JP2018019120A - 回路装置、電子機器、物理量センサー及び移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に本実施形態の回路装置100の回路構成図を示す。本実施形態の回路装置100は、入力信号の比較動作を行うコンパレーター50と、比較動作の制御に用いるフラグ信号を生成するフラグ信号生成回路60と、を含む。
従来のコンパレーターは、電圧を直接に(時間等の他の量に変換せずに)比較するコンパレーター(例えばラッチコンパレーター等)が一般的である。このようなコンパレーターで微小信号を判定しようとする場合、コンパレーターの前段にプリアンプを設けて入力信号を増幅し、その増幅した信号をコンパレーターで比較する。プリアンプやコンパレーターにはバイアス電流を流す必要があるため、消費電力が大きくなる。
図9は、本実施形態のコンパレーター50の第1の詳細な構成例である。図9では、第1の電圧時間変換回路10が、第1の遅延回路12、第1の入力信号生成回路14、第1のラッチ回路16を含み、第2の電圧時間変換回路20が、第2の遅延回路22、第2の入力信号生成回路24、第2のラッチ回路26を含む。
図12は、判定回路30及びフラグ信号生成回路60の詳細な構成例である。なお、判定回路30及びフラグ信号生成回路60の構成は図12に限定されず、信号NOUT、POUTのいずれの信号に先にエッジが出力されたかを判定できる回路であればよい。
図15は、本実施形態のコンパレーター50の第2の詳細な構成例である。図15では、第1の電圧時間変換回路10が、第1の遅延回路12、第3の入力信号生成回路11、第1の計測回路15を含み、第2の電圧時間変換回路20が、第2の遅延回路22、第4の入力信号生成回路21、第2の計測回路25を含む。
図17は、コンパレーターの不感帯を説明する図である。コンパレーターの正極端子に入力される電圧をVPとし、負極端子に入力される電圧をVNとする。図17において、横軸は電圧Vin=VP−VNであり、縦軸はコンパレーターの出力がハイレベルとなる確率である。
図18は、本実施形態のコンパレーター50を含む回路装置100の構成例である。ここでは、回路装置100の一例として逐次比較型A/D変換回路の構成例を示す。なお、回路装置100はこの構成に限定されず、コンパレーター50を含むものであればよい。
図19は、本実施形態の回路装置100を含む物理量センサー400の構成例である。ここでは、物理量センサー400の一例として振動ジャイロセンサー(角速度センサー)の構成例を示す。なお、物理量センサー400はこの構成に限定されず、本実施形態の回路装置100は静電容量型(シリコンMEMS型)ジャイロセンサーや、加速度センサーや圧力センサー、温度センサー等の種々の物理量センサーに適用できる。
図20、図21は、本実施形態の回路装置100を含む電子機器、移動体の例である。本実施形態の回路装置100は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。
12…第1の遅延回路、14…第1の入力信号生成回路、15…第1の計測回路、
16…第1のラッチ回路、17…第1の立ち下がりエッジ遅延回路、
18…第1の立ち上がりエッジ遅延回路、19…第1の出力回路、
20…第2の電圧時間変換回路、21…第4の入力信号生成回路、
22…第2の遅延回路、24…第2の入力信号生成回路、25…第2の計測回路、
26…第2のラッチ回路、27…第2の立ち下がりエッジ遅延回路、
28…第2の立ち上がりエッジ遅延回路、29…第2の出力回路、30…判定回路、
50…コンパレーター、60…フラグ信号生成回路、70…制御回路、
100…回路装置、120…制御部、121…比較レジスター、
130…サンプルホールド回路、140…D/A変換回路、204…ジャイロセンサー、
206…自動車(移動体)、207…車体、208…車体姿勢制御装置、
209…車輪、300…電子機器、310…処理部、320…記憶部、330…操作部、
340…インターフェース部、350…表示部、400…物理量センサー、
410…振動子、420…駆動回路、430…検出回路、
432…アナログフロントエンド回路、434…A/D変換回路、436…処理回路、
DEA…第1の遅延バッファー、DEB…第2の遅延バッファー、
DEC…第3の遅延バッファー、DED…第4の遅延バッファー、
EN…イネーブル信号、NDLIN…第1の遅延回路の入力信号、
NDLQ…第1の遅延回路の出力信号、NIN…第2の入力信号、
NOUT…第1の出力信号、PDLIN…第2の遅延回路の入力信号、
PDLQ…第2の遅延回路の出力信号、PIN…第1の入力信号、
POUT…第2の出力信号、SQA…第1の遅延出力信号、
SQB…第2の遅延出力信号、TDN…遅延時間、TDP…遅延時間、
TNA…第1の第2導電型トランジスター、TNB…第2の第2導電型トランジスター、
TNC…第3の第2導電型トランジスター、TND…第4の第2導電型トランジスター、
TPA…第1の第1導電型トランジスター、TPB…第2の第1導電型トランジスター、
TPC…第3の第1導電型トランジスター、TPD…第4の第1導電型トランジスター、
UA1…第1の遅延ユニット、UB1…第2の遅延ユニット
Claims (12)
- 入力信号の比較動作を行うコンパレーターと、
前記比較動作の制御に用いるフラグ信号を生成するフラグ信号生成回路と、
を含み、
前記コンパレーターは、
少なくとも第1の入力信号が入力され、第1の時間情報信号を出力する第1の電圧時間変換回路と、
少なくとも第2の入力信号が入力され、第2の時間情報信号を出力する第2の電圧時間変換回路と、
前記第1の電圧時間変換回路からの前記第1の時間情報信号と、前記第2の電圧時間変換回路からの前記第2の時間情報信号とに基づいて、前記第1の入力信号と前記第2の入力信号との大小を判定する判定回路と、
を有し、
前記フラグ信号生成回路は、
前記第1の時間情報信号と前記第2の時間情報信号とに基づいて、前記第1の入力信号と前記第2の入力信号との電圧差が所定電圧以下であることを示す前記フラグ信号を生成することを特徴とする回路装置。 - 請求項1に記載された回路装置において、
前記フラグ信号がアクティブである場合に、前記コンパレーターの前記比較動作を複数回行わせる制御回路を含むことを特徴とする回路装置。 - 請求項1又は2に記載された回路装置において、
前記コンパレーターを有するA/D変換回路と、
前記フラグ信号に基づいて、前記A/D変換回路による変換範囲を設定する制御回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載された回路装置において、
前記フラグ信号生成回路は、
前記第1の時間情報信号と、前記第2の時間情報信号と前記第1の時間情報信号を遅延させた第1の遅延信号と、前記第2の時間情報信号を遅延させた第2の遅延信号とに基づいて、前記フラグ信号を生成することを特徴とする回路装置。 - 請求項4に記載された回路装置において、
前記フラグ信号生成回路は、
前記第1の時間情報信号及び前記第2の時間情報信号の論理積によって得られた第1の信号と、前記第1の遅延信号及び前記第2の遅延信号の論理和によって得られた第2の信号とに基づいて、前記フラグ信号を生成することを特徴とする回路装置。 - 請求項5に記載された回路装置において、
前記フラグ信号生成回路は、
前記第2の信号に基づいて、前記第1の信号をラッチするラッチ回路を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項5又は6に記載された回路装置において、
前記第2の信号に基づいて前記コンパレーターの前記比較動作の終了判定をする制御回路を含むことを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載された回路装置において、
前記第1の電圧時間変換回路は、
前記第1の入力信号の電圧が前記第2の入力信号の電圧よりも大きいほど長くなる第1の遅延時間に対応した前記第1の時間情報信号を出力し、
前記第2の電圧時間変換回路は、
前記第2の入力信号の電圧が前記第1の入力信号の電圧よりも大きいほど長くなる第2の遅延時間に対応した前記第2の時間情報信号を出力することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載された回路装置において、
前記所定電圧は、
前記コンパレーターの前記比較動作の不感帯に対応した電圧であることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載された回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載された回路装置を含むことを特徴とする物理量センサー。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載された回路装置を含むことを特徴とする移動体。
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