的静态式数字照相机1300内设有物理量检测器400。
另外，具有物理量检测器400的电子设备除了能够应用于图13所示的移动电话机、图14所示的静态式数字照相机之外，还能够应用于例如个人计算机(移动型个人计算机)、喷墨式排出装置(例如喷墨式打印机)、笔记本型个人计算机、电视、摄像机、录像机、各种导航装置、呼叫机、电子笔记本(也包含带有通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏机、头戴式显示器、文字处理器、工作站、视频电话、预防犯罪用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、探鱼器、各种测定设备、计量仪器(例如，车辆、飞机、火箭、船舶的计量仪器)、机器人或人体等的姿态控制、飞行模拟器等。
本实施方式的电子设备包含能够抑制电路规模增加并且以稳定的特性来检测角速度和加速度的物理量检测器400。因此，能够以更低的成本实现可靠性更高的电子设备。
3.移动体
接下来，一边参照附图一边对本实施方式的移动体进行说明。本实施方式的移动体包含本发明的物理量传感器。以下，作为本发明的物理量传感器，对包含物理量检测器400在内的移动体进行说明。
图15是示意性地示出汽车1500作为本实施方式的移动体的立体图。
汽车1500内设有物理量检测器400。具体而言，如图15所示，汽车1500的车体1502搭载有电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)1504，该电子控制单元内设有检测汽车1500的角速度的物理量检测元件100并对发动机的输出进行控制。并且，物理量检测器400除此之外还能够广泛地应用于车体姿态控制单元、防抱死制动系统(ABS)、胎压监测系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)。
本实施方式的电子设备包含能够抑制电路规模增加并且以稳定的特性来检测角速度和加速度的物理量检测器400。因此，能够以更低的成本实现可靠性更高的电子设备。
本发明不限于本实施方式，能够在本发明的主旨的范围内实施各种变形。
上述的实施方式和变形例是一例，不限于它们。例如，也能够将各实施方式和各变形例适当组合。
本发明包含与在实施方式中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、或目的和效果相同的结构)。并且，本发明包含更换了在实施方式中说明的结构中的不是本质的部分而成的结构。并且，本发明包含能够与在实施方式中说明的结构实现相同的作用效果的结构或达成相同的目的的结构。并且，本发明包含在实施方式所说明的结构上加入了公知技术而成的结构。

Claims (13)

1.一种故障判定电路，其具有：
第一转换部，其对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号连续地进行A/D转换；
切换部，其输入包含第一基准电压和基于所述第一物理量检测信号的第二模拟信号在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式输出；
第二转换部，其对所述切换部的输出进行A/D转换；以及
比较判定部，
所述比较判定部根据基于第一数字信号的信号和基于第二数字信号的信号来进行所述第一转换部的故障的判定，所述第一数字信号是所述第一转换部对所述第一模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第二数字信号是所述第二转换部对所述第二模拟信号进行A/D转换而得到的。
2.根据权利要求1所述的故障判定电路，其中，
所述故障判定电路还具有自身判定部，
所述自身判定部根据所述第二转换部对所述第一基准电压进行A/D转换而得到的信号来进行所述第二转换部的故障的判定。
3.根据权利要求2所述的故障判定电路，其中，
所述切换部还输入有第二基准电压，
所述自身判定部根据所述第二转换部对所述第二基准电压进行A/D转换而得到的信号来进行所述第二转换部的故障判定。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的故障判定电路，其中，
所述切换部还输入有第二物理量检测信号。
5.根据权利要求4所述的故障判定电路，其中，
所述故障判定电路还包含校正部，
所述第二物理量检测信号是基于温度的信号，
所述校正部根据由所述第二转换部对所述第二物理量检测信号进行A/D转换而得到的第三数字信号来校正所述第一数字信号。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的故障判定电路，其中，
所述第一转换部的采样率大于所述第二转换部的采样率。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的故障判定电路，其中，
所述第一转换部的分辨率高于所述第二转换部的分辨率。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的故障判定电路，其中，
所述切换部还输入有选择信号，
所述切换部根据所述选择信号来选择并输出所输入的包含所述第二模拟信号和所述第一基准电压在内的多个信号中的任意信号。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的故障判定电路，其中，
所述故障判定电路还具有第三转换部，该第三转换部对基于第三物理量检测信号的第三模拟信号连续地进行A/D转换，
所述切换部还输入有基于所述第三物理量检测信号的第四模拟信号，
所述比较判定部将基于第四数字信号的信号和基于第五数字信号的信号进行比较来进行所述第三转换部的故障判定，所述第四数字信号是所述第三转换部对所述第三模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第五数字信号是所述第二转换部对所述第四模拟信号进行A/D转换而得到的。
10.一种故障判定方法，该故障判定方法包含在故障判定电路中进行故障判定的步骤，
其中，所述故障判定电路具有：第一转换部，其对基于第一物理量检测信号的第一模拟信号连续地进行A/D转换；切换部，其输入包含第一基准电压和基于所述第一物理量检测信号的第二模拟信号在内的多个信号，并将这些信号以时分的方式输出；第二转换部，其对所述切换部的输出进行A/D转换；以及比较判定部，其对所述第一转换部的输出信号和所述第二转换部的输出信号进行比较，
在所述步骤中，所述比较判定部将基于第一数字信号的信号和基于第二数字信号的信号进行比较来进行所述第一转换部的故障判定，所述第一数字信号是所述第一转换部对所述第一模拟信号进行A/D转换而得到的，所述第二数字信号是所述第二转换部对所述第二模拟信号进行A/D转换而得到的。
11.一种物理量检测装置，其中，
该物理量检测装置具有权利要求1至9中的任意一项所述的故障判定电路。
12.一种电子设备，其中，
该电子设备具有权利要求11所述的物理量检测装置。
13.一种移动体，其中，
该移动体具有权利要求11所述的物理量检测装置。
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