JP2008175805A - Vibration gyro sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precise vibration gyro sensor not superposed with a direct current even when a noise of the frequency component same to that of an electric power source voltage exists. <P>SOLUTION: This vibration gyro sensor 2 including a vibrating element 10, drive electrodes 36A, 36B, detecting electrodes 38A, 38B, a monitor circuit 12, a drive circuit 14, an amplitude regulation circuit 16, amplifying circuits 18A, 18B, a differential amplification circuit 20, a synchronous detection circuit 22, a filter circuit 28 for outputting a filtered signal V12, and a ratiometric circuit 30 fluctuated proportionally to fluctuation of the electric power source voltage Vdd to output a sensitivity signal V13, corresponding to the filtered signal V12. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、角速度を検出する振動ジャイロセンサに関するものである。   The present invention relates to a vibration gyro sensor that detects angular velocity.

カーナビゲーション装置において、自立航法によって自車位置を特定する場合、ジャイロセンサからの角速度情報をもとに進行方向を検出している。このようなジャイロセンサは通常、角速度の大きさに応じたアナログ信号を出力している。そのアナログ信号はA/Dコンバータによってデジタル信号に変換され、このデジタル信号がナビゲーションシステムに取り込まれ、演算処理に用いられている。アナログ信号をデジタル信号へ変換する場合、A/Dコンバータの電源電圧の変動によって、その分解能あたりの電圧幅、あるいはその基準電圧が変動することがある。そのため、ジャイロセンサから出力されるアナログ信号も電源電圧に依存して変動するように、検出信号を電源電圧に依存させるレシオメトリック機能をもつジャイロセンサが提案されている。   In the car navigation device, when the vehicle position is specified by self-contained navigation, the traveling direction is detected based on the angular velocity information from the gyro sensor. Such a gyro sensor normally outputs an analog signal corresponding to the magnitude of the angular velocity. The analog signal is converted into a digital signal by an A / D converter, and this digital signal is taken into a navigation system and used for arithmetic processing. When an analog signal is converted into a digital signal, the voltage width per resolution or the reference voltage may fluctuate due to fluctuations in the power supply voltage of the A / D converter. For this reason, a gyro sensor having a ratiometric function that makes a detection signal dependent on a power supply voltage has been proposed so that an analog signal output from the gyro sensor also varies depending on the power supply voltage.

例えば、電源電圧に比例して検出信号を増幅する乗算回路を有する振動ジャイロセンサは、レシオメトリック機能を駆動信号に電源電圧を依存させて実現していたものを、検出信号を電源電圧に依存させることで、電気−機械、機械−電気の各変換過程での変換誤差による電源電圧の依存精度が低下することを防止している(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   For example, a vibration gyro sensor having a multiplying circuit that amplifies a detection signal in proportion to a power supply voltage makes the detection signal dependent on the power supply voltage instead of a ratiometric function realized by making the power supply voltage dependent on the drive signal. Thus, the dependency accuracy of the power supply voltage due to conversion errors in each of the electro-mechanical and mechanical-electrical conversion processes is prevented from decreasing (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2006−10408号公報JP 2006-10408 A 特開2001−296140号公報JP 2001-296140 A

しかし、検出信号や電源電圧には、多くの周波数成分をもったノイズが含まれている。特許文献1の乗算回路において、線路から入力される検出信号と電源電圧に依存した分圧電圧Veとによって、分圧電圧Veに比例させて検出信号を増幅し、出力している。乗算回路の原理から、2つの入力信号を同じsinAと仮定して考えると、sinA×sinAは、(1−cos2A)/2となり、同じ周波数成分の信号を乗算すると、直流と2倍の周波数成分の信号を生じることが知られている。このことから、検出信号と電源ノイズに同周波数成分が入力されることで、検出信号に直流の誤差成分が加算されて、測定精度を低下させる。
また、特許文献2には、絶対電圧−レシオ変換回路の前段に、フィルタ回路を設ける構成が開示されている。しかし、特許文献2に開示された絶対電圧−レシオ変換回路は、フィルタからの入力信号と絶対基準電圧回路から入力される基準電圧との差電圧と、分圧回路の出力電圧と補助分圧回路の出力電圧との差電圧とによって駆動している。つまり、レシオメトリック機能を実現する回路よりも前段に差電圧を出力する差動増幅回路などが必要である。したがって、フィルタの後段の差電圧を出力する回路において電源ノイズが生じた場合、レシオメトリック機能を実現する回路への入力信号と電源に同周波数成分の電源ノイズが入力されることで、検出信号に直流の誤差成分が加算されて、測定精度が低下する。
However, the detection signal and the power supply voltage include noise having many frequency components. In the multiplication circuit of Patent Document 1, the detection signal is amplified and output in proportion to the divided voltage Ve by the detection signal input from the line and the divided voltage Ve depending on the power supply voltage. From the principle of the multiplication circuit, assuming that the two input signals are the same sinA, sinA × sinA is (1−cos2A) / 2. It is known to produce a signal of Therefore, when the same frequency component is input to the detection signal and the power supply noise, a DC error component is added to the detection signal, and the measurement accuracy is lowered.
Patent Document 2 discloses a configuration in which a filter circuit is provided before the absolute voltage-ratio conversion circuit. However, the absolute voltage-to-ratio conversion circuit disclosed in Patent Document 2 includes a difference voltage between an input signal from a filter and a reference voltage input from an absolute reference voltage circuit, an output voltage of a voltage dividing circuit, and an auxiliary voltage dividing circuit. It is driven by the difference voltage from the output voltage. That is, a differential amplifier circuit that outputs a differential voltage before the circuit that realizes the ratiometric function is required. Therefore, when power supply noise occurs in the circuit that outputs the differential voltage at the latter stage of the filter, the power supply noise of the same frequency component is input to the input signal to the circuit that realizes the ratiometric function and the power supply. The DC error component is added, resulting in a decrease in measurement accuracy.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、電源電圧に同じ周波数成分のノイズが存在しても、直流に重畳されずに精度の高い振動ジャイロセンサを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and its purpose is to provide a highly accurate vibration gyro sensor that is not superimposed on direct current even if noise of the same frequency component is present in the power supply voltage. Is to provide.

[適用例1]本適用例にかかる振動ジャイロセンサは、振動片と、前記振動片を駆動するための1対の駆動電極と、前記振動片に加わるコリオリ力を検出する2つ以上の検出電極と、前記1対の駆動電極の一方の電極に接続しモニタ信号を出力するモニタ回路と、前記モニタ信号を増幅して前記1対の駆動電極の他方の電極に出力する駆動回路と、前記振動片の前記検出電極から得られる2つ以上の信号を差動増幅し差動増幅信号を出力する差動増幅回路と、前記差動増幅信号を前記モニタ信号で同期検波し検波信号を出力する同期検波回路と、前記検波信号のノイズを除去したフィルタ信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ信号が入力され、前記フィルタ信号を電源電圧の変動に対して比例に変動させた感度信号を出力するレシオメトリック回路と、を含むことを特徴とする。   Application Example 1 A vibration gyro sensor according to this application example includes a vibration piece, a pair of drive electrodes for driving the vibration piece, and two or more detection electrodes for detecting a Coriolis force applied to the vibration piece. A monitor circuit that is connected to one electrode of the pair of drive electrodes and outputs a monitor signal; a drive circuit that amplifies the monitor signal and outputs it to the other electrode of the pair of drive electrodes; and the vibration A differential amplifier circuit that differentially amplifies two or more signals obtained from one detection electrode and outputs a differential amplified signal, and a synchronization that synchronously detects the differential amplified signal with the monitor signal and outputs a detection signal A detection circuit; a filter circuit that outputs a filter signal from which noise of the detection signal has been removed; and a ratio signal that receives the filter signal and outputs a sensitivity signal in which the filter signal is changed in proportion to a change in power supply voltage. Characterized in that it comprises a Rick circuit.

この構成によれば、レシオメトリック回路の前に、検出信号のノイズを除去するためのフィルタ回路を挿入する。これにより、検出信号をフィルタ回路でノイズを減衰させてからレシオメトリック回路に入力させるため、電源電圧に同じ周波数成分のノイズが存在しても、直流に重畳されずに精度の高い振動ジャイロセンサを実現できる。   According to this configuration, the filter circuit for removing the noise of the detection signal is inserted before the ratiometric circuit. As a result, the detection signal is attenuated by the filter circuit and then input to the ratiometric circuit. Therefore, even if noise of the same frequency component exists in the power supply voltage, a highly accurate vibration gyro sensor is not superimposed on the direct current. realizable.

[適用例2]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記フィルタ回路より前段の回路に入力される電源と、前記レシオメトリック回路に入力される電源とが共通していても良い。   Application Example 2 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, a power source input to a circuit preceding the filter circuit and a power source input to the ratiometric circuit may be common.

[適用例3]振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記フィルタ回路が、パッシブ型ローパスフィルタであっても良い。   Application Example 3 In the vibration gyro sensor, the filter circuit may be a passive low-pass filter.

[適用例4]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記フィルタ回路に第1の電源を供給する第1の電源回路と、前記レシオメトリック回路に第2の電源を供給する第2の電源回路と、前記第1の電源が入力され、前記レシオメトリック回路よりも前段の回路に第1の基準電圧を供給する第1の基準電圧発生回路と、前記第2の電源が入力され、前記レシオメトリック回路に第2の基準電圧を供給する第2の基準電圧発生回路と、を有しても良い。   Application Example 4 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, a first power supply circuit that supplies a first power supply to the filter circuit, and a second power supply that supplies a second power supply to the ratiometric circuit. A power supply circuit; a first reference voltage generation circuit that receives the first power supply; supplies a first reference voltage to a circuit preceding the ratiometric circuit; and the second power supply. And a second reference voltage generation circuit that supplies a second reference voltage to the ratiometric circuit.

このようにすれば、フィルタ回路に生じる電源ノイズや、レシオメトリック回路に生じる電源ノイズが発生しても、そのノイズの周波数や位相が異なるため、電源ノイズの重畳を効果的に抑制することができる。   In this way, even if power supply noise generated in the filter circuit or power supply noise generated in the ratiometric circuit is generated, the frequency and phase of the noise are different, and thus superposition of power supply noise can be effectively suppressed. .

[適用例5]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記フィルタ回路が、前記第1の電源で駆動するアクティブ型ローパスフィルタであっても良い。   Application Example 5 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, the filter circuit may be an active low-pass filter driven by the first power source.

[適用例6]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記振動片が、WT型振動片であっても良い。   Application Example 6 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, the vibration piece may be a WT type vibration piece.

[適用例7]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、フィルタ回路が、2以上のフィルタ次数のフィルタを含んでも良い。   Application Example 7 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, the filter circuit may further include a filter having a filter order of 2 or more.

[適用例8]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記フィルタ回路が、前記レシオメトリック回路の直前にあっても良い。   Application Example 8 In the vibration gyro sensor according to the application example, the filter circuit may be provided immediately before the ratiometric circuit.

[適用例9]上記適用例にかかる振動ジャイロセンサにおいて、さらに、前記レシオメトリック回路が、乗算器であっても良い。   Application Example 9 In the vibration gyro sensor according to the application example described above, the ratiometric circuit may be a multiplier.

(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図面に従って説明する。
(振動ジャイロセンサの構成)
図1は、本実施形態の振動ジャイロセンサの回路構成を示すブロック図である。まず、振動ジャイロセンサの構成について、図1を参照して説明する。振動ジャイロセンサ2は、図1に示すように、振動片10と、モニタ回路12と、駆動回路14と、振幅調整回路16と、を含んでいる。さらに、振動ジャイロセンサ2は、増幅回路としてのチャージアンプ回路18A,18Bと、差動増幅回路20と、同期検波回路22と、平滑回路24と、可変増幅回路26と、フィルタ回路28と、レシオメトリック回路30と、基準電圧発生回路32と、を含んでいる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Configuration of vibration gyro sensor)
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of the vibration gyro sensor of the present embodiment. First, the configuration of the vibration gyro sensor will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the vibration gyro sensor 2 includes a resonator element 10, a monitor circuit 12, a drive circuit 14, and an amplitude adjustment circuit 16. Further, the vibration gyro sensor 2 includes charge amplifier circuits 18A and 18B as amplifier circuits, a differential amplifier circuit 20, a synchronous detection circuit 22, a smoothing circuit 24, a variable amplifier circuit 26, a filter circuit 28, a ratio, A metric circuit 30 and a reference voltage generation circuit 32 are included.

ここで、振動片の構成について、図2を参照して説明する。
図2は、本実施形態の振動ジャイロセンサを構成する振動片を示す平面図である。
振動片10は、図2に示すように、基部34、振動片10を駆動するための1対の駆動電極を含む一対の駆動振動系36A,36Bと、振動片10に加わるコリオリ力を検出する2つ以上の検出電極を含む一対の検出振動系38A,38Bと、を備えている。基部34は、振動片の重心GO(振動片が振動していないときの重心)を中心として四回対称の略正方形をなしている。各駆動振動系36A,36B、各検出振動系38A,38Bは、それぞれ、基部34の周縁部34aの各辺から突出している。
Here, the configuration of the resonator element will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a plan view showing a resonator element constituting the vibration gyro sensor of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the vibration piece 10 detects a Coriolis force applied to the vibration piece 10 and a pair of drive vibration systems 36 </ b> A and 36 </ b> B including a base 34, a pair of drive electrodes for driving the vibration piece 10. And a pair of detection vibration systems 38A and 38B including two or more detection electrodes. The base 34 has a substantially square shape that is four-fold symmetric about the center of gravity GO of the vibrating piece (the center of gravity when the vibrating piece is not vibrating). The drive vibration systems 36A and 36B and the detection vibration systems 38A and 38B protrude from the sides of the peripheral edge 34a of the base 34, respectively.

各駆動振動系36A,36Bは、それぞれ、基部34の周縁部34aから径方向に突出する細長い支持部40A,40Bと、支持部40A,40Bの長手方向に直交する方向に向かって延びる各一対の駆動振動片42A,42B,42C,42Dと、を備えている。本実施形態では、各駆動振動片の先端に幅広のハンマーヘッド(重量部)44A,44B,44C,44Dが設けられており、各ハンマーヘッド44A,44B,44C,44Dに貫通孔46が設けられている。なお、図示しないが駆動振動片42A,42B,42C,42Dにはそれぞれ駆動電極が設けられている。   Each of the drive vibration systems 36A and 36B includes a pair of elongate support portions 40A and 40B protruding in the radial direction from the peripheral edge portion 34a of the base portion 34, and a pair of each extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the support portions 40A and 40B. Drive vibration pieces 42A, 42B, 42C, 42D. In the present embodiment, wide hammer heads (weight portions) 44A, 44B, 44C, and 44D are provided at the tips of the drive vibration pieces, and through holes 46 are provided in the hammer heads 44A, 44B, 44C, and 44D. ing. Although not shown, drive electrodes are provided on the drive vibrating pieces 42A, 42B, 42C, and 42D, respectively.

各検出振動系38A,38Bは、それぞれ、基部34の周縁部34aから径方向に突出して延びる細長い検出振動片48からなっている。各検出振動片48の先端にはそれぞれ幅広のハンマーヘッド(重量部)50A,50Bが設けられており、各ハンマーヘッド50A,50Bに貫通孔52が設けられている。なお、図示しないが基部34からハンマーヘッド50Aに延びる検出振動片48と、基部34からハンマーヘッド50Bに延びる検出振動片48と、にはそれぞれコリオリ力を検出する検出電極が設けられている。なお、検出電極は2つ以上設けられていても良い。
本実施形態において、振動片10は水晶などの圧電材料で形成されたWT型振動片である。
Each of the detection vibration systems 38A and 38B includes an elongated detection vibration piece 48 extending in a radial direction from the peripheral edge 34a of the base portion 34. Wide hammer heads (weight portions) 50A and 50B are provided at the tips of the detection vibrating pieces 48, and through holes 52 are provided in the hammer heads 50A and 50B. Although not shown, the detection vibrating piece 48 extending from the base 34 to the hammer head 50A and the detection vibrating piece 48 extending from the base 34 to the hammer head 50B are provided with detection electrodes for detecting Coriolis force, respectively. Two or more detection electrodes may be provided.
In the present embodiment, the vibrating piece 10 is a WT type vibrating piece formed of a piezoelectric material such as quartz.

次に振動片10の動作について述べる。駆動電極を使用し、駆動振動片42Aと42Bとを同位相で矢印Aのように励振させ、駆動振動片42Cと42Dとを同位相で矢印Aのように励振させる。駆動振動片42A〜42Dの駆動振動における重心が、振動片の重心GO上か、又はその近傍に位置するようにする。   Next, the operation of the resonator element 10 will be described. Using the drive electrodes, the drive vibration pieces 42A and 42B are excited in the same phase as indicated by arrow A, and the drive vibration pieces 42C and 42D are excited in the same phase as indicated by arrow A. The center of gravity of the drive vibration pieces 42A to 42D in the drive vibration is positioned on or near the center of gravity GO of the vibration piece.

この状態で、振動片10を所定面(X−Y面)内でω方向に回転させると、回転中にコリオリ力が振動片10に作用する結果、各支持部40A,40Bは、矢印Bのように、その基部34への付け根40aを中心として屈曲振動する。この際、支持部40Aと40Bとの各屈曲振動の位相は、重心GOを中心として周方向に見たときに反対向きになる。これに対応して、各検出振動片48は、矢印Cに示すように、その基部34への付け根を中心として屈曲振動する。各検出振動片48が屈曲振動すると、検出電極に信号電圧が発生するので、この信号電圧から回転角速度を算出する。   In this state, when the resonator element 10 is rotated in the ω direction within a predetermined plane (XY plane), Coriolis force acts on the resonator element 10 during the rotation. As a result, the support portions 40A and 40B are As described above, bending vibration is generated with the base 40a to the base 34 as the center. At this time, the phases of the bending vibrations of the support portions 40A and 40B are opposite to each other when viewed in the circumferential direction around the center of gravity GO. Correspondingly, as shown by the arrow C, each detection vibrating piece 48 is flexibly vibrated around the base to the base 34. When each detection vibrating piece 48 is bent and vibrated, a signal voltage is generated at the detection electrode, and the rotational angular velocity is calculated from this signal voltage.

好ましくは、各駆動振動系36A,36Bが、重心GOを中心として回転対称の位置にある。これは、重心GOを中心として、問題とする複数の駆動振動系36A,36Bが、それぞれ所定面内で同じ所定角度離れている状態を意味する。従って、一つの駆動振動系を所定面内で所定角度回転させる操作を行うと、他の駆動振動系の位置に位置する。例えば、図2においては、駆動振動系36Aと駆動振動系36Bとは、180°離れているので、駆動振動系36Aを180°回転させる操作を行うと、駆動振動系36Bの位置にくる。回転対称は、2回対称、3回対称、4回対称であることが好ましい。   Preferably, each drive vibration system 36A, 36B is in a rotationally symmetric position about the center of gravity GO. This means that the plurality of drive vibration systems 36A and 36B in question are separated from each other by the same predetermined angle within a predetermined plane with the center of gravity GO as the center. Accordingly, when an operation of rotating one drive vibration system by a predetermined angle within a predetermined plane is performed, the drive vibration system is positioned at the other drive vibration system. For example, in FIG. 2, the drive vibration system 36A and the drive vibration system 36B are separated from each other by 180 °. Therefore, when an operation of rotating the drive vibration system 36A by 180 ° is performed, the drive vibration system 36A comes to the position of the drive vibration system 36B. The rotational symmetry is preferably 2-fold symmetry, 3-fold symmetry, and 4-fold symmetry.

次に、図1に示すように、モニタ回路12は、振動片10の駆動振動系36Aの駆動電極に接続され、駆動振動系36Aの電位V1をモニタし、モニタ信号V7を出力する。駆動回路14は、振動片10の駆動振動系36Bの駆動電極と接続され、モニタ信号V7から駆動信号V2を出力する。振幅調整回路16は、駆動回路14と並列に接続され、駆動信号V2の振幅を一定に調整する。   Next, as shown in FIG. 1, the monitor circuit 12 is connected to the drive electrode of the drive vibration system 36A of the resonator element 10, monitors the potential V1 of the drive vibration system 36A, and outputs a monitor signal V7. The drive circuit 14 is connected to the drive electrode of the drive vibration system 36B of the resonator element 10 and outputs the drive signal V2 from the monitor signal V7. The amplitude adjustment circuit 16 is connected in parallel with the drive circuit 14 and adjusts the amplitude of the drive signal V2 to be constant.

チャージアンプ回路18Aは、振動片10の検出振動系38Bの検出電極と接続され、信号V3を増幅し、検出信号V5を出力する。チャージアンプ回路18Bは、振動片10の検出振動系38Aの検出電極と接続され、信号V4を増幅し、検出信号V6を出力する。差動増幅回路20は、チャージアンプ回路18A,18Bと接続され、検出信号V5,V6を差動増幅し、差動増幅信号V8を出力する。   The charge amplifier circuit 18A is connected to the detection electrode of the detection vibration system 38B of the resonator element 10, amplifies the signal V3, and outputs a detection signal V5. The charge amplifier circuit 18B is connected to the detection electrode of the detection vibration system 38A of the resonator element 10, amplifies the signal V4, and outputs a detection signal V6. The differential amplifier circuit 20 is connected to the charge amplifier circuits 18A and 18B, differentially amplifies the detection signals V5 and V6, and outputs a differential amplified signal V8.

同期検波回路22は、差動増幅回路20及びモニタ回路12と接続され、差動増幅信号V8をモニタ信号V7で同期検波し、検波信号V9を出力する。   The synchronous detection circuit 22 is connected to the differential amplifier circuit 20 and the monitor circuit 12, synchronously detects the differential amplified signal V8 with the monitor signal V7, and outputs a detection signal V9.

平滑回路24は、同期検波回路22と接続され、検波信号V9を平滑化し、平滑信号V10を出力する。   The smoothing circuit 24 is connected to the synchronous detection circuit 22, smoothes the detection signal V9, and outputs a smooth signal V10.

可変増幅回路26は、平滑回路24と接続され、平滑信号V10の角速度感度を変化させ、可変増幅信号V11を出力する。   The variable amplification circuit 26 is connected to the smoothing circuit 24, changes the angular velocity sensitivity of the smooth signal V10, and outputs the variable amplification signal V11.

フィルタ回路28は、可変増幅回路26と接続され、可変増幅信号V11のノイズを除去したフィルタ信号V12を出力する。フィルタ回路28は、レシオメトリック回路30の前にある。フィルタ回路28は、レシオメトリック回路30の直前にあってもよい。本実施形態において、フィルタ回路28は、SCF(スイッチドキャパシタフィルタ)回路を含んでもよい。SCF回路の周波数は、振動片10からのモニタ信号V7を入力することで動作させてもよい。また、フィルタ回路28は、フィルタ次数が2以上のフィルタを含んでもよい。   The filter circuit 28 is connected to the variable amplification circuit 26 and outputs a filter signal V12 from which noise of the variable amplification signal V11 has been removed. The filter circuit 28 is in front of the ratiometric circuit 30. The filter circuit 28 may be located immediately before the ratiometric circuit 30. In the present embodiment, the filter circuit 28 may include an SCF (switched capacitor filter) circuit. The frequency of the SCF circuit may be operated by inputting the monitor signal V7 from the resonator element 10. The filter circuit 28 may include a filter having a filter order of 2 or more.

レシオメトリック回路30は、フィルタ回路28に接続され、電源電圧Vddと基準電圧Vrefとフィルタ信号V12から感度信号V13を出力する。レシオメトリック回路30は、フィルタ回路28の後にある。レシオメトリック回路30は、フィルタ回路28の直後にあってもよい。本実施形態において、レシオメトリック回路30は、乗算器であってもよい。この構成によれば、レシオメトリック回路として乗算器を用いることにより、回路設計を容易にできる。また、レシオメトリック回路30は、ギルバートセル乗算器であってもよい。この構成によれば、レシオメトリック回路としてギルバートセル乗算器を用いることにより、回路設計を容易にできる。さらに、レシオメトリック回路30は、ゲインコントロールアンプであってもよい。この構成によれば、レシオメトリック回路としてゲインコントロールアンプを用いることにより、回路設計を容易にできる。さらにまた、レシオメトリック回路30は、電流制御型増幅器であってもよい。この構成によれば、レシオメトリック回路として電流制御型増幅器を用いることにより、回路設計を容易にできる。   The ratiometric circuit 30 is connected to the filter circuit 28 and outputs a sensitivity signal V13 from the power supply voltage Vdd, the reference voltage Vref, and the filter signal V12. The ratiometric circuit 30 is after the filter circuit 28. The ratiometric circuit 30 may be immediately after the filter circuit 28. In the present embodiment, the ratiometric circuit 30 may be a multiplier. According to this configuration, the circuit design can be facilitated by using the multiplier as the ratiometric circuit. The ratiometric circuit 30 may be a Gilbert cell multiplier. According to this configuration, the circuit design can be facilitated by using the Gilbert cell multiplier as the ratiometric circuit. Further, the ratiometric circuit 30 may be a gain control amplifier. According to this configuration, the circuit design can be facilitated by using the gain control amplifier as the ratiometric circuit. Furthermore, the ratiometric circuit 30 may be a current control type amplifier. According to this configuration, the circuit design can be facilitated by using the current control type amplifier as the ratiometric circuit.

チャージアンプ回路18A,18Bと差動増幅回路20と同期検波回路22と平滑回路24と可変増幅回路26とフィルタ回路28とレシオメトリック回路30は、基準電圧発生回路32の出力する基準電圧Vrefで動作する。   The charge amplifier circuits 18A and 18B, the differential amplifier circuit 20, the synchronous detection circuit 22, the smoothing circuit 24, the variable amplifier circuit 26, the filter circuit 28, and the ratiometric circuit 30 operate at the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 32. To do.

(振動ジャイロセンサの出力信号)
ここで、振動ジャイロセンサの出力信号について図3を参照して説明する。
(Output signal of vibration gyro sensor)
Here, the output signal of the vibration gyro sensor will be described with reference to FIG.

図3は、本発明の実施形態にかかる振動ジャイロセンサの出力信号を示すグラフ図である。図3に示すように、振動ジャイロセンサの出力信号は、大きく分けて感度信号、静止時電圧、オフセット電圧の3つの信号から構成される。   FIG. 3 is a graph showing an output signal of the vibration gyro sensor according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the output signal of the vibration gyro sensor is roughly composed of three signals: a sensitivity signal, a stationary voltage, and an offset voltage.

感度信号は、コリオリ力によって振動片10から発生する電荷をチャージアンプ回路18A,18B、差動増幅回路20、同期検波回路22、平滑回路24、可変増幅回路26、及びフィルタ回路28によりフィルタ信号V12として出力する。静止時電圧は、電源電圧VddのVdd/2、もしくは、使用者が所望する電圧とし、角速度が加わっていない状態の電圧であり、振動ジャイロセンサ2の基準電圧としている。オフセット電圧は、振動片10からの漏れ信号や、振動ジャイロセンサ2の増幅器などから発生したオフセット電圧であり、静止時電圧と基準電圧との差である。   The sensitivity signal is generated by the charge amplifier circuits 18A and 18B, the differential amplifier circuit 20, the synchronous detection circuit 22, the smoothing circuit 24, the variable amplifier circuit 26, and the filter circuit 28, and the electric charge generated from the vibrating piece 10 by the Coriolis force. Output as. The voltage at rest is Vdd / 2 of the power supply voltage Vdd or a voltage desired by the user and is a voltage in a state where no angular velocity is applied, and is a reference voltage of the vibration gyro sensor 2. The offset voltage is an offset voltage generated from a leakage signal from the resonator element 10 or an amplifier of the vibration gyro sensor 2, and is a difference between the stationary voltage and the reference voltage.

(レシオメトリック回路の感度信号)
次に、レシオメトリック回路30の感度信号について図1を参照して説明する。図1に示すように、基準電圧発生回路32は、抵抗R1、R2と、を含んでいる。
(Sensitivity signal of ratiometric circuit)
Next, the sensitivity signal of the ratiometric circuit 30 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the reference voltage generation circuit 32 includes resistors R1 and R2.

電源電圧Vddと接地電位の間に、抵抗R1とR2が直列に接続され、抵抗R1とR2の接続点の出力電圧である基準電圧Vrefは、Vref=Vdd×R2/(R1+R2)となる。   The resistors R1 and R2 are connected in series between the power supply voltage Vdd and the ground potential, and the reference voltage Vref, which is the output voltage at the connection point of the resistors R1 and R2, is Vref = Vdd × R2 / (R1 + R2).

レシオメトリック回路30は、フィルタ回路28の出力電圧であるフィルタ信号V12と、基準電圧発生回路32の基準電圧Vrefと、が入力されている。レシオメトリック回路30は、感度信号V13を出力する。   The ratiometric circuit 30 receives the filter signal V12 that is the output voltage of the filter circuit 28 and the reference voltage Vref of the reference voltage generation circuit 32. The ratiometric circuit 30 outputs a sensitivity signal V13.

同期検波回路22からレシオメトリック回路30の回路動作基準電圧は電源電圧Vddに依存しており、角速度出力電圧の基準電圧(静止時電圧)は電源電圧Vddに比例する。また、レシオメトリック回路30は、基準電圧発生回路32で発生された基準電圧Vrefを、信号処理回路の最終段となっているフィルタ回路28から出力されるフィルタ信号V12の振幅(角速度相当分の電圧変化量)に乗算する。この場合、基準電圧Vrefは電源電圧Vddに比例した値をもつので、レシオメトリック回路30から出力される感度信号V13の振幅も電源電圧Vddに依存することになる。このように、信号処理回路の最終段にあるレシオメトリック回路30の増幅率のみが電源電圧Vddに依存し、純粋に感度信号V13の感度が電源電圧依存性をもつようになる。   The circuit operation reference voltage from the synchronous detection circuit 22 to the ratiometric circuit 30 depends on the power supply voltage Vdd, and the reference voltage (voltage at rest) of the angular velocity output voltage is proportional to the power supply voltage Vdd. The ratiometric circuit 30 uses the reference voltage Vref generated by the reference voltage generation circuit 32 as the amplitude (voltage corresponding to the angular velocity) of the filter signal V12 output from the filter circuit 28 which is the final stage of the signal processing circuit. Change). In this case, since the reference voltage Vref has a value proportional to the power supply voltage Vdd, the amplitude of the sensitivity signal V13 output from the ratiometric circuit 30 also depends on the power supply voltage Vdd. Thus, only the amplification factor of the ratiometric circuit 30 at the final stage of the signal processing circuit depends on the power supply voltage Vdd, and the sensitivity of the sensitivity signal V13 is purely power supply voltage dependent.

本実施形態によれば、レシオメトリック回路30の前(直前)に、可変増幅信号V11のノイズを除去するためのフィルタ回路28を挿入する。これにより、レシオメトリック回路30に入力するフィルタ信号V12をフィルタ回路28でノイズを減衰させてから入力できるため、電源電圧Vddに同じ周波数成分のノイズが存在しても、直流に重畳されずに精度の高い振動ジャイロセンサ2を実現できる。   According to the present embodiment, the filter circuit 28 for removing the noise of the variable amplification signal V11 is inserted before (immediately before) the ratiometric circuit 30. As a result, the filter signal V12 input to the ratiometric circuit 30 can be input after the noise is attenuated by the filter circuit 28. Therefore, even if noise of the same frequency component is present in the power supply voltage Vdd, the accuracy is not superimposed on the direct current. High vibration gyro sensor 2 can be realized.

(比較例)
本発明の比較例として、可変増幅回路26とフィルタ回路28との接続順を入れ換えた場合を考える。すなわち、平滑回路24から出力された平滑信号V10がフィルタ回路28に入力され、フィルタ回路28のフィルタ信号V12が可変増幅回路26に入力され、可変増幅回路26が出力する可変増幅信号V11が、レシオメトリック回路30に入力した場合を考える。この場合、電源ノイズが生じると、電源ノイズと同じ周波数成分のノイズが生じた可変増幅信号V11が、フィルタを通らずにレシオメトリック回路30へ入力される。そして、レシオメトリック回路30において、可変増幅信号V11のノイズと電源ノイズとが重畳され、直流の誤差成分が加算されて、測定精度が低下する。
(Comparative example)
As a comparative example of the present invention, consider a case where the connection order of the variable amplifier circuit 26 and the filter circuit 28 is switched. That is, the smoothed signal V10 output from the smoothing circuit 24 is input to the filter circuit 28, the filter signal V12 of the filter circuit 28 is input to the variable amplifier circuit 26, and the variable amplified signal V11 output from the variable amplifier circuit 26 is the ratio. Consider the case of input to the metric circuit 30. In this case, when power supply noise occurs, the variable amplification signal V11 in which noise having the same frequency component as the power supply noise is generated is input to the ratiometric circuit 30 without passing through the filter. In the ratiometric circuit 30, the noise of the variable amplification signal V11 and the power supply noise are superimposed, and a DC error component is added, resulting in a decrease in measurement accuracy.

また、他の比較例として、フィルタ回路28とレシオメトリック回路30との接続順を入れ換えた場合を考える。すなわち、可変増幅回路26から出力された可変増幅信号V11が、レシオメトリック回路30に入力され、レシオメトリック回路30が出力する感度信号V13が、フィルタ回路28に入力され、フィルタ回路28が後段に出力する構成を考える。この場合も、可変増幅信号V11の電源ノイズが、フィルタを通らずにレシオメトリック回路30に入力されるため、レシオメトリック回路30において、可変増幅信号V11のノイズと電源ノイズとが重畳される。その結果、感度信号V13に直流の誤差成分が加算される。そのため、重畳したノイズを除去するためのフィルタ回路には、高いフィルタ特性が求められ、フィルタ回路の回路規模が増大する。このように、電源ノイズが重畳した感度信号V13から電源ノイズを除去する場合、フィルタ回路28の回路規模を大きくする必要が生じる。   As another comparative example, consider a case where the connection order of the filter circuit 28 and the ratiometric circuit 30 is switched. That is, the variable amplified signal V11 output from the variable amplifier circuit 26 is input to the ratiometric circuit 30, the sensitivity signal V13 output from the ratiometric circuit 30 is input to the filter circuit 28, and the filter circuit 28 outputs to the subsequent stage. Consider the configuration to be. Also in this case, since the power supply noise of the variable amplification signal V11 is input to the ratiometric circuit 30 without passing through the filter, the noise of the variable amplification signal V11 and the power supply noise are superimposed in the ratiometric circuit 30. As a result, a DC error component is added to the sensitivity signal V13. Therefore, a filter circuit for removing superimposed noise is required to have high filter characteristics, and the circuit scale of the filter circuit increases. As described above, when the power supply noise is removed from the sensitivity signal V13 on which the power supply noise is superimposed, the circuit scale of the filter circuit 28 needs to be increased.

一方、本実施形態では、フィルタ回路28よりも前段の回路(可変増幅回路26)とレシオメトリック回路30の電源を共通とした場合に生じる電源ノイズの重畳を、間に挿入されたフィルタ回路28が効果的に抑制する。そのため、フィルタ回路28には、高いフィルタ特性が要求されない。したがって、例えばフィルタ回路28として、図4(a)に示されたパッシブ型ローパスフィルタ回路など、簡易な回路構成のフィルタを用いることが可能である。パッシブ型ローパスフィルタ回路は、入力ノード(IN)と出力ノード(OUT)との間に直流抵抗R3が配置され、出力ノード(OUT)とグランドとの間にキャパシタC1が配置される。また、パッシブ型ローパスフィルタ回路には電源回路が不要であるため、出力するフィルタ信号V12に、電源ノイズが生じ難い。その結果、フィルタ信号V12が入力されるレシオメトリック回路30における電源ノイズの重畳が、効果的に抑制される。   On the other hand, in the present embodiment, the filter circuit 28 inserted between the power noise superimpositions generated when the power of the ratiometric circuit 30 and the circuit upstream of the filter circuit 28 (variable amplifier circuit 26) is shared. Effectively suppress. Therefore, the filter circuit 28 is not required to have high filter characteristics. Therefore, for example, a filter having a simple circuit configuration such as the passive low-pass filter circuit shown in FIG. 4A can be used as the filter circuit 28. In the passive low-pass filter circuit, a DC resistor R3 is disposed between the input node (IN) and the output node (OUT), and a capacitor C1 is disposed between the output node (OUT) and the ground. Further, since a passive low-pass filter circuit does not require a power supply circuit, power supply noise hardly occurs in the output filter signal V12. As a result, the superposition of power supply noise in the ratiometric circuit 30 to which the filter signal V12 is input is effectively suppressed.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図5を用いて説明する。ここで、第1の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
振動ジャイロセンサ2は、第1の基準電圧発生回路62と、第2の基準電圧発生回路63と、第1の電源回路60と、第2の電源回路61とを有する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Here, description of the configuration common to the first embodiment is omitted.
The vibration gyro sensor 2 includes a first reference voltage generation circuit 62, a second reference voltage generation circuit 63, a first power supply circuit 60, and a second power supply circuit 61.

第1の電源回路60は、電源電圧Vddが入力され、直流の供給電圧V14を出力する。供給電圧V14は、モニタ回路12、チャージアンプ回路18A、18Bからフィルタ回路28までの各回路および第1の基準電圧発生回路62に供給される。第1の基準電圧発生回路62は、抵抗R6、R7によって供給電圧V14を分圧し、第1の基準電圧Vref1を出力する。チャージアンプ回路18A,18Bと差動増幅回路20と同期検波回路22と平滑回路24と可変増幅回路26とフィルタ回路28は、第1の基準電圧発生回路62が出力する基準電圧Vref1を基準電圧として動作する。   The first power supply circuit 60 receives the power supply voltage Vdd and outputs a DC supply voltage V14. The supply voltage V14 is supplied to each circuit from the monitor circuit 12, the charge amplifier circuits 18A and 18B to the filter circuit 28, and the first reference voltage generation circuit 62. The first reference voltage generation circuit 62 divides the supply voltage V14 by the resistors R6 and R7, and outputs the first reference voltage Vref1. The charge amplifier circuits 18A and 18B, the differential amplifier circuit 20, the synchronous detection circuit 22, the smoothing circuit 24, the variable amplifier circuit 26, and the filter circuit 28 use the reference voltage Vref1 output from the first reference voltage generation circuit 62 as a reference voltage. Operate.

第2の電源回路61は、電源電圧Vddが入力され、直流の供給電圧V15を出力する。供給電圧V15は、レシオメトリック回路30および第2の基準電圧発生回路63に供給される。第2の基準電圧発生回路63は、抵抗R8、R9によって供給電圧V15を分圧し、第2の基準電圧Vref2を出力する。レシオメトリック回路30は、第2の基準電圧発生回路63が出力する基準電圧Vref2を基準電圧として動作する。   The second power supply circuit 61 receives the power supply voltage Vdd and outputs a DC supply voltage V15. The supply voltage V15 is supplied to the ratiometric circuit 30 and the second reference voltage generation circuit 63. The second reference voltage generation circuit 63 divides the supply voltage V15 by resistors R8 and R9 and outputs a second reference voltage Vref2. The ratiometric circuit 30 operates using the reference voltage Vref2 output from the second reference voltage generation circuit 63 as a reference voltage.

このように、レシオメトリック回路30に供給される電圧V15と、それよりも前段の回路に供給される電圧V14とを分けることによって、フィルタ回路28に生じる電源ノイズや、レシオメトリック回路30に生じる電源ノイズが発生しても、そのノイズの周波数や位相が異なるため、電源ノイズの重畳を効果的に抑制することができる。つまり、レシオメトリック回路30において重畳される電源ノイズを抑制することができる。   Thus, by dividing the voltage V15 supplied to the ratiometric circuit 30 and the voltage V14 supplied to the preceding circuit, power noise generated in the filter circuit 28 and power generated in the ratiometric circuit 30 are obtained. Even if noise occurs, since the frequency and phase of the noise are different, the superposition of power supply noise can be effectively suppressed. That is, the power supply noise superimposed in the ratiometric circuit 30 can be suppressed.

さらに、フィルタ回路28には、例えば図4(b)に示すようなアクティブ型ローパスフィルタ(SCF(スイッチドキャパシタフィルタ)回路)を用いることができる。アクティブ型ローパスフィルタは、入力ノード(IN)と出力ノード(OUT)との間に、抵抗R4とオペアンプ64が直列に接続されている。また、出力ノードとオペアンプ64の入力ノードとの間には、帰還抵抗R5と帰還容量C2が並列に接続されている。オペアンプ64は供給電圧V14が供給されている。一般的に、増幅率(ゲイン)は、R5/R4であり、カットオフ周波数は、1/(2π×C2×R5)である。
ここで、たとえ、供給電圧V14に電源ノイズが生じたとしても、そのノイズ成分は、後段のレシオメトリック回路30に供給される供給電圧V15の生じる電源ノイズ成分と異なるため、ノイズの重畳を抑制することができる。
Further, for example, an active low-pass filter (SCF (switched capacitor filter) circuit) as shown in FIG. In the active low-pass filter, a resistor R4 and an operational amplifier 64 are connected in series between an input node (IN) and an output node (OUT). A feedback resistor R5 and a feedback capacitor C2 are connected in parallel between the output node and the input node of the operational amplifier 64. The operational amplifier 64 is supplied with the supply voltage V14. Generally, the amplification factor (gain) is R5 / R4, and the cutoff frequency is 1 / (2π × C2 × R5).
Here, even if power supply noise occurs in the supply voltage V14, the noise component is different from the power supply noise component generated in the supply voltage V15 supplied to the subsequent ratiometric circuit 30, and therefore, noise superposition is suppressed. be able to.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外した内容を含む。あるいは、本発明は、上述した実施形態から公知技術を限定的に除外した内容を含む。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment. Further, the present invention includes contents excluding any of the technical matters described in the implementation in a limited manner. Or this invention contains the content which excluded the well-known technique limitedly from embodiment mentioned above.

第1の実施形態における振動ジャイロセンサの回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the vibration gyro sensor in 1st Embodiment. 第1の実施形態における振動ジャイロセンサを構成する振動片を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a resonator element constituting the vibration gyro sensor in the first embodiment. 第1の実施形態における振動ジャイロセンサの出力信号を示すグラフ図。The graph which shows the output signal of the vibration gyro sensor in 1st Embodiment. 第1および第2の実施形態にかかるフィルタ回路を示す図。The figure which shows the filter circuit concerning 1st and 2nd embodiment. 第2の実施形態における振動ジャイロセンサの回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the vibration gyro sensor in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2…振動ジャイロセンサ、10…振動片、12…モニタ回路、14…駆動回路、16…振幅調整回路、18A,18B…チャージアンプ回路(増幅回路)、20…差動増幅回路、22…同期検波回路、24…平滑回路、26…可変増幅回路、28…フィルタ回路、30…レシオメトリック回路、32…基準電圧発生回路、34…基部、34a…周縁部、36A,36B…駆動電極を含む駆動振動系、38A,38B…検出電極を含む検出振動系、40A,40B…支持部、40a…付け根、42A,42B,42C,42D…駆動振動片、44A,44B,44C,44D…ハンマーヘッド、46…貫通孔、48…検出振動片、50A,50B…ハンマーヘッド、52…貫通孔、60…第1の電源回路、61…第2の電源回路、62…第1の基準電圧発生回路、63…第2の基準電圧発生回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Vibration gyro sensor, 10 ... Vibrating piece, 12 ... Monitor circuit, 14 ... Drive circuit, 16 ... Amplitude adjustment circuit, 18A, 18B ... Charge amplifier circuit (amplifier circuit), 20 ... Differential amplifier circuit, 22 ... Synchronous detection Circuit: 24: Smoothing circuit, 26: Variable amplification circuit, 28: Filter circuit, 30: Ratiometric circuit, 32: Reference voltage generation circuit, 34: Base part, 34a: Peripheral part, 36A, 36B: Drive vibration including drive electrodes System, 38A, 38B ... Detection vibration system including detection electrodes, 40A, 40B ... Supporting part, 40a ... Base, 42A, 42B, 42C, 42D ... Drive vibration piece, 44A, 44B, 44C, 44D ... Hammerhead, 46 ... Through hole 48... Detection vibrating piece 50A, 50B Hammer head 52. Through hole 60. First power circuit 61. Second power circuit 62. Reference voltage generating circuit, 63 ... second reference voltage generating circuit.

Claims (9)

振動片と、
前記振動片を駆動するための1対の駆動電極と、
前記振動片に加わるコリオリ力を検出する2つ以上の検出電極と、
前記1対の駆動電極の一方の電極に接続しモニタ信号を出力するモニタ回路と、
前記モニタ信号を増幅して前記1対の駆動電極の他方の電極に出力する駆動回路と、
前記振動片の前記検出電極から得られる2つ以上の信号を差動増幅し差動増幅信号を出力する差動増幅回路と、
前記差動増幅信号を前記モニタ信号で同期検波し検波信号を出力する同期検波回路と、
前記検波信号のノイズを除去したフィルタ信号を出力するフィルタ回路と、
前記フィルタ信号が入力され、前記フィルタ信号を電源電圧の変動に対して比例に変動させた感度信号を出力するレシオメトリック回路と、を含むことを特徴とする振動ジャイロセンサ。
A vibrating piece,
A pair of drive electrodes for driving the resonator element;
Two or more detection electrodes for detecting Coriolis force applied to the vibrating piece;
A monitor circuit connected to one electrode of the pair of drive electrodes and outputting a monitor signal;
A drive circuit for amplifying the monitor signal and outputting the amplified signal to the other electrode of the pair of drive electrodes;
A differential amplifier circuit that differentially amplifies two or more signals obtained from the detection electrodes of the vibration piece and outputs a differential amplified signal;
A synchronous detection circuit for synchronously detecting the differential amplification signal with the monitor signal and outputting a detection signal;
A filter circuit that outputs a filter signal from which noise of the detection signal is removed;
A vibration gyro sensor comprising: a ratiometric circuit that receives the filter signal and outputs a sensitivity signal in which the filter signal is changed in proportion to a change in power supply voltage.
請求項1に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路より前段の回路に入力される電源と、前記レシオメトリック回路に入力される電源とが共通していることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to claim 1,
A vibration gyro sensor characterized in that a power source input to a circuit preceding the filter circuit and a power source input to the ratiometric circuit are common.
請求項2に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路が、パッシブ型ローパスフィルタであることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to claim 2,
The vibration gyro sensor, wherein the filter circuit is a passive low-pass filter.
請求項1に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路に第1の電源を供給する第1の電源回路と、
前記レシオメトリック回路に第2の電源を供給する第2の電源回路と、
前記第1の電源が入力され、前記レシオメトリック回路よりも前段の回路に第1の基準電圧を供給する第1の基準電圧発生回路と、
前記第2の電源が入力され、前記レシオメトリック回路に第2の基準電圧を供給する第2の基準電圧発生回路と、を有することを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to claim 1,
A first power supply circuit for supplying a first power supply to the filter circuit;
A second power supply circuit for supplying a second power supply to the ratiometric circuit;
A first reference voltage generation circuit that receives the first power supply and supplies a first reference voltage to a circuit preceding the ratiometric circuit;
A vibration gyro sensor comprising: a second reference voltage generation circuit that receives the second power supply and supplies a second reference voltage to the ratiometric circuit.
請求項4に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路が、前記第1の電源で駆動するアクティブ型ローパスフィルタであることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to claim 4,
The vibration gyro sensor, wherein the filter circuit is an active low-pass filter driven by the first power source.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記振動片が、WT型振動片であることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
In the vibration gyro sensor according to any one of claims 1 to 5,
A vibration gyro sensor, wherein the vibration piece is a WT type vibration piece.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路が、2以上のフィルタ次数のフィルタを含むことを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to any one of claims 1 to 6,
The vibration gyro sensor, wherein the filter circuit includes a filter having a filter order of 2 or more.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記フィルタ回路が、前記レシオメトリック回路の直前にあることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
In the vibration gyro sensor according to any one of claims 1 to 7,
The vibration gyro sensor according to claim 1, wherein the filter circuit is located immediately before the ratiometric circuit.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の振動ジャイロセンサにおいて、
前記レシオメトリック回路が、乗算器であることを特徴とする振動ジャイロセンサ。
The vibration gyro sensor according to any one of claims 1 to 8,
A vibration gyro sensor, wherein the ratiometric circuit is a multiplier.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117984A (en) * 2010-12-02 2012-06-21 Sony Corp Oscillation gyro sensor and circuit for oscillation gyro
CN108627147A (en) * 2017-03-23 2018-10-09 精工爱普生株式会社 Sensor element control device, physical quantity transducer and its method for diagnosing faults
CN111829497A (en) * 2019-04-23 2020-10-27 精工爱普生株式会社 Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and failure diagnosis method for physical quantity sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7246886B2 (en) 2018-10-02 2023-03-28 株式会社ミツトヨ measuring instrument

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018989A (en) * 1998-06-30 2000-01-21 Hitachi Ltd Ratiometric output-type heating resistor-type air flowmeter
JP2000234934A (en) * 1999-02-15 2000-08-29 Alps Electric Co Ltd Conversion device for gyro scope
JP2001296140A (en) * 2000-04-12 2001-10-26 Denso Corp Signal processing circuit for sensor
JP2004191181A (en) * 2002-12-11 2004-07-08 Nsk Ltd Temperature sensor device and rolling device with the same
JP2006064613A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Seiko Epson Corp Gyroscopic sensor and electronic device
JP2006170620A (en) * 2004-12-10 2006-06-29 Denso Corp Gyroscope sensor
JP2006266984A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Seiko Epson Corp Vibrating gyroscope element

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050752A (en) * 1999-05-28 2001-02-23 Alps Electric Co Ltd Driver for oscillator
US6553835B1 (en) * 2000-09-15 2003-04-29 Bei Technologies, Inc. Inertial rate sensor and method with improved clocking
JP2006010408A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Murata Mfg Co Ltd Vibratory gyro
JP2006189353A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Seiko Epson Corp Gyro sensor and electronic equipment
CN101184973B (en) * 2005-06-01 2012-06-13 西铁城控股株式会社 Physical amount sensor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000018989A (en) * 1998-06-30 2000-01-21 Hitachi Ltd Ratiometric output-type heating resistor-type air flowmeter
JP2000234934A (en) * 1999-02-15 2000-08-29 Alps Electric Co Ltd Conversion device for gyro scope
JP2001296140A (en) * 2000-04-12 2001-10-26 Denso Corp Signal processing circuit for sensor
JP2004191181A (en) * 2002-12-11 2004-07-08 Nsk Ltd Temperature sensor device and rolling device with the same
JP2006064613A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Seiko Epson Corp Gyroscopic sensor and electronic device
JP2006170620A (en) * 2004-12-10 2006-06-29 Denso Corp Gyroscope sensor
JP2006266984A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Seiko Epson Corp Vibrating gyroscope element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117984A (en) * 2010-12-02 2012-06-21 Sony Corp Oscillation gyro sensor and circuit for oscillation gyro
CN108627147A (en) * 2017-03-23 2018-10-09 精工爱普生株式会社 Sensor element control device, physical quantity transducer and its method for diagnosing faults
CN108627147B (en) * 2017-03-23 2023-08-11 精工爱普生株式会社 Sensor element control device, physical quantity sensor, and fault diagnosis method for physical quantity sensor
CN111829497A (en) * 2019-04-23 2020-10-27 精工爱普生株式会社 Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and failure diagnosis method for physical quantity sensor
CN111829497B (en) * 2019-04-23 2024-01-12 精工爱普生株式会社 Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and fault diagnosis method for physical quantity sensor

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