JP2002098712A - Capacitive type physical quantity detection device - Google Patents

Capacitive type physical quantity detection device

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JP2002098712A
JP2002098712A JP2000287369A JP2000287369A JP2002098712A JP 2002098712 A JP2002098712 A JP 2002098712A JP 2000287369 A JP2000287369 A JP 2000287369A JP 2000287369 A JP2000287369 A JP 2000287369A JP 2002098712 A JP2002098712 A JP 2002098712A
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JP
Japan
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physical quantity
feedback
switch
capacitor
conversion circuit
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Application number
JP2000287369A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Ariyoshi
博海 有吉
Masanori Aoyama
正紀 青山
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change easily a detection range of a physical quantity. SOLUTION: In this capacitive type physical quantity detection device equipped with a sensor element 1 having the capacity changing corresponding to the change of the physical quantity and a C-V conversion circuit 3 for converting the capacity change of the sensor element 1 into a voltage, the C-V conversion circuit 3 with a switched capacitor constitution has an operation amplifier 31, a switch S0 installed between input-output terminals of the operation amplifier 31, plural feedback capacitors 321-324, and switches S1-S5 for selecting the feedback capacitor connected in parallel with a switch S0 from among the plural feedback capacitors 321-324. An external signal is decoded by a decoder 7 and one of the switches S1-S5 is switched to the ON state, to thereby connect in parallel the desired feedback capacitor with the switch S0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度、角速度、
圧力等の物理量を検出する容量式物理量検出装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an acceleration, an angular velocity,
The present invention relates to a capacitance-type physical quantity detection device that detects a physical quantity such as pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置としては、固定電極
に搬送波を印加し、物理量の変化によって可動電極が変
位したときに生じる固定電極と可動電極間の容量変化
を、C−V変換回路で電圧に変換して物理量を検出する
ようにしたものがある(特開平8−135717号公報
等参照)。C−V変換回路としては、可動電極が反転入
力端子に接続された演算増幅器と、この演算増幅器の反
転入力端子と出力端子間に設けられたスイッチと、この
スイッチに並列接続された帰還コンデンサとを有するス
イッチトキャパシタ構成のものが用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device of this type, a carrier wave is applied to a fixed electrode, and a change in capacitance between the fixed electrode and the movable electrode caused when the movable electrode is displaced by a change in physical quantity is determined by a CV conversion circuit. There is a device in which a physical quantity is detected by converting to a voltage (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-135717). The CV conversion circuit includes an operational amplifier having a movable electrode connected to an inverting input terminal, a switch provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and a feedback capacitor connected in parallel to the switch. A switched capacitor configuration having the following is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した物理量検出装
置においては、物理量の検出範囲が固定になっている。
このため、検出範囲が異なる物理量検出装置を必要とす
る場合には、それ用の装置を別に用意しなければならな
い。例えば、物理量検出装置をエアバッグ用の加速度セ
ンサとして、車両に複数の加速度センサを設置する場
合、検出対象に応じて検出する加速度が異なり、例えば
±10〜30Gの加速度、±30〜50Gの加速度、±
100〜150Gの加速度、±200G以上の加速度を
検出する必要があれば、それぞれの検出範囲に設定した
複数の加速度センサを用意しなければならない。この場
合、検出範囲の仕様毎に異なった加速度センサを使用し
ていたのでは、仕様毎に加速度センサの新規開発が必要
となり、開発工数がかかるという問題が生じる。
In the above physical quantity detection device, the physical quantity detection range is fixed.
Therefore, when a physical quantity detection device having a different detection range is required, a separate device must be prepared. For example, when a plurality of acceleration sensors are installed in a vehicle using the physical quantity detection device as an acceleration sensor for an airbag, the detected acceleration differs depending on the detection target, for example, ± 10 to 30 G acceleration, ± 30 to 50 G acceleration. , ±
If it is necessary to detect an acceleration of 100 to 150 G and an acceleration of ± 200 G or more, a plurality of acceleration sensors set in respective detection ranges must be prepared. In this case, if a different acceleration sensor is used for each specification of the detection range, a new development of the acceleration sensor is required for each specification, which causes a problem that the number of development steps is increased.

【0004】本発明は上記問題に鑑みたもので、物理量
の検出範囲を容易に変えることができるようにすること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to make it possible to easily change the detection range of a physical quantity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、物理量の変化に応じて
容量が変化するセンサエレメント(1)と、センサエレ
メント(1)の容量変化を電圧に変換するC−V変換回
路(3)とを備えた容量式物理量検出装置において、C
−V変換回路(3)は、スイッチトキャパシタ構成のも
のであって、演算増幅器(31)と、演算増幅器(3
1)の入出力端子間に設けられたスイッチ手段(S0)
と、複数の帰還コンデンサ(321〜324)と、複数
の帰還コンデンサ(321〜324)の中からスイッチ
手段(S0)に並列接続する帰還コンデンサを選択する
選択手段(33)とを有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a sensor element (1) whose capacity changes in accordance with a change in a physical quantity, and a capacitance change of the sensor element (1). And a CV conversion circuit (3) for converting the CV into a voltage.
The -V conversion circuit (3) has a switched capacitor configuration, and includes an operational amplifier (31) and an operational amplifier (3).
Switch means (S0) provided between input / output terminals of 1)
A plurality of feedback capacitors (321 to 324); and a selecting means (33) for selecting a feedback capacitor connected in parallel to the switch means (S0) from the plurality of feedback capacitors (321 to 324). And

【0006】この発明によれば、選択手段(33)によ
ってスイッチ手段(S0)に並列接続する所望の帰還コ
ンデンサを選択することにより、物理量の検出範囲を容
易に変えることができる。
According to the present invention, the detection range of the physical quantity can be easily changed by selecting the desired feedback capacitor connected in parallel with the switch means (S0) by the selection means (33).

【0007】なお、選択手段(33)による選択は、後
述する実施形態に示すように、外部信号に基づいてその
選択を行うようにすることができる。
The selection by the selection means (33) can be performed based on an external signal, as will be described later in an embodiment.

【0008】請求項2に記載の発明では、複数の帰還コ
ンデンサ(321〜324)は半導体チップに形成され
ており、複数の帰還コンデンサ(321〜324)は、
1つの共通コンデンサパターンを用い、それを並列に配
置することによってそれぞれが他と異なる容量の帰還コ
ンデンサとなるように形成されていることを特徴として
いる。
According to the second aspect of the present invention, the plurality of feedback capacitors (321 to 324) are formed on a semiconductor chip, and the plurality of feedback capacitors (321 to 324) are
It is characterized in that one common capacitor pattern is used and arranged in parallel so that each is formed as a feedback capacitor having a different capacity from the others.

【0009】この発明によれば、複数の帰還コンデンサ
(321〜324)を1つの共通コンデンサパターンを
用いて形成することができ、複数の帰還コンデンサ(3
21〜324)の容量比の精度を高くすることができ
る。
According to the present invention, a plurality of feedback capacitors (321 to 324) can be formed using one common capacitor pattern, and a plurality of feedback capacitors (3 to 324) can be formed.
21 to 324) can be made more accurate.

【0010】請求項3に記載の発明では、選択手段(3
3)は、共通コンデンサパターンのそれぞれに直列に接
続された同一パターンの半導体スイッチとして半導体チ
ップに形成されていることを特徴としている。
According to the third aspect of the present invention, the selecting means (3
The feature 3) is characterized in that semiconductor switches of the same pattern connected in series to the respective common capacitor patterns are formed on a semiconductor chip.

【0011】この発明によれば、同一パターンの半導体
スイッチで形成することにより、スイッチの寄生容量の
影響をなくすことができる。
According to the present invention, by forming the semiconductor switches with the same pattern, the influence of the parasitic capacitance of the switches can be eliminated.

【0012】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
容量式の加速度センサの構成を示す。この加速度センサ
は、センサエレメント1と、検出回路2とから構成され
ている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a configuration of a capacitive acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. This acceleration sensor includes a sensor element 1 and a detection circuit 2.

【0014】センサエレメント1は、搬送波P1が印加
される固定電極1aと、搬送波P1と逆相の搬送波P2
が印加される固定電極1cと、加速度に比例して変位す
る可動電極1bとから構成されている。このセンサエレ
メント1は、差動の容量として動作するもので、可動電
極1bが加速度によって変化したとき、センサエレメン
ト1の容量が変化する。すなわち、固定電極1aと可動
電極1bの間の容量をCa、固定電極1cと可動電極1
bの間の容量をCbとすると、容量の差(Ca−Cb)
が加速度に比例して変化する。
The sensor element 1 comprises a fixed electrode 1a to which a carrier wave P1 is applied, and a carrier wave P2 having a phase opposite to that of the carrier wave P1.
And a movable electrode 1b that is displaced in proportion to the acceleration. The sensor element 1 operates as a differential capacitance. When the movable electrode 1b changes due to acceleration, the capacitance of the sensor element 1 changes. That is, the capacitance between the fixed electrode 1a and the movable electrode 1b is Ca, and the capacitance between the fixed electrode 1c and the movable electrode 1b.
If the capacity between b is Cb, the difference in capacity (Ca-Cb)
Changes in proportion to the acceleration.

【0015】検出回路2は、C−V変換回路3と、サン
プルホールド回路4と、ローパスフィルタ(LPF)5
と、増幅回路(AMP)6と、デコーダ7とから構成さ
れている。
The detection circuit 2 includes a CV conversion circuit 3, a sample and hold circuit 4, a low-pass filter (LPF) 5,
, An amplifier circuit (AMP) 6 and a decoder 7.

【0016】C−V変換回路3は、センサエレメント1
の容量変化を電圧に変換するものであり、演算増幅器
(オペアンプ)31と、スイッチS0と、帰還容量部3
2と、スイッチ部33とから構成されている。演算増幅
器31の反転入力端子には可動電極1bが接続され、非
反転入力端子には電源電圧Vddの1/2の電圧が印加
され、反転入力端子と出力端子の間にはスイッチS0が
接続されている。また、帰還容量部32は4つの帰還コ
ンデンサ(それぞれ容量をCf1、Cf2、Cf3、C
f4とする)321〜324を有し、そのうちのいずれ
かがスイッチ部32におけるスイッチS1、S2、S
3、S4のいずれかのオンによってスイッチS0に並列
接続される。スイッチS1、S2、S3、S4は、後述
するデコーダ7からの信号によっていずれか1つがオン
する。以下、スイッチS0に並列接続された帰還コンデ
ンサの容量をCfとして、C−V変換回路3の作動を、
図2に示すタイミングチャートを参照して説明する。
The CV conversion circuit 3 includes the sensor element 1
This converts the change in capacitance into a voltage, and includes an operational amplifier (operational amplifier) 31, a switch S0, and a feedback capacitance unit 3.
2 and a switch unit 33. The movable electrode 1b is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 31, the voltage of 1/2 of the power supply voltage Vdd is applied to the non-inverting input terminal, and the switch S0 is connected between the inverting input terminal and the output terminal. ing. The feedback capacitance unit 32 includes four feedback capacitors (capacitances of Cf1, Cf2, Cf3, and Cf1, respectively).
f4) 321 to 324, and any one of the switches S1, S2, S in the switch unit 32
When the switch S3 is turned on, the switch S0 is connected in parallel. One of the switches S1, S2, S3, and S4 is turned on by a signal from a decoder 7 described later. Hereinafter, the operation of the CV conversion circuit 3 will be described assuming that the capacitance of the feedback capacitor connected in parallel to the switch S0 is Cf.
This will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0017】まず、第1の期間φ1では、搬送波P1は
ハイレベル、搬送波P2はローレベルであり、スイッチ
S0はオンとなっている。この状態では、可動電極1b
にVdd/2の電圧が印加されるとともに、帰還コンデ
ンサの電荷が放電される。また、固定電極1aと可動電
極1bの間には、Q1=−Ca・Vdd/2の電荷がた
まり、固定電極1cと可動電極1bの間には、Q2=C
b・Vdd/2の電荷がたまる。
First, in the first period φ1, the carrier P1 is at the high level, the carrier P2 is at the low level, and the switch S0 is on. In this state, the movable electrode 1b
, A voltage of Vdd / 2 is applied, and the charge of the feedback capacitor is discharged. Charges of Q1 = −Ca · Vdd / 2 accumulate between the fixed electrode 1a and the movable electrode 1b, and Q2 = C between the fixed electrode 1c and the movable electrode 1b.
The charge of b · Vdd / 2 is accumulated.

【0018】第2の期間φ2では、搬送波P1、P2の
電圧レベルが反転し、またスイッチS0はオフする。こ
のとき、固定電極1aと可動電極1bの間には、Q1’
=Ca・Vdd/2の電荷がたまり、固定電極1cと可
動電極1bの間には、Q2’=−Cb・Vdd/2の電
荷がたまる。従って、φ1のときに可動電極1bにたま
った電荷(Q1+Q2)とφ2のときに可動電極1bに
たまった電荷(Q1’+Q2’)の差ΔQは、ΔQ=
(Q1+Q2)−(Q1’+Q2’)=−(Ca−C
b)・Vddとなる。
In the second period φ2, the voltage levels of the carrier waves P1 and P2 are inverted, and the switch S0 is turned off. At this time, Q1 ′ is provided between the fixed electrode 1a and the movable electrode 1b.
= Ca · Vdd / 2 and Q2 ′ = − Cb · Vdd / 2 between the fixed electrode 1c and the movable electrode 1b. Therefore, the difference ΔQ between the charge (Q1 + Q2) accumulated on the movable electrode 1b at φ1 and the charge (Q1 ′ + Q2 ′) accumulated at the movable electrode 1b at φ2 is ΔQ =
(Q1 + Q2)-(Q1 '+ Q2') =-(Ca-C
b) · Vdd

【0019】ここで、容量Caと容量Cbが異なってい
ると、ΔQという電荷が可動電極1bに生じるが、演算
増幅器31の作用によって可動電極1bの電圧はVdd
/2に保持されるため、ΔQの電荷は帰還コンデンサの
可動電極1b側にたまり、帰還コンデンサの反対側の電
極には、逆の極性の電荷ΔQ’=(Ca−Cb)・Vd
dがたまる。その結果、演算増幅器31の出力電圧がΔ
Q’/Cf+Vdd/2となる。従って、演算増幅器3
1からは、(Ca−Cb)/Cfに比例した電圧が出力
される。
Here, if the capacitances Ca and Cb are different, a charge of ΔQ is generated on the movable electrode 1b, but the voltage of the movable electrode 1b becomes Vdd by the operation of the operational amplifier 31.
/ 2, the charge of ΔQ accumulates on the movable electrode 1b side of the feedback capacitor, and the opposite polarity charge ΔQ ′ = (Ca−Cb) · Vd is applied to the electrode on the opposite side of the feedback capacitor.
d accumulates. As a result, the output voltage of the operational amplifier 31 becomes Δ
Q ′ / Cf + Vdd / 2. Therefore, the operational amplifier 3
1 outputs a voltage proportional to (Ca−Cb) / Cf.

【0020】C−V変換回路3の出力電圧は、サンプル
ホールド回路4でサンプルホールドされる。サンプルホ
ールド回路4は、スイッチS5と、コンデンサ41と、
ボルテージフォロワを構成する演算増幅器42とから構
成されており、図2に示すように、期間φ2でスイッチ
S5がオンして、C−V変換回路3の出力電圧をサンプ
ルホールドする。
The output voltage of the CV conversion circuit 3 is sampled and held by a sample and hold circuit 4. The sample and hold circuit 4 includes a switch S5, a capacitor 41,
The switch S5 is turned on during a period φ2 to sample and hold the output voltage of the CV conversion circuit 3, as shown in FIG.

【0021】サンプルホールド回路4でサンプルホール
ドされた電圧は、ローパスフィルタ5、増幅回路6を通
して出力端子Voutから出力される。
The voltage sampled and held by the sample hold circuit 4 is output from an output terminal Vout through a low pass filter 5 and an amplifier circuit 6.

【0022】この実施形態においては、上記した帰還コ
ンデンサの容量を外部信号によって変更できるようにな
っている。すなわち、外部入力端子A0、A1から入力
された外部信号がデコーダ7によってデコードされ、デ
コーダ7からの信号によってスイッチ部3におけるスイ
ッチS1〜S4のうちの1つがオンし、帰還コンデンサ
321〜324のうちの1つが選択される。なお、デコ
ーダ7においては、図3に示す真理値表に従ってデコー
ドが行われる。
In this embodiment, the capacity of the feedback capacitor can be changed by an external signal. That is, an external signal input from the external input terminals A0 and A1 is decoded by the decoder 7, and one of the switches S1 to S4 in the switch unit 3 is turned on by a signal from the decoder 7, and one of the feedback capacitors 321 to 324 is turned on. Is selected. In the decoder 7, decoding is performed according to the truth table shown in FIG.

【0023】ここで、帰還コンデンサ321〜324の
容量Cf1〜Cf4として、Cf2=2Cf1、Cf3
=3Cf1、Cf4=4Cf1とし、Cf1を50Gま
で検出できる値に設定したとすると、演算増幅器31の
出力電圧が(Ca−Cb)/Cfに比例した電圧となる
ことから、Cf2を選択した場合には100Gまで、C
f3を選択すれば150Gまで、Cf4を選択すれば2
00Gまで検出できる加速度センサとすることができ
る。
Here, as the capacitances Cf1 to Cf4 of the feedback capacitors 321 to 324, Cf2 = 2Cf1, Cf3
= 3Cf1, Cf4 = 4Cf1, and if Cf1 is set to a value that can be detected up to 50G, the output voltage of the operational amplifier 31 becomes a voltage proportional to (Ca−Cb) / Cf. Up to 100G, C
If f3 is selected, up to 150G, if Cf4 is selected, 2G
The acceleration sensor can detect up to 00G.

【0024】なお、上記した検出回路2を半導体チップ
に形成した場合、帰還容量部32とスイッチ部33を、
図4に示すようなパターンで形成することができる。す
なわち、帰還コンデンサ321をCf1のパターン(共
通コンデンサパターン)で形成し、それにスイッチS1
のパターンを直列に接続する。帰還コンデンサ322に
ついては、Cf1と同じパターンを2つ並列に配置して
形成し、それぞれにスイッチS1のパターンを直列に接
続する。また、帰還コンデンサ323については、Cf
1と同じパターンを3つ並列に配置して形成し、それぞ
れにスイッチS1のパターンを直列に接続する。また、
帰還コンデンサ324については、Cf1と同じパター
ンを4つ並列に配置して形成し、それぞれにスイッチS
1のパターンを直列に接続する。
When the detection circuit 2 is formed on a semiconductor chip, the feedback capacitor 32 and the switch 33 are
It can be formed in a pattern as shown in FIG. That is, the feedback capacitor 321 is formed in a Cf1 pattern (common capacitor pattern), and the switch S1
Are connected in series. The feedback capacitor 322 is formed by arranging two same patterns as Cf1 in parallel, and connecting the pattern of the switch S1 to each of them in series. Further, regarding the feedback capacitor 323, Cf
The same pattern as that of No. 1 is formed by arranging three in parallel, and the pattern of the switch S1 is connected to each of them in series. Also,
The feedback capacitor 324 is formed by arranging four same patterns as Cf1 in parallel,
1 are connected in series.

【0025】このような構成において、帰還コンデンサ
321を選択する場合には、Cf1の2つのパターンに
接続された2つのスイッチS1を同時にオンするように
し、帰還コンデンサ323を選択する場合には、Cf1
の3つのパターンに接続された3つのスイッチS1を同
時にオンするようにし、帰還コンデンサ324を選択す
る場合には、Cf1の4つのパターンに接続された4つ
のスイッチS1を同時にオンするようにする。
In such a configuration, when the feedback capacitor 321 is selected, two switches S1 connected to the two patterns of Cf1 are simultaneously turned on, and when the feedback capacitor 323 is selected, Cf1 is selected.
When the feedback capacitor 324 is selected, the four switches S1 connected to the four patterns of Cf1 are simultaneously turned on.

【0026】このように構成すれば、帰還コンデンサ3
22、323、324においても帰還コンデンサ321
と同様のCf1のパターンを用いることができるため、
帰還コンデンサ321〜324の容量比の精度を高くす
ることができる。また、スイッチS1〜S4も1つの共
通したS1パターンで形成されているため、スイッチの
寄生容量の影響をなくすことができる。
With this configuration, the feedback capacitor 3
22, 323, and 324, the feedback capacitor 321 is also used.
Since the same Cf1 pattern can be used,
The accuracy of the capacitance ratio of the feedback capacitors 321 to 324 can be improved. Further, since the switches S1 to S4 are also formed in one common S1 pattern, the influence of the parasitic capacitance of the switches can be eliminated.

【0027】なお、上記した実施形態では、期間φ1と
期間φ2により搬送波P1、P2の生成およびスイッチ
S0、S5のオンオフを行うものを示したが、期間φ1
と期間φ2以外に、他の期間、例えば自己診断を行うた
めの期間などを含めるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the generation of the carrier waves P1 and P2 and the turning on and off of the switches S0 and S5 are shown in the period φ1 and the period φ2.
In addition to the period φ2, another period, for example, a period for performing a self-diagnosis may be included.

【0028】また、センサエレメントにおいて、可動電
極1bと対向して配置される固定電極1a、1cは、2
つ設けるものが好ましいが、1つで構成することも可能
である。
In the sensor element, the fixed electrodes 1a and 1c arranged opposite to the movable electrode 1b are
It is preferable to provide one, but it is also possible to configure one.

【0029】また、複数の帰還コンデンサ321〜32
4の中から所望の帰還コンデンサを選択する場合、複数
の帰還コンデンサ321〜324と直列接続されたスイ
ッチS1〜S5によってその選択を行うものに限らず、
他の構成によって所望の帰還コンデンサが選択できるよ
うになっていてもよい。
Further, a plurality of feedback capacitors 321 to 32
4, when selecting a desired feedback capacitor, the selection is not limited to the selection by the switches S1 to S5 connected in series with the plurality of feedback capacitors 321 to 324.
A desired feedback capacitor may be selected by another configuration.

【0030】また、本発明は、加速度以外に、角速度、
圧力などの物理量を検出する装置にも適用することがで
きる。
Further, the present invention provides an angular velocity,
The present invention can also be applied to a device that detects a physical quantity such as pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る容量式の加速度セン
サの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a capacitive acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の搬送波P1、P2、スイッチS0、S
5の作動を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 shows carrier waves P1, P2 and switches S0, S in FIG.
6 is a timing chart showing the operation of the fifth embodiment.

【図3】図1中のデコーダ7のデコード処理を示す図表
である。
FIG. 3 is a table showing a decoding process of a decoder 7 in FIG. 1;

【図4】図1中の帰還容量部32とスイッチ部33の具
体的な構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of a feedback capacitance unit 32 and a switch unit 33 in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センサエレメント、1a、1c…固定電極、1b…
可動電極、2…検出回路、3…C−V変換回路、4…サ
ンプルホールド回路、5…ローパスフィルタ、6…増幅
回路、7…デコーダ、31…演算増幅器、32…帰還容
量部、33…スイッチ部、S0〜S5…スイッチ(スイ
ッチ手段)。
1: sensor element, 1a, 1c: fixed electrode, 1b ...
Movable electrode, 2 detection circuit, 3 CV conversion circuit, 4 sample-hold circuit, 5 low-pass filter, 6 amplifier circuit, 7 decoder, 31 operational amplifier, 32 feedback capacitor, 33 switch Parts, S0 to S5... Switches (switch means).

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物理量の変化に応じて容量が変化するセ
ンサエレメント(1)と、前記センサエレメント(1)
の容量変化を電圧に変換するC−V変換回路(3)とを
備えた容量式物理量検出装置において、 前記C−V変換回路(3)は、スイッチトキャパシタ構
成のものであって、演算増幅器(31)と、前記演算増
幅器(31)の入出力端子間に設けられたスイッチ手段
(S0)と、複数の帰還コンデンサ(321〜324)
と、前記複数の帰還コンデンサ(321〜324)の中
から前記スイッチ手段(S0)に並列接続する帰還コン
デンサを選択する選択手段(33)とを有することを特
徴とする容量式物理量検出装置。
1. A sensor element (1) whose capacity changes according to a change in a physical quantity, and the sensor element (1)
And a CV conversion circuit (3) for converting a change in capacitance into a voltage, wherein the CV conversion circuit (3) has a switched capacitor configuration and includes an operational amplifier (3). 31), a switch means (S0) provided between the input and output terminals of the operational amplifier (31), and a plurality of feedback capacitors (321 to 324).
And a selecting means (33) for selecting a feedback capacitor connected in parallel to the switch means (S0) from the plurality of feedback capacitors (321 to 324).
【請求項2】 前記複数の帰還コンデンサ(321〜3
24)は半導体チップに形成されており、前記複数の帰
還コンデンサ(321〜324)は、1つの共通コンデ
ンサパターンを用い、それを並列に配置することによっ
てそれぞれが他と異なる容量の帰還コンデンサとなるよ
うに形成されていることを特徴とする請求項1に記載の
容量式物理量検出装置。
A plurality of feedback capacitors (321 to 3);
24) is formed on a semiconductor chip, and the plurality of feedback capacitors (321 to 324) use one common capacitor pattern, and by arranging them in parallel, each becomes a feedback capacitor having a different capacity from the others. The capacitance type physical quantity detection device according to claim 1, wherein the capacitance type physical quantity detection device is formed as described above.
【請求項3】 前記選択手段(33)は、前記共通コン
デンサパターンのそれぞれに直列に接続された同一パタ
ーンの半導体スイッチとして前記半導体チップに形成さ
れていることを特徴とする請求項2に記載の容量式物理
量検出装置。
3. The semiconductor chip according to claim 2, wherein said selecting means is formed on said semiconductor chip as semiconductor switches of the same pattern connected in series to each of said common capacitor patterns. Capacitive physical quantity detector.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100368772C (en) * 2004-06-29 2008-02-13 东南大学 Method for extracting two-way harmonic wave of condenser type micro-gyroscope responsive signals and extraction apparatus therefor
CN100368773C (en) * 2004-06-29 2008-02-13 东南大学 Method for extracting one-way harmonic wave of condenser type micro-gyroscope responsive signals and extraction apparatus therefor
JP2009222523A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Hitachi Ltd Sensor output device
JP2011515832A (en) * 2008-02-28 2011-05-19 ペレグリン セミコンダクター コーポレーション Method and apparatus for use in digitally tuning a capacitor in an integrated circuit element
US20120056630A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 Denso Corporation Capacitive physical quantity detector
JP2012093113A (en) * 2010-10-25 2012-05-17 Panasonic Corp Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2013157710A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Denso Corp Physical quantity detection device
US9948281B2 (en) 2016-09-02 2018-04-17 Peregrine Semiconductor Corporation Positive logic digitally tunable capacitor
US10236872B1 (en) 2018-03-28 2019-03-19 Psemi Corporation AC coupling modules for bias ladders
US10505530B2 (en) 2018-03-28 2019-12-10 Psemi Corporation Positive logic switch with selectable DC blocking circuit
US10886911B2 (en) 2018-03-28 2021-01-05 Psemi Corporation Stacked FET switch bias ladders
US11476849B2 (en) 2020-01-06 2022-10-18 Psemi Corporation High power positive logic switch

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100368772C (en) * 2004-06-29 2008-02-13 东南大学 Method for extracting two-way harmonic wave of condenser type micro-gyroscope responsive signals and extraction apparatus therefor
CN100368773C (en) * 2004-06-29 2008-02-13 东南大学 Method for extracting one-way harmonic wave of condenser type micro-gyroscope responsive signals and extraction apparatus therefor
JP2011515832A (en) * 2008-02-28 2011-05-19 ペレグリン セミコンダクター コーポレーション Method and apparatus for use in digitally tuning a capacitor in an integrated circuit element
US9496849B2 (en) 2008-02-28 2016-11-15 Peregrine Semiconductor Corporation Devices and methods for improving voltage handling and/or bi-directionality of stacks of elements when connected between terminals
US11258440B2 (en) 2008-02-28 2022-02-22 Psemi Corporation Method and apparatus for use in digitally tuning a capacitor in an integrated circuit device
US8638159B2 (en) 2008-02-28 2014-01-28 Peregrine Semiconductor Corporation Devices and methods for improving voltage handling and/or bi-directionality of stacks of elements when connected between terminals
US8669804B2 (en) 2008-02-28 2014-03-11 Peregrine Semiconductor Corporation Devices and methods for improving voltage handling and/or bi-directionality of stacks of elements when connected between terminals
US9024700B2 (en) 2008-02-28 2015-05-05 Peregrine Semiconductor Corporation Method and apparatus for use in digitally tuning a capacitor in an integrated circuit device
US9106227B2 (en) 2008-02-28 2015-08-11 Peregrine Semiconductor Corporation Devices and methods for improving voltage handling and/or bi-directionality of stacks of elements when connected between terminals
US9197194B2 (en) 2008-02-28 2015-11-24 Peregrine Semiconductor Corporation Methods and apparatuses for use in tuning reactance in a circuit device
US9293262B2 (en) 2008-02-28 2016-03-22 Peregrine Semiconductor Corporation Digitally tuned capacitors with tapered and reconfigurable quality factors
JP2009222523A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Hitachi Ltd Sensor output device
US20120056630A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 Denso Corporation Capacitive physical quantity detector
JP2012078337A (en) * 2010-09-08 2012-04-19 Denso Corp Capacitance-type physical quantity detection device
US8872528B2 (en) 2010-09-08 2014-10-28 Denso Corporation Capacitive physical quantity detector
JP2012093113A (en) * 2010-10-25 2012-05-17 Panasonic Corp Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2013157710A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Denso Corp Physical quantity detection device
US9948281B2 (en) 2016-09-02 2018-04-17 Peregrine Semiconductor Corporation Positive logic digitally tunable capacitor
US10236872B1 (en) 2018-03-28 2019-03-19 Psemi Corporation AC coupling modules for bias ladders
US10505530B2 (en) 2018-03-28 2019-12-10 Psemi Corporation Positive logic switch with selectable DC blocking circuit
US10862473B2 (en) 2018-03-28 2020-12-08 Psemi Corporation Positive logic switch with selectable DC blocking circuit
US10886911B2 (en) 2018-03-28 2021-01-05 Psemi Corporation Stacked FET switch bias ladders
US11018662B2 (en) 2018-03-28 2021-05-25 Psemi Corporation AC coupling modules for bias ladders
US11476849B2 (en) 2020-01-06 2022-10-18 Psemi Corporation High power positive logic switch

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