JP2004117051A

JP2004117051A - 物理量検出装置とピークホールド装置

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Publication number: JP2004117051A
Application number: JP2002277761A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Ota; 太田　則一; Hideya Yamadera; 山寺　秀哉; Hirobumi Funabashi; 船橋　博文; Yasuaki Makino; 牧野　泰明
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP3963807B2

Abstract

【課題】２つのピーク値をホールドした値の差から、２つのピーク値の差を精度良く検出する。
【解決手段】磁界検出装置は、第１状態では、第１トランジスタＴＲ１のゲート端子を第１端子１３９に接続する。第１トランジスタＴＲ１のソース端子を第１ホールド部１４５の入力部１４６に接続する。第２トランジスタＴＲ２のゲート端子を第２端子１４１に接続する。第２トランジスタＴＲ２のソース端子を第２ホールド部１４７の入力部１４８に接続する。
磁界検出装置は、第２状態では、第１トランジスタＴＲ１のゲート端子を第２端子１４１に接続する。第１トランジスタＴＲ１のソース端子を第２ホールド部１４７の入力部１４８に接続する。第２トランジスタＴＲ２のゲート端子を第１端子１３９に接続する。第２トランジスタＴＲ２のソース端子を第１ホールド部１４５の入力部１４６に接続する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物理量検出装置と、ピークホールド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に示す磁界検出装置（物理量検出装置の一例）は、高周波電流が通電された状態で磁界が加わると、その磁界の大きさに応じてインピーダンスが大きく変化するＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ：磁気−インピーダンス）センサ２４，２６を備えている。ＭＩセンサ２４，２６は抵抗２８，３０とともに磁界検出部（物理量検出部の一例）２２を構成している。ＭＩセンサ２６と抵抗２８の接続部３２ａにはパルス電圧発生回路（電源部の一例）２０が接続され、ＭＩセンサ２４と抵抗３０の接続部３２ｃは接地されている。
【０００３】
パルス電圧発生回路２０からパルス電圧Ｖｉｎが出力されると（図６（ａ）参照）、このパルス電圧Ｖｉｎに伴うパルス電流が磁界検出部２２に供給される。この状態では、ＭＩセンサ２４と抵抗２８の接続部３２ｂと、ＭＩセンサ２６と抵抗３０の接続部３２ｄには、それぞれパルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が現れる（図６（ｂ）（ｃ）参照）。パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２は、ＭＩセンサ２４，２６のインピーダンス変化に応じてピーク値Ｖｐ１，Ｖｐ２が変化する。この例では、磁界検出部２２はブリッジ構成となっており、ある大きさの磁界がＭＩセンサ２４，２６に加わってそのインピーダンスが変化し、接続部３２ｂに現れるパルス電圧Ｖｓ１のピーク値Ｖｐ１が基準値から所定値増加した場合は、接続部３２ｄに現れるパルス電圧Ｖｓ２のピーク値Ｖｐ２が基準値から前記所定値と同じ値だけ減少するように構成されている。よって、ピーク値Ｖｐ１とＶｐ２の差から、加わった磁界の大きさを検出できる。
【０００４】
しかし、パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２がピーク値となるタイミングを精度良く検出しようとすると、複雑な構成を採用する必要がある。
そこで、図５に示す磁界検出装置では、パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のピーク値Ｖｐ１，Ｖｐ２をホールドするピークホールド部３８，４０を設け、ピーク値Ｖｐ１，Ｖｐ２をホールドした値Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２の差（差動増幅器５０の出力Ｖｏｕｔ）から、加わった磁界の大きさを検出する構成としている（図６（ｂ）〜（ｄ）参照）。ピークホールド部３８，４０はそれぞれ、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ホールド部４５，４７を有する。ホールド部４５，４７はそれぞれ、コンデンサＣ１，Ｃ２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。この構成によると、パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２がピーク値Ｖｐ１，Ｖｐ２となるタイミングを検出するための複雑な構成を必要としないというメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す物理量検出装置（磁界検出装置）の構成では、電源部（パルス電圧発生回路）２０が、物理量検出部（磁界検出部）２２の駆動電流と、ホールド部４５，４７のコンデンサＣ１，Ｃ２の充電電流の両方を供給することになる。
この結果、物理量検出部２２においては、電源部２０から供給される電流を物理量検出部２２の駆動電流のみに用いる場合に比べて、物理量検出部２２の検出する物理量の大きさに応じたパラメータ変化（上記例ではＭＩセンサ２４，２６に加わる磁界の大きさに応じたインピーダンス変化）に対する物理量検出部２２の出力値の変化の割合が低下、即ち感度が低下してしまう問題があった。また、ホールド部４５，４７においては、供給される電流が十分でないため、応答性が劣化してしまうという問題があった。
【０００６】
また、図５に示す磁界検出装置では、ダイオードＤ１のオン電圧（順方向電圧）Ｖｔｈ１とダイオードのオン電圧Ｖｔｈ２の大きさにばらつきがある場合（この例ではＶｔｈ２＞Ｖｔｈ１としている）、差動増幅器５０の出力は、ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２に、ダイオードＤ１，Ｄ２のオン電圧の差Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１が重畳した値となる（図６（ｄ）参照）。このため、このオン電圧の差Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１の分が誤差となり、ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２の検出精度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、物理量検出部とホールド部の両方に電流を十分に供給し得る構成を実現することを目的とする。
本発明はまた、２つのピーク値をホールドした値の差から、２つのピーク値の差を精度良く検出する構成を実現することを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用と効果】
〔１〕本発明を具現化した物理量検出装置は、物理量検出部と、物理量検出部に駆動電流を供給する電源部と、入力値をホールドするホールド部と、物理量検出部の出力部に入力端子が接続され、ホールド部の入力部に出力端子が接続されたエミッタフォロワ構成又はソースフォロワ構成のトランジスタを備えている。
【０００９】
ここで、「トランジスタ」には、バイポーラトランジスタ（エミッタフォロワ構成の場合）と、電界効果トランジスタ（ソースフォロワ構成の場合）が含まれる。エミッタフォロワ構成のバイポーラトランジスタにおいて「入力端子」はベース端子であり、「出力端子」はエミッタ端子である。ソースフォロワ構成の電界効果トランジスタにおいて「入力端子」はゲート端子であり、「出力端子」はソース端子である。「電源部」には、電流源と電圧源の両方が含まれる。「ホールド部」は、ホールド用コンデンサを有することが好ましい。
本明細書において、「第１の対象が第２の対象に接続」、あるいは「第１の対象を第２の対象に接続」とは、第１の対象と第２の対象が直接に接続される場合に限らず、第１の対象と第２の対象の間に他の部位を介在させて第１の対象と第２の対象が間接的に接続される場合も含まれる。
【００１０】
上記構成のトランジスタは、高入力インピーダンスであるため、電源部から供給される電流は、ホールド部にはほとんど流れない。よって、電源部からの電流のほとんどを物理量検出部に供給できる。このため、この物理量検出装置によると、物理量検出部の感度の低下を抑制することができる。
また、物理量検出部の出力部の電圧又は電流が所定値になると、トランジスタはオンするため、トランジスタの出力端子からホールド部に電流を十分に供給し得る。このため、この物理量検出装置によると、ホールド部の応答性を向上させることができる。
【００１１】
〔２〕本発明はピークホールド装置にも具現化される。この装置は、第１信号の入力用の第１部位と、第２信号の入力用の第２部位と、所定電流又は電圧が入力されるとオンして所定電流を出力する第１手段と、所定電流又は電圧が入力されるとオンして所定電流を出力する第２手段と、入力値をホールドする第１ホールド部と、入力値をホールドする第２ホールド部と、第１ホールド部と第２ホールド部の出力値の差を求める手段と、装置の状態を第１状態又は第２状態に設定する状態設定手段を備えている。
状態設定手段は、第１状態では、第１部位を第１手段の入力部に接続するとともに第１手段の出力部を第１ホールド部の入力部に接続し、かつ、第２部位を第２手段の入力部に接続するとともに第２手段の出力部を第２ホールド部の入力部に接続する。第２状態では、第２部位を第１手段の入力部に接続するとともに第１手段の出力部を第２ホールド部の入力部に接続し、かつ、第１部位を第２手段の入力部に接続するとともに第２手段の出力部を第１ホールド部の入力部に接続する。第１状態と第２状態の期間は、第１信号と第２信号がピーク値となるタイミングを含む期間に設定する。第１状態と第２状態を交互に繰返す。
ここで、「第１手段」と「第２手段」には、ダイオード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタが含まれる。
【００１２】
このピークホールド装置の動作を以下の具体例を参照して説明する。
第１手段のオン電圧をＶｔｈ１とする。第２手段のオン電圧をＶｔｈ２とする。第１信号のピーク値をＶｐ１とする。第２信号のピーク値をＶｐ２とする。
第１状態で第１信号のピーク値Ｖｐ１が第１手段に入力された後の第１ホールド部の出力電圧Ｖ_Ｈ１は、Ｖｐ１−Ｖｔｈ１がホールドされた値となる。第１状態で第２信号のピーク値Ｖｐ２が第２手段に入力された後の第２ホールド部の出力電圧Ｖ_Ｈ２は、Ｖｐ２−Ｖｔｈ２がホールドされた値となる。よって、Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２の差は、約（Ｖｐ１−Ｖｐ２）＋（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）となる。
第２状態で第１信号のピーク値Ｖｐ１が第２手段に入力された後の第１ホールド部の出力電圧Ｖ_Ｈ１は、Ｖｐ１−Ｖｔｈ２がホールドされた値となる。第２状態で第２信号のピーク値Ｖｐ２が第１手段に入力された後の第２ホールド部の出力電圧Ｖ_Ｈ１は、Ｖｐ２−Ｖｔｈ１がホールドされた値となる。よって、Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２の差は、約（Ｖｐ１−Ｖｐ２）−（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）となる。
よって、第１状態と第２状態が交互に繰返されると、Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２の差は、第１信号と第２信号のピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２に、最高値がＶｐ１−Ｖｐ２よりも約｜Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１｜大きく、最低値がＶｐ１−Ｖｐ２よりも約｜Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１｜小さい交流成分が重畳したものとなる。
【００１３】
このため、上記交流成分の周波数を第１信号と第２信号のピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２の変動周波数よりも大きくすることで、上記交流成分をフィルタで除去し、第１信号と第２信号のピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２を取出すことができる。従って、このピークホールド装置によると、第１手段のオン電圧Ｖｔｈ１と第２手段のオン電圧Ｖｔｈ２に差があっても、第１信号と第２信号のピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２を精度良く検出することができる。
【００１４】
〔３〕本発明を具現化した他のピークホールド装置は、第１信号の入力用の第１部位と、第２信号の入力用の第２部位と、第１所定電流又は電圧が入力されるとオンして第２所定電流を出力する第１手段と、第１所定電流又は電圧が入力されるとオンして第２所定電流を出力する第２手段と、第１ホールド部と、第２ホールド部と、第１ホールド部と第２ホールド部の出力値の差を求める手段を備えている。この装置はさらに、第１部位を第１手段又は第２手段の入力部に選択的に接続可能な第１スイッチ手段と、第２部位を第１手段又は第２手段の入力部に選択的に接続可能な第２スイッチ手段と、第１手段の出力部を第１ホールド部又は第２ホールド部の入力部に選択的に接続可能な第３スイッチ手段と、第２手段の出力部を第１ホールド部又は第２ホールド部の入力部に選択的に接続可能な第４スイッチ手段を備えている。
このピークホールド装置によると、第１〜第４スイッチ手段を制御して、装置の状態を上記のような第１状態と第２状態に設定することで、第１信号と第２信号のピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２を精度良く検出することができる。
【００１５】
〔４〕上記〔２〕又は〔３〕においては、第１手段と第２手段は、電界効果トランジスタであることが好ましい。
第１手段と第２手段を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）にすると、〔１〕で述べた作用効果が得られる。しかし、ＦＥＴは一般に、ダイオード等に比べて複数の素子間でのオン電圧（しきい値電圧）のばらつきが大きい。よって、図５に示す従来の構成において、ダイオードＤ１，Ｄ２に代えてＦＥＴを用いた場合、ダイオードＤ１，Ｄ２を用いた場合に比べて、ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２の検出精度が低下してしまう。
このため、〔２〕又は〔３〕の装置において、第１手段と第２手段をＦＥＴにした〔４〕の構成によると、〔１〕で述べた作用効果を得ることができながらも、〔２〕又は〔３〕の作用効果によって、ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２の検出精度が低下することを防止できる。
【００１６】
〔５〕〔２〕〜〔４〕においては、差を求める手段の出力信号から、所定帯域の周波数成分の信号を除去するフィルタをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
〔６〕本発明を具現化した他の物理量検出装置は、〔２〕〜〔５〕のいずれかに記載のピークホールド装置と、第１信号が出力される第１出力部及び第２信号が出力される第２出力部を有する物理量検出部と、物理量検出部に交流駆動電流を供給する交流電源部を備えている。ピークホールド装置の第１部位と物理量検出部の第１出力部が接続され、ピークホールド装置の第２部位と物理量検出部の第２出力部が接続されている。
この物理量検出装置によると、第１手段のオン電圧と第２手段のオン電圧に差があっても、物理量を精度良く検出することができる。
この場合、〔６〕の物理量検出部は、加えられた磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンスセンサを有するブリッジ構成の磁界検出部であることが好ましい。このような物理量検出装置（磁界検出装置）では、本発明の作用効果がより効果的に発揮される。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１に示す本発明の実施例の磁界検出装置（物理量検出装置の一例）は、パルス電圧発生回路（電源部の一例）１２０と、磁界検出部（物理量検出部の一例）１２２と、出力処理部１３４を備えている。
磁界検出部１２２は、ブリッジ構成となっている。具体的には、直列接続された抵抗１２８及びＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ：磁気−インピーダンス）センサ１２４と、直列接続されたＭＩセンサ１２６及び抵抗１３０が並列接続されて構成されている。磁界センサの一種であるＭＩセンサ１２４，１２６は、磁気−インピーダンス効果を利用したセンサであり、高周波電流が通電された状態で磁界が加わると、その磁界の大きさに応じてインピーダンスが敏感に変化する。
磁界検出部１２２のＭＩセンサ１２６と抵抗１２８の接続部（入力部）１３２ａには、パルス電圧発生回路１２０が接続されている。磁界検出部１２２のＭＩセンサ１２４と抵抗１３０の接続部１３２ｃは、接地されている。
【００１９】
出力処理部１３４は、磁界検出部１２２の出力を処理する部分である。出力処理部１３４は、磁界検出部１２２の２つの出力が入力されるピークホールド部１３６と、そのピークホールド部１３６の２つの出力が入力される差動増幅器１５０と、その差動増幅器１５０の出力が入力されるＬＰＦ（ローパスフィルタ）１５２と、そのＬＰＦ１５２の出力が入力されるＡ／Ｄ変換回路１５４と、そのＡ／Ｄ変換回路１５４の出力が入力されるコンピュータ１５６を備えている。
【００２０】
ピークホールド部１３６は、入力端子（第１部位、第２部位の一例）１３９，１４１と、トランジスタ（第１手段、第２手段の一例、本実施例では電界効果トランジスタ）ＴＲ１，ＴＲ２と、ホールド部（第１ホールド部、第２ホールド部の一例）１４５，１４７と、スイッチ（第１〜第４スイッチ手段の一例）１Ａ〜４Ａ，１Ｂ〜４Ｂを備えている。電界効果トランジスタの中でも特にＭＯＳ型電界効果トランジスタを用いると、ダイオードでは困難であったＭＯＳＬＳＩプロセスによる集積化が容易となる。
ホールド部１４５，１４７はそれぞれ、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２が並列接続されることで構成されている。コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の接続部１４６、及びコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２の接続部１４８はそれぞれ、ホールド部１４５，１４７の入力部と出力部を兼ねている。
【００２１】
１対の第１スイッチ１Ａ，１Ｂは、一方をオンするときは他方をオフすることで、第１端子１３９をトランジスタＴＲ１又はＴＲ２のゲート端子（この構成では入力端子に相当）に選択的に接続可能である。第１端子１３９は、磁界検出部１２２のＭＩセンサ１２４と抵抗１２８の接続部（第１出力部）１３２ｂに接続されている
１対の第２スイッチ２Ａ，２Ｂは、一方をオンするときは他方をオフすることで、第２端子１４１をトランジスタＴＲ１又はＴＲ２のゲート端子（入力端子）に選択的に接続可能である。第２端子１４１は、磁界検出部１２２のＭＩセンサ１２６と抵抗１３０の接続部（第２出力部）１３２ｄに接続されている。
【００２２】
１対の第３スイッチ３Ａ，３Ｂは、一方をオンするときは他方をオフすることで、第１トランジスタＴＲ１のソース端子（この構成では出力端子に相当）を、ホールド部１４５又は１４７の入力部１４６又は１４８に選択的に接続可能である。
１対の第４スイッチ４Ａ，４Ｂは、一方をオンするときは他方をオフすることで、第２トランジスタＴＲ２のソース端子（出力端子）を、ホールド部１４５又は１４７の入力部１４６又は１４８に選択的に接続可能である。
【００２３】
トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のドレイン端子はそれぞれ、電源１４２，１４４に接続されている。以上で説明したように、本実施例では、電界効果トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、ソースフォロワ構成となっている。第１ホールド部１４５の出力部１４６は、差動増幅器１５０の正相入力端子に接続されている。第２ホールド部１４７の出力部１４８は、差動増幅器１５０の逆相入力端子に接続されている。
【００２４】
コンピュータ１５６は、磁界検出部１２２から出力され、ピークホールド部１３６、差動増幅器１５０、ＬＰＦ１５２、Ａ／Ｄ変換回路１５４を経た処理データを利用して、各種機器の制御等を行う。また、コンピュータ１５６は、後述するように、スイッチ１Ａ〜４Ａと１Ｂ〜４Ｂのオン・オフの制御を行って、磁界検出装置の状態を第１状態又は第２状態に設定する。このように、コンピュータ１５６は、状態設定手段としても機能する。
【００２５】
コンピュータ１５６は、第１状態では、図２に示すように、スイッチ１Ａ〜４Ａをオンし、スイッチ１Ｂ〜４Ｂをオフする。即ち、コンピュータ１５６は、第１状態では、図３（ａ）に示すように、第１トランジスタＴＲ１のゲート端子（入力部）を第１端子１３９、ひいては第１出力部１３２ｂに接続する。また、第１トランジスタＴＲ１のソース端子（出力部）を第１ホールド部１４５の入力部１４６に接続する。また、第２トランジスタＴＲ２のゲート端子（入力部）を第２端子１４１、ひいては第２出力部１３２ｄに接続する。また、第２トランジスタＴＲ２のソース端子（出力部）を第２ホールド部１４７の入力部１４８に接続する。このように、第１状態では、図３（ａ）に示すように、第１トランジスタＴＲ１と第１ホールド部１４５によって第１ピークホールド回路１３８ａが構成される。第２トランジスタＴＲ２と第２ホールド部１４７によって第２ピークホールド回路１４０ａが構成される。
【００２６】
コンピュータ１５６は、第２状態では、図２に示すように、スイッチ１Ａ〜４Ａをオフし、スイッチ１Ｂ〜４Ｂをオンする。即ち、コンピュータ１５６は、第２状態では、図３（ｂ）に示すように、第１トランジスタＴＲ１のゲート端子（入力部）を第２端子１４１、ひいては第２出力部１３２ｄに接続する。また、第１トランジスタＴＲ１のソース端子（出力部）を第２ホールド部１４７の入力部１４８に接続する。また、第２トランジスタＴＲ２のゲート端子（入力部）を第１端子１３９、ひいては第１出力部１３２ｂに接続する。また、第２トランジスタＴＲ２のソース端子（出力部）を第１ホールド部１４５の入力部１４６に接続する。このように、第２状態では、図３（ｂ）に示すように、第２トランジスタＴＲ１と第１ホールド部１４５によって第１ピークホールド回路１３８ｂが構成される。第１トランジスタＴＲ２と第２ホールド部１４７によって第２ピークホールド回路１４０ｂが構成される。
【００２７】
本実施例では、図４（ａ）に示すように、第１状態と第２状態の期間は、パルス電圧Ｖｉｎのパルス間隔周期Ｔ_２の１周期分にほぼ等しい。コンピュータ１５６は、所定タイミングｔ_Ａ（図４（ａ）参照）を基準として、磁界検出装置を第１状態に設定し、パルス間隔周期Ｔ_２毎に第１状態と第２状態を交互に繰返すように制御している。即ち、第１状態と第２状態の期間はともに、パルス電圧Ｖｉｎのピーク値が現れるタイミングを含む期間に設定されている。本実施例で用いているＭＩセンサ１２４，１２６は、加わった磁界の大きさに応じてインピーダンスが変化するため、パルス電圧Ｖｉｎと、第１又は第２出力部１３２ｂ，１３２ｄに現れるパルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２には若干のピーク値のずれが生じる場合もあるが、そのずれは非常に小さい。従って、第１状態と第２状態の期間を、パルス電圧Ｖｉｎのピーク値が現れるタイミングを含む期間に設定していれば、第１状態と第２状態の期間は、パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のピーク値が現れるタイミングを含む期間に設定されているといえる。
なお、例えば第１状態の期間をパルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が常にゼロである期間に設定するのは、ホールド部１４５，１４７においてパルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のピーク値がホールドされないことになってしまうので不適切である。
【００２８】
上記構成の磁界検出装置の動作を説明する。図１に示すパルス電圧発生回路１２０からパルス幅期間がＴ_１でパルス間隔周期がＴ_２の高周波パルス電圧Ｖｉｎが出力されると（図４（ａ）参照）、このパルス電圧Ｖｉｎに伴うパルス電流が磁界検出部１２２に供給される。この状態では、磁界検出部１２２の第１出力部１３２ｂと第２出力部１３２ｄには、それぞれパルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が現れる（図４（ｂ）（ｃ）参照）。パルス電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２は、ＭＩセンサ１２４，１２６のインピーダンス変化に応じてピーク値Ｖｐ１，Ｖｐ２が変化する。本実施例では、磁界検出部１２２はブリッジ構成となっており、ある大きさ磁界がＭＩセンサ１２４，１２６に加わってそのインピーダンスが変化し、第１出力部１３２ｂに現れる第１パルス電圧Ｖｓ１のピーク値Ｖｐ１が基準値から所定値増加した場合は、接続部１３２ｄに現れる第２パルス電圧Ｖｓ２のピーク値Ｖｐ２が基準値から前記所定値と同じ値だけ減少するように構成されている。よって、ピーク値Ｖｐ１とＶｐ２の差から、加わった磁界の大きさを検出できる。このようなブリッジ構成によると、温度補償構造を実現できる。
【００２９】
図３（ａ）に示す第１状態では、第１ホールド部１４５の出力部１４６には、図４（ｂ）に示すように、第１出力部１３２ｂに現れる第１パルス電圧Ｖｓ１のピーク値Ｖｐ１から、第１トランジスタＴＲ１のオン電圧（しきい値電圧、ゲート−ソース間電圧）Ｖｔｈ１を引いた値Ｖｐ１−Ｖｔｈ１がホールドされた値（但し、徐々に減少する）Ｖ_Ｈ１が現れる。
また、第１状態では、第２ホールド部１４７の出力部１４８には、図４（ｃ）に示すように、第２出力部１３２ｄに現れる第２パルス電圧Ｖｓ２のピーク値Ｖｐ２から、第２トランジスタＴＲ２のオン電圧（しきい値電圧、ゲート−ソース間電圧）Ｖｔｈ２を引いた値Ｖｐ２−Ｖｔｈ２がホールドされた値（但し、徐々に減少する）Ｖ_Ｈ２が現れる。
これらのホールド値Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２はそれぞれ、差動増幅器１５０の正相入力端子と逆相入力端子に入力される。この結果、差動増幅器１５０の出力Ｖｏｕｔは、図４（ｄ）に示すように、Ｖ_Ｈ１−Ｖ_Ｈ２＝（Ｖｐ１−Ｖｔｈ１）がホールドされた値−（Ｖｐ２−Ｖｔｈ２）がホールドされた値＝約（Ｖｐ１−Ｖｐ２）＋（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）となる。
【００３０】
図３（ｂ）に示す第２状態では、第１ホールド部１４５の出力部１４６には、図４（ｂ）に示すように、第１出力部１３２ｂに現れる第１パルス電圧Ｖｓ１のピーク値Ｖｐ１から、第２トランジスタＴＲ２のオン電圧Ｖｔｈ２を引いた値Ｖｐ１−Ｖｔｈ２がホールドされた値Ｖ_Ｈ１が現れる。
また、第２状態では、第２ホールド部１４７の出力部１４８には、図４（ｃ）に示すように、第２出力部１３２ｄに現れる第２パルス電圧Ｖｓ２のピーク値Ｖｐ２から、第１トランジスタＴＲ１のオン電圧Ｖｔｈ１を引いた値Ｖｐ２−Ｖｔｈ１がホールドされた値Ｖ_Ｈ２が現れる。
これらのホールド値Ｖ_Ｈ１とＶ_Ｈ２はそれぞれ、差動増幅器１５０の正相入力端子と逆相入力端子に入力される。この結果、差動増幅器１５０の出力Ｖｏｕｔは、図４（ｄ）に示すように、Ｖ_Ｈ１−Ｖ_Ｈ２＝（Ｖｐ１−Ｖｔｈ２）がホールドされた値−（Ｖｐ２−Ｖｔｈ１）がホールドされた値＝約（Ｖｐ１−Ｖｐ２）−（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）となる。
【００３１】
コンピュータ１５６によって、上記した第１状態と第２状態が交互に繰返されると、差動増幅器１５０の出力Ｖｏｕｔ＝Ｖ_Ｈ１−Ｖ_Ｈ２は、図４（ｄ）に示すように、上記ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２に、最高値がＶｐ１−Ｖｐ２よりも約（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）大きく、最低値がＶｐ１−Ｖｐ２よりも約（Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ１）小さい交流成分が重畳したものとなる。この交流成分は、周期Ｔ_３がパルス電圧発生回路１２０からのパルス電圧Ｖｉｎのパルス間隔周期Ｔ_２の約２倍（周波数はその逆数である約１／（２Ｔ_２））となっている。
【００３２】
本実施例では、検出磁界の想定される変動周波数（ピーク値の差Ｖ_Ｈ１−Ｖ_Ｈ２の変動周波数）に対して、上記交流成分の周波数１／（２Ｔ_２）が十分に大きくなるようにパルス間隔周期Ｔ_２を設定している。具体的には、検出磁界の想定される変動周波数に対して、上記交流成分の周波数が１０倍以上となるようにパルス間隔Ｔ_２を設定している。
【００３３】
図１のＬＰＦ１５２は、上記交流成分の周波数帯域の信号は除去して、検出磁界の変動周波数帯域の信号は残すようなフィルタである。ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２に上記交流成分が重畳した信号をＬＰＦ１５２に入力すると、上記交流成分は除去され、ピーク値の差Ｖｐ１−Ｖｐ２の分を取出すことができる。
なお、検出磁界の変動周波数と、上記交流成分の周波数を離すほど、次数の小さなフィルタを用いることができる。
ＬＰＦ１５２の出力はアナログ信号であるため、コンピュータ１５６で処理可能にするため、ＬＰＦ１５２の出力をＡ／Ｄ変換回路１５４に入力し、デジタル信号に変換する。そして、このデジタル信号をコンピュータ１５６に入力する。コンピュータ１５６では、入力されたデジタル信号データを利用して、各種機器の制御等を行う。
【００３４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
（１）例えば、上記実施例では磁界検出装置について説明したが、本発明はＭＩセンサを用いない他の磁界検出装置や、磁界以外の他の物理量の検出装置等にも適用できる。
（２）上記実施例では、パルス電圧Ｖｉｎ（Ｖｓ１，Ｖｓ２）のパルス間隔周期が１周期毎に第１状態と第２状態を切換えたが、パルス間隔周期が複数周期毎に第１像対と第２状態を切換えてもよい。また、第１状態と第２状態の期間は異なっていてもよい。
（３）上記実施例では、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２として、ソースフォロワ構成の電界効果トランジスタを用いた例を説明したが、エミッタフォロワ構成のバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００３５】
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の磁界検出装置の構成図を示す。
を示す。
【図２】本発明の実施例の磁界検出装置の第１状態と第２状態でのスイッチ群のオン・オフの状態を示す。
【図３】（ａ）に本発明の実施例の磁界検出装置の第１状態における構成図を、（ｂ）に第２状態における構成図を示す。
【図４】（ａ）に本発明の実施例の磁界検出装置のパルス電圧発生回路の出力Ｖｉｎを、（ｂ）に第１ホールド部の出力Ｖ_Ｈ１を、（ｃ）に第２ホールド部の出力Ｖ_Ｈ２を、（ｄ）に差動増幅器の出力Ｖｏｕｔを示す。
【図５】従来の磁界検出装置の構成図を示す。
【図６】（ａ）に従来の磁界検出装置のパルス電圧発生回路の出力Ｖｉｎを、（ｂ）に第１ホールド部の出力Ｖ_Ｈ１を、（ｃ）に第２ホールド部の出力Ｖ_Ｈ２を、（ｄ）に差動増幅器の出力Ｖｏｕｔを示す。
【符号の説明】
１Ａ〜４Ａ，１Ｂ〜４Ｂ：スイッチ
１２０：パルス電圧発生回路
１２２：磁界検出部
１２４，１２６：ＭＩセンサ
１２８，１３０：抵抗
１３４：出力処理部
１４５，１４７：ホールド部
１５０：差動増幅器
１５２：ＬＰＦ
１５４：Ａ／Ｄ変換回路
１５６：コンピュータ

Claims

物理量検出部と、物理量検出部に駆動電流を供給する電源部と、入力値をホールドするホールド部と、物理量検出部の出力部に入力端子が接続され、ホールド部の入力部に出力端子が接続されたエミッタフォロワ構成又はソースフォロワ構成のトランジスタを備えたことを特徴とする物理量検出装置。
第１信号の入力用の第１部位と、第２信号の入力用の第２部位と、所定電流又は電圧が入力されるとオンして所定電流を出力する第１手段と、所定電流又は電圧が入力されるとオンして所定電流を出力する第２手段と、入力値をホールドする第１ホールド部と、入力値をホールドする第２ホールド部と、第１ホールド部と第２ホールド部の出力値の差を求める手段と、装置の状態を第１状態又は第２状態に設定する状態設定手段を備え、
状態設定手段は、第１状態では、第１部位を第１手段の入力部に接続するとともに第１手段の出力部を第１ホールド部の入力部に接続し、かつ、第２部位を第２手段の入力部に接続するとともに第２手段の出力部を第２ホールド部の入力部に接続し、
第２状態では、第２部位を第１手段の入力部に接続するとともに第１手段の出力部を第２ホールド部の入力部に接続し、かつ、第１部位を第２手段の入力部に接続するとともに第２手段の出力部を第１ホールド部の入力部に接続し、
第１状態と第２状態の期間は、第１信号と第２信号がピーク値となるタイミングを含む期間に設定し、
第１状態と第２状態を交互に繰返すことを特徴とするピークホールド装置。
第１信号の入力用の第１部位と、第２信号の入力用の第２部位と、第１所定電流又は電圧が入力されるとオンして第２所定電流を出力する第１手段と、第１所定電流又は電圧が入力されるとオンして第２所定電流を出力する第２手段と、第１ホールド部と、第２ホールド部と、第１ホールド部と第２ホールド部の出力値の差を求める手段を備え、
第１部位を第１手段又は第２手段の入力部に選択的に接続可能な第１スイッチ手段と、
第２部位を第１手段又は第２手段の入力部に選択的に接続可能な第２スイッチ手段と、
第１手段の出力部を第１ホールド部又は第２ホールド部の入力部に選択的に接続可能な第３スイッチ手段と、
第２手段の出力部を第１ホールド部又は第２ホールド部の入力部に選択的に接続可能な第４スイッチ手段を備えたピークホールド装置。
第１手段と第２手段は、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項２又は３に記載のピークホールド装置。
差を求める手段の出力信号から、所定帯域の周波数成分の信号を除去するフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のピークホールド装置。
請求項２〜５のいずれかに記載のピークホールド装置と、第１信号が出力される第１出力部及び第２信号が出力される第２出力部を有する物理量検出部と、物理量検出部に交流駆動電流を供給する交流電源部を備え、
ピークホールド装置の第１部位と物理量検出部の第１出力部が接続され、ピークホールド装置の第２部位と物理量検出部の第２出力部が接続されていることを特徴とする物理量検出装置。