JP2001221810A - 加速度センサの診断回路 - Google Patents
加速度センサの診断回路Info
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- JP2001221810A JP2001221810A JP2000030978A JP2000030978A JP2001221810A JP 2001221810 A JP2001221810 A JP 2001221810A JP 2000030978 A JP2000030978 A JP 2000030978A JP 2000030978 A JP2000030978 A JP 2000030978A JP 2001221810 A JP2001221810 A JP 2001221810A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振器の電源供給電圧より大きな診断信号
で、確実な診断結果を得、また、診断信号を簡便な直流
出力として得る。 【解決手段】 本発明の加速度センサの診断回路10−
1は、加速度センサの両電極23、25に診断用のパル
ス信号を供給するもので、第1電源供給電圧V1を受け
基準クロック信号e0を生成するための発振器15−1
と、基準クロック信号e0を受け位相が180度異なる
2相クロック信号φ1、φ2を生成するための位相反転
回路16と、比較変調回路17とを備える。比較変調回
路17は、第1電源供給電圧V1より大きい第2電源供
給電圧V2を受ける一方、第2電源供給電圧V2から降
圧された基準電圧信号Vrefと2相クロック信号とで
それぞれ比較する一対のコンパレータ19、21から成
る。その結果、2相クロック信号φ1、φ2を変調した
信号が、加速度センサの両電極23、25に供給され、
加速度センサの自己テスト診断が可能となる。
で、確実な診断結果を得、また、診断信号を簡便な直流
出力として得る。 【解決手段】 本発明の加速度センサの診断回路10−
1は、加速度センサの両電極23、25に診断用のパル
ス信号を供給するもので、第1電源供給電圧V1を受け
基準クロック信号e0を生成するための発振器15−1
と、基準クロック信号e0を受け位相が180度異なる
2相クロック信号φ1、φ2を生成するための位相反転
回路16と、比較変調回路17とを備える。比較変調回
路17は、第1電源供給電圧V1より大きい第2電源供
給電圧V2を受ける一方、第2電源供給電圧V2から降
圧された基準電圧信号Vrefと2相クロック信号とで
それぞれ比較する一対のコンパレータ19、21から成
る。その結果、2相クロック信号φ1、φ2を変調した
信号が、加速度センサの両電極23、25に供給され、
加速度センサの自己テスト診断が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、加速度センサの
診断回路、特に、静電容量型の加速度センサに関する。
診断回路、特に、静電容量型の加速度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の加速度センサの診断回路
は、加速度センサが正常に機能するか否かを確認するた
めのものである。
は、加速度センサが正常に機能するか否かを確認するた
めのものである。
【0003】尚、静電容量型の加速度センサの診断回路
に関する従来例は、特開平10−142093号や特開
平5−281256号がある。
に関する従来例は、特開平10−142093号や特開
平5−281256号がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の加速
度センサの診断回路では、パルス列から成る診断信号
は、発振器の電源供給電圧で動作されているため、その
ままでは大きな診断信号を得ることができず、確実な診
断結果が得られないという欠点がある。
度センサの診断回路では、パルス列から成る診断信号
は、発振器の電源供給電圧で動作されているため、その
ままでは大きな診断信号を得ることができず、確実な診
断結果が得られないという欠点がある。
【0005】また、従来例の加速度センサの診断回路で
は、診断信号は、デューティ比(レィシオ)が1/2で
あるため、簡便な測定方法では直流(平均値)出力がゼ
ロになってしまって、診断できない。
は、診断信号は、デューティ比(レィシオ)が1/2で
あるため、簡便な測定方法では直流(平均値)出力がゼ
ロになってしまって、診断できない。
【0006】そこで、本発明の技術的課題は、発振器の
電源供給電圧より大きな診断信号を得て確実な診断結果
が得られる加速度センサの診断回路を得ることである。
電源供給電圧より大きな診断信号を得て確実な診断結果
が得られる加速度センサの診断回路を得ることである。
【0007】また、本発明の他の技術的課題は、診断信
号を簡便な直流出力測定方法で確認できる加速度センサ
の診断回路を得ることである。
号を簡便な直流出力測定方法で確認できる加速度センサ
の診断回路を得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ために、次の手段を採用する。
ために、次の手段を採用する。
【0009】(1) 加速度センサの上下両電極に供給
される診断用パルス信号を生成する加速度センサの診断
回路であって、第1電源供給電圧を受け基準クロック信
号を生成する診断用発振器と、該基準クロック信号を受
け位相が180度異なる2相クロック信号を生成するた
めの位相反転回路と、前記第1電源供給電圧より大きい
第2電源供給電圧を受ける一方、該第2電源供給電圧か
ら降圧された基準電圧信号を前記2相クロック信号でそ
れぞれ比較する結果、前記2相クロック信号で変調し2
相診断信号を生成するための比較変調回路とを備え、該
2相診断信号を前記診断用パルス信号として前記上下両
電極に供給することを特徴とする加速度センサの診断回
路。
される診断用パルス信号を生成する加速度センサの診断
回路であって、第1電源供給電圧を受け基準クロック信
号を生成する診断用発振器と、該基準クロック信号を受
け位相が180度異なる2相クロック信号を生成するた
めの位相反転回路と、前記第1電源供給電圧より大きい
第2電源供給電圧を受ける一方、該第2電源供給電圧か
ら降圧された基準電圧信号を前記2相クロック信号でそ
れぞれ比較する結果、前記2相クロック信号で変調し2
相診断信号を生成するための比較変調回路とを備え、該
2相診断信号を前記診断用パルス信号として前記上下両
電極に供給することを特徴とする加速度センサの診断回
路。
【0010】(2) (1)の加速度センサの診断回路
において、前記基準クロック信号を受け、予め定められ
た立ち上がり時間を持つ位相遅れ信号を生成する位相遅
れ回路と、前記予め定められた立ち上がり時間だけパル
ス幅を縮小または拡大のいずれか一方に変化し、前記パ
ルス幅が縮小または拡大された変更クロック信号を生成
するパルス幅可変回路とを備え、前記位相反転回路は、
前記変更クロック信号を前記基準クロック信号として受
け、2相変更クロック信号を生成する結果、診断信号の
周期とパルス幅とのデューティ比を可変することを特徴
とする加速度センサの診断回路。
において、前記基準クロック信号を受け、予め定められ
た立ち上がり時間を持つ位相遅れ信号を生成する位相遅
れ回路と、前記予め定められた立ち上がり時間だけパル
ス幅を縮小または拡大のいずれか一方に変化し、前記パ
ルス幅が縮小または拡大された変更クロック信号を生成
するパルス幅可変回路とを備え、前記位相反転回路は、
前記変更クロック信号を前記基準クロック信号として受
け、2相変更クロック信号を生成する結果、診断信号の
周期とパルス幅とのデューティ比を可変することを特徴
とする加速度センサの診断回路。
【0011】
【作用】第1電源供給電圧が発振器に供給される一方、
第1電源供給電圧より大きい第2電源供給電圧が比較変
調回路に供給される。その結果、発振器と比較変調回路
とは、互いに別系統の供給電源に依存する。
第1電源供給電圧より大きい第2電源供給電圧が比較変
調回路に供給される。その結果、発振器と比較変調回路
とは、互いに別系統の供給電源に依存する。
【0012】発振器で生成された基準クロック信号は、
位相反転回路で位相が180度異なるクロック信号が生
成される。
位相反転回路で位相が180度異なるクロック信号が生
成される。
【0013】計測モードから診断モードに切り換える場
合には、作業者がモード切換スイッチをオンにして診断
指令を発行する。診断指令に基づいて、基準電圧信号
は、第2電源供給電圧から降圧され、比較変調回路すな
わち一対のコンパレータの反転(マイナス)入力端子に
それぞれ供給される。
合には、作業者がモード切換スイッチをオンにして診断
指令を発行する。診断指令に基づいて、基準電圧信号
は、第2電源供給電圧から降圧され、比較変調回路すな
わち一対のコンパレータの反転(マイナス)入力端子に
それぞれ供給される。
【0014】一方、2相クロック信号は、比較変調回路
の一対のコンパレータの非反転(プラス)入力端子に供
給される結果、基準電圧信号とそれぞれ比較される。2
相クロック信号を変調した2相診断信号が生成され、加
速度センサの上下両電極に供給される。加速度センサの
自己診断すなわちセルフテストが可能となる。
の一対のコンパレータの非反転(プラス)入力端子に供
給される結果、基準電圧信号とそれぞれ比較される。2
相クロック信号を変調した2相診断信号が生成され、加
速度センサの上下両電極に供給される。加速度センサの
自己診断すなわちセルフテストが可能となる。
【0015】また、発振器と位相反転回路との間にはパ
ルス幅可変回路を設けても良い。
ルス幅可変回路を設けても良い。
【0016】パルス幅可変回路が位相遅れ回路とパルス
幅縮小回路とから成る場合、パルス幅変更信号としてパ
ルス幅縮小クロック信号が生成される。パルス幅縮小ク
ロック信号は、パルス幅を小さくするように作用する。
その結果、2相診断信号は、デューティ比が小さく、0
〜50パーセントになる。
幅縮小回路とから成る場合、パルス幅変更信号としてパ
ルス幅縮小クロック信号が生成される。パルス幅縮小ク
ロック信号は、パルス幅を小さくするように作用する。
その結果、2相診断信号は、デューティ比が小さく、0
〜50パーセントになる。
【0017】更に、パルス幅可変回路は位相遅れ回路と
パルス幅拡大回路であっても良い。この場合、パルス幅
変更信号としてパルス幅拡大クロック信号が生成され
る。パルス幅拡大クロック信号は、基準クロック信号の
パルス幅を小さくするように作用する。その結果、2相
診断信号は、デューティ比が大きく、50〜100パー
セントになる。
パルス幅拡大回路であっても良い。この場合、パルス幅
変更信号としてパルス幅拡大クロック信号が生成され
る。パルス幅拡大クロック信号は、基準クロック信号の
パルス幅を小さくするように作用する。その結果、2相
診断信号は、デューティ比が大きく、50〜100パー
セントになる。
【0018】
【発明の実施の形態】さて、本発明の実施の形態による
加速度センサの診断回路を図面を用いて説明する。
加速度センサの診断回路を図面を用いて説明する。
【0019】図1および図2を参照して、本発明の第1
実施の形態による加速度センサの診断回路10−1は、
診断指令信号を受けた場合に測定モードから診断モード
に設定するモード切換(セルフテスト)用のオン・オフ
スイッチ11と、第1電源供給電圧V1(例えば5V)
を供給する第1電源供給源13と、第1電源供給電圧V
1より大きい第2電源供給電圧V2を供給する第2電源
供給源14と、第1電源供給電圧V1を受け基準クロッ
ク信号e0を生成する診断用の発振器15−1と、基準
クロック信号e0を受け位相が180度異なる2相クロ
ック信号φ1、φ2を生成するための位相反転回路16
と、第1電源供給電圧V1より大きい第2電源供給電圧
V2を受ける一方、2相クロック信号φ1、φ2で変調
し2相診断信号eue、eleを生成するための比較変
調回路17とを備える。
実施の形態による加速度センサの診断回路10−1は、
診断指令信号を受けた場合に測定モードから診断モード
に設定するモード切換(セルフテスト)用のオン・オフ
スイッチ11と、第1電源供給電圧V1(例えば5V)
を供給する第1電源供給源13と、第1電源供給電圧V
1より大きい第2電源供給電圧V2を供給する第2電源
供給源14と、第1電源供給電圧V1を受け基準クロッ
ク信号e0を生成する診断用の発振器15−1と、基準
クロック信号e0を受け位相が180度異なる2相クロ
ック信号φ1、φ2を生成するための位相反転回路16
と、第1電源供給電圧V1より大きい第2電源供給電圧
V2を受ける一方、2相クロック信号φ1、φ2で変調
し2相診断信号eue、eleを生成するための比較変
調回路17とを備える。
【0020】診断用の発振器15−1は、所望の分周比
を得るためにカウンタのカスケード接続、例えば、前段
に4個のフリップフロップ(F.F.)内蔵のバイナリ
・カウンタおよび後段に12個のフリップフロップ
(F.F.)内蔵のリップルキャリ・カウンタから成
る。位相反転回路16は、Dラッチのフリップフロップ
(F.F.)から成る。
を得るためにカウンタのカスケード接続、例えば、前段
に4個のフリップフロップ(F.F.)内蔵のバイナリ
・カウンタおよび後段に12個のフリップフロップ
(F.F.)内蔵のリップルキャリ・カウンタから成
る。位相反転回路16は、Dラッチのフリップフロップ
(F.F.)から成る。
【0021】比較変調回路17は、診断モードの際、第
2電源供給電圧V2から降圧された基準電圧信号Vre
fを生成する。基準電圧信号Vrefと2相クロック信
号φ 1、φ2とでそれぞれ比較する結果、第1電源供給
電圧V1より高い第2電源供給電圧V2の2相診断パル
ス信号eue、eleを生成する一対のコンパレータ1
9、21を備える。
2電源供給電圧V2から降圧された基準電圧信号Vre
fを生成する。基準電圧信号Vrefと2相クロック信
号φ 1、φ2とでそれぞれ比較する結果、第1電源供給
電圧V1より高い第2電源供給電圧V2の2相診断パル
ス信号eue、eleを生成する一対のコンパレータ1
9、21を備える。
【0022】2相診断パルス信号eue、eleは、第
1電源供給電圧V1より高い第2電源供給電圧V2のパ
ルス列であるため、静電容量型の加速度センサ(図5)
の上下両固定電極23、25にそれぞれ確実に供給され
る。
1電源供給電圧V1より高い第2電源供給電圧V2のパ
ルス列であるため、静電容量型の加速度センサ(図5)
の上下両固定電極23、25にそれぞれ確実に供給され
る。
【0023】図5および図6を参照して、加速度センサ
の上下両固定電極23、25が発振器15から診断信号
をそれぞれ受けると、中央の可動電極の振り子27は、
ヒンジ29を支点(固定端)として上下に振れる振動体
で、静電気力により加速度センサの機能確認を行ってい
る。中央の可動電極(振り子)27は、ヒンジ29を支
点として上下に確実に変位し得る。そのため、加速度セ
ンサが正常に動作しているか否かの自己テスト診断結果
が確実なものとして得られる。
の上下両固定電極23、25が発振器15から診断信号
をそれぞれ受けると、中央の可動電極の振り子27は、
ヒンジ29を支点(固定端)として上下に振れる振動体
で、静電気力により加速度センサの機能確認を行ってい
る。中央の可動電極(振り子)27は、ヒンジ29を支
点として上下に確実に変位し得る。そのため、加速度セ
ンサが正常に動作しているか否かの自己テスト診断結果
が確実なものとして得られる。
【0024】次に、図3および図4を参照して、本発明
の第2実施の形態による加速度センサの診断回路10−
2は、基準クロック信号e0を受け、予め定められた立
ち上がり時間trを持つ位相遅れ信号edを生成する位
相遅れ回路31と、予め定められた立ち上がり時間tr
だけパルス幅を縮小または拡大したパルス幅縮小または
拡大クロック信号ebを生成するパルス幅変更回路33
とを更に備える。
の第2実施の形態による加速度センサの診断回路10−
2は、基準クロック信号e0を受け、予め定められた立
ち上がり時間trを持つ位相遅れ信号edを生成する位
相遅れ回路31と、予め定められた立ち上がり時間tr
だけパルス幅を縮小または拡大したパルス幅縮小または
拡大クロック信号ebを生成するパルス幅変更回路33
とを更に備える。
【0025】位相遅れ回路31は、抵抗器Rおよびコン
デンサCで構成されたR積分器と、抵抗器Rに並列に接
続されたダイオードとから成る。
デンサCで構成されたR積分器と、抵抗器Rに並列に接
続されたダイオードとから成る。
【0026】パルス幅可変回路33は、ディーティ比切
換スイッチ32、バッファ33、およびインバータ34
から成る。
換スイッチ32、バッファ33、およびインバータ34
から成る。
【0027】位相反転回路16は、パルス幅変更クロッ
ク信号ebを基準クロック信号e0として受け、パルス
幅が縮小または拡大された2相クロック信号を生成す
る。
ク信号ebを基準クロック信号e0として受け、パルス
幅が縮小または拡大された2相クロック信号を生成す
る。
【0028】ところで、基準クロック信号e0がディー
ティ比(レィシオ)B/A(Aは周期、Bはパルス幅す
なわちV2出力時間)で与えられる。
ティ比(レィシオ)B/A(Aは周期、Bはパルス幅す
なわちV2出力時間)で与えられる。
【0029】ディーティ比切換スイッチ32をオンのと
きには、パルス幅変更クロック信号ebは、パルス幅B
が予め定められた立ち上がり時間trだけ小さいパルス
幅縮小クロック信号になる結果、2相診断信号のデュー
ティ比を小さくできる。
きには、パルス幅変更クロック信号ebは、パルス幅B
が予め定められた立ち上がり時間trだけ小さいパルス
幅縮小クロック信号になる結果、2相診断信号のデュー
ティ比を小さくできる。
【0030】一方、ディーティ比切換スイッチ32をオ
フのときには、パルス幅変更クロック信号ebはインバ
ーター34−2を介してインバータ出力信号がパルス幅
拡大クロック信号として得られる。その結果、2相診断
信号のデューティ比を大きくできる。
フのときには、パルス幅変更クロック信号ebはインバ
ーター34−2を介してインバータ出力信号がパルス幅
拡大クロック信号として得られる。その結果、2相診断
信号のデューティ比を大きくできる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、比較変調回路が、2相
クロック信号を基準電圧信号とそれぞれ比較して、発振
器の第1電源供給電圧より大きい比較変調回路の第2電
源供給電圧で変調する構成を備える結果、2相クロック
信号をコンパレータの第2電源供給電圧で変調した2相
診断信号が生成される。その結果、発振器の電源供給電
圧より大きな診断信号を得て確実な診断結果が得られる
という効果がある。
クロック信号を基準電圧信号とそれぞれ比較して、発振
器の第1電源供給電圧より大きい比較変調回路の第2電
源供給電圧で変調する構成を備える結果、2相クロック
信号をコンパレータの第2電源供給電圧で変調した2相
診断信号が生成される。その結果、発振器の電源供給電
圧より大きな診断信号を得て確実な診断結果が得られる
という効果がある。
【0032】また、パルス幅変更クロック信号を生成す
る位相遅れ回路を更に備えることにより、パルス幅変更
クロック信号はパルス幅縮小クロック信号またはパルス
幅拡大クロック信号として、基準クロック信号の代わり
に作用する。その結果、2相診断信号のデューティ比を
所望の値に任意に設定でき、それにより、診断信号を簡
便な直流出力として測定できるという効果もある。
る位相遅れ回路を更に備えることにより、パルス幅変更
クロック信号はパルス幅縮小クロック信号またはパルス
幅拡大クロック信号として、基準クロック信号の代わり
に作用する。その結果、2相診断信号のデューティ比を
所望の値に任意に設定でき、それにより、診断信号を簡
便な直流出力として測定できるという効果もある。
【図1】本発明の第1実施の形態による加速度センサの
診断回路10−1のブロック図である。
診断回路10−1のブロック図である。
【図2】図1のタイミングチャートである。
【図3】本発明の第2実施の形態による加速度センサの
診断回路10−2のブロック図である。
診断回路10−2のブロック図である。
【図4】図3のタイミングチャートである。
【図5】静電容量型加速度センサの概略構成図である。
【図6】本発明を適用した加速度センサ周辺回路図であ
る。
る。
V1 第1電源供給電圧 V2 第2電源供給電圧 e0 基準クロック信号 φ1、φ2 2相クロック信号 eue、ele 2相診断信号 ed 位相遅れ出力信号 eb パルス幅変更クロック信号(バッファ出力) Vref 基準電圧信号 tr 立ち上がり時間 10−1、10−2 加速度センサの診断回路 11 モード切換(セルフテスト)用のオン・オフスイ
ッチ 13 第1電源供給源 14 第2電源供給源 15−1 診断回路用の発振器 15−2 計測用の発振器 16 位相反転回路 17 比較変調回路 19、21 一対のコンパレータ 23、25 上下両固定電極 31 位相遅れ回路 32 デューティ比切換スイッチ 33 パルス幅可変回路 34−1 バッファ 34−2 インバータ
ッチ 13 第1電源供給源 14 第2電源供給源 15−1 診断回路用の発振器 15−2 計測用の発振器 16 位相反転回路 17 比較変調回路 19、21 一対のコンパレータ 23、25 上下両固定電極 31 位相遅れ回路 32 デューティ比切換スイッチ 33 パルス幅可変回路 34−1 バッファ 34−2 インバータ
Claims (2)
- 【請求項1】 加速度センサの上下両電極に供給される
診断用パルス信号を生成する加速度センサの診断回路で
あって、 第1電源供給電圧を受け基準クロック信号を生成する診
断用発振器と、 該基準クロック信号を受け位相が180度異なる2相ク
ロック信号を生成するための位相反転回路と、 前記第1電源供給電圧より大きい第2電源供給電圧を受
ける一方、該第2電源供給電圧から降圧された基準電圧
信号を前記2相クロック信号でそれぞれ比較する結果、
前記2相クロック信号で変調し2相診断信号を生成する
ための比較変調回路とを備え、 該2相診断信号を前記診断用パルス信号として前記上下
両電極に供給することを特徴とする加速度センサの診断
回路。 - 【請求項2】 請求項1の加速度センサの診断回路にお
いて、 前記基準クロック信号を受け、予め定められた立ち上が
り時間を持つ位相遅れ信号を生成する位相遅れ回路と、 前記予め定められた立ち上がり時間だけパルス幅を縮小
または拡大のいずれか一方に変化し、前記パルス幅が縮
小または拡大された変更クロック信号を生成するパルス
幅可変回路とを備え、 前記位相反転回路は、前記変更クロック信号を前記基準
クロック信号として受け、2相変更クロック信号を生成
する結果、診断信号の周期とパルス幅とのデューティ比
を可変することを特徴とする加速度センサの診断回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030978A JP2001221810A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 加速度センサの診断回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030978A JP2001221810A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 加速度センサの診断回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001221810A true JP2001221810A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18555912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000030978A Withdrawn JP2001221810A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 加速度センサの診断回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001221810A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002162413A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Yamatake Corp | 地震検出装置 |
US8327708B2 (en) | 2008-04-04 | 2012-12-11 | Panasonic Corporation | Acceleration sensor |
JP2017518518A (ja) * | 2014-06-06 | 2017-07-06 | アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドAtlantic Inertial Systems Limited | 加速度計 |
CN109765531A (zh) * | 2017-11-10 | 2019-05-17 | 恩智浦有限公司 | 内置自测试雷达单元和用于其中的相移测量的方法 |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000030978A patent/JP2001221810A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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