JP2009225017A - ローパスフィルタおよび半導体圧力センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源オンから整定化時間Tsが経過するまでは、フィルタ動作有効化信号φ3をオフにするとともに第1相、第2相クロックパルスφ1、φ2をともにオンにして、アナログスイッチS11〜S26をオン、アナログスイッチS37をオフにする。整定化時間Tsが経過した後は、フィルタ動作有効化信号φ3をオンにするとともに第1相、第2相クロックパルスφ1、φ2を互いにオン期間が異なるように2相動作させ、スイッチトキャパシタフィルタとして動作させる。
【選択図】図1
Description
請求項4に記載した手段によれば、第1、第2、第3のキャパシタの容量値は、直流ゲインが1倍になるように設定されており、基準電圧は、信号入力電圧の直流レベルに等しい値に設定されている。この場合には、整定化期間が経過してフィルタ動作に移行した時の過渡現象をほぼ完全に抑えることができ、出力電圧をより速く安定させることができる。
本実施形態の半導体圧力センサ装置は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(パティキュレート)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を備えた排ガス浄化装置において、捕集されたパティキュレートの量(PM捕集量)を知るためにDPFの前後差圧を検出する用途、或いは、排気ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)を低減するために排気ガスを内燃機関の吸気に環流させる排気ガス再循環(EGR)装置において、再循環された排ガスの流量を推定するために、排ガス再循環配管に形成されたオリフィスの前後差圧を検出する用途に用いられる。
Vo1=−25×(Vp2−Vp1)+Vref …(1)
Vd1=Vo1−Vref …(2)
Vd2=Vo2−Vref …(3)
図3は、半導体圧力センサ装置1に電源が投入された時点からのタイミングチャートである。上から順に電源入切状態、パワーオンリセット信号、クロックパルスφ1、クロックパルスφ2、フィルタ動作有効化信号φ3を示している。フィルタ作用を生じさせる一連のスイッチ切り替えシーケンスは、電源オンから整定化時間Tsが経過した時刻t2以降に示されている。第1相クロックパルスφ1とそれに続く第2相クロックパルスφ2との時間間隔(時刻t4とt5、t8とt9の各間隔)は、第1相クロックパルスφ1により導通するアナログスイッチS11、S12、S13と第2相クロックパルスφ2により導通するアナログスイッチS24、S25、S26とが同時に導通する状態が生じない範囲でできるだけ狭めることが好ましい。
ローパスフィルタ11は、ディーゼルエンジンシステムに限られず、例えばガスメータなど種々の用途に適用できる。
ブリッジ回路6におけるピエゾ抵抗素子G1とG3の接続点には、電圧源から定電圧を印加してもよい。
Claims (5)
- 第1、第2、第3のキャパシタと、基準電圧にバイアスされた状態で動作する演算増幅器とを備えたスイッチトキャパシタ回路として構成され、
電源オンから所定の整定化時間が経過した後、2相クロックパルスを構成する第1相および第2相クロックパルスを互いにオン期間が異なるように動作させ、前記第1相クロックパルスがオン、前記第2相クロックパルスがオフの状態において、前記第1のキャパシタに信号入力電圧に応じた電荷を蓄積し、前記第2のキャパシタの電荷を放電し、前記第3のキャパシタの電荷を保持し、その後、前記第1相クロックパルスがオフ、前記第2相クロックパルスがオンの状態において、前記第2および第3のキャパシタを並列に接続し、前記第1のキャパシタの電荷を前記第2および第3のキャパシタに移動させ、以後これら2つの状態を繰り返すことによりフィルタ動作を実行し、
電源オンから所定の整定化時間が経過するまでの期間、前記第1相および第2相のクロックパルスをともにオンの状態にすることにより、前記第1のキャパシタの反入力電圧側端子および前記第2、第3のキャパシタの両端子並びに前記演算増幅器の入力端子および出力端子を前記基準電圧に保持することを特徴とするローパスフィルタ。 - 演算増幅器と、第1、第2、第3のキャパシタと、2相クロックパルスの第1相クロックパルスがオンの期間中のみ導通する第1、第2、第3のアナログスイッチと、前記2相クロックパルスの第2相クロックパルスがオンの期間中のみ導通する第4、第5、第6のアナログスイッチと、フィルタ動作有効化信号がオンの期間中のみ導通する第7のアナログスイッチと、電源オンから所定の整定化時間が経過するまでの期間は前記フィルタ動作有効化信号をオフにするとともに前記第1相および第2相クロックパルスをともにオンにし、前記整定化時間が経過した後は前記フィルタ動作有効化信号をオンにするとともに前記第1相および第2相クロックパルスを互いにオン期間が異なるように2相動作させる制御手段とを具備し、
前記演算増幅器の非反転入力端子に基準電圧が印加され、前記第1のアナログスイッチは信号入力端子と第1相互接続ノードとの間に、前記第4および第7のアナログスイッチは直列の形態で前記第1相互接続ノードと前記演算増幅器の非反転入力端子との間に、前記第1のキャパシタは前記第1相互接続ノードと第2相互接続ノードとの間に、前記第2のアナログスイッチは前記第2相互接続ノードと前記演算増幅器の非反転入力端子との間に、前記第5のアナログスイッチは前記第2相互接続ノードと前記演算増幅器の反転入力端子との間に、前記第2のキャパシタは前記第2相互接続ノードと第3相互接続ノードとの間に、前記第3のキャパシタは前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に、前記第3のアナログスイッチは前記第3相互接続ノードと前記演算増幅器の非反転入力端子との間に、前記第6のアナログスイッチは前記第3相互接続ノードと前記演算増幅器の出力端子との間にそれぞれ接続され、前記演算増幅器の出力端子から出力信号を取り出すように構成されていることを特徴とするローパスフィルタ。 - 電源オンから前記整定化時間を計時するタイマ手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載のローパスフィルタ。
- 前記第1、第2、第3のキャパシタの容量値は、直流ゲインが1倍になるように設定されており、
前記基準電圧は、前記信号入力電圧の直流レベルに等しい値に設定されていることを特徴とする請求項1または2記載のローパスフィルタ。 - 半導体基板の一部を薄肉にして形成したダイアフラムの表面に、該ダイアフラムに加わる圧力に応じて所定の向きの抵抗変化を生ずる2つのピエゾ抵抗素子と逆向きの抵抗変化を生ずる2つのピエゾ抵抗素子とが同じ抵抗変化を生ずるもの同士が隣り合わないようにブリッジ接続され、このブリッジ回路に定電流または定電圧が印加されるように構成されたセンサチップと、
前記ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅回路および増幅された電圧を入力する請求項1ないし4の何れかに記載のローパスフィルタが形成された回路チップとから構成されていることを特徴とする半導体圧力センサ装置。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63299406A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Asahi Kasei Micro Syst Kk | スイッチト・キャパシタ・フィルタ |
JP2004289802A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Denso Corp | ローパスフィルタ及びそれを使用した半導体圧力センサ装置 |
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2008
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