JP2013019834A - Angular velocity detection circuit, integrated circuit device and angular velocity detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、角速度検出回路、集積回路装置及び角速度検出装置に関する。 The present invention relates to an angular velocity detection circuit, an integrated circuit device, and an angular velocity detection device.
今日、デジタルカメラ、ナビゲーション装置、携帯電話など、様々な電子機器にジャイロセンサーが搭載されている。近年、ジャイロセンサーの小型化と高い検出精度が要求されるようになり、これらの要求を満たすジャイロセンサーとして、例えば、水晶振動子の共振現象を利用した振動ジャイロセンサーが広く使用されている。 Today, gyro sensors are installed in various electronic devices such as digital cameras, navigation devices, and mobile phones. In recent years, downsizing of gyro sensors and high detection accuracy have been demanded, and as a gyro sensor that satisfies these requirements, for example, a vibration gyro sensor using a resonance phenomenon of a crystal resonator is widely used.
ところで、角速度データを用いるアプリケーションの種類によっては、±数百dps(deg/sec)の広い検出範囲を有するジャイロセンサーが要求される場合がある。一方、ジャイロセンサーの後段の装置での入力電圧の許容範囲の制約等の様々な事情から、ジャイロセンサーの出力電圧を所望の範囲に制限したい場合がある。ところが、基準電圧(アナロググランド電圧)や感度など各パラメーターのばらつきや電源電圧の変動を加味すると、ジャイロセンサーの出力電圧を所望の範囲に制限するためには、検出範囲を狭くして多くのマージンを確保しなければならず、有効な検出範囲を広く確保することが難しかった。 By the way, depending on the type of application using angular velocity data, a gyro sensor having a wide detection range of ± several hundreds dps (deg / sec) may be required. On the other hand, there are cases where it is desired to limit the output voltage of the gyro sensor to a desired range due to various circumstances such as restrictions on the allowable range of the input voltage in the device subsequent to the gyro sensor. However, taking into account variations in parameters such as reference voltage (analog ground voltage) and sensitivity, and fluctuations in power supply voltage, in order to limit the output voltage of the gyro sensor to the desired range, the detection range is narrowed and a large margin is set. It was difficult to ensure a wide effective detection range.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、有効な検出範囲をできるだけ確保しながら出力電圧範囲を所望の範囲に制限することが可能な角速度検出回路、集積回路装置及び角速度検出装置を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, the output voltage range is limited to a desired range while ensuring an effective detection range as much as possible. It is possible to provide an angular velocity detection circuit, an integrated circuit device, and an angular velocity detection device that are capable of satisfying the requirements.
(1)本発明は、角速度検出素子の出力信号に基づいて角速度の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度検出回路であって、前記角速度検出素子の出力信号に含まれる角速度成分を検波する検波部と、前記検波部の出力信号に基づいて前記角速度信号を生成する角速度信号生成部と、を含み、前記角速度信号生成部は、前記角速度検出素子の検出感度に応じて前記角速度信号の電圧範囲を調整する感度調整部と、前記感度調整部の後段に設けられ、前記角速度信号の電圧を所望の範囲に制限する電圧制限部と、を含む。 (1) The present invention is an angular velocity detection circuit that generates an angular velocity signal corresponding to the magnitude of the angular velocity based on an output signal of the angular velocity detection element, and detects an angular velocity component included in the output signal of the angular velocity detection element. A detector, and an angular velocity signal generator that generates the angular velocity signal based on an output signal of the detector. The angular velocity signal generator is a voltage of the angular velocity signal according to the detection sensitivity of the angular velocity detector. A sensitivity adjusting unit that adjusts the range; and a voltage limiting unit that is provided at a subsequent stage of the sensitivity adjusting unit and limits the voltage of the angular velocity signal to a desired range.
本発明の角速度検出回路によれば、電圧制限部を設けることで、基準電圧や感度など各パラメーターのばらつきや電源電圧の変動を考慮した過大なマージンを確保しなくてもよいので、有効な検出範囲を不要に狭くする必要がない。 According to the angular velocity detection circuit of the present invention, by providing a voltage limiting unit, it is not necessary to secure an excessive margin in consideration of variations in parameters such as reference voltage and sensitivity and fluctuations in power supply voltage. There is no need to unnecessarily narrow the range.
また、本発明の検出回路によれば、電圧制限部を感度調整部の後段に設けているので、角速度検出素子の特性に応じて感度調整を行った後、感度調整がされた信号に対して出力電圧を所望の範囲に制限することができる。角速度検出素子の特性ばらつきによらず、所望の検出範囲内でできるだけ広い検出範囲を確保することができる。 Further, according to the detection circuit of the present invention, since the voltage limiting unit is provided at the subsequent stage of the sensitivity adjustment unit, after the sensitivity adjustment is performed according to the characteristics of the angular velocity detection element, the sensitivity adjusted signal is applied. The output voltage can be limited to a desired range. A detection range as wide as possible can be ensured within a desired detection range regardless of variations in the characteristics of the angular velocity detection elements.
(2)この角速度検出回路において、前記電圧制限部は、反転増幅器であるようにしてもよい。 (2) In this angular velocity detection circuit, the voltage limiting unit may be an inverting amplifier.
反転増幅器の基準電位をVref、反転増幅器のゲインをG(G<0)、グランド電位をVgndとすると、反転増幅器の出力電圧Voの下限はVgndに制限され、上限は−G×(Vref−Vgnd)+Vrefに制限される。従って、電圧制限部を反転増幅器で実現することで、反転増幅器の入力電圧が規定の範囲を超えても出力電圧範囲を制限することができる。 When the reference potential of the inverting amplifier is Vref, the gain of the inverting amplifier is G (G <0), and the ground potential is Vgnd, the lower limit of the output voltage Vo of the inverting amplifier is limited to Vgnd, and the upper limit is −G × (Vref−Vgnd ) + Vref. Therefore, by realizing the voltage limiting unit with an inverting amplifier, the output voltage range can be limited even if the input voltage of the inverting amplifier exceeds a specified range.
(3)この角速度検出回路において、前記角速度信号生成部は、前記電圧制限部の後段に設けられたフィルター部をさらに含むようにしてもよい。 (3) In this angular velocity detection circuit, the angular velocity signal generation unit may further include a filter unit provided at a subsequent stage of the voltage limiting unit.
(4)この角速度検出回路において、前記角速度信号生成部は、前記検波部の後段かつ前記電圧制限部の前段に設けられたフィルター部をさらに含むようにしてもよい。 (4) In this angular velocity detection circuit, the angular velocity signal generation unit may further include a filter unit provided at a stage after the detection unit and before the voltage limiting unit.
(5)この角速度検出回路において、前記感度調整部の基準電位と前記電圧制限部の基準電位が同じであるようにしてもよい。 (5) In this angular velocity detection circuit, the reference potential of the sensitivity adjustment unit and the reference potential of the voltage limiting unit may be the same.
(6)この角速度検出回路において、前記電圧制限部のゲインの絶対値が1であるようにしてもよい。 (6) In this angular velocity detection circuit, the absolute value of the gain of the voltage limiting unit may be 1.
例えば、電圧制限部が反転増幅器であれば、当該反転増幅器のゲインが−1であるようにしてもよい。反転増幅器の基準電位をVref、反転増幅器のゲインを−1、グランド電位をVgndとすると、反転増幅器の出力電圧Voの下限はVgndに制限され、上限は2×Vref−Vgndに制限される。すなわち、反転増幅器の出力電圧の上限と下限を基準電位に対して対称にすることができる。 For example, if the voltage limiting unit is an inverting amplifier, the gain of the inverting amplifier may be -1. When the reference potential of the inverting amplifier is Vref, the gain of the inverting amplifier is −1, and the ground potential is Vgnd, the lower limit of the output voltage Vo of the inverting amplifier is limited to Vgnd, and the upper limit is limited to 2 × Vref−Vgnd. That is, the upper and lower limits of the output voltage of the inverting amplifier can be made symmetric with respect to the reference potential.
(7)本発明は、上記のいずれかの角速度検出回路を含む、集積回路装置である。 (7) The present invention is an integrated circuit device including any one of the angular velocity detection circuits described above.
(8)本発明は、上記の集積回路装置と、角速度検出素子と、を含む、角速度検出装置である。 (8) The present invention is an angular velocity detection device including the integrated circuit device described above and an angular velocity detection element.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.角速度検出装置
図1は、本実施形態の角速度検出装置の機能ブロック図である。本実施形態の角速度検出装置1は、角速度検出素子4と角速度検出用IC(集積回路装置)2を含んで構成されている。
1. Angular Velocity Detection Device FIG. 1 is a functional block diagram of the angular velocity detection device of the present embodiment. An angular
本実施形態の角速度検出素子4は、2本のT型の駆動振動腕とともにその間に1本の検出振動腕を有するいわゆるダブルT型の水晶振動片に2つの駆動電極と2つの検出電極が形成され、不図示のパッケージに封止されている。ただし、角速度検出素子4の振動片は、ダブルT型でなくてもよく、例えば、音叉型やくし歯型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。また、角速度検出素子4の振動片の材料としては、水晶(SiO2)の代わりに、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いてもよいし、シリコン半導体を用いてもよい。また、例えば、シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。 The angular velocity detecting element 4 of the present embodiment has two drive electrodes and two detection electrodes formed on a so-called double T-type crystal vibrating piece having two T-type drive vibrating arms and one detection vibrating arm therebetween. And sealed in a package (not shown). However, the vibration piece of the angular velocity detection element 4 may not be a double T type, and may be, for example, a tuning fork type or a comb tooth type, or a sound piece type having a triangular prism shape, a quadrangular prism shape, a cylindrical shape, or the like. May be. Moreover, as a material of the resonator element of the angular velocity detecting element 4, for example, a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ) or zirconate titanate instead of quartz (SiO 2 ). A piezoelectric material such as a piezoelectric ceramic such as lead (PZT) may be used, or a silicon semiconductor may be used. Further, for example, a structure in which a piezoelectric thin film such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) sandwiched between drive electrodes is arranged on a part of the surface of a silicon semiconductor may be used.
角速度検出素子4の2本の駆動振動腕は、駆動信号として交流電圧信号が与えられると、逆圧電効果によって、互いの先端が接近と離間を繰り返す屈曲振動(励振振動)をする。この2本の駆動振動腕の屈曲振動の振幅が等しければ、2本の駆動振動腕は検出振動腕に対して常に線対称な関係で屈曲振動をするので、検出振動腕は振動を起こさない。 The two drive vibration arms of the angular velocity detection element 4 are subjected to bending vibration (excitation vibration) in which the tips of the two are repeatedly approached and separated by an inverse piezoelectric effect when an AC voltage signal is given as a drive signal. If the amplitudes of the bending vibrations of the two driving vibrating arms are equal, the two driving vibrating arms always bend and vibrate in a line-symmetric relationship with respect to the detection vibrating arm, so that the detecting vibrating arm does not vibrate.
この状態で、角速度検出素子4の励振振動面に垂直な軸を回転軸とする角速度が加わると、2本の駆動振動腕は、屈曲振動の方向と回転軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、2本の駆動振動腕の屈曲振動の対称性が崩れ、検出振動腕は、バランスを保つように屈曲振動をする。このコリオリ力に伴う検出振動腕の屈曲振動と駆動振動腕の屈曲振動(励振振動)とは位相が90°ずれている。 In this state, when an angular velocity having an axis perpendicular to the excitation vibration surface of the angular velocity detection element 4 as a rotation axis is applied, the two drive vibration arms are aligned in a direction perpendicular to both the bending vibration direction and the rotation axis. Gain power. As a result, the symmetry of the bending vibration of the two drive vibrating arms is lost, and the detection vibrating arm performs bending vibration so as to maintain a balance. The phase of the bending vibration of the detection vibrating arm and the bending vibration (excitation vibration) of the driving vibrating arm due to the Coriolis force is shifted by 90 °.
ただし、実際には、コリオリ力が加わっていなくても2本の駆動振動腕の屈曲振動の振幅がわずかに異なるため、検出振動腕はバランスを保つようにわずかに屈曲振動をする。この屈曲振動は漏れ振動と呼ばれ、駆動信号とは同位相である。そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づく逆位相(位相が180°異なる)の交流電荷が2つの検出電極に発生する。コリオリ力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリ力の大きさ(言い換えれば、角速度検出素子4に加わる角速度の大きさ)に応じて変化するのに対して、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、角速度検出素子4に加わる角速度の大きさに関係せず一定である。 However, actually, even if no Coriolis force is applied, the amplitudes of the bending vibrations of the two drive vibrating arms are slightly different, so that the detection vibrating arms slightly bend and vibrate so as to maintain a balance. This bending vibration is called leakage vibration and is in phase with the drive signal. Then, AC charges having opposite phases (phases differ by 180 °) based on these bending vibrations are generated in the two detection electrodes by the piezoelectric effect. The AC charge generated based on the Coriolis force changes according to the magnitude of the Coriolis force (in other words, the magnitude of the angular velocity applied to the angular velocity detecting element 4), whereas the AC charge generated based on the leakage vibration. Is constant irrespective of the magnitude of the angular velocity applied to the angular velocity detecting element 4.
角速度検出素子4の2つの駆動電極は、それぞれ角速度検出用IC2のDS端子とDG端子に接続されている。また、角速度検出素子4の2つの検出電極は、それぞれ角速度検出用IC2のS1端子とS2端子に接続されている。
The two drive electrodes of the angular velocity detection element 4 are connected to the DS terminal and the DG terminal of the angular
本実施形態の角速度検出用IC2は、電源回路10、駆動回路20、検出回路(角速度検出回路)30、基準回路40、不揮発メモリー50、シリアルインターフェース回路60を含んで構成されている。なお、本実施形態の角速度検出用IC2は、これらの一部の構成(要素)を省略したり、他の構成(要素)を追加した構成としてもよい。
The angular
電源回路10は、VDD端子,VSS端子からそれぞれ電源電圧VDD(例えば3V)とグランド電圧GND(0V)が供給され、角速度検出用IC2の内部の電源電圧を生成する。
The
基準回路40は、電源回路10が生成する電源電圧から基準電位Vref(アナロググランド電圧)などの定電圧や定電流を生成し、駆動回路20や検出回路30に供給する。
The
駆動回路20は、角速度検出素子4を励振振動させるための駆動信号を生成し、DS端子を介して角速度検出素子4の一方の駆動電極に供給する。また、駆動回路20は、角速度検出素子4の励振振動により他方の駆動電極に発生する駆動電流(水晶電流)がDG端子を介して入力され、この駆動電流の振幅が一定に保持されるように駆動信号の振幅レベルをフィードバック制御する。また、駆動回路20は、検出回路30に含まれる同期検波回路の参照信号やスイッチトキャパシタフィルター(SCF)のクロック信号を生成する。
The
検出回路30は、S1端子とS2端子を介して、角速度検出素子4の2つの検出電極の各々に発生する交流電荷(検出電流)がそれぞれ入力され、これらの交流電荷(検出電流)に含まれる角速度成分のみを検出し、角速度の大きさに応じた電圧レベルの信号(角速度信号)を生成し、VO端子を介して外部に出力する。この角速度信号は、例えば、VO端子に接続された不図示のマイクロコンピューターにおいてA/D変換され、角速度データとして種々の処理に用いられる。なお、本実施形態の角速度検出用IC2にA/D変換器を内蔵し、角速度を表すデジタルデータを、例えばシリアルインターフェース回路60を介して外部に出力するようにしてもよい。
The
不揮発メモリー50は、駆動回路20や検出回路30に対する各種の調整データを保持し、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)として構成することができる。
The
シリアルインターフェース回路60は、CLK端子とDATA端子を介して、それぞれクロック信号とシリアルデータ信号による2線論理で不揮発メモリー50に対する調整データの書き込みや読み出しの処理などを行う。なお、不揮発メモリー50にデータを書き込む際は、メモリー素子に保持されているデータを反転させるのに十分なエネルギーを供給するため、VPP端子を介して高電源電圧(例えば15V以上)が供給される。
The
2.角速度検出回路
2−1.第1実施形態
図2は、第1実施形態の検出回路(角速度検出回路)30の構成例を示す図である。図2に示すように、第1実施形態の検出回路30は、チャージアンプ(QVアンプ)300,302、差動アンプ310、ハイパスフィルター320、ACアンプ330、同期検波回路340、オフセット調整DAC342、ローパスフィルター350、可変ゲインアンプ(PGA:Programmable Gain Amp.)360、電圧制限回路370、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380を含んで構成されている。なお、本実施形態の検出回路30は、これらの一部の構成(要素)を省略したり、他の構成(要素)を追加した構成としてもよい。
2. Angular velocity detection circuit 2-1. First Embodiment FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a detection circuit (angular velocity detection circuit) 30 according to a first embodiment. As shown in FIG. 2, the
チャージアンプ300には、S1端子を介して角速度検出素子4の一方の検出電極(第1の検出電極)から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷が入力される。同様に、チャージアンプ302には、S2端子を介して角速度検出素子4の他方の検出電極(第2の検出電極)から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷が入力される。このチャージアンプ300及び302は、それぞれ入力された交流電荷を交流電圧信号に変換する。チャージアンプ300の出力信号とチャージアンプ302の出力信号の位相は互いに逆位相である(180°ずれている)。
The
差動アンプ310は、チャージアンプ300の出力信号とチャージアンプ302の出力信号を差動増幅する。差動アンプ310により、同相成分はキャンセルされ、逆相成分は加算増幅される。
The
ハイパスフィルター320は、差動アンプ310の出力信号に含まれる直流成分をキャンセルし、ACアンプ330は、ハイパスフィルター320の出力信号をAC増幅する。
The
同期検波回路340は、ACアンプ330の出力信号に含まれる角速度成分を、駆動回路20が生成する参照信号SDETで同期検波する。同期検波回路340は、例えば、参照信号SDETの電圧レベルがアナロググランド電圧よりも高い時はACアンプ330の出力信号をそのまま選択し、参照信号SDETの電圧レベルがアナロググランド電圧よりも低い時はACアンプ330の出力信号をアナロググランド電圧に対して反転した信号を選択するスイッチ回路として構成することができる。
The
ACアンプ330の出力信号には角速度成分と振動漏れ成分が含まれているが、この角速度成分は参照信号SDETと同位相であるのに対して、振動漏れ成分は逆位相である。そのため、同期検波回路340により角速度成分は検波されるが、振動漏れ成分は検波されないようになっている。
The output signal of the
また、同期検波回路340では、オフセット調整DAC342の出力電圧に応じたオフセット調整(0点調整)が行われる。オフセット調整DAC342は、不揮発メモリー50に記憶されたオフセット調整データが入力され、オフセット調整データに応じた電圧を出力する。検査工程において、角速度検出素子4の特性に応じたオフセット調整データを求めて不揮発メモリー50に記憶させておくことで、角速度検出素子4の特性ばらつきを吸収し、0点電圧が一定電圧(例えばアナロググランド電圧)になるようにオフセット調整を行うことができる。
Further, the
ローパスフィルター350は、同期検波回路340の出力信号に含まれる高周波成分(参照信号SDET及びその高調波成分など)を低減させるとともに仕様で決められる周波数範囲の信号を抽出して出力する。また、ローパスフィルター350は、後段のスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380に対するプリフィルターとしても機能する。
The low-
可変ゲインアンプ360は、不揮発メモリー50に記憶されたゲイン調整データが入力され、ローパスフィルター350の出力信号をゲイン調整データに応じて増幅又は減衰させて出力する。検査工程において、角速度検出素子4の特性に応じたゲイン調整データを求めて不揮発メモリー50に記憶させておくことで、角速度検出素子4の特性ばらつきを吸収し、角速度の検出範囲が一定になるように感度調整を行うことができる。
The
電圧制限回路370は、VO端子を介して外部に出力される角速度信号の電圧レベルが所望の範囲を超えないように制限する。
The
スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380(フィルターの一例)は、駆動回路20が生成するクロック信号SCFCLKに基づいて電圧制限回路370の出力信号をローパス処理する。本実施形態では、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号が角速度信号としてVO端子から出力される。
A switched capacitor filter (SCF) 380 (an example of a filter) performs low-pass processing on the output signal of the
なお、本実施形態では、同期検波回路340が検波部に相当する。また、ローパスフィルター350、可変ゲインアンプ(PGA:Programmable Gain Amp.)360、電圧制限回路370及びスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380を含む回路部分が、角速度信号生成部に相当する。また、可変ゲインアンプ(PGA)360と電圧制限回路370は、それぞれ、感度調整部と電圧制限部に相当する。
In the present embodiment, the
図3は、可変ゲインアンプ(PGA)360の構成例を示す図である。図3に示すように、可変ゲインアンプ(PGA)360は、例えば、演算増幅器(オペアンプ)362の出力端子と基準電位Vrefの間に2つの可変抵抗364,366を直列に接続し、可変抵抗364,366の接続点と、演算増幅器(オペアンプ)362の非反転入力端子(+入力端子)とを接続し、演算増幅器(オペアンプ)362の反転入力端子(−入力端子)に入力信号(ローパスフィルター350の出力信号)を供給することで実現することができる。そして、演算増幅器(オペアンプ)362の出力信号が電圧制限回路370に入力される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the variable gain amplifier (PGA) 360. As illustrated in FIG. 3, the variable gain amplifier (PGA) 360 includes, for example, two
可変抵抗364,366は、例えば、演算増幅器(オペアンプ)362の出力端子と基準電位Vrefの間に複数の抵抗を直列に接続し、抵抗間の各接続点と演算増幅器(オペアンプ)362の非反転入力端子(+入力端子)との間にそれぞれスイッチを接続し、ゲイン調整データに応じて各スイッチの開閉を制御することで実現することができる。
The
図4は、電圧制限回路370の構成例を示す図である。図4に示すように、電圧制限回路370は、例えば、演算増幅器(オペアンプ)372の反転入力端子(−入力端子)と演算増幅器(オペアンプ)372の出力端子の間に抵抗376を接続し、演算増幅器(オペアンプ)372の非反転入力端子(+入力端子)を基準電位Vrefに接続し、抵抗374を介して演算増幅器(オペアンプ)372の反転入力端子(−入力端子)に入力信号(可変ゲインアンプ360の出力信号)を供給することで、反転増幅器(反転増幅型のDCアンプ)として実現することができる。そして、演算増幅器(オペアンプ)372の出力信号がスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380に入力される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the
図4の抵抗374の抵抗値をR1、抵抗376の抵抗値をR2、可変ゲインアンプ360の出力電圧をVPGAOとすると、電圧制限回路370(反転増幅器)の出力電圧VDCOは、次式(1)で表される。
Assuming that the resistance value of the
VPGAO≧GND(0V)なので、式(1)より、VPGAO=GND(0V)の時にVDCOが最大となり、VDCOの最大値は次式(2)で与えられる。 Since V PGAO ≧ GND (0 V), V DCO is maximized when V PGAO = GND (0 V), and the maximum value of V DCO is given by the following equation (2).
一方、VPGAO≦VDDなので、VPGAO=VDDの時にVDCOが最小となり、VDCOの最小値は次式(3)で与えられる。 On the other hand, since V PGAO ≦ VDD, V DCO is minimized when V PGAO = VDD, and the minimum value of V DCO is given by the following equation (3).
ただし、VDCOはGND(0V)よりも低くはなり得ないので、VDD≧(R1+R2)/R2×Vrefの時は、VDCOの最小値はGND(0V)である。 However, since V DCO cannot be lower than GND (0V), when VDD ≧ (R1 + R2) / R2 × Vref, the minimum value of V DCO is GND (0V).
以上より、VDCOは、GND(0V)〜(R2/R1+1)×Vrefの範囲に制限される。なお、電圧制限回路370のゲインの絶対値を1(反転増幅器のゲイン(−R2/R1)を−1)とすると、VDCOの範囲はGND(0V)〜2Vrefとなり、上限と下限を基準電位Vrefに対して対称にすることができる。
From the above, V DCO is limited to the range of GND (0 V) to (R2 / R1 + 1) × Vref. If the absolute value of the gain of the
スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲインをGSCF(>0)とすると、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧VSCFOは、次式(4)で表される。 When the gain of the switched capacitor filter (SCF) 380 is G SCF (> 0), the output voltage V SCFO of the switched capacitor filter (SCF) 380 is expressed by the following equation (4).
VDCOはGND(0V)〜(R2/R1+1)×Vrefの範囲であるから、式(4)より、VDCO=(R2/R1+1)×Vrefの時にVSCFOが最大となり、VSCFOの最大値は次式(5)で与えられる。 Since V DCO is in the range of GND (0V) to (R2 / R1 + 1) × Vref, from Formula (4), V SCFO becomes maximum when V DCO = (R2 / R1 + 1) × Vref, and the maximum value of V SCFO Is given by the following equation (5).
一方、VDCO=GND(0V)の時にVSCFOが最小となり、VSCFOの最小値は次式(6)で与えられる。 On the other hand, V SCFO is minimized when V DCO = GND (0 V), and the minimum value of V SCFO is given by the following equation (6).
ただし、VSCFOはGND(0V)よりも低くはなり得ないので、GSCF>1の時は、VSCFOの最小値はGND(0V)である。 However, V SCFO cannot be lower than GND (0 V), so when G SCF > 1, the minimum value of V SCFO is GND (0 V).
スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号が角速度信号になるので、検出回路30の出力電圧(角速度信号の電圧)は、GND(0V)〜(R2/R1×GSCF+1)×Vrefの範囲に制限される。なお、電圧制限回路370のゲインの絶対値を1(反転増幅器のゲイン(−R2/R1)を−1)、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲインGSCFを1とすると、検出回路30の出力電圧(角速度信号の電圧)の範囲はGND(0V)〜2Vrefとなり、上限と下限を基準電位Vrefに対して対称にすることができる。
Since the output signal of the switched capacitor filter (SCF) 380 is an angular velocity signal, the output voltage of the detection circuit 30 (voltage of the angular velocity signal) is in the range of GND (0 V) to (R2 / R1 × G SCF +1) × Vref. Limited. The absolute value of the first gain of the voltage limiting circuit 370 (the inverting amplifier gain (-R2 / R1) -1), equal to 1 the gain G SCF of the switched capacitor filter (SCF) 380, the
次に、具体的な波形の例を示して、角速度検出回路30の出力電圧が電源電圧に関係なく所望の範囲に制限されることを説明する。
Next, an example of a specific waveform will be shown to explain that the output voltage of the angular
図5及び図6は、角速度を正弦関数に従って所定範囲でゆっくりと(数Hz〜数十Hzで)変化させながら角速度検出素子4に印加した場合の、可変ゲインアンプ360、電圧制限回路370、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号波形の一例を示す図である。図5及び図6の例では、ともに、電圧制限回路370(反転増幅器)のゲイン=−1、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲイン=1、Vref=V1/2に設定されている。
5 and 6 show the
図5の例では、VDDが規定の電圧値V1と一致しており、角速度検出素子4の検出信号を受けて、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がV1/2の正弦波になっている。電圧制限回路370の出力(DCO)の信号波形は、Vrefを基準として可変ゲインアンプ360の出力信号を反転した正弦波(可変ゲインアンプ360の出力信号と逆相で振幅がV1/2の正弦波)となる。その結果、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、電圧制限回路370の出力信号と同相で振幅がV1/2の正弦波となる。このように、VDDが規定の電圧値V1と一致する場合、角速度信号の電圧は必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。
In the example of FIG. 5, VDD matches the specified voltage value V 1, and the signal waveform of the output (PGAO) of the
これに対して、図6の例では、角速度検出素子4に図5の例と同じ角速度が加わっているが、VDDが規定の電圧値V1を超えているため、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がVDD−V1/2の正弦波がGND(0V)でクリップした波形になっている。電圧制限回路370の出力(DCO)の信号波形は、可変ゲインアンプ360の出力電圧がGND(0V)〜V1の範囲はVrefを基準として可変ゲインアンプ360の出力信号を反転した波形になり、可変ゲインアンプ360の出力電圧がV1〜VDDの範囲はGND(0V)にクリップされる。すなわち、電圧制限回路370の出力(DCO)の信号波形は、必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。従って、VDDが規定の電圧値V1を超えた場合も、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)も、必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。
In contrast, in the example of FIG. 6, but the same angular velocity as the example of FIG. 5 is applied to the angular velocity detection element 4, since the VDD exceeds the voltage value V 1 of the provisions, the output of the variable gain amplifier 360 ( The signal waveform of (PGAO) is a waveform obtained by clipping a sine wave with an amplitude of VDD-V 1/2 at GND (0 V). The signal waveform of the output (DCO) of the
すなわち、図5及び図6の例から明らかなように、角速度検出回路30の出力電圧は、電源電圧に関係なく、必ず所望の範囲に制限される。
That is, as is apparent from the examples of FIGS. 5 and 6, the output voltage of the angular
以上に説明したように、本実施形態の角速度検出回路によれば、電圧制限回路370として反転増幅器を設けることで、基準電圧や感度など各パラメーターのばらつきや電源電圧の変動を考慮した過大なマージンを確保しなくてもよいので、有効な検出範囲を不要に狭くする必要がない。
As described above, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, by providing an inverting amplifier as the
また、本実施形態の角速度検出回路によれば、電圧制限回路370を可変ゲインアンプ(PGA)360の後段に設けているので、角速度検出素子4の特性に応じて感度調整を行った後、感度調整がされた信号に対して出力電圧を所望の範囲に制限することができる。従って、角速度検出素子4の特性ばらつきによらず、できるだけ広い検出範囲を確保することができる。
Further, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、電圧制限回路370を反転増幅器で実現することで、入力電圧を上限電圧及び下限電圧と比較することで出力電圧範囲を制限するリミッター回路で実現する場合と比較して、回路面積や消費電力をより小さくすることができる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、テストモードで電圧制限回路370(反転増幅器)の入力を角速度検出用IC2の外部端子に接続し、当該外部端子から所望の入力信号を入力してVO端子の出力電圧範囲を容易に検査することができる。
Further, according to the present embodiment, in the test mode, the input of the voltage limiting circuit 370 (inverting amplifier) is connected to the external terminal of the angular
また、例えば、角速度の検出感度(検出分解能)を高めたい場合、検出回路30のトータルゲインを大きくする必要があり、可変ゲインアンプ(PGA)360のゲインを大きくする方法が考えられる。しかし、可変ゲインアンプ(PGA)360の2つの可変抵抗364,366は、一般的には、多数の抵抗と多数のスイッチで実現されるため、可変ゲインアンプ(PGA)360のゲインを大きくするためには各抵抗の抵抗値を大きくする必要がある。そのため、この方法では回路面積が大幅に増加してしまう。これに対して、本実施形態では、電圧制限回路370として反転増幅器を設けており、この反転増幅器のゲインをN倍(抵抗376と抵抗374の抵抗比(R2/R1)をN倍)にすることで、検出回路30のトータルゲインを大きくすることができる。これにより、可変ゲインアンプ(PGA)360のゲインを大きくする場合と比較して、回路面積の増加を小さく抑えながら、角速度の検出感度(検出分解能)を高めることができる。
For example, when it is desired to increase the detection sensitivity (detection resolution) of the angular velocity, it is necessary to increase the total gain of the
2−2.第2実施形態
図7は、第2実施形態の検出回路(角速度検出回路)30の構成例を示す図である。図2に示すように、第2実施形態の検出回路30は、第1実施形態と同様に、チャージアンプ(QVアンプ)300,302、差動アンプ310、ハイパスフィルター320、ACアンプ330、同期検波回路340、オフセット調整DAC342、ローパスフィルター350、可変ゲインアンプ(PGA:Programmable Gain Amp.)360、電圧制限回路370、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380を含んで構成されている。なお、本実施形態の検出回路30は、これらの一部の構成(要素)を省略したり、他の構成(要素)を追加した構成としてもよい。
2-2. Second Embodiment FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a detection circuit (angular velocity detection circuit) 30 according to a second embodiment. As shown in FIG. 2, the
第2実施形態の検出回路30では、可変ゲインアンプ360の出力にスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380が接続され、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力に電圧制限回路370が接続され、電圧制限回路370の出力信号が角速度信号となり、VO端子を介して外部に出力される。すなわち、第2実施形態の検出回路30は、電圧制限回路370とスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の接続順が第1実施形態と異なり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
In the
第2実施形態の検出回路30では、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲインをGSCF(>0)とすると、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧VSCFOは、次式(7)で表される。
In the
電圧制限回路370(反転増幅器)の出力電圧VDCOは、次式(8)で表される。 The output voltage V DCO of the voltage limiting circuit 370 (inverting amplifier) is expressed by the following equation (8).
式(7)に式(8)を代入すると、次式(9)が得られる。 Substituting equation (8) into equation (7) yields the following equation (9).
VPGAO≧GND(0V)なので、式(9)より、VPGAO=GND(0V)の時にVDCOが最大となり、VDCOの最大値は次式(10)で与えられる。 Since V PGAO ≧ GND (0 V), V DCO is maximized when V PGAO = GND (0 V), and the maximum value of V DCO is given by the following equation (10).
一方、VPGAO≦VDDなので、VPGAO=VDDの時にVDCOが最小となり、VDCOの最小値は次式(11)で与えられる。 On the other hand, since V PGAO ≦ VDD, V DCO is minimized when V PGAO = VDD, and the minimum value of V DCO is given by the following equation (11).
ただし、VDCOはGND電位(0V)よりも低くはなり得ないので、VDD≧(R1+R2)/R2×GSDF×Vrefの時は、VDCOの最小値はGND電位(0V)である。 However, since V DCO cannot be lower than the GND potential (0 V), when VDD ≧ (R1 + R2) / R2 × GSDF × Vref, the minimum value of V DCO is the GND potential (0 V).
本実施形態では、電圧制限回路370(反転増幅器)の出力信号が角速度信号になるので、検出回路30の出力電圧(角速度信号の電圧)は、GND(0V)〜(R2/R1×GSCF+1)×Vrefの範囲に制限される。なお、電圧制限回路370のゲインの絶対値を1(反転増幅器のゲイン(−R2/R1)を−1)、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲインGSCFを1とすると、検出回路30の出力電圧(角速度信号の電圧)の範囲はGND(0V)〜2Vrefとなり、上限と下限を基準電位Vrefに対して対称にすることができる。
In this embodiment, since the output signal of the voltage limiting circuit 370 (inverting amplifier) is an angular velocity signal, the output voltage (voltage of the angular velocity signal) of the
次に、具体的な波形の例を示して、角速度検出回路30の出力電圧が電源電圧に関係なく所望の範囲に制限されることを説明する。
Next, an example of a specific waveform will be shown to explain that the output voltage of the angular
図8及び図9は、角速度を正弦関数に従って所定範囲でゆっくりと(数Hz〜数十Hzで)変化させながら角速度検出素子4に印加した場合の、可変ゲインアンプ360、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380、電圧制限回路370の出力信号波形の一例を示す図である。図8及び図9の例では、ともに、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲイン=1、電圧制限回路370(反転増幅器)のゲイン=−1、Vref=V1/2に設定されている。
8 and 9 show a
図8の例では、VDDが規定の電圧値V1と一致しており、角速度検出素子4の検出信号を受けて、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がV1/2の正弦波になっている。スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力(SCFO)の信号波形は、可変ゲインアンプ360の出力信号と同相で振幅がV1/2の正弦波となる。その結果、電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、Vrefを基準としてスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号を反転した正弦波(スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号と逆相で振幅がV1/2の正弦波)となる。このように、VDDが規定の電圧値V1と一致する場合、角速度信号の電圧は必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。
In the example of FIG. 8, VDD matches the specified voltage value V 1, and the signal waveform of the output (PGAO) of the
これに対して、図9の例では、角速度検出素子4に図8の例と同じ角速度が加わっているが、VDDが規定の電圧値V1を超えているため、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がVDD−V1/2の正弦波がGND(0V)でクリップした波形になっている。同様に、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力(SCFO)の信号波形も、振幅がVDD−V1/2の正弦波がGND(0V)でクリップした波形になっている。電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧がGND(0V)〜V1の範囲はVrefを基準としてスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号を反転した波形になり、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧がV1〜VDDの範囲はGND(0V)にクリップされる。従って、VDDが規定の電圧値V1を超えた場合も、電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。 In contrast, in the example of FIG. 9, although the same angular velocity as the example of FIG. 8 are applied to the angular velocity detection element 4, since the VDD exceeds the voltage value V 1 of the provisions, the output of the variable gain amplifier 360 ( The signal waveform of (PGAO) is a waveform obtained by clipping a sine wave with an amplitude of VDD-V 1/2 at GND (0 V). Similarly, the signal waveform of the output (SCFO) of the switched capacitor filter (SCF) 380 is a waveform obtained by clipping a sine wave having an amplitude of VDD-V 1/2 at GND (0 V). The output of the voltage limiting circuit 370 (DCO), i.e., the signal waveform of the VO terminal (waveform of the angular velocity signal), the range output voltage of the switched capacitor filter (SCF) 380 is GND (0V) of ~V 1 is based on the Vref The output signal of the switched capacitor filter (SCF) 380 is inverted and the output voltage of the switched capacitor filter (SCF) 380 is clipped to GND (0 V) in the range of V 1 to VDD. Therefore, even if the VDD exceeds the voltage value V 1 of the provisions, the output of the voltage limiting circuit 370 (DCO), i.e., (the waveform of the angular velocity signal) signal waveform VO terminal is always GND (0V) of ~V 1 Limited to range.
図10及び図11は、角速度を正弦関数に従って所定範囲でゆっくりと(数Hz〜数十Hzで)変化させながら角速度検出素子4に印加した場合の、可変ゲインアンプ360、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380、電圧制限回路370の出力信号波形の他の一例を示す図である。図10及び図11の例では、ともに、電圧制限回路370(反転増幅器)のゲイン=−1、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲイン=2、Vref=V1/2に設定されている。
10 and 11 show a
図10の例では、VDDが規定の電圧値V1と一致しており、角速度検出素子4の検出信号を受けて、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がV1/4の正弦波になっている。スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力(SCFO)の信号波形は、可変ゲインアンプ360の出力信号と同相で振幅がV1/2の正弦波となる。その結果、電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、Vrefを基準としてスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号を反転した正弦波(スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号と逆相で振幅がV1/2の正弦波)となる。このように、VDDが規定の電圧値V1と一致する場合、角速度信号の電圧は必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。
In the example of FIG. 10, VDD matches the specified voltage value V 1, and the signal waveform of the output (PGAO) of the
これに対して、図11の例では、角速度検出素子4に図10の例と同じ角速度が加わっているが、電源電圧VDDが規定の電圧値V1を超えているため、可変ゲインアンプ360の出力(PGAO)の信号波形は、振幅がV1/4よりも大きい正弦波になっている。そのため、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力(SCFO)の信号波形は、正弦波がVDDとGNDでクリップした波形になっている。電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧がGND(0V)〜V1の範囲はVrefを基準としてスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力信号を反転した波形になり、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)380の出力電圧がV1〜VDDの範囲はGND(0V)にクリップされる。従って、VDDが規定の電圧値V1を超えた場合も、電圧制限回路370の出力(DCO)、すなわち、VO端子の信号波形(角速度信号の波形)は、必ずGND(0V)〜V1の範囲に制限される。 In contrast, in the example of FIG. 11, the same angular velocity as that of the example of FIG. 10 is applied to the angular velocity detection element 4, but the power supply voltage VDD exceeds the specified voltage value V 1 . signal waveform of the output (PGAO), the amplitude becomes large sine wave than V 1/4. Therefore, the signal waveform of the output (SCFO) of the switched capacitor filter (SCF) 380 is a waveform obtained by clipping a sine wave between VDD and GND. The output of the voltage limiting circuit 370 (DCO), i.e., the signal waveform of the VO terminal (waveform of the angular velocity signal), the range output voltage of the switched capacitor filter (SCF) 380 is GND (0V) of ~V 1 is based on the Vref The output signal of the switched capacitor filter (SCF) 380 is inverted and the output voltage of the switched capacitor filter (SCF) 380 is clipped to GND (0 V) in the range of V 1 to VDD. Therefore, even if the VDD exceeds the voltage value V 1 of the provisions, the output of the voltage limiting circuit 370 (DCO), i.e., (the waveform of the angular velocity signal) signal waveform VO terminal is always GND (0V) of ~V 1 Limited to range.
すなわち、図8及び図9の例、あるいは、図10及び図11の例から明らかなように、角速度検出回路30の出力電圧は、電源電圧やスイッチトキャパシタフィルター(SCF)380のゲインに関係なく、必ず所望の範囲に制限される。
That is, as apparent from the examples of FIGS. 8 and 9 or the examples of FIGS. 10 and 11, the output voltage of the angular
第2実施形態の角速度検出回路も、第1実施形態の角速度検出回路と同様の効果を奏する。 The angular velocity detection circuit of the second embodiment also has the same effect as the angular velocity detection circuit of the first embodiment.
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、以下のような変形例が考えられる。 The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, the following modifications can be considered.
例えば、角速度検出素子4は、圧電効果を利用して角速度を検出するものだけでなく、それ以外にも、例えば、静電容量の変化を利用して角速度を検出するもの(シリコンMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等)であってもよく、角速度検出素子4の動作原理に合わせて角速度検出用ICの構成を適宜変更してもよい。 For example, the angular velocity detection element 4 is not only for detecting the angular velocity using the piezoelectric effect, but also for detecting the angular velocity using a change in capacitance (silicon MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or the like, and the configuration of the angular velocity detection IC may be changed as appropriate in accordance with the operation principle of the angular velocity detection element 4.
本発明は、実施の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、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の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、実施の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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 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 objects and effects). 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. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1 角速度検出装置、2 角速度検出用IC、4 角速度検出素子、10 電源回路、20 駆動回路、30 検出回路、40 基準回路、50 不揮発メモリー、60 シリアルインターフェース回路、300,302 チャージアンプ、310 差動アンプ、320 ハイパスフィルター、330 ACアンプ、340 同期検波回路、342 オフセット調整DAC、350 ローパスフィルター、360 可変ゲインアンプ(PGA)、362 演算増幅器(オペアンプ)、364,366 可変抵抗、370 電圧制限回路、372 演算増幅器(オペアンプ)、374,376 抵抗、380 スイッチトキャパシタフィルター(SCF) 1 angular velocity detection device, 2 angular velocity detection IC, 4 angular velocity detection element, 10 power supply circuit, 20 drive circuit, 30 detection circuit, 40 reference circuit, 50 nonvolatile memory, 60 serial interface circuit, 300, 302 charge amplifier, 310 differential Amplifier, 320 High-pass filter, 330 AC amplifier, 340 Synchronous detection circuit, 342 Offset adjustment DAC, 350 Low-pass filter, 360 Variable gain amplifier (PGA), 362 Operational amplifier (op amp), 364, 366 Variable resistance, 370 Voltage limiting circuit, 372 operational amplifier (op amp), 374, 376 resistor, 380 switched capacitor filter (SCF)
Claims (8)
前記角速度検出素子の出力信号に含まれる角速度成分を検波する検波部と、
前記検波部の出力信号に基づいて前記角速度信号を生成する角速度信号生成部と、を含み、
前記角速度信号生成部は、
前記角速度検出素子の検出感度に応じて前記角速度信号の電圧範囲を調整する感度調整部と、
前記感度調整部の後段に設けられ、前記角速度信号の電圧を所望の範囲に制限する電圧制限部と、を含む、角速度検出回路。 An angular velocity detection circuit that generates an angular velocity signal corresponding to the magnitude of the angular velocity based on an output signal of the angular velocity detection element,
A detection unit for detecting an angular velocity component included in the output signal of the angular velocity detection element;
An angular velocity signal generation unit that generates the angular velocity signal based on an output signal of the detection unit,
The angular velocity signal generator is
A sensitivity adjustment unit that adjusts a voltage range of the angular velocity signal according to the detection sensitivity of the angular velocity detection element;
An angular velocity detection circuit including a voltage limiting unit that is provided at a subsequent stage of the sensitivity adjustment unit and limits a voltage of the angular velocity signal to a desired range.
前記電圧制限部は、反転増幅器である、角速度検出回路。 In claim 1,
The voltage limiter is an angular velocity detection circuit which is an inverting amplifier.
前記角速度信号生成部は、
前記電圧制限部の後段に設けられたフィルター部をさらに含む、角速度検出回路。 In claim 1 or 2,
The angular velocity signal generator is
The angular velocity detection circuit further includes a filter unit provided at a subsequent stage of the voltage limiting unit.
前記角速度信号生成部は、
前記検波部の後段かつ前記電圧制限部の前段に設けられたフィルター部をさらに含む、角速度検出回路。 In claim 1 or 2,
The angular velocity signal generator is
The angular velocity detection circuit further includes a filter unit provided after the detection unit and before the voltage limiting unit.
前記感度調整部の基準電位と前記電圧制限部の基準電位が同じである、角速度検出回路。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
An angular velocity detection circuit in which a reference potential of the sensitivity adjustment unit and a reference potential of the voltage limiting unit are the same.
前記電圧制限部のゲインの絶対値が1である、角速度検出回路。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
An angular velocity detection circuit in which the absolute value of the gain of the voltage limiting unit is 1.
角速度検出素子と、を含む、角速度検出装置。 An integrated circuit device according to claim 7;
An angular velocity detection device including an angular velocity detection element.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |