JP2015021780A - 加振装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[本実施形態の構成および処理]
本発明が適用されたジャイロセンサ1は、PWM(パルス幅変調)駆動信号によって試験体(振動子11)を振動させる加振装置としての構成を備えている。
図6に示す制御回路52の初期処理は、計測開始時など初期動作において実行される。なお、駆動検出信号には、角速度信号成分は含まれず、駆動検出信号の位相を駆動信号成分由来の信号とみなすことができる。
[本実施形態による効果]
以上のように詳述したジャイロセンサ1は、振動子11においてPWM駆動信号が入力される一対の電極13,14と、PWM駆動信号として、基準信号の電位に対して高い電位であるハイレベル信号、および基準信号の電位に対して低い電位であるローレベル信号を一対の電極13,14に対して出力可能な駆動回路50(TDC51除く)と、を備えている。そして、駆動回路50は、一対の電極13,14のうちの一方の電極13,14にハイレベル信号を出力する際に、他方の電極13,14にローレベル信号を出力する。
また、TDC51は位相差に応じたデジタル値を出力するので、アナログ値を出力する構成に対して、より耐ノイズ性能を向上させることができる。
さらに、上記ジャイロセンサ1においてTDC51は、複数のゲート回路62を直列かつリング状に配置したリングオシレータ60から得られる、各ゲート回路62による遅延時間を表すゲート遅延時間に従って位相差を検出する。
また、上記ジャイロセンサ1において振動子11の挙動に基づく出力を行う信号検出回路30を備えている。
このようなジャイロセンサ1によれば、波形位相に対応するパルスを出力することで駆動信号の位相を出力するとともに、PWM駆動信号を生成することができる。
このようなジャイロセンサ1によれば、適切に駆動信号の位相を示す信号を出力しつつPWM駆動信号を生成することができる。
このようなジャイロセンサ1によれば、振幅を精度よく検出することができる。
また、上記ジャイロセンサ1においてADC57は、同期検波を利用してサンプリングタイミングを設定する。
さらに、上記ジャイロセンサ1においてADC57は、定期的、或いは不定期的に2つの異なる基準電圧の差に応じた電圧デジタル値を生成する処理を行う。
また、上記ジャイロセンサ1においては、振動子11の振動波形または基準電圧のうちの何れかを選択して出力するスイッチ56を備え、ADC57が入力された信号に基づく積分を行う。制御回路52(駆動回路50)は、スイッチ56を所定のタイミング毎に切り替え、ADC57は、スイッチ56によって振動子11の振動波形が選択されているときに振動波形のサンプリングを行い、スイッチ56によって基準電圧のうちの何れかが選択されているときに基準電圧のサンプリングを行う。
[その他の実施形態]
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。
上記実施形態におけるジャイロセンサ1は本発明でいう加振装置に相当し、上記実施形態における振動子11は本発明でいう試験体に相当する。
Claims (9)
- PWM駆動信号によって試験体(11)を振動させる加振装置(1)であって、
前記試験体に前記PWM駆動信号を入力するための一対の電極(13,14)と、
前記PWM駆動信号として、基準信号の電位に対して高い電位であるハイレベル信号、および前記基準信号の電位に対して低い電位であるローレベル信号を前記一対の電極に対して出力可能な駆動手段(50)と、
を備え、
前記駆動手段は、前記一対の電極のうちの一方の電極に前記ハイレベル信号を出力する際に、他方の電極に前記ローレベル信号を出力すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項1に記載の加振装置において、
前記PWM駆動信号の波形位相と前記試験体の振動位相との位相差を検出する位相差検出手段(51、60)、を備え、
前記駆動手段は、前記位相差が予め設定された位相差になるように位相を調整した駆動信号を出力すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項2に記載の加振装置において、
前記駆動手段は、前記位相差が、前記試験体が自励共振状態となる位相差となるように位相を調整した駆動信号を出力すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項2または請求項3に記載の加振装置において、
前記駆動手段は、前記振動位相が前記波形位相に対して90度または略90度の遅れとなるよう位相を調整した駆動信号を出力すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項2〜請求項4の何れか1項に記載の加振装置において、
前記位相差検出手段は、複数のゲート(62)を直列かつリング状に配置したリングオシレータ(60)から得られる、各ゲートによる遅延時間を表すゲート遅延時間に応じて出力される値を用いて前記位相差を検出すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の加振装置において、
前記駆動手段は、
目標とするPWM駆動信号のデューティ比に応じた制御値を出力する制御回路(52)と、
前記制御値に応じてゲート遅延時間に基づく計時を行うことによって、入力された制御値に対応するパルス幅を有するPWM駆動信号を生成し、該PWM駆動信号を出力する駆動信号生成回路(53)と、
を備えたことを特徴とする加振装置。 - 請求項6に記載の加振装置において、
前記駆動信号生成回路は、複数のゲート(62)を直列かつリング状に配置したリングオシレータ(60)から得られる、各ゲートによる遅延時間を表すゲート遅延時間に応じて生成されるパルスを用いて前記PWM駆動信号を生成すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項2を引用する請求項6または請求項2を引用する請求項7に記載の加振装置において、
前記駆動信号生成回路は、前記位相差検出手段が用いる同一のリングオシレータを利用し、該リングオシレータから得られるゲート遅延時間に応じて生成されるパルスを用いて前記PWM駆動信号を生成すること
を特徴とする加振装置。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の加振装置において、
前記試験体の挙動に基づく出力を行う挙動出力手段(30)を備えたこと
を特徴とする加振装置。
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