JP2001356017A - 振動子の駆動検出装置 - Google Patents
振動子の駆動検出装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補正部側で発生するノイズの影響により二値
信号に揺らぎが生じ、振動子を安定して駆動することが
できなくなり、精度の高い角速度出力を得ることが困難
であった。 【解決手段】 振動子２１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が二値
化手段２２で二値化されるとき、補正部２８の制御を行
なうシーケンスコントローラＣＮを駆動するタイミング
信号Ｓｃを一時的に休止させることにより、補正部２８
側でのＥ2ＲＯＭ３０の内容をＲＡＭ３３に書き換える
処理を一時的に休止させるようにする。これにより、書
き換えのタイミングで発生するノイズの発生を防止でき
るため、二値化後の二値信号Ｄ１，Ｄ２に揺らぎが生ず
ることがなく、よって振動子２１を安定して駆動するこ
とが可能となり、精度の高い角速度出力Ｓｐ′を得るこ
とができる。
信号に揺らぎが生じ、振動子を安定して駆動することが
できなくなり、精度の高い角速度出力を得ることが困難
であった。 【解決手段】 振動子２１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が二値
化手段２２で二値化されるとき、補正部２８の制御を行
なうシーケンスコントローラＣＮを駆動するタイミング
信号Ｓｃを一時的に休止させることにより、補正部２８
側でのＥ2ＲＯＭ３０の内容をＲＡＭ３３に書き換える
処理を一時的に休止させるようにする。これにより、書
き換えのタイミングで発生するノイズの発生を防止でき
るため、二値化後の二値信号Ｄ１，Ｄ２に揺らぎが生ず
ることがなく、よって振動子２１を安定して駆動するこ
とが可能となり、精度の高い角速度出力Ｓｐ′を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば角度センサ
などに使用される振動子の駆動検出装置に係り、特にセ
ンサ内部で発生するノイズを除去して振動子を安定して
駆動及び検出できるようにした振動子の駆動検出装置に
関する。
などに使用される振動子の駆動検出装置に係り、特にセ
ンサ内部で発生するノイズを除去して振動子を安定して
駆動及び検出できるようにした振動子の駆動検出装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の角速度センサの一部の構成
であり、振動子の駆動検出装置を示すブロック図であ
る。
であり、振動子の駆動検出装置を示すブロック図であ
る。
【０００３】図７に示す角速度センサでは、感知手段と
しての振動子１と、この振動子１を所定の駆動周波数で
振動駆動させるための駆動制御部、振動子１から出力さ
れる角速度の検出を行なうための検出制御部、および温
度により変化する振動子１の感度調整およびオフセット
調整を行う補正部などから構成されている。
しての振動子１と、この振動子１を所定の駆動周波数で
振動駆動させるための駆動制御部、振動子１から出力さ
れる角速度の検出を行なうための検出制御部、および温
度により変化する振動子１の感度調整およびオフセット
調整を行う補正部などから構成されている。
【０００４】前記振動子１は、例えば圧電型の振動子又
は静電容量型の振動子などであり、長手方向に延びる振
動子１の一方の先端には分岐形成された複数の振動脚
（例えば３脚）を有するものである。各振動脚の一方の
面内には、長手方向に延びる一対の入力電極がそれぞれ
形成されており、他方の面内にも一対の出力電極が同様
に形成されている（図示せず）。前記振動子１では、各
振動脚の各入力電極に正弦波状の駆動信号がドライブ手
段６より与えられると、振動脚が並ぶ方向に各振動脚が
振動駆動させられる。この状態で前記振動子１が、長手
方向の長軸を中心とする軸回りに置かれると、回転の大
きさに応じて生じるコリオリ力により前記振動子１が振
動方向と直交方向に撓み変形させられる。この変形によ
り、振動子１に形成されている他方の面に形成された一
対の出力電極からそれぞれ位相の異なる出力信号が前記
コリオリ力の大きさに応じ出力される。
は静電容量型の振動子などであり、長手方向に延びる振
動子１の一方の先端には分岐形成された複数の振動脚
（例えば３脚）を有するものである。各振動脚の一方の
面内には、長手方向に延びる一対の入力電極がそれぞれ
形成されており、他方の面内にも一対の出力電極が同様
に形成されている（図示せず）。前記振動子１では、各
振動脚の各入力電極に正弦波状の駆動信号がドライブ手
段６より与えられると、振動脚が並ぶ方向に各振動脚が
振動駆動させられる。この状態で前記振動子１が、長手
方向の長軸を中心とする軸回りに置かれると、回転の大
きさに応じて生じるコリオリ力により前記振動子１が振
動方向と直交方向に撓み変形させられる。この変形によ
り、振動子１に形成されている他方の面に形成された一
対の出力電極からそれぞれ位相の異なる出力信号が前記
コリオリ力の大きさに応じ出力される。
【０００５】前記駆動制御部は、二値化手段２、位相検
出部３、ＶＣＯ（電圧制御発振器）４、分周器５及びド
ライブ手段６からなるＰＬＬ（フェーズロックループ）
から構成されている。そして、ドライブ手段６から出力
され振動子１に駆動信号ＳＤが入力されると、前記振動
子１から出力信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
出部３、ＶＣＯ（電圧制御発振器）４、分周器５及びド
ライブ手段６からなるＰＬＬ（フェーズロックループ）
から構成されている。そして、ドライブ手段６から出力
され振動子１に駆動信号ＳＤが入力されると、前記振動
子１から出力信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。
【０００６】また前記位相検出部は、位相差検出部３、
ローパスフィルタ７などから構成されており、振動子１
から出力される両出力信号Ｓ１，Ｓ２間の位相差から前
記コリオリ力の大きさに応じた角速度出力Ｓpを出力す
る。なお、ＶＣＯ４で生成された発振信号が分周器５で
分周され、参照信号Ｄrefとして補正部側のシーケンス
コントローラ９に送出されている。
ローパスフィルタ７などから構成されており、振動子１
から出力される両出力信号Ｓ１，Ｓ２間の位相差から前
記コリオリ力の大きさに応じた角速度出力Ｓpを出力す
る。なお、ＶＣＯ４で生成された発振信号が分周器５で
分周され、参照信号Ｄrefとして補正部側のシーケンス
コントローラ９に送出されている。
【０００７】前記補正部は、補正手段８、シーケンスコ
ントローラ９、Ｅ2ＰＲＯＭ１０、Ｅ2ＰＲＯＭインタフ
ェース１１、ＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory）１
２、温度センサ１３などから構成されている。前記補正
手段８は、感度補正回路、オフセット補正回路および温
度係数補正回路などからなる補正回路８Ａと増幅手段８
Ｂなどから構成されている。
ントローラ９、Ｅ2ＰＲＯＭ１０、Ｅ2ＰＲＯＭインタフ
ェース１１、ＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory）１
２、温度センサ１３などから構成されている。前記補正
手段８は、感度補正回路、オフセット補正回路および温
度係数補正回路などからなる補正回路８Ａと増幅手段８
Ｂなどから構成されている。
【０００８】前記Ｅ2ＰＲＯＭ１０には、ある温度（例
えば２０℃）における振動子１の感度調整用、オフセッ
ト調整用および温度係数などの各種の初期データが保持
されている。前記補正手段８では、シーケンスコントロ
ーラ９の制御の下、前記分周器５から与えられる参照信
号Ｄrefに基づき、所定の時間間隔で前記Ｅ2ＰＲＯＭに
保持されている各初期データがＥ2ＰＲＯＭインタフェ
ース１１を介してＲＡＭ１２に送出されている。すなわ
ち、常にＲＡＭ１２の中身が同一内容の前記初期データ
で書き換えられている。よって、ノイズなどの影響によ
り、たとえ一時的にでもＲＡＭ１２に記録されている初
期データの内容が変化することがあっても、速やかに元
の初期データの内容に戻すことが可能とされている。
えば２０℃）における振動子１の感度調整用、オフセッ
ト調整用および温度係数などの各種の初期データが保持
されている。前記補正手段８では、シーケンスコントロ
ーラ９の制御の下、前記分周器５から与えられる参照信
号Ｄrefに基づき、所定の時間間隔で前記Ｅ2ＰＲＯＭに
保持されている各初期データがＥ2ＰＲＯＭインタフェ
ース１１を介してＲＡＭ１２に送出されている。すなわ
ち、常にＲＡＭ１２の中身が同一内容の前記初期データ
で書き換えられている。よって、ノイズなどの影響によ
り、たとえ一時的にでもＲＡＭ１２に記録されている初
期データの内容が変化することがあっても、速やかに元
の初期データの内容に戻すことが可能とされている。
【０００９】前記補正回路８Ａ内には、各初期データを
アナログ信号に変換させるＤ／Ａ変換手段（図示せず）
が設けられている。また前記補正回路８Ａには、温度セ
ンサ１３で検出された温度データが入力されている。補
正回路８Ａでは、温度センサ１３で検出された温度デー
タに基づき感度補正値、温度補正値および温度係数が選
定され、適正なオフセット量が決定される。そして、前
記オフセット量は、増幅手段８Ｂに与えられ、上記位相
検出部３から出力される角速度出力Ｓpの補正が行われ
る。そして、補正後の出力が、ローパスフィルタで高周
波成分が除去され、最終的な角速度出力Ｓp′として出
力されている。
アナログ信号に変換させるＤ／Ａ変換手段（図示せず）
が設けられている。また前記補正回路８Ａには、温度セ
ンサ１３で検出された温度データが入力されている。補
正回路８Ａでは、温度センサ１３で検出された温度デー
タに基づき感度補正値、温度補正値および温度係数が選
定され、適正なオフセット量が決定される。そして、前
記オフセット量は、増幅手段８Ｂに与えられ、上記位相
検出部３から出力される角速度出力Ｓpの補正が行われ
る。そして、補正後の出力が、ローパスフィルタで高周
波成分が除去され、最終的な角速度出力Ｓp′として出
力されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の振
動子の駆動検出装置では以下に示すような問題がある。
動子の駆動検出装置では以下に示すような問題がある。
【００１１】上記構成では、例えば前記二値化手段２に
おける二値化処理がＶＣＯ４の発振信号の周波数を５分
周（１／３２倍）した周波数で行われ、Ｅ2ＰＲＯＭ１
０からＲＡＭ１２への書き込みはＶＣＯ４の発振信号を
２分周（１／２倍）した周波数で行われる。この場合、
前記振動子１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が二値化手段２で二
値化されるタイミングと、前記補正部においてＥ2ＰＲ
ＯＭ内の前記各初期データをＲＡＭ１２に書き込むタイ
ミングとが１６回に１回の割合で一致する。
おける二値化処理がＶＣＯ４の発振信号の周波数を５分
周（１／３２倍）した周波数で行われ、Ｅ2ＰＲＯＭ１
０からＲＡＭ１２への書き込みはＶＣＯ４の発振信号を
２分周（１／２倍）した周波数で行われる。この場合、
前記振動子１の出力信号Ｓ１，Ｓ２が二値化手段２で二
値化されるタイミングと、前記補正部においてＥ2ＰＲ
ＯＭ内の前記各初期データをＲＡＭ１２に書き込むタイ
ミングとが１６回に１回の割合で一致する。
【００１２】またＥ2ＰＲＯＭ１０の前記各初期データ
をＲＡＭ１２に書き込む際にノイズが発生しやすい。
をＲＡＭ１２に書き込む際にノイズが発生しやすい。
【００１３】したがって、前記両者のタイミングが一致
したときには、二値化手段２の入力信号（前記振動子１
の出力信号および／またはこの出力信号を二値化するた
めのしきい値）にヒゲ状のノイズが重畳され、一致しな
いときには全く重畳されない状態が起こる。
したときには、二値化手段２の入力信号（前記振動子１
の出力信号および／またはこの出力信号を二値化するた
めのしきい値）にヒゲ状のノイズが重畳され、一致しな
いときには全く重畳されない状態が起こる。
【００１４】このように、入力信号にヒゲ状のノイズが
重畳すると、二値信号Ｄ１，Ｄ２に揺らぎが生じ、この
揺らぎに起因して両信号間の位相差にも揺らぎが発生す
る。このため、ＶＣＯ４の制御電圧が変動し、ＶＣＯ４
の発振信号にも揺らぎが生じる。すなわち、駆動検出装
置全体の各信号に揺らぎを生じさせる原因となる。この
状況は、振動子１を駆動する駆動信号ＳＤがちょうどＦ
Ｍ変調された状況に類似するため、振動子１を安定して
駆動することができなくなるという問題が生じる。
重畳すると、二値信号Ｄ１，Ｄ２に揺らぎが生じ、この
揺らぎに起因して両信号間の位相差にも揺らぎが発生す
る。このため、ＶＣＯ４の制御電圧が変動し、ＶＣＯ４
の発振信号にも揺らぎが生じる。すなわち、駆動検出装
置全体の各信号に揺らぎを生じさせる原因となる。この
状況は、振動子１を駆動する駆動信号ＳＤがちょうどＦ
Ｍ変調された状況に類似するため、振動子１を安定して
駆動することができなくなるという問題が生じる。
【００１５】また前記二値信号Ｄ１，Ｄ２自体の揺らぎ
は比較的高い周波数となるが、位相差検出部３から出力
される角速度出力Ｓｐは低い周波数での揺らぎとなるた
め、後段のローパスフィルタ７においてもこの揺らぎを
除去することが困難となる。よって、精度の高い角速度
出力Ｓｐ′を検出することができないという問題があ
る。
は比較的高い周波数となるが、位相差検出部３から出力
される角速度出力Ｓｐは低い周波数での揺らぎとなるた
め、後段のローパスフィルタ７においてもこの揺らぎを
除去することが困難となる。よって、精度の高い角速度
出力Ｓｐ′を検出することができないという問題があ
る。
【００１６】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、ノイズの影響を受けることなく安定して
駆動できるようにした振動子の駆動検出装置を提供する
ことを目的とするものである。
のものであり、ノイズの影響を受けることなく安定して
駆動できるようにした振動子の駆動検出装置を提供する
ことを目的とするものである。
【００１７】また本発明は、ノイズの影響を受けること
なく高い精度の角速度を検出できるようにした振動子の
駆動検出装置を提供することを目的とするものである。
なく高い精度の角速度を検出できるようにした振動子の
駆動検出装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、角速度が与え
られたときに互いに位相の異なる出力信号を出力する振
動子と、前記振動子を駆動する駆動制御部と、前記振動
子の出力信号から角速度出力の検出を行なう検出制御部
とを有し、前記検出制御部は、振幅極性に応じ前記両出
力信号を二値信号に変換する二値化手段と、前記両二値
信号間の位相差成分から前記角速度出力の検出を行なう
位相検出部と、前記振動子の特性に応じ、前記位相検出
部の出力に対して補正処理を行なう補正部と、前記補正
部に設けられたメモリの内容をデータ保管部に保管され
ているデータで書き換えて保持するデータ保持手段と、
を有しており、前記二値化手段での振幅極性の切り換わ
り時を含む一定の期間に、前記メモリの書き換えを一時
的に休止させるように前記データ保持手段の動作が制御
されることを特徴とするものである。
られたときに互いに位相の異なる出力信号を出力する振
動子と、前記振動子を駆動する駆動制御部と、前記振動
子の出力信号から角速度出力の検出を行なう検出制御部
とを有し、前記検出制御部は、振幅極性に応じ前記両出
力信号を二値信号に変換する二値化手段と、前記両二値
信号間の位相差成分から前記角速度出力の検出を行なう
位相検出部と、前記振動子の特性に応じ、前記位相検出
部の出力に対して補正処理を行なう補正部と、前記補正
部に設けられたメモリの内容をデータ保管部に保管され
ているデータで書き換えて保持するデータ保持手段と、
を有しており、前記二値化手段での振幅極性の切り換わ
り時を含む一定の期間に、前記メモリの書き換えを一時
的に休止させるように前記データ保持手段の動作が制御
されることを特徴とするものである。
【００１９】本発明では、二値化手段における切り換え
のタイミングを含む前後の一定の期間、ノイズ発生源
（データ保持手段）の動作を一時的に停止させることに
より、二値化手段の出力である二値信号に揺らぎが発生
することを防止できる。
のタイミングを含む前後の一定の期間、ノイズ発生源
（データ保持手段）の動作を一時的に停止させることに
より、二値化手段の出力である二値信号に揺らぎが発生
することを防止できる。
【００２０】上記においては、前記データ保持手段での
前記メモリの書き換え処理を制御するコントローラが設
けられており、前記一定の期間に、前記コントローラの
動作基準となるタイミング信号（Ｓｃ）の供給を停止す
ることにより、前記メモリの書き換えが一時的に休止さ
せられるものが好ましい。
前記メモリの書き換え処理を制御するコントローラが設
けられており、前記一定の期間に、前記コントローラの
動作基準となるタイミング信号（Ｓｃ）の供給を停止す
ることにより、前記メモリの書き換えが一時的に休止さ
せられるものが好ましい。
【００２１】また前記駆動制御部には、前記振動子の出
力信号に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振
器と、前記電圧制御発振器から出力される信号を分周し
て振動子の駆動信号を生成する分周手段とを有し、前記
分周手段を構成するフリップフロップの出力の組み合わ
せにより、前記休止期間を有する前記タイミング信号
（Ｓｃ）が生成されるものである。
力信号に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振
器と、前記電圧制御発振器から出力される信号を分周し
て振動子の駆動信号を生成する分周手段とを有し、前記
分周手段を構成するフリップフロップの出力の組み合わ
せにより、前記休止期間を有する前記タイミング信号
（Ｓｃ）が生成されるものである。
【００２２】上記構成では、分周手段に入力される信号
と、前記分周手段を構成する複数のフリップフロップの
いずれかの出力信号とを組み合わせることにより、休止
期間の時間幅を任意に設定することが可能である。よっ
て、予め休止期間に余裕を持たせることが可能となるた
め、ノイズが発生する時間が多少延びた場合であって
も、その影響を受けることがない。
と、前記分周手段を構成する複数のフリップフロップの
いずれかの出力信号とを組み合わせることにより、休止
期間の時間幅を任意に設定することが可能である。よっ
て、予め休止期間に余裕を持たせることが可能となるた
め、ノイズが発生する時間が多少延びた場合であって
も、その影響を受けることがない。
【００２３】なお、上記においては、前記振動子が圧電
型の振動子又は静電容量型の振動子とすることができ
る。
型の振動子又は静電容量型の振動子とすることができ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は本発明における角速度セン
サの構成の一部であり、振動子の駆動検出装置を示すブ
ロック図、図２は二値化手段の構成を示す回路構成図、
図３は位相差検出部を示す回路構成図、図４は分周手段
と休止手段を示す構成図、図５は出力信号Ｓ１，Ｓ２、
二値信号Ｄ１，Ｄ２、参照信号Ｄrefおよび排他出力Ｅ
Ｘ１，ＥＸ２間の関係を示すタイミングチャート図であ
る。
サの構成の一部であり、振動子の駆動検出装置を示すブ
ロック図、図２は二値化手段の構成を示す回路構成図、
図３は位相差検出部を示す回路構成図、図４は分周手段
と休止手段を示す構成図、図５は出力信号Ｓ１，Ｓ２、
二値信号Ｄ１，Ｄ２、参照信号Ｄrefおよび排他出力Ｅ
Ｘ１，ＥＸ２間の関係を示すタイミングチャート図であ
る。
【００２５】図１に示すブロック図では、振動子２１を
駆動するための駆動制御部が、振動子２１を中心に二値
化手段２２、位相検出部２３、制御電圧生成手段（ロー
パスフィルタ）４１、ＶＣＯ（電圧制御発振器）４２お
よび分周手段４３、２次のローパスフィルタ２９および
ドライブ手段２６などから構成されている。また振動子
２１からの出力（角速度）を検出するための検出制御部
が、位相検出部２３、補正部２８、温度センサ３４およ
びローパスフィルタ２７などから構成されている。
駆動するための駆動制御部が、振動子２１を中心に二値
化手段２２、位相検出部２３、制御電圧生成手段（ロー
パスフィルタ）４１、ＶＣＯ（電圧制御発振器）４２お
よび分周手段４３、２次のローパスフィルタ２９および
ドライブ手段２６などから構成されている。また振動子
２１からの出力（角速度）を検出するための検出制御部
が、位相検出部２３、補正部２８、温度センサ３４およ
びローパスフィルタ２７などから構成されている。
【００２６】前記振動子２１は、例えば圧電型の振動子
又は静電容量型の振動子などであり、長手方向に延びる
振動子２１の一端が分岐形成され複数の振動脚が形成さ
れたものである。なお、各振動脚の一方の面の両側に
は、長手方向に平行に延びる一対の入力電極ａ，ｂが形
成されており、他方の面にも同様の出力電極ｃ，ｄが形
成されている。前記振動子２１では、各振動脚の各入力
電極ａ，ｂに正弦波状の駆動信号ＳＤが前記ドライブ手
段２６からそれぞれ与えられると、振動脚が並ぶ方向に
各振動脚が振動駆動させられる。この状態で前記振動子
２１が、長軸を中心とする回転系に置かれると、回転の
大きさに応じて生じるコリオリ力により前記振動子２１
が振動方向と直交方向に撓み変形させられる。この変形
により、振動子２１に形成されている出力電極ｃ，ｄか
ら出力される出力信号Ｓ１，Ｓ２には、コリオリ力の大
きさに応じた位相差λが生じる。すなわち、一方の出力
電極（例えば出力電極ｃ）から生じる出力信号Ｓ１に対
し、他方の出力電極（例えば出力電極ｄ）から生じる出
力信号Ｓ２は位相差λだけ遅れた関係となる（図５参
照）。
又は静電容量型の振動子などであり、長手方向に延びる
振動子２１の一端が分岐形成され複数の振動脚が形成さ
れたものである。なお、各振動脚の一方の面の両側に
は、長手方向に平行に延びる一対の入力電極ａ，ｂが形
成されており、他方の面にも同様の出力電極ｃ，ｄが形
成されている。前記振動子２１では、各振動脚の各入力
電極ａ，ｂに正弦波状の駆動信号ＳＤが前記ドライブ手
段２６からそれぞれ与えられると、振動脚が並ぶ方向に
各振動脚が振動駆動させられる。この状態で前記振動子
２１が、長軸を中心とする回転系に置かれると、回転の
大きさに応じて生じるコリオリ力により前記振動子２１
が振動方向と直交方向に撓み変形させられる。この変形
により、振動子２１に形成されている出力電極ｃ，ｄか
ら出力される出力信号Ｓ１，Ｓ２には、コリオリ力の大
きさに応じた位相差λが生じる。すなわち、一方の出力
電極（例えば出力電極ｃ）から生じる出力信号Ｓ１に対
し、他方の出力電極（例えば出力電極ｄ）から生じる出
力信号Ｓ２は位相差λだけ遅れた関係となる（図５参
照）。
【００２７】図２に示すように、前記二値化手段２２は
一対のＩ−Ｖ変換手段（電流−電圧変換手段）２２ａ，
２２ａ′と一対の二値化回路２２ｂ，２２ｂ′とから構
成されている。前記振動子２１の各出力信号Ｓ１，Ｓ２
は正弦波状の電流出力であるため、Ｉ−Ｖ変換手段（電
流−電圧変換手段）２２ａ，２２ａ′により電圧出力か
らなる出力信号にそれぞれ変換させられる。二値化回路
２２ｂ，２２ｂ′は、電源電圧Ｖccの中点電位（Ｖcc／
２）をしきい値とするコンパレータから構成されてい
る。よって、二値化回路２２ｂ，２２ｂ′により、前記
Ｉ−Ｖ変換手段２２ａ，２２ａ′の出力信号（正弦波）
は、そのパルス幅に比例する矩形波状（ディジタル波
形）の二値信号Ｄ１およびＤ２にそれぞれ変換させられ
る。すなわち、図５に示すように前記二値信号Ｄ１，Ｄ
２は、例えば出力信号Ｓ１、Ｓ２がしきい値（ＶCC／
２）を負（０側）から正（Ｖcc側）方向に交叉すると、
「Ｈ」レベル信号に変換させられ、正から負方向に交叉
すると「Ｌ」レベルの信号に変換させられた信号であ
る。
一対のＩ−Ｖ変換手段（電流−電圧変換手段）２２ａ，
２２ａ′と一対の二値化回路２２ｂ，２２ｂ′とから構
成されている。前記振動子２１の各出力信号Ｓ１，Ｓ２
は正弦波状の電流出力であるため、Ｉ−Ｖ変換手段（電
流−電圧変換手段）２２ａ，２２ａ′により電圧出力か
らなる出力信号にそれぞれ変換させられる。二値化回路
２２ｂ，２２ｂ′は、電源電圧Ｖccの中点電位（Ｖcc／
２）をしきい値とするコンパレータから構成されてい
る。よって、二値化回路２２ｂ，２２ｂ′により、前記
Ｉ−Ｖ変換手段２２ａ，２２ａ′の出力信号（正弦波）
は、そのパルス幅に比例する矩形波状（ディジタル波
形）の二値信号Ｄ１およびＤ２にそれぞれ変換させられ
る。すなわち、図５に示すように前記二値信号Ｄ１，Ｄ
２は、例えば出力信号Ｓ１、Ｓ２がしきい値（ＶCC／
２）を負（０側）から正（Ｖcc側）方向に交叉すると、
「Ｈ」レベル信号に変換させられ、正から負方向に交叉
すると「Ｌ」レベルの信号に変換させられた信号であ
る。
【００２８】図３に示すように、位相差検出部２３は一
対のＥＸor回路（排他的論理和回路）２３ａ，２３
ａ′、一対のローパスフィルタ部２３ｂ，２３ｂ′およ
び差動増幅部２３ｃとから構成されている。
対のＥＸor回路（排他的論理和回路）２３ａ，２３
ａ′、一対のローパスフィルタ部２３ｂ，２３ｂ′およ
び差動増幅部２３ｃとから構成されている。
【００２９】前記ＥＸor回路２３ａ，２３ａ′の一方の
入力端子には、前記二値信号Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ入力
され、他方の入力端子にはともに参照信号Ｄrefが入力
される。なお、前記参照信号Ｄrefは、後述するように
前記二値信号Ｄ１とＤ２の位相差λの中点から９０°だ
け位相がずれた信号である。
入力端子には、前記二値信号Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ入力
され、他方の入力端子にはともに参照信号Ｄrefが入力
される。なお、前記参照信号Ｄrefは、後述するように
前記二値信号Ｄ１とＤ２の位相差λの中点から９０°だ
け位相がずれた信号である。
【００３０】前記ＥＸor回路２３ａ，２３ａ′の排他出
力ＥＸ１，ＥＸ２は、前記二値信号Ｄ１，Ｄ２を２倍し
た周波数からなる信号である（図５参照）。前記位相差
検出部２３では、排他出力ＥＸ１，ＥＸ２がインバータ
２３ｄ，２３ｄ′によりそれぞれ反転させられた排他反
転出力ＥＸ１バー，ＥＸ２バーが生成される。排他出力
ＥＸ２と排他反転出力ＥＸ１バーとは、それぞれ抵抗を
介して一方のローパスフィルタ部２３ｂに接続されてお
り、排他出力ＥＸ１と排他反転出力ＥＸ２バーもそれぞ
れ抵抗を介して他方のローパスフィルタ部２３ｂ′に接
続されている。ローパスフィルタ部２３ｂおよび２３
ｂ′では、排他出力ＥＸ２と排他反転出力ＥＸ１バーと
を加算した信号および排他出力ＥＸ１と排他反転出力Ｅ
Ｘ２バーとを加算した信号がそれぞれ積分平滑化された
平滑電圧に変換される。これらの平滑電圧はそれぞれロ
ーパスフィルタ部２３ｂ，２３ｂ′内のバッファー回路
を介して差動増幅部２３ｃに入力され、この差動増幅部
２３ｃにおいて位相差λに相当する電圧が角速度信号Ｓ
ｐとして検出される。そして、このようにして検出され
た角速度信号Ｓｐは、後述する補正部２８に送出され
る。
力ＥＸ１，ＥＸ２は、前記二値信号Ｄ１，Ｄ２を２倍し
た周波数からなる信号である（図５参照）。前記位相差
検出部２３では、排他出力ＥＸ１，ＥＸ２がインバータ
２３ｄ，２３ｄ′によりそれぞれ反転させられた排他反
転出力ＥＸ１バー，ＥＸ２バーが生成される。排他出力
ＥＸ２と排他反転出力ＥＸ１バーとは、それぞれ抵抗を
介して一方のローパスフィルタ部２３ｂに接続されてお
り、排他出力ＥＸ１と排他反転出力ＥＸ２バーもそれぞ
れ抵抗を介して他方のローパスフィルタ部２３ｂ′に接
続されている。ローパスフィルタ部２３ｂおよび２３
ｂ′では、排他出力ＥＸ２と排他反転出力ＥＸ１バーと
を加算した信号および排他出力ＥＸ１と排他反転出力Ｅ
Ｘ２バーとを加算した信号がそれぞれ積分平滑化された
平滑電圧に変換される。これらの平滑電圧はそれぞれロ
ーパスフィルタ部２３ｂ，２３ｂ′内のバッファー回路
を介して差動増幅部２３ｃに入力され、この差動増幅部
２３ｃにおいて位相差λに相当する電圧が角速度信号Ｓ
ｐとして検出される。そして、このようにして検出され
た角速度信号Ｓｐは、後述する補正部２８に送出され
る。
【００３１】一方、前記ＥＸor回路２３ａ，２３ａ′の
排他出力ＥＸ１と排他出力ＥＸ２とは、同じ抵抗値から
なる抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続され、その接続点から
の出力が駆動制御部の制御電圧生成手段（ローパスフィ
ルタ）４１に出力されている。前記制御電圧生成手段
（ローパスフィルタ）４１は、演算増幅手段を用いたア
クティブなローパスフィルタ（制御電圧生成手段）から
構成されており、前記排他出力ＥＸ１と排他出力ＥＸ２
とから上記出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ２との間の位相λ
の変化に合わせ、中点電位Ｖcc／２を中心として増減す
る制御電圧Ｖｒを生成するものである。この制御電圧Ｖ
ｒは、所定の周波数で自走発振可能なＶＣＯ４２に出力
され、前記ＶＣＯ４２の発振信号Ｓvの周波数ｆvが制御
される。
排他出力ＥＸ１と排他出力ＥＸ２とは、同じ抵抗値から
なる抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続され、その接続点から
の出力が駆動制御部の制御電圧生成手段（ローパスフィ
ルタ）４１に出力されている。前記制御電圧生成手段
（ローパスフィルタ）４１は、演算増幅手段を用いたア
クティブなローパスフィルタ（制御電圧生成手段）から
構成されており、前記排他出力ＥＸ１と排他出力ＥＸ２
とから上記出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ２との間の位相λ
の変化に合わせ、中点電位Ｖcc／２を中心として増減す
る制御電圧Ｖｒを生成するものである。この制御電圧Ｖ
ｒは、所定の周波数で自走発振可能なＶＣＯ４２に出力
され、前記ＶＣＯ４２の発振信号Ｓvの周波数ｆvが制御
される。
【００３２】図４に示すように、ＶＣＯ４２の出力の後
方には、分周手段４３と休止手段４４が設けられてい
る。前記分周手段４３は、例えばＤ型のフリップフロッ
プ（ＦＦ）Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５を５段カスケ
ード接続した構成であり、前記ＶＣＯ４２の発振信号Ｓ
vが初段のフリップフロップＸ１のクロック端子に入力
されている。また各フリップフロップＸ１，Ｘ２，Ｘ
３，Ｘ４，Ｘ５どうしの間では、前段の各正転出力端子
の出力Ｑが後段のクロック端子に接続され、また各反転
出力端子の出力Ｑバーは、自己のデータ入力端子にそれ
ぞれ接続されている。各フリップフロップＸ１，Ｘ２，
Ｘ３，Ｘ４およびＸ５の正転出力端子の出力Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４およびＱ５は、ＶＣＯ４２の発振周波数
ｆｖのそれぞれ１／２，１／４，１／８，１／１６およ
び１／３２倍である。そして、最終段のフリップフロッ
プＸ５の出力Ｑ５が、参照信号Ｄrefとして、上述のＥ
Ｘor回路２３ａ，２３ａ′の他方の入力端子と２次のロ
ーパスフィルタ２９に接続されている。
方には、分周手段４３と休止手段４４が設けられてい
る。前記分周手段４３は、例えばＤ型のフリップフロッ
プ（ＦＦ）Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５を５段カスケ
ード接続した構成であり、前記ＶＣＯ４２の発振信号Ｓ
vが初段のフリップフロップＸ１のクロック端子に入力
されている。また各フリップフロップＸ１，Ｘ２，Ｘ
３，Ｘ４，Ｘ５どうしの間では、前段の各正転出力端子
の出力Ｑが後段のクロック端子に接続され、また各反転
出力端子の出力Ｑバーは、自己のデータ入力端子にそれ
ぞれ接続されている。各フリップフロップＸ１，Ｘ２，
Ｘ３，Ｘ４およびＸ５の正転出力端子の出力Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４およびＱ５は、ＶＣＯ４２の発振周波数
ｆｖのそれぞれ１／２，１／４，１／８，１／１６およ
び１／３２倍である。そして、最終段のフリップフロッ
プＸ５の出力Ｑ５が、参照信号Ｄrefとして、上述のＥ
Ｘor回路２３ａ，２３ａ′の他方の入力端子と２次のロ
ーパスフィルタ２９に接続されている。
【００３３】２次のローパスフィルタ２９は、前記フリ
ップフロップＸ５の出力Ｑ５である参照信号Ｄrefの位
相を９０°だけずらした駆動信号ＳＤを生成する。ドラ
イブ手段２６では、前記駆動信号ＳＤがレベル調整され
前記振動子２１の前記入力電極ａ，ｂに与えられる。そ
して、振動子２１がこの駆動信号ＳＤを受けて振動駆動
させられる。
ップフロップＸ５の出力Ｑ５である参照信号Ｄrefの位
相を９０°だけずらした駆動信号ＳＤを生成する。ドラ
イブ手段２６では、前記駆動信号ＳＤがレベル調整され
前記振動子２１の前記入力電極ａ，ｂに与えられる。そ
して、振動子２１がこの駆動信号ＳＤを受けて振動駆動
させられる。
【００３４】前記参照信号Ｄrefは、振動子２１の出力
信号Ｓ１，Ｓ２を二値化した二値信号Ｄ１，Ｄ２の中点
から９０°だけ位相φがずれた関係となる（図５参
照）。すなわち、上記駆動検出手段は、常に前記出力信
号Ｓ１およびＳ２との間の位相λの中点（二値信号Ｄ１
およびＤ２の中点（λ／２））から９０°だけずれた位
相φで参照信号ＤrefがロックするようなＰＬＬ（フェ
ーズ・ロック・ループ）を構成している。なお、振動子
２１の駆動信号ＳＤと出力信号Ｓ１，Ｓ２とが逆相関係
にある場合には、出力信号Ｓ１，Ｓ２を一度１８０°反
転させた後に上記の関係が維持される。
信号Ｓ１，Ｓ２を二値化した二値信号Ｄ１，Ｄ２の中点
から９０°だけ位相φがずれた関係となる（図５参
照）。すなわち、上記駆動検出手段は、常に前記出力信
号Ｓ１およびＳ２との間の位相λの中点（二値信号Ｄ１
およびＤ２の中点（λ／２））から９０°だけずれた位
相φで参照信号ＤrefがロックするようなＰＬＬ（フェ
ーズ・ロック・ループ）を構成している。なお、振動子
２１の駆動信号ＳＤと出力信号Ｓ１，Ｓ２とが逆相関係
にある場合には、出力信号Ｓ１，Ｓ２を一度１８０°反
転させた後に上記の関係が維持される。
【００３５】前記休止手段４４は、２つのＤ型フリップ
フロップＸ６，Ｘ７とＡＮＤ回路Ｘ８とから構成されて
いる。前記フリップフロップＸ７のクロック端子には、
分周手段４３を構成するフリップフロップＸ３の出力Ｑ
３バーが入力され、またフリップフロップＸ７の出力Ｑ
７バーが自己のデータ入力端子に入力されている。前記
ＡＮＤ回路Ｘ８の一方の入力端子には、前記ＶＣＯ４２
の発振信号Ｓｖが入力され、他方の端子には前記フリッ
プフロップＸ７の出力Ｑ７が接続されている。そして、
フリップフロップＸ６のクロック端子には前記ＡＮＤ回
路Ｘ８の出力Ｑ８が入力されており、フリップフロップ
Ｘ６の出力Ｑ６バーが自己のデータ入力端子に帰還され
ている。このフリップフロップＸ６の出力Ｑ６は、補正
部２８を制御するタイミング信号Ｓｃとしてシーケンス
コントローラＣＮに接続されている。
フロップＸ６，Ｘ７とＡＮＤ回路Ｘ８とから構成されて
いる。前記フリップフロップＸ７のクロック端子には、
分周手段４３を構成するフリップフロップＸ３の出力Ｑ
３バーが入力され、またフリップフロップＸ７の出力Ｑ
７バーが自己のデータ入力端子に入力されている。前記
ＡＮＤ回路Ｘ８の一方の入力端子には、前記ＶＣＯ４２
の発振信号Ｓｖが入力され、他方の端子には前記フリッ
プフロップＸ７の出力Ｑ７が接続されている。そして、
フリップフロップＸ６のクロック端子には前記ＡＮＤ回
路Ｘ８の出力Ｑ８が入力されており、フリップフロップ
Ｘ６の出力Ｑ６バーが自己のデータ入力端子に帰還され
ている。このフリップフロップＸ６の出力Ｑ６は、補正
部２８を制御するタイミング信号Ｓｃとしてシーケンス
コントローラＣＮに接続されている。
【００３６】前記補正部２８は、図１に示すように主に
感度補正回路２８Ａ、オフセット補正回路２８Ｂ、温度
係数補正回路２８Ｃを有している。これらは、温度に依
存して変化する前記振動子２１の感度、振幅出力オフセ
ット等について温度ごとにその調整を行なうものであ
る。これらに与えられる各補正データは、外部に取り付
けられたＥ2ＰＲＯＭ（データ保管部）３０に記憶され
ている。前記感度補正回路２８Ａ、オフセット補正回路
２８Ｂ、温度係数補正回路２８Ｃは、シーケンスコント
ローラＣＮの制御により各初期データをそれぞれ読み込
む。
感度補正回路２８Ａ、オフセット補正回路２８Ｂ、温度
係数補正回路２８Ｃを有している。これらは、温度に依
存して変化する前記振動子２１の感度、振幅出力オフセ
ット等について温度ごとにその調整を行なうものであ
る。これらに与えられる各補正データは、外部に取り付
けられたＥ2ＰＲＯＭ（データ保管部）３０に記憶され
ている。前記感度補正回路２８Ａ、オフセット補正回路
２８Ｂ、温度係数補正回路２８Ｃは、シーケンスコント
ローラＣＮの制御により各初期データをそれぞれ読み込
む。
【００３７】前記シーケンスコントローラＣＮは、この
ために必要なシリアルデータのコマンドを生成してお
り、前記Ｅ2ＰＲＯＭ３０に格納された各初期データ
を、インタフェース３１を介してＲＡＭ（メモリ）３３
にシフトさせる。この動作は前記シーケンスコントロー
ラＣＮへ入力されるタイミング信号Ｓｃに同期して行わ
れる。前記ＲＡＭ３３にシフトされたデータは次のデー
タがシフトされるまで一定時間ラッチされる。なお、Ｒ
ＡＭ３３に送出される前記Ｅ2ＰＲＯＭ３０の内容は、
前記初期データであり、見掛け上は常に同じ内容でＲＡ
Ｍ３３の内容が書き換えられている。すなわち、Ｅ2Ｐ
ＲＯＭ（データ保管部）３０，ＲＡＭ３３およびシーケ
ンスコントローラＣＮにより、データ保持手段が構成さ
れている。
ために必要なシリアルデータのコマンドを生成してお
り、前記Ｅ2ＰＲＯＭ３０に格納された各初期データ
を、インタフェース３１を介してＲＡＭ（メモリ）３３
にシフトさせる。この動作は前記シーケンスコントロー
ラＣＮへ入力されるタイミング信号Ｓｃに同期して行わ
れる。前記ＲＡＭ３３にシフトされたデータは次のデー
タがシフトされるまで一定時間ラッチされる。なお、Ｒ
ＡＭ３３に送出される前記Ｅ2ＰＲＯＭ３０の内容は、
前記初期データであり、見掛け上は常に同じ内容でＲＡ
Ｍ３３の内容が書き換えられている。すなわち、Ｅ2Ｐ
ＲＯＭ（データ保管部）３０，ＲＡＭ３３およびシーケ
ンスコントローラＣＮにより、データ保持手段が構成さ
れている。
【００３８】前記感度補正回路２８Ａ、オフセット補正
回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８ＣはそれぞれＤ
／Ａ変換手段を有しており(図示せず)、前記ＲＡＭ３３
の補正データが書き換えられると、これに同期してラッ
チされた各補正データをアナログ信号として取り込む。
回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８ＣはそれぞれＤ
／Ａ変換手段を有しており(図示せず)、前記ＲＡＭ３３
の補正データが書き換えられると、これに同期してラッ
チされた各補正データをアナログ信号として取り込む。
【００３９】また前記振動子２１の近傍には、内部温度
を計測するための温度センサ３４が設けられており、こ
の温度センサ３４の出力が前記感度補正回路２８Ａ、オ
フセット補正回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８Ｃ
にそれぞれ入力されている。
を計測するための温度センサ３４が設けられており、こ
の温度センサ３４の出力が前記感度補正回路２８Ａ、オ
フセット補正回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８Ｃ
にそれぞれ入力されている。
【００４０】なお、前記温度センサ３４は、例えば振動
子２１の近傍に温度検出用トランジスタを設け、このト
ランジスタのベース−エミッタ間の電圧が、温度に対し
リニアに変化することを利用した構成とすることができ
る。
子２１の近傍に温度検出用トランジスタを設け、このト
ランジスタのベース−エミッタ間の電圧が、温度に対し
リニアに変化することを利用した構成とすることができ
る。
【００４１】前記感度補正回路２８Ａ、オフセット補正
回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８Ｃでは、温度セ
ンサ３４から検出された温度データに基づき適正な各補
正値を決定し、上記位相差検出部２３から出力される角
速度差信号Ｓｐの補正が行なわれる。すなわち、適正な
各補正値に相当する電圧量を送出し、補正部２８に設け
られた増幅手段２８Ｄの利得を制御することにより、角
速度信号Ｓｐの調整が行われる。
回路２８Ｂおよび温度係数補正回路２８Ｃでは、温度セ
ンサ３４から検出された温度データに基づき適正な各補
正値を決定し、上記位相差検出部２３から出力される角
速度差信号Ｓｐの補正が行なわれる。すなわち、適正な
各補正値に相当する電圧量を送出し、補正部２８に設け
られた増幅手段２８Ｄの利得を制御することにより、角
速度信号Ｓｐの調整が行われる。
【００４２】次に、ＰＬＬの分周器を形成するフリップ
フロップＸ１〜Ｘ７の動作について説明する。
フロップＸ１〜Ｘ７の動作について説明する。
【００４３】図６は分周手段および休止手段における各
種信号の関係を示すタイミングチャート図である。な
お、図６では最上段よりＶＣＯ４２の発振信号Ｓｖ、フ
リップフロップＸ１の出力Ｑ１、フリップフロップＸ２
の出力Ｑ２、フリップフロップＸ３の出力Ｑ３、前記フ
リップフロップＸ３の反転出力Ｑ３バー、フリップフロ
ップＸ４の出力Ｑ４、フリップフロップＸ５の出力Ｑ５
であるとともに参照信号Ｄref、フリップフロップＸ６
の出力Ｑ６であるとともに補正部２８を制御するタイミ
ング信号Ｓｃ、フリップフロップＸ７の出力Ｑ７、ＡＮ
Ｄ回路Ｘ８の出力Ｑ８、２次のローパスフィルタ２９の
出力信号（参照信号Ｄrefから位相を９０°ずらした信
号）Ｓｄおよび駆動信号ＳＤおよび振動子２１の出力信
号Ｓ１，Ｓ２である。
種信号の関係を示すタイミングチャート図である。な
お、図６では最上段よりＶＣＯ４２の発振信号Ｓｖ、フ
リップフロップＸ１の出力Ｑ１、フリップフロップＸ２
の出力Ｑ２、フリップフロップＸ３の出力Ｑ３、前記フ
リップフロップＸ３の反転出力Ｑ３バー、フリップフロ
ップＸ４の出力Ｑ４、フリップフロップＸ５の出力Ｑ５
であるとともに参照信号Ｄref、フリップフロップＸ６
の出力Ｑ６であるとともに補正部２８を制御するタイミ
ング信号Ｓｃ、フリップフロップＸ７の出力Ｑ７、ＡＮ
Ｄ回路Ｘ８の出力Ｑ８、２次のローパスフィルタ２９の
出力信号（参照信号Ｄrefから位相を９０°ずらした信
号）Ｓｄおよび駆動信号ＳＤおよび振動子２１の出力信
号Ｓ１，Ｓ２である。
【００４４】図６において、２次のローパスフィルタ２
９の出力信号ＳｄがＨレベル信号からＬレベル信号に、
またはＬレベル信号からＨレベル信号に切り換わるタイ
ミングは、駆動信号ＳＤがしきい値（Ｖcc／２）を交叉
する時刻ｔ１，ｔ２，…であり、振動子２１の出力信号
Ｓ１，Ｓ２がＨレベル信号又はＬレベル信号に切り換わ
るタイミングは、前記時刻ｔ１，ｔ２，…に対し、それ
ぞれコリオリ力に起因して発生する位相差±λ／２（＝
±０．５μｓｅｃ程度）が前後する時刻（ｔ１±λ／
２，ｔ２±λ／２，…）である。
９の出力信号ＳｄがＨレベル信号からＬレベル信号に、
またはＬレベル信号からＨレベル信号に切り換わるタイ
ミングは、駆動信号ＳＤがしきい値（Ｖcc／２）を交叉
する時刻ｔ１，ｔ２，…であり、振動子２１の出力信号
Ｓ１，Ｓ２がＨレベル信号又はＬレベル信号に切り換わ
るタイミングは、前記時刻ｔ１，ｔ２，…に対し、それ
ぞれコリオリ力に起因して発生する位相差±λ／２（＝
±０．５μｓｅｃ程度）が前後する時刻（ｔ１±λ／
２，ｔ２±λ／２，…）である。
【００４５】そして、前記時刻ｔ１，ｔ２，…をそれぞ
れ中心に、これらに前後する時間帯では、出力Ｑ６（タ
イミング信号Ｓｃ）がＨレベル又はＬレベル出力を一定
時間維持する休止期間Ｔが設けられる。またこのような
休止期間Ｔは、出力Ｑ６（タイミング信号Ｓｃ）には間
欠的に設けられる。
れ中心に、これらに前後する時間帯では、出力Ｑ６（タ
イミング信号Ｓｃ）がＨレベル又はＬレベル出力を一定
時間維持する休止期間Ｔが設けられる。またこのような
休止期間Ｔは、出力Ｑ６（タイミング信号Ｓｃ）には間
欠的に設けられる。
【００４６】上記休止期間Ｔの間は、シーケンスコント
ローラＣＮにはタイミング信号Ｓｃが出力されなくなる
ため、シーケンスコントローラＣＮを休止させることが
できる。このため、Ｅ2ＰＲＯＭ３０に格納された各初
期データを、インタフェース３１を介してＲＡＭ３３へ
シフトさせる一連の動作を停止させることができる。よ
って、少なくとも休止期間Ｔの間は、Ｅ2ＰＲＯＭ３０
の前記各初期データをＲＡＭ３３に書き込む際に生じや
すいノイズの発生を防止できる。したがって、振動子２
１の出力信号Ｓ１，Ｓ２にヒゲ状のノイズが混入される
ことを防止できる。
ローラＣＮにはタイミング信号Ｓｃが出力されなくなる
ため、シーケンスコントローラＣＮを休止させることが
できる。このため、Ｅ2ＰＲＯＭ３０に格納された各初
期データを、インタフェース３１を介してＲＡＭ３３へ
シフトさせる一連の動作を停止させることができる。よ
って、少なくとも休止期間Ｔの間は、Ｅ2ＰＲＯＭ３０
の前記各初期データをＲＡＭ３３に書き込む際に生じや
すいノイズの発生を防止できる。したがって、振動子２
１の出力信号Ｓ１，Ｓ２にヒゲ状のノイズが混入される
ことを防止できる。
【００４７】すなわち、上記二値化手段２２では、ノイ
ズの影響を受けて出力信号Ｓ１，Ｓ２やしきい値に揺ら
ぎが生じることを防止できるようになるため、高い精度
で出力信号Ｓ１，Ｓ２を二値信号Ｄ１、Ｄ２に二値化す
ることができる。よって、極めて短い時間間隔の位相差
を正確に検出できる。
ズの影響を受けて出力信号Ｓ１，Ｓ２やしきい値に揺ら
ぎが生じることを防止できるようになるため、高い精度
で出力信号Ｓ１，Ｓ２を二値信号Ｄ１、Ｄ２に二値化す
ることができる。よって、極めて短い時間間隔の位相差
を正確に検出できる。
【００４８】なお、上記補正部２８では、常に同じ内容
の初期データをＲＡＭ３３に書き込むものであり、かつ
休止期間Ｔの前に書き換えられた初期データがＲＡＭ３
３の内部にラッチされている。よって、上記のように休
止期間Ｔが存在し、ＲＡＭ３３の書き換えが定期的に行
なわれない状態が存在しても、前記感度補正回路２８
Ａ、オフセット補正回路２８Ｂおよび温度係数補正回路
２８Ｃでは、ＲＡＭ３３の内部にラッチされているデー
タを基に補正を行なうことが可能である。よって、補正
後の角速度信号Ｓｐ′に与える影響を少なくすることが
できる。
の初期データをＲＡＭ３３に書き込むものであり、かつ
休止期間Ｔの前に書き換えられた初期データがＲＡＭ３
３の内部にラッチされている。よって、上記のように休
止期間Ｔが存在し、ＲＡＭ３３の書き換えが定期的に行
なわれない状態が存在しても、前記感度補正回路２８
Ａ、オフセット補正回路２８Ｂおよび温度係数補正回路
２８Ｃでは、ＲＡＭ３３の内部にラッチされているデー
タを基に補正を行なうことが可能である。よって、補正
後の角速度信号Ｓｐ′に与える影響を少なくすることが
できる。
【００４９】なお、上記実施も形態では、分周手段４３
のフリップフロップＸ３の出力Ｑ３バーとＶＣＯ４２の
発振信号Ｓｖから休止期間Ｔを設定するものを示した
が、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、
上記時刻ｔ１，ｔ２，…の前後で、補正部のシーケンス
コントローラＣＮのタイミング信号Ｓｃを確実に停止さ
せるものであれば、その他の信号を組み合せることによ
り休止期間Ｔを設定するものであってもよい。
のフリップフロップＸ３の出力Ｑ３バーとＶＣＯ４２の
発振信号Ｓｖから休止期間Ｔを設定するものを示した
が、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、
上記時刻ｔ１，ｔ２，…の前後で、補正部のシーケンス
コントローラＣＮのタイミング信号Ｓｃを確実に停止さ
せるものであれば、その他の信号を組み合せることによ
り休止期間Ｔを設定するものであってもよい。
【００５０】また前記休止期間は、ノイズに敏感なタイ
ミングが時間的に繰り返し現れる回路のノイズ除去に有
効であり、休止期間の生成方法として、例えばアナログ
ディレイ回路などを用いても良い。
ミングが時間的に繰り返し現れる回路のノイズ除去に有
効であり、休止期間の生成方法として、例えばアナログ
ディレイ回路などを用いても良い。
【００５１】
【発明の効果】以上本発明によれば、二値化手段で信号
の切り換えが行われる前後の期間で、補正部におけるデ
ータの書換えを休止させることができるため、二値信号
に揺らぎが生じることを防止できる。
の切り換えが行われる前後の期間で、補正部におけるデ
ータの書換えを休止させることができるため、二値信号
に揺らぎが生じることを防止できる。
【００５２】よって、振動子を安定して駆動することが
でき、角速度を高い精度で検出できる。
でき、角速度を高い精度で検出できる。
【図１】本発明における角速度センサの構成の一部であ
り、振動子の駆動検出装置を示すブロック図、
り、振動子の駆動検出装置を示すブロック図、
【図２】二値化手段の構成を示す回路構成図、
【図３】位相差検出部を示す回路構成図、
【図４】分周手段と休止手段を示す構成図、
【図５】出力信号Ｓ１，Ｓ２、二値信号Ｄ１，Ｄ２、参
照信号Ｄrefおよび排他出力ＥＸ１，ＥＸ２間の関係を
示すタイミングチャート図、
照信号Ｄrefおよび排他出力ＥＸ１，ＥＸ２間の関係を
示すタイミングチャート図、
【図６】分周手段と休止手段の各種信号の関係を示すタ
イミングチャート図、
イミングチャート図、
【図７】従来の角速度センサの一部の構成であり、振動
子の駆動検出装置を示すブロック図、
子の駆動検出装置を示すブロック図、
２１ 振動子 ２２ 二値化手段 ２３ 位相検出部 ２８ 補正部 ３０ Ｅ2ＰＲＯＭ（データ保管部） ３３ ＲＡＭ（メモリ） ３４ 温度センサ ４１ 制御電圧生成手段（ローパスフィルタ） ４２ ＶＣＯ（電圧制御発振器） ４３ 分周手段 ＣＮ シーケンスコントローラ Ｄ１，Ｄ２ 二値信号 Ｄref 参照信号 ＳＤ 振動子の駆動信号 Ｓ１，Ｓ２ 振動子の出力信号 Ｓp 角速度出力 Ｓｖ ＶＣＯの発振信号 Ｓｃ タイミング信号
Claims (4)
- 【請求項１】 角速度が与えられたときに互いに位相の
異なる出力信号を出力する振動子と、前記振動子を駆動
する駆動制御部と、前記振動子の出力信号から角速度出
力の検出を行なう検出制御部とを有し、 前記検出制御部は、振幅極性に応じ前記両出力信号を二
値信号に変換する二値化手段と、前記両二値信号間の位
相差成分から前記角速度出力の検出を行なう位相検出部
と、前記振動子の特性に応じ、前記位相検出部の出力に
対して補正処理を行なう補正部と、前記補正部に設けら
れたメモリの内容をデータ保管部に保管されているデー
タで書き換えて保持するデータ保持手段と、を有してお
り、 前記二値化手段での振幅極性の切り換わり時を含む一定
の期間に、前記メモリの書き換えを一時的に休止させる
ように前記データ保持手段の動作が制御されることを特
徴とする振動子の駆動検出装置。 - 【請求項２】 前記データ保持手段での前記メモリの書
き換え処理を制御するコントローラが設けられており、
前記一定の期間に、前記コントローラの動作基準となる
タイミング信号（Ｓｃ）の供給を停止することにより、
前記メモリの書き換えが一時的に休止させられる請求項
１記載の振動子の駆動検出装置。 - 【請求項３】 前記駆動制御部には、前記振動子の出力
信号に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振器
と、前記電圧制御発振器から出力される信号を分周して
振動子の駆動信号を生成する分周手段とを有し、前記分
周手段を構成するフリップフロップの出力の組み合わせ
により、前記休止期間を有する前記タイミング信号（Ｓ
ｃ）が生成される請求項１または２記載の振動子の駆動
検出装置。 - 【請求項４】 前記振動子が圧電型の振動子又は静電容
量型の振動子である請求項１ないし３のいずれかに記載
の振動子の駆動検出装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000178173A JP2001356017A (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | 振動子の駆動検出装置 |
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|---|---|
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ID=18679643
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1164353B1 (ja) |
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- 2001-06-11 DE DE60101288T patent/DE60101288T2/de not_active Expired - Lifetime
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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