JP2018044823A - Drive circuit and physical quantity sensor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive circuit and a physical quantity sensor with which it is possible to shorten the startup time of a vibrator while suppressing an increase in power consumption.SOLUTION: A drive circuit comprises: an amplification circuit for amplifying an input signal and outputting it as a drive signal to drive a vibrator; a vibration detection unit for detecting the vibrating state of the vibrator on the basis of the drive signal that corresponds to the output signal outputted by the vibrator, and determining, on the basis of the detected vibrating state of the vibrator, a first gain value by which the input signal is multiplied by the amplification circuit and outputting the determined gain value; a vibration determination unit for determining the vibrating state of the vibrator on the basis of a second gain value with which it is possible to determine that the vibrator is vibrating in an appropriate vibrating state and the first gain value; an additional amplification circuit for outputting an amplified signal that is amplified by multiplying a vibration signal by a predetermined gain value; and a switching circuit for switching the input signal amplified by the amplification circuit to either the vibration signal or the amplified signal on the basis of a determination result of the vibration detection unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、駆動回路および物理量センサ装置に関する。   The present invention relates to a drive circuit and a physical quantity sensor device.

従来から、振動センサとして備えた振動子を振動させて物理量を検出する物理量センサ装置が実用化されている。物理量センサ装置では、外部から与えられた物理量によって振動子の振動(周波数など)が変化した変化量を検出することによって、物理量を計測している。例えば、振動式圧力センサ装置では、外部から与えられた圧力によって振動子の振動が変化したときの変化量(例えば、振動数、振動周波数)を検出することによって、圧力を計測している。このような物理量センサ装置では、振動子における振動の変化を正確に検出するため、振動子を適切な一定の振幅で振動させるための自励振制御回路を、振動子の駆動回路として備えている(特許文献1、特許文献2、および特許文献3参照)。   Conventionally, a physical quantity sensor device that detects a physical quantity by vibrating a vibrator provided as a vibration sensor has been put into practical use. In the physical quantity sensor device, the physical quantity is measured by detecting a change amount in which the vibration (frequency, etc.) of the vibrator is changed by a physical quantity given from the outside. For example, in a vibration type pressure sensor device, pressure is measured by detecting a change amount (for example, a vibration frequency or a vibration frequency) when vibration of a vibrator is changed by pressure applied from the outside. In such a physical quantity sensor device, a self-excited vibration control circuit for vibrating the vibrator with an appropriate constant amplitude is provided as a vibrator drive circuit in order to accurately detect a change in vibration in the vibrator ( (See Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

特開2003−021518号公報JP 2003-021518 A 国際公開第2010/084531号International Publication No. 2010/084531 特開2010−151669号公報JP 2010-151669 A

ところで、物理量センサ装置の低消費電力化を実現するため、振動子を間歇動作させる方法がある。この間歇動作では、予め定めた周期で、振動子における振動動作の停止と動作とを繰り返す。このとき、振動子が振動していない状態から振動している状態になるまでには、ある程度の時間を要する。物理量センサ装置においては、振動子が振動していない状態から適切な振幅に振動するまでの時間、いわゆる、起動時間は、物理量の変化を正確に検出することができない時間となってしまうため、より短いことが望ましい。   By the way, in order to realize low power consumption of the physical quantity sensor device, there is a method of intermittently operating the vibrator. In this intermittent operation, the vibration operation is stopped and operated repeatedly in a predetermined cycle. At this time, it takes a certain amount of time for the vibrator to change from a state where it does not vibrate to a state where it vibrates. In the physical quantity sensor device, the time until the vibrator vibrates to an appropriate amplitude from the state in which the vibrator does not vibrate, the so-called startup time, is a time when a change in physical quantity cannot be accurately detected. Short is desirable.

ここで、物理量センサ装置において振動子の起動時間を短くする方法として、駆動回路が出力する振動子の駆動信号の利得を大きくすることが考えられる。しかしながら、駆動信号の利得を大きくするということは、消費電力を増大させることに相当する。つまり、物理量センサ装置において低消費電力化を実現するために振動子を間歇動作させているにもかかわらず、その振動子を早く起動させるために消費電力が増大してしまうということになる。   Here, as a method of shortening the activation time of the vibrator in the physical quantity sensor device, it is conceivable to increase the gain of the drive signal of the vibrator output from the drive circuit. However, increasing the gain of the drive signal corresponds to increasing the power consumption. That is, although the vibrator is intermittently operated in order to realize low power consumption in the physical quantity sensor device, the power consumption increases because the vibrator is activated quickly.

本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、消費電力の増加を抑制しつつ、振動子の起動時間を短縮することができる駆動回路および物理量センサ装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made based on the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive circuit and a physical quantity sensor device that can reduce the startup time of a vibrator while suppressing an increase in power consumption. .

上記の課題を解決するため、本発明の駆動回路は、物理量を計測するために用いる振動子を振動させる駆動回路であって、入力信号を増幅して前記振動子を駆動する駆動信号として出力する増幅回路と、前記振動子が出力した出力信号に応じた振動信号に基づいて前記振動子の振動状態を検出し、検出した前記振動子の振動状態に基づいて、前記増幅回路において前記入力信号に乗ずる第1のゲイン値を決定して出力する振動検出部と、前記振動子が適切な振動状態で振動していると判断することができる第2のゲイン値と、前記第1のゲイン値とに基づいて、前記振動子の振動状態を判定する振動判定部と、前記振動信号に予め定めたゲイン値を乗じて増幅した増幅信号を出力する追加増幅回路と、前記振動判定部の判定結果に基づいて、前記増幅回路が増幅する前記入力信号を、前記振動信号または前記増幅信号のいずれか一方に切り替える切り替え回路と、を備える、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the drive circuit of the present invention is a drive circuit that vibrates a vibrator used for measuring a physical quantity, and amplifies an input signal and outputs the amplified signal as a drive signal for driving the vibrator. An oscillation circuit detects a vibration state of the vibrator based on a vibration signal corresponding to an output signal output from the vibrator, and converts the input signal in the amplification circuit based on the detected vibration state of the vibrator. A vibration detection unit that determines and outputs a first gain value to be multiplied, a second gain value that can determine that the vibrator vibrates in an appropriate vibration state, and the first gain value Based on the vibration determination unit for determining the vibration state of the vibrator, an additional amplification circuit for outputting an amplified signal obtained by multiplying the vibration signal by a predetermined gain value, and the determination result of the vibration determination unit On the basis of, It said input signal whose serial amplifier circuit for amplifying, and a switching circuit for switching to one of the vibration signal or the amplified signal, it is characterized.

また、本発明の駆動回路における前記振動判定部は、前記第1のゲイン値が前記第2のゲイン値よりも大きい場合に、前記振動子が適切な振動状態で振動していないと判定し、前記第1のゲイン値が前記第2のゲイン値以下である場合に、前記振動子が適切な振動状態で振動していると判定し、前記切り替え回路は、前記振動判定部によって前記振動子が適切な振動状態で振動していないと判定された場合に、前記増幅信号を前記入力信号とし、前記振動判定部によって前記振動子が適切な振動状態で振動していると判定された場合に、前記振動信号を前記入力信号とする、ことを特徴とする。   The vibration determination unit in the drive circuit of the present invention determines that the vibrator is not vibrating in an appropriate vibration state when the first gain value is larger than the second gain value. When the first gain value is less than or equal to the second gain value, it is determined that the vibrator is oscillating in an appropriate vibration state, and the switching circuit determines that the vibrator is When it is determined that it is not vibrating in an appropriate vibration state, the amplified signal is used as the input signal, and when the vibration determination unit determines that the vibrator is vibrating in an appropriate vibration state, The vibration signal is used as the input signal.

また、本発明の駆動回路における前記振動判定部は、前記第2のゲイン値を出力する基準回路と、前記第2のゲイン値と、前記振動検出部が現在出力している前記第1のゲイン値とを比較し、比較した結果を前記振動子の振動状態を判定した前記判定結果として出力する比較器と、を備える、ことを特徴とする。   The vibration determination unit in the drive circuit of the present invention includes a reference circuit that outputs the second gain value, the second gain value, and the first gain that is currently output by the vibration detection unit. And a comparator that compares the result and outputs the result of the comparison as a result of the determination of the vibration state of the vibrator.

また、本発明の駆動回路における前記第2のゲイン値は、前記振動子の振動が前記物理量を計測するために用いることができる定常状態の振動であると判定することができる前記第1のゲイン値の範囲の上限のゲイン値である、ことを特徴とする。   In addition, the second gain value in the drive circuit of the present invention is the first gain that can be determined that the vibration of the vibrator is a steady-state vibration that can be used to measure the physical quantity. The gain value is the upper limit of the value range.

また、本発明の駆動回路における前記振動判定部は、前記振動子を振動していない状態から適切な振動状態にさせる前記振動子の起動時間において、前記振動子の振動状態を判定し、前記切り替え回路は、前記起動時間において、前記増幅回路が増幅する前記入力信号を、前記振動判定部の判定結果に基づいて切り替える、ことを特徴とする。   Further, the vibration determination unit in the drive circuit of the present invention determines the vibration state of the vibrator at the start time of the vibrator that causes the vibrator to change from an unvibrated state to an appropriate vibration state, and performs the switching. The circuit switches the input signal amplified by the amplifier circuit based on a determination result of the vibration determination unit during the startup time.

また、本発明の物理量センサ装置は、上記本発明の駆動回路と、前記振動子における振動の変化を検出し、検出した振動の変化に基づいて物理量を計測する物理量計測回路と、を備える、ことを特徴とする。   The physical quantity sensor device of the present invention includes the drive circuit of the present invention, and a physical quantity measurement circuit that detects a change in vibration in the vibrator and measures a physical quantity based on the detected change in vibration. It is characterized by.

本発明によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、振動子の起動時間を短縮することができる駆動回路および物理量センサ装置を提供することができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to provide a drive circuit and a physical quantity sensor device that can shorten the activation time of the vibrator while suppressing an increase in power consumption.

本発明の実施形態における駆動回路の概略構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a drive circuit in an embodiment of the present invention. 本実施形態の駆動回路において振動センサの駆動を開始するときの信号の一例を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed an example of the signal when starting the drive of a vibration sensor in the drive circuit of this embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態における駆動回路の概略構成を示したブロック図である。図1には、本発明の実施形態の駆動回路を搭載した物理量センサ装置1において、外部から与えられた物理量の検出に用いられる振動子である振動センサ10と、振動センサ10を駆動する(振動させる)駆動回路20との構成を示している。つまり、図1に示した物理量センサ装置1の構成においては、振動センサ10の振動の変化を検出し、検出した振動の変化に基づいて物理量を計測する物理量計測回路の構成を省略している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, in a physical quantity sensor device 1 equipped with a drive circuit according to an embodiment of the present invention, a vibration sensor 10 which is a vibrator used for detection of a physical quantity given from the outside, and the vibration sensor 10 are driven (vibration). The configuration with the drive circuit 20 is shown. That is, in the configuration of the physical quantity sensor device 1 illustrated in FIG. 1, the configuration of the physical quantity measurement circuit that detects a change in vibration of the vibration sensor 10 and measures the physical quantity based on the detected change in vibration is omitted.

なお、駆動回路20は、様々な設備を持つプラントにおいて、プラント内に配置されたそれぞれの設備が稼働している状態の監視や設備の運転の制御を行うことを目的としたフィールド機器と呼ばれる測定器や操作器などの現場機器(例えば、2線式圧力伝送器や無線圧力伝送器など)に搭載してもよい。また、駆動回路20は、例えば、圧力センサ装置、ジャイロセンサ装置、加速度センサ装置など、振動子として備えた振動センサ10を振動させて、外部から与えられた物理量を検出する振動式のセンサ装置に搭載してもよい。しかし、駆動回路20を搭載することができるセンサ装置は、上述したようなセンサ装置に限定されるものではなく、振動子を振動させて、外部から与えられた物理量を、振動子の振動の変化に基づいて検出する振動式のセンサ装置であれば、いかなる物理量を計測するセンサ装置に搭載してもよい。   In addition, the drive circuit 20 is a measurement called a field device for the purpose of monitoring the operating state of each facility arranged in the plant and controlling the operation of the facility in a plant having various facilities. You may mount in field devices (for example, a two-wire pressure transmitter, a wireless pressure transmitter, etc.), such as a device and an operation device. Further, the drive circuit 20 is a vibration type sensor device that vibrates the vibration sensor 10 provided as a vibrator and detects a physical quantity given from the outside, such as a pressure sensor device, a gyro sensor device, and an acceleration sensor device. May be installed. However, the sensor device on which the drive circuit 20 can be mounted is not limited to the sensor device as described above, and the physical quantity given from the outside is changed by changing the vibration of the vibrator by vibrating the vibrator. As long as it is a vibration type sensor device that detects based on the above, it may be mounted on a sensor device that measures any physical quantity.

振動センサ10は、駆動回路20から出力されたセンサ駆動信号に応じて振動する振動子(例えば、水晶振動子)を含んで構成された振動式センサである。振動センサ10は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微小電気機械システム)を振動子として利用した振動式センサである。振動センサ10は、振動子の振動に応じた信号(以下、「センサ出力信号」という)を出力する。なお、以下の説明においては、説明を容易にするため、振動センサ10を構成する振動子が出力するセンサ出力信号を、振動センサ10が出力するものとして説明する。   The vibration sensor 10 is a vibration sensor configured to include a vibrator (for example, a crystal vibrator) that vibrates in accordance with a sensor drive signal output from the drive circuit 20. The vibration sensor 10 is a vibration sensor that uses, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) as a vibrator. The vibration sensor 10 outputs a signal corresponding to the vibration of the vibrator (hereinafter referred to as “sensor output signal”). In the following description, for ease of explanation, the sensor output signal output by the vibrator constituting the vibration sensor 10 is assumed to be output by the vibration sensor 10.

駆動回路20は、振動センサ10を構成する振動子を駆動して、適切な一定の振幅で振動子を振動させるための自励振制御回路である。駆動回路20は、振動センサ10を構成する振動子の振動を間歇動作するように制御(駆動)することによって、駆動回路20を備えた物理量センサ装置1における消費電力を低減させる。例えば、駆動回路20を備えた物理量センサ装置1において、1秒の間に、振動センサ10の起動、不図示の物理量計測回路による物理量の計測、振動センサ10の停止を繰り返す間歇動作を行うことによって、振動センサ10が振動している間に消費する電力を低減させる。このとき、物理量センサ装置1では、振動センサ10を振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間は、不図示の物理量計測回路が物理量を正確に検出することができない時間であるにもかかわらず、電力を消費する時間である。このため、駆動回路20は、振動センサ10を振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を短縮することによって、電力を消費する時間を短縮、つまり、低消費電力化を図る。駆動回路20は、センサアンプ21と、可変ゲインアンプ22と、振幅検出回路23と、エラーアンプ24と、振幅基準回路25と、ブーストアンプ26と、スイッチ27と、コンパレータ28と、ブースト基準回路29と、を含んで構成される。   The drive circuit 20 is a self-excited vibration control circuit for driving the vibrator constituting the vibration sensor 10 to vibrate the vibrator with an appropriate constant amplitude. The drive circuit 20 controls (drives) the vibration of the vibrator constituting the vibration sensor 10 so as to intermittently operate, thereby reducing power consumption in the physical quantity sensor device 1 including the drive circuit 20. For example, in the physical quantity sensor device 1 provided with the drive circuit 20, by performing an intermittent operation that repeatedly activates the vibration sensor 10, measures a physical quantity by a physical quantity measurement circuit (not shown), and stops the vibration sensor 10 in one second. The power consumed while the vibration sensor 10 vibrates is reduced. At this time, in the physical quantity sensor device 1, the physical quantity measurement circuit (not shown) cannot accurately detect the physical quantity during the start-up time when the vibration sensor 10 is vibrated to an appropriate amplitude from the non-vibrating state. Despite time, it is time to consume power. For this reason, the drive circuit 20 shortens the time for consuming power by shortening the start-up time for changing the vibration sensor 10 from being not oscillated to being oscillated to an appropriate amplitude, that is, low power consumption. Plan The drive circuit 20 includes a sensor amplifier 21, a variable gain amplifier 22, an amplitude detection circuit 23, an error amplifier 24, an amplitude reference circuit 25, a boost amplifier 26, a switch 27, a comparator 28, and a boost reference circuit 29. And comprising.

センサアンプ21は、振動センサ10から出力されたセンサ出力信号に、予め定めたゲイン値を乗じることによって信号のレベルを増幅するアンプである。センサアンプ21は、信号のレベルを増幅したセンサ出力信号を、センサ信号として振幅検出回路23、ブーストアンプ26、およびスイッチ27のそれぞれに出力する。   The sensor amplifier 21 is an amplifier that amplifies the signal level by multiplying the sensor output signal output from the vibration sensor 10 by a predetermined gain value. The sensor amplifier 21 outputs a sensor output signal obtained by amplifying the signal level to each of the amplitude detection circuit 23, the boost amplifier 26, and the switch 27 as a sensor signal.

振幅検出回路23は、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に基づいて、振動センサ10が振動している振幅の情報を検出する検出回路である。より具体的には、振幅検出回路23は、センサ信号に基づいて、振動センサ10を構成する振動子が振動している振幅の大きさを検出する。振幅検出回路23が検出した振幅の大きさによって、振動センサ10を構成する振動子の振動状態を監視することができる。振幅検出回路23は、検出した振幅の大きさを表す情報(以下、「振幅情報」という)を、エラーアンプ24に出力する。   The amplitude detection circuit 23 is a detection circuit that detects information on the amplitude of vibration of the vibration sensor 10 based on the sensor signal output from the sensor amplifier 21. More specifically, the amplitude detection circuit 23 detects the magnitude of the amplitude at which the vibrator constituting the vibration sensor 10 vibrates based on the sensor signal. The vibration state of the vibrator constituting the vibration sensor 10 can be monitored based on the amplitude detected by the amplitude detection circuit 23. The amplitude detection circuit 23 outputs information indicating the magnitude of the detected amplitude (hereinafter referred to as “amplitude information”) to the error amplifier 24.

振幅基準回路25は、駆動回路20が振動センサ10の振動を適切な一定の振動状態に保つための基準となる振幅の大きさを表す情報(以下、「基準振幅情報」という)を生成する基準回路である。ここで、振幅基準回路25が生成する基準振幅情報は、不図示の物理量計測回路が、振動センサ10の振動の変化を検出する期間において物理量の変化を正確に検出することができるようにするために目標とする定常状態の振幅の大きさを表す情報である。振幅基準回路25は、生成した基準振幅情報を、エラーアンプ24に出力する。   The amplitude reference circuit 25 generates a reference (hereinafter referred to as “reference amplitude information”) that represents the magnitude of the amplitude that serves as a reference for the drive circuit 20 to keep the vibration of the vibration sensor 10 in an appropriate constant vibration state. Circuit. Here, the reference amplitude information generated by the amplitude reference circuit 25 is for enabling a physical quantity measurement circuit (not shown) to accurately detect a change in physical quantity during a period in which a change in vibration of the vibration sensor 10 is detected. Is information representing the amplitude of the target steady state amplitude. The amplitude reference circuit 25 outputs the generated reference amplitude information to the error amplifier 24.

エラーアンプ24は、可変ゲインアンプ22に設定するゲイン値を制御する制御回路である。エラーアンプ24は、振幅検出回路23から出力された振幅情報、つまり、振動センサ10が振動している現在の振幅の大きさと、振幅基準回路25から出力された基準振幅情報、つまり、駆動回路20が振動センサ10を振動させる目標の振幅の大きさとを比較する。そして、エラーアンプ24は、振幅情報と基準振幅情報との比較結果に基づいて、可変ゲインアンプ22に設定するゲイン値を決定する。エラーアンプ24は、決定したゲイン値を表す制御情報(以下、「ゲイン制御信号」という)を、可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。   The error amplifier 24 is a control circuit that controls the gain value set in the variable gain amplifier 22. The error amplifier 24 includes the amplitude information output from the amplitude detection circuit 23, that is, the current amplitude of the vibration sensor 10 oscillating, and the reference amplitude information output from the amplitude reference circuit 25, that is, the drive circuit 20. Compares the amplitude of the target for vibrating the vibration sensor 10. Then, the error amplifier 24 determines a gain value to be set in the variable gain amplifier 22 based on the comparison result between the amplitude information and the reference amplitude information. The error amplifier 24 outputs control information (hereinafter referred to as “gain control signal”) representing the determined gain value to each of the variable gain amplifier 22 and the comparator 28.

より具体的には、エラーアンプ24は、まず、振幅情報が表す振幅の大きさと、基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差を算出する。続いて、エラーアンプ24は、振幅情報が表す振幅の大きさが、基準振幅情報が表す振幅の大きさになる、つまり、振幅情報が表す振幅の大きさと、基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差が少なくなるようにするためのゲイン値を算出する。その後、エラーアンプ24は、算出したゲイン値に基づいて、振動センサ10が振動している振幅の大きさを変えるために可変ゲインアンプ22に設定するゲイン値を決定する。エラーアンプ24は、決定したゲイン値を表すゲイン制御信号を、可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。なお、ゲイン制御信号は、算出したゲイン値そのものであってもよい。以下の説明においては、説明を容易にするため、ゲイン制御信号が、算出したゲイン値そのものであるものとして説明する。   More specifically, the error amplifier 24 first calculates the difference between the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information and the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information. Subsequently, in the error amplifier 24, the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information becomes the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information, that is, the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information and the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information. A gain value is calculated so as to reduce the difference. Thereafter, the error amplifier 24 determines a gain value to be set in the variable gain amplifier 22 in order to change the amplitude of the vibration sensor 10 vibrating based on the calculated gain value. The error amplifier 24 outputs a gain control signal representing the determined gain value to each of the variable gain amplifier 22 and the comparator 28. The gain control signal may be the calculated gain value itself. In the following description, for ease of explanation, it is assumed that the gain control signal is the calculated gain value itself.

なお、ここまでの構成と可変ゲインアンプ22とを合わせた構成は、従来の物理量センサ装置に備えた駆動回路(自励振制御回路)においても備えている構成である。従来の駆動回路では、可変ゲインアンプ22が、エラーアンプ24が出力したゲイン制御信号に応じてセンサアンプ21から出力されたセンサ信号を増幅したセンサ駆動信号で、振動センサ10を駆動する。ところで、物理量センサ装置の低消費電力化を実現するために振動センサ10を間歇動作させる場合において、振動センサ10を、振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を短縮するためには、センサアンプ21から出力されたセンサ信号をより大きく増幅したセンサ駆動信号で振動センサ10を駆動する必要がある。しかしながら、センサ駆動信号を出力する可変ゲインアンプ22がセンサアンプ21から出力されたセンサ信号をより大きく増幅する構成にすると、可変ゲインアンプ22がより電力を消費する構成となってしまう。つまり、従来の物理量センサ装置の構成において振動センサ10を間歇動作によって低消費電力化を実現する場合には、消費電力や周波数応答特性などの要因によって可変ゲインアンプ22の増幅率(つまり、可変ゲインアンプ22の利得)が制限を受け、短縮することができる振動センサ10の起動時間には限界が発生する。そこで、駆動回路20では、以下に説明する構成によって、可変ゲインアンプ22の増幅率(利得)を高くすることなく、つまり、可変ゲインアンプ22の消費電力を増加させることなく、従来の物理量センサ装置に備えた駆動回路よりも起動時間を短縮させる。   The configuration combining the configuration so far and the variable gain amplifier 22 is also a configuration provided in a drive circuit (self-excited control circuit) provided in a conventional physical quantity sensor device. In the conventional drive circuit, the variable gain amplifier 22 drives the vibration sensor 10 with a sensor drive signal obtained by amplifying the sensor signal output from the sensor amplifier 21 in accordance with the gain control signal output from the error amplifier 24. By the way, when the vibration sensor 10 is intermittently operated in order to reduce the power consumption of the physical quantity sensor device, the startup time for changing the vibration sensor 10 from a non-vibrating state to an appropriate amplitude is set. In order to shorten the position, it is necessary to drive the vibration sensor 10 with a sensor drive signal obtained by further amplifying the sensor signal output from the sensor amplifier 21. However, if the variable gain amplifier 22 that outputs the sensor driving signal amplifies the sensor signal output from the sensor amplifier 21 more greatly, the variable gain amplifier 22 consumes more power. That is, in the configuration of the conventional physical quantity sensor device, when the vibration sensor 10 achieves low power consumption by intermittent operation, the amplification factor (that is, variable gain) of the variable gain amplifier 22 depends on factors such as power consumption and frequency response characteristics. The gain of the amplifier 22 is limited, and there is a limit to the startup time of the vibration sensor 10 that can be shortened. Therefore, in the drive circuit 20, the conventional physical quantity sensor device has the configuration described below without increasing the gain (gain) of the variable gain amplifier 22, that is, without increasing the power consumption of the variable gain amplifier 22. The start-up time is shorter than the drive circuit provided in

ブースト基準回路29は、振動センサ10が適切な振幅に振動していると判断することができるゲイン値(以下、「ブースト基準ゲイン値」という)を生成する基準回路である。ここで、ブースト基準回路29が生成するブースト基準ゲイン値は、駆動回路20の電源投入時や振動センサ10を間歇動作させたときなどにおいて、駆動回路20が、振動センサ10が振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を短縮した場合に、振動センサ10が適切な振幅に振動していると判断することができるゲイン値である。例えば、ブースト基準回路29が生成するブースト基準ゲイン値は、振動センサ10の振動が定常状態であると判定することができる上限のゲイン値である。ブースト基準回路29は、生成したブースト基準ゲイン値を、コンパレータ28に出力する。   The boost reference circuit 29 is a reference circuit that generates a gain value (hereinafter, referred to as a “boost reference gain value”) that can be determined that the vibration sensor 10 vibrates to an appropriate amplitude. Here, the boost reference gain value generated by the boost reference circuit 29 is such that the drive circuit 20 does not vibrate when the drive circuit 20 is powered on or when the vibration sensor 10 is intermittently operated. This is a gain value with which it can be determined that the vibration sensor 10 is oscillating to an appropriate amplitude when the startup time for oscillating to an appropriate amplitude is shortened. For example, the boost reference gain value generated by the boost reference circuit 29 is an upper limit gain value that can determine that the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state. The boost reference circuit 29 outputs the generated boost reference gain value to the comparator 28.

コンパレータ28は、エラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値と、ブースト基準回路29から出力されたブースト基準ゲイン値とを比較する比較器である。つまり、コンパレータ28は、エラーアンプ24が可変ゲインアンプ22に設定するゲイン値と、振動センサ10の振動が定常状態であると判定することができる上限のゲイン値とを比較する。これにより、コンパレータ28は、可変ゲインアンプ22が、振動する振幅が大きくなるようなゲイン値で振動センサ10を駆動しているか否かを判定することができる。そして、コンパレータ28は、それぞれのゲイン値を比較した結果を表す制御情報を、ブーストアンプ26とスイッチ27とのそれぞれに出力する。ここで、コンパレータ28がそれぞれのゲイン値を比較した結果は、上述したように、振動する振幅が大きくなるようなゲイン値で可変ゲインアンプ22が振動センサ10を駆動しているか否かを判定した結果である。ここでコンパレータ28が判定した結果は、振動センサ10の振動を加速させるか否かを切り替える制御信号(以下、「ブースト制御信号」という)として用いられる。   The comparator 28 is a comparator that compares the gain value represented by the gain control signal output from the error amplifier 24 with the boost reference gain value output from the boost reference circuit 29. That is, the comparator 28 compares the gain value set by the error amplifier 24 in the variable gain amplifier 22 with the upper limit gain value that can determine that the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state. Accordingly, the comparator 28 can determine whether or not the variable gain amplifier 22 is driving the vibration sensor 10 with a gain value that increases the amplitude of vibration. Then, the comparator 28 outputs control information representing the result of comparing the respective gain values to each of the boost amplifier 26 and the switch 27. Here, as a result of comparing the respective gain values by the comparator 28, as described above, it is determined whether or not the variable gain amplifier 22 is driving the vibration sensor 10 with a gain value that increases the vibration amplitude. It is a result. Here, the result determined by the comparator 28 is used as a control signal for switching whether or not to accelerate the vibration of the vibration sensor 10 (hereinafter referred to as “boost control signal”).

ブーストアンプ26は、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に、予め定めたゲイン値(例えば、センサ信号を3倍にするゲイン値)を乗じることによって信号のレベルを増幅するアンプである。ブーストアンプ26は、信号のレベルを増幅したセンサ信号(以下、「ブーストセンサ信号」という)を、スイッチ27に出力する。なお、ブーストアンプ26は、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させることを表しているときに、ブーストセンサ信号を出力し、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させないことを表しているときには、ブーストセンサ信号を出力しない構成にすることもできる。   The boost amplifier 26 is an amplifier that amplifies the signal level by multiplying the sensor signal output from the sensor amplifier 21 by a predetermined gain value (for example, a gain value that triples the sensor signal). The boost amplifier 26 outputs a sensor signal obtained by amplifying the signal level (hereinafter referred to as “boost sensor signal”) to the switch 27. The boost amplifier 26 outputs a boost sensor signal when the boost control signal output from the comparator 28 indicates that the vibration of the vibration sensor 10 is accelerated, and the boost control signal output from the comparator 28. However, when it represents that the vibration of the vibration sensor 10 is not accelerated, the boost sensor signal may not be output.

スイッチ27は、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号に従って、センサアンプ21から出力されたセンサ信号、またはブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号のいずれか一方を選択する選択回路である。スイッチ27は、選択したいずれか一方のセンサ信号を可変ゲインアンプ22の入力信号として出力する。より具体的には、スイッチ27は、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させないことを表しているときには、センサアンプ21から出力されたセンサ信号を選択して可変ゲインアンプ22に出力する。この状態は、従来の物理量センサ装置に備えた駆動回路における動作状態と同様の状態である。一方、スイッチ27は、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させることを表しているときには、ブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号を選択して可変ゲインアンプ22に出力する。   The switch 27 is a selection circuit that selects either the sensor signal output from the sensor amplifier 21 or the boost sensor signal output from the boost amplifier 26 according to the boost control signal output from the comparator 28. The switch 27 outputs one of the selected sensor signals as an input signal of the variable gain amplifier 22. More specifically, the switch 27 selects and changes the sensor signal output from the sensor amplifier 21 when the boost control signal output from the comparator 28 indicates that the vibration of the vibration sensor 10 is not accelerated. Output to the gain amplifier 22. This state is the same as the operation state in the drive circuit provided in the conventional physical quantity sensor device. On the other hand, when the boost control signal output from the comparator 28 indicates that the vibration of the vibration sensor 10 is accelerated, the switch 27 selects the boost sensor signal output from the boost amplifier 26 and selects the variable gain amplifier 22. Output to.

可変ゲインアンプ22は、スイッチ27から出力されたセンサ信号に、エラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値を乗じることによって信号のレベルを増幅するアンプである。可変ゲインアンプ22は、信号のレベルを増幅したセンサ信号を、センサ駆動信号として振動センサ10に出力する。これにより、振動センサ10を構成する振動子は、可変ゲインアンプ22から出力されたセンサ駆動信号に応じて、一定の振幅で振動する。つまり、振動センサ10を構成する振動子は、不図示の物理量計測回路が、振動センサ10の振動の変化を検出する期間において物理量の変化を正確に検出することができるような適切な一定の振動状態(定常状態)に保たれる。   The variable gain amplifier 22 is an amplifier that amplifies the signal level by multiplying the sensor signal output from the switch 27 by the gain value represented by the gain control signal output from the error amplifier 24. The variable gain amplifier 22 outputs a sensor signal obtained by amplifying the signal level to the vibration sensor 10 as a sensor drive signal. As a result, the vibrator constituting the vibration sensor 10 vibrates with a constant amplitude according to the sensor drive signal output from the variable gain amplifier 22. That is, the vibrator constituting the vibration sensor 10 has an appropriate constant vibration that allows a physical quantity measurement circuit (not shown) to accurately detect a change in physical quantity during a period in which the vibration change of the vibration sensor 10 is detected. The state (steady state) is maintained.

ここで、可変ゲインアンプ22がスイッチ27から出力されたセンサ信号を増幅する増幅率(利得)は、従来の物理量センサ装置に備えた駆動回路(自励振制御回路)に備えた可変ゲインアンプ22と同様に、エラーアンプ24が出力したゲイン制御信号に応じた増幅率(利得)である。つまり、可変ゲインアンプ22は、電力をより多く消費することなく、スイッチ27から出力されたセンサ信号を増幅する。ただし、駆動回路20においては、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させることを表しているときには、ブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号を可変ゲインアンプ22が増幅する。このブーストセンサ信号は、従来の駆動回路と同様にセンサアンプ21から出力されたセンサ信号を、ブーストアンプ26によってさらに増幅したセンサ信号である。つまり、駆動回路20では、可変ゲインアンプ22の増幅率(利得)は、従来の物理量センサ装置に備えた駆動回路に備えた可変ゲインアンプ22と同様であるものの、増幅する対象のセンサ信号が従来よりも増幅されたセンサ信号である。これにより、駆動回路20では、可変ゲインアンプ22の増幅率(利得)を高くすることなく、つまり、可変ゲインアンプ22の消費電力を増加させることなく、センサアンプ21から出力されたセンサ信号をより大きく増幅することができる。   Here, the amplification factor (gain) at which the variable gain amplifier 22 amplifies the sensor signal output from the switch 27 is the same as the variable gain amplifier 22 provided in the drive circuit (self-excited control circuit) provided in the conventional physical quantity sensor device. Similarly, it is an amplification factor (gain) corresponding to the gain control signal output from the error amplifier 24. That is, the variable gain amplifier 22 amplifies the sensor signal output from the switch 27 without consuming more power. However, in the drive circuit 20, when the boost control signal output from the comparator 28 indicates that the vibration of the vibration sensor 10 is accelerated, the variable gain amplifier 22 receives the boost sensor signal output from the boost amplifier 26. Amplify. This boost sensor signal is a sensor signal obtained by further amplifying the sensor signal output from the sensor amplifier 21 by the boost amplifier 26 as in the conventional drive circuit. In other words, in the drive circuit 20, the amplification factor (gain) of the variable gain amplifier 22 is the same as that of the variable gain amplifier 22 provided in the drive circuit provided in the conventional physical quantity sensor device, but the sensor signal to be amplified is conventional. Is a more amplified sensor signal. Thereby, in the drive circuit 20, the sensor signal output from the sensor amplifier 21 is more increased without increasing the gain (gain) of the variable gain amplifier 22, that is, without increasing the power consumption of the variable gain amplifier 22. It can be greatly amplified.

このような構成によって、駆動回路20を備えた物理量センサ装置1では、低消費電力化を実現するために振動センサ10を間歇動作させる場合において、消費電力の増加を抑制しつつ、振動センサ10を、振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を短縮させることができる。   With such a configuration, in the physical quantity sensor device 1 including the drive circuit 20, when the vibration sensor 10 is intermittently operated in order to achieve low power consumption, the vibration sensor 10 is suppressed while suppressing an increase in power consumption. It is possible to shorten the start-up time for changing from a state of not vibrating to a state of vibrating to an appropriate amplitude.

次に、駆動回路20の動作の一例について説明する。図2は、本実施形態の駆動回路において振動センサ10の駆動を開始するときの信号の一例を示したタイミングチャートである。図2には、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させる場合と、加速させない場合、つまり、従来の駆動回路の動作に相当する場合における信号の変化の一例を示している。なお、図2の上段には、エラーアンプ24が出力するゲイン制御信号の変化の一例を示し、図2の下段には、コンパレータ28が出力するブースト制御信号の変化の一例を示している。図2の上段において、破線で示したゲイン制御信号のタイミングは、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させないように動作した場合、つまり、従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合のタイミングを示している。また、図2の上段において、実線で示したゲイン制御信号のタイミングは、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合のタイミングを示している。なお、図2の下段には、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合のブースト制御信号のタイミングのみを示している。これは、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合には、コンパレータ28が出力するブースト制御信号に応じた動作を行わないからである。   Next, an example of the operation of the drive circuit 20 will be described. FIG. 2 is a timing chart showing an example of signals when driving of the vibration sensor 10 is started in the drive circuit of the present embodiment. FIG. 2 shows an example of signal changes when the drive circuit 20 accelerates vibration of the vibration sensor 10 and when it does not accelerate, that is, when the drive circuit 20 corresponds to the operation of the conventional drive circuit. 2 shows an example of a change in the gain control signal output from the error amplifier 24, and the lower stage in FIG. 2 shows an example of a change in the boost control signal output from the comparator 28. In the upper part of FIG. 2, the timing of the gain control signal indicated by the broken line is the timing when the drive circuit 20 operates so as not to accelerate the vibration of the vibration sensor 10, that is, when the operation corresponds to the operation of the conventional drive circuit. The timing is shown. In the upper part of FIG. 2, the timing of the gain control signal indicated by the solid line indicates the timing when the drive circuit 20 operates to accelerate the vibration of the vibration sensor 10. The lower part of FIG. 2 shows only the timing of the boost control signal when the drive circuit 20 is operated so as to accelerate the vibration of the vibration sensor 10. This is because when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit, the operation according to the boost control signal output from the comparator 28 is not performed.

振動センサ10を振動していない状態であるとき、センサアンプ21は、振動が停止している状態のセンサ信号を、振幅検出回路23と、ブーストアンプ26と、スイッチ27とのそれぞれに出力する。これにより、振幅検出回路23は、振動センサ10が適切に振動していない状態であることを表す振幅情報を、エラーアンプ24に出力する。   When the vibration sensor 10 is not vibrating, the sensor amplifier 21 outputs a sensor signal in a state where the vibration is stopped to each of the amplitude detection circuit 23, the boost amplifier 26, and the switch 27. As a result, the amplitude detection circuit 23 outputs amplitude information indicating that the vibration sensor 10 is not properly vibrating to the error amplifier 24.

ここで、まず、図2の上段において、破線で示した、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合のタイミングについて説明する。この場合、スイッチ27は、センサアンプ21から出力されたセンサ信号を選択して可変ゲインアンプ22に出力している。   Here, first, the timing when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit, indicated by a broken line, in the upper part of FIG. 2 will be described. In this case, the switch 27 selects the sensor signal output from the sensor amplifier 21 and outputs it to the variable gain amplifier 22.

時刻tsにおいて、駆動回路20が振動センサ10を振動させる動作を開始すると、エラーアンプ24は、振幅検出回路23から出力された振幅情報と、振幅基準回路25から出力された基準振幅情報とに基づいて、可変ゲインアンプ22に設定するゲイン値を表すゲイン制御信号を、可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。より具体的には、時刻ts以前では、振幅検出回路23から出力された振幅情報が、例えば、振幅の大きさ=0など、振動センサ10が適切に振動していない状態であることを表す情報であるため、エラーアンプ24は、可変ゲインアンプ22に設定することができる限界のゲイン値のゲイン制御信号(図2の上段では、電圧=V3)を、時刻tsから可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。   When the drive circuit 20 starts to vibrate the vibration sensor 10 at time ts, the error amplifier 24 is based on the amplitude information output from the amplitude detection circuit 23 and the reference amplitude information output from the amplitude reference circuit 25. Thus, a gain control signal representing a gain value set in the variable gain amplifier 22 is output to each of the variable gain amplifier 22 and the comparator 28. More specifically, before the time ts, the amplitude information output from the amplitude detection circuit 23 is information indicating that the vibration sensor 10 is not properly vibrating, for example, the amplitude magnitude = 0. Therefore, the error amplifier 24 sends a gain control signal having a limit gain value that can be set to the variable gain amplifier 22 (voltage = V3 in the upper part of FIG. 2) from the time ts to the variable gain amplifier 22 and the comparator 28. Output to each of.

これにより、可変ゲインアンプ22は、スイッチ27を介して入力された、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に対してエラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値を乗じた信号レベルのセンサ駆動信号を、振動センサ10に出力する。   Thus, the variable gain amplifier 22 has a signal level obtained by multiplying the sensor signal input from the sensor 27 and output from the sensor amplifier 21 by the gain value represented by the gain control signal output from the error amplifier 24. A sensor drive signal is output to the vibration sensor 10.

ここで、センサアンプ21が振動センサ10から出力されたセンサ出力信号に乗じる予め定めたゲイン値をゲイン値=G1、可変ゲインアンプ22がスイッチ27から出力されたセンサ信号に乗じるゲイン値、すなわち、エラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値をゲイン値=G2とした場合を考える。このとき、センサ駆動信号の信号レベルは、下式(1)で表される。   Here, the gain value = G1 is obtained by multiplying the sensor output signal output from the vibration sensor 10 by the sensor amplifier 21 and the gain value by which the variable gain amplifier 22 is multiplied by the sensor signal output from the switch 27, that is, Consider a case where the gain value represented by the gain control signal output from the error amplifier 24 is gain value = G2. At this time, the signal level of the sensor drive signal is expressed by the following equation (1).

センサ駆動信号の信号レベル=G1×G2×センサ信号の信号レベル ・・・(1)   Signal level of sensor drive signal = G1 × G2 × signal level of sensor signal (1)

振動センサ10は、上式(1)の信号レベルのセンサ駆動信号によって駆動されて振動して、徐々に振幅が大きくなる。このとき、センサアンプ21は、振動センサ10から出力されたセンサ出力信号に応じたセンサ信号を出力し、振幅検出回路23は、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に基づいて振動センサ10が振動している振幅の情報を検出し、検出した振幅の大きさを表す振幅情報を、エラーアンプ24に出力する。   The vibration sensor 10 is driven to vibrate by the sensor drive signal having the signal level of the above formula (1), and the amplitude gradually increases. At this time, the sensor amplifier 21 outputs a sensor signal corresponding to the sensor output signal output from the vibration sensor 10, and the amplitude detection circuit 23 causes the vibration sensor 10 to vibrate based on the sensor signal output from the sensor amplifier 21. The detected amplitude information is detected, and amplitude information representing the detected amplitude is output to the error amplifier 24.

その後、時刻t1から徐々に、振幅検出回路23から出力された振幅情報が表す振幅の大きさと、振幅基準回路25から出力された基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差が少なくなり、予め定めた範囲内の差になると、エラーアンプ24は、振動センサ10の振動を定常状態に保つためのゲイン値を表すゲイン制御信号を、可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。図2の上段においては、振動センサ10の振動が定常状態であるゲイン値を表す電圧の範囲を電圧=V1〜電圧=V2とした場合において、エラーアンプ24が出力するゲイン制御信号の電圧が、時刻t1から徐々に低くなり、電圧=V1と電圧=V2との間の電圧に安定する場合を示している。   Thereafter, gradually from time t1, the difference between the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information output from the amplitude detection circuit 23 and the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information output from the amplitude reference circuit 25 decreases, and is determined in advance. When the difference falls within the range, the error amplifier 24 outputs a gain control signal representing a gain value for maintaining the vibration of the vibration sensor 10 in a steady state to each of the variable gain amplifier 22 and the comparator 28. In the upper part of FIG. 2, when the voltage range representing the gain value in which the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state is set to voltage = V1 to voltage = V2, the voltage of the gain control signal output by the error amplifier 24 is In this example, the voltage gradually decreases from time t1 and stabilizes at a voltage between voltage = V1 and voltage = V2.

これにより、可変ゲインアンプ22は、スイッチ27を介して入力された、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に対してエラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値を乗じた信号レベルのセンサ駆動信号を振動センサ10に出力して、振動センサ10の振動を定常状態に保たせる。これにより、不図示の物理量計測回路は、振動センサ10の振動が定常状態に保たれた後、振動センサ10の振動の変化を検出する期間において物理量の変化を正確に検出することができる。   Thus, the variable gain amplifier 22 has a signal level obtained by multiplying the sensor signal input from the sensor 27 and output from the sensor amplifier 21 by the gain value represented by the gain control signal output from the error amplifier 24. A sensor drive signal is output to the vibration sensor 10 to keep the vibration of the vibration sensor 10 in a steady state. Thereby, the physical quantity measuring circuit (not shown) can accurately detect the change in the physical quantity in the period for detecting the change in the vibration of the vibration sensor 10 after the vibration of the vibration sensor 10 is maintained in the steady state.

このように、駆動回路20が、従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合には、時刻t1からゲイン制御信号の電圧が低くなり、振動センサ10の振動が定常状態となった後、つまり、時刻t1以降の期間において、不図示の物理量計測回路は、物理量の変化を正確に検出することができる。   As described above, when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit, the voltage of the gain control signal becomes low from time t1, and the vibration of the vibration sensor 10 becomes a steady state. That is, in a period after time t1, a physical quantity measurement circuit (not shown) can accurately detect a change in physical quantity.

続いて、図2の上段において、実線で示した、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合のタイミングについて説明する。この場合、スイッチ27は、ブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号を選択して可変ゲインアンプ22に出力している。   Next, the timing when the drive circuit 20 operates so as to accelerate the vibration of the vibration sensor 10 indicated by a solid line in the upper part of FIG. 2 will be described. In this case, the switch 27 selects the boost sensor signal output from the boost amplifier 26 and outputs it to the variable gain amplifier 22.

時刻tsにおいて、駆動回路20が振動センサ10を振動させる動作を開始すると、エラーアンプ24は、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合のタイミングと同様に動作する。   When the drive circuit 20 starts to vibrate the vibration sensor 10 at time ts, the error amplifier 24 operates in the same manner as the timing when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit.

これにより、可変ゲインアンプ22は、スイッチ27を介して入力された、ブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号に対してエラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値を乗じた信号レベルのセンサ駆動信号を、振動センサ10に出力する。   As a result, the variable gain amplifier 22 multiplies the boost sensor signal input from the switch 27 and output from the boost amplifier 26 by the gain level represented by the gain control signal output from the error amplifier 24. Is output to the vibration sensor 10.

ここで、ブーストアンプ26がセンサアンプ21から出力されたセンサ信号に乗じる予め定めたゲイン値をゲイン値=G3とした場合を考える。このとき、センサ駆動信号の信号レベルは、下式(2)で表される。   Here, consider a case where a predetermined gain value multiplied by the sensor signal output from the sensor amplifier 21 by the boost amplifier 26 is gain value = G3. At this time, the signal level of the sensor drive signal is expressed by the following equation (2).

センサ駆動信号の信号レベル=G1×G2×G3×センサ信号の信号レベル
・・・(2)
Signal level of sensor driving signal = G1 × G2 × G3 × signal level of sensor signal
... (2)

なお、上式(2)において、G1およびG2は、上式(1)と同様である。   In the above formula (2), G1 and G2 are the same as in the above formula (1).

振動センサ10は、上式(2)の信号レベルのセンサ駆動信号によって駆動されて振動して、徐々に振幅が大きくなる。このとき、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合のタイミングと同様に、センサアンプ21は、振動センサ10から出力されたセンサ出力信号に応じたセンサ信号を出力し、振幅検出回路23は、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に基づいて振動センサ10が振動している振幅の情報を検出し、検出した振幅の大きさを表す振幅情報を、エラーアンプ24に出力する。   The vibration sensor 10 is driven and vibrated by the sensor drive signal having the signal level of the above equation (2), and the amplitude gradually increases. At this time, the sensor amplifier 21 outputs a sensor signal corresponding to the sensor output signal output from the vibration sensor 10, similarly to the timing when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit. The amplitude detection circuit 23 detects information on the amplitude at which the vibration sensor 10 vibrates based on the sensor signal output from the sensor amplifier 21, and outputs amplitude information indicating the detected amplitude to the error amplifier 24. To do.

ここで、上式(1)と上式(2)とを比べてわかるように、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合には、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合に比べて、センサ駆動信号の信号レベルが、ゲイン値=G3倍となっている。つまり、上述したように、センサ駆動信号は、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合よりも、ブーストアンプ26が増幅するゲイン値分だけさらに増幅した信号である。このため、振動センサ10は、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合よりも早く、定常状態の振動、すなわち、定常状態の振幅の大きさになる。   Here, as can be seen by comparing the above formula (1) and the above formula (2), when the drive circuit 20 operates to accelerate the vibration of the vibration sensor 10, the drive circuit 20 is a conventional drive circuit. The signal level of the sensor drive signal is gain value = G3 times as compared with the case where the operation corresponding to the above operation is performed. That is, as described above, the sensor drive signal is a signal further amplified by the gain value amplified by the boost amplifier 26 than when the drive circuit 20 operates corresponding to the operation of the conventional drive circuit. For this reason, the vibration sensor 10 has a steady-state vibration, that is, a magnitude of the steady-state amplitude faster than when the drive circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit.

これにより、例えば、図2の上段に示したように、時刻t2から徐々に、振幅検出回路23から出力された振幅情報が表す振幅の大きさと、振幅基準回路25から出力された基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差が少なくなり、予め定めた範囲内の差になる。つまり、図2の上段に示したように、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合には、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合において振幅情報が表す振幅の大きさと基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差が少なくなり始める時刻t1よりも早い時刻t2のときから、振幅情報が表す振幅の大きさと基準振幅情報が表す振幅の大きさとの差が少なくなり始める。これにより、駆動回路20が振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合には、エラーアンプ24は、振動センサ10の振動を定常状態に保つためのゲイン値を表すゲイン制御信号を、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合よりも早いタイミング(例えば、時刻t1−時刻t2だけ早いタイミング)から、可変ゲインアンプ22とコンパレータ28とのそれぞれに出力する。なお、振動センサ10の振動が定常状態であるゲイン値を表す際にエラーアンプ24が出力するゲイン制御信号の電圧は、駆動回路20が従来の駆動回路の動作に相当する動作をした場合と同様に、電圧=V1と電圧=V2との間の電圧である。   Thereby, for example, as shown in the upper part of FIG. 2, the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information output from the amplitude detection circuit 23 and the reference amplitude information output from the amplitude reference circuit 25 are gradually increased from time t2. The difference from the magnitude of the expressed amplitude is reduced, and the difference is within a predetermined range. That is, as shown in the upper part of FIG. 2, when the drive circuit 20 operates to accelerate the vibration of the vibration sensor 10, the drive circuit 20 operates corresponding to the operation of the conventional drive circuit. From time t2 earlier than time t1 at which the difference between the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information and the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information starts to decrease, the magnitude of the amplitude represented by the amplitude information and the magnitude of the amplitude represented by the reference amplitude information The difference between and begins to decrease. Thus, when the drive circuit 20 operates to accelerate the vibration of the vibration sensor 10, the error amplifier 24 drives a gain control signal representing a gain value for keeping the vibration of the vibration sensor 10 in a steady state. The output is output to each of the variable gain amplifier 22 and the comparator 28 from an earlier timing than when the circuit 20 performs an operation corresponding to the operation of the conventional drive circuit (for example, timing earlier by time t1−time t2). The voltage of the gain control signal output from the error amplifier 24 when the vibration of the vibration sensor 10 represents a steady state gain value is the same as when the drive circuit 20 operates corresponding to the operation of the conventional drive circuit. In addition, the voltage is between V = V1 and V = V2.

コンパレータ28は、エラーアンプ24から現在出力されているゲイン制御信号が振動センサ10の振動が定常状態であることを表す電圧の範囲になったことによって、ブースト制御信号を、振動センサ10の振動を加速させることを表す状態から、振動センサ10の振動を加速させないことを表す状態に変化させる。図2の下段においては、ゲイン制御信号の電圧が、振動センサ10の振動が定常状態であると判定することができる範囲の上限の電圧=V2以下となった時刻t3のときに、ブースト制御信号が、振動センサ10の振動を加速させることを表す状態(“High”レベル=ブーストON)から、振動センサ10の振動を加速させないことを表す状態(Low“レベル=ブーストOFF)に変化している場合を示している。   The comparator 28 outputs the boost control signal and the vibration of the vibration sensor 10 when the gain control signal currently output from the error amplifier 24 falls within the voltage range indicating that the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state. The state representing acceleration is changed to a state representing that the vibration of the vibration sensor 10 is not accelerated. In the lower part of FIG. 2, when the voltage of the gain control signal is at the time t3 when the upper limit voltage of the range in which it is possible to determine that the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state is equal to or lower than V2, the boost control signal Changes from a state representing acceleration of the vibration of the vibration sensor 10 (“High” level = boost ON) to a state representing that the vibration of the vibration sensor 10 is not accelerated (Low “level = boost OFF). Shows the case.

これにより、スイッチ27は、可変ゲインアンプ22に出力するセンサ信号を切り替える。より具体的には、可変ゲインアンプ22に出力するセンサ信号を、ブーストアンプ26から出力されたブーストセンサ信号から、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に切り替える。これにより、駆動回路20は、時刻t3以降、可変ゲインアンプ22が、スイッチ27を介して入力された、センサアンプ21から出力されたセンサ信号に対してエラーアンプ24から出力されたゲイン制御信号が表すゲイン値を乗じた信号レベルのセンサ駆動信号を振動センサ10に出力して、振動センサ10の振動を定常状態に保たせる。これにより、不図示の物理量計測回路は、従来の動作よりも早いタイミングである時刻t2以降(または時刻t3以降)に振動センサ10の振動が定常状態に保たれた後、振動センサ10の振動の変化を検出する期間において物理量の変化を正確に検出することができる。   As a result, the switch 27 switches the sensor signal output to the variable gain amplifier 22. More specifically, the sensor signal output to the variable gain amplifier 22 is switched from the boost sensor signal output from the boost amplifier 26 to the sensor signal output from the sensor amplifier 21. As a result, the drive circuit 20 receives the gain control signal output from the error amplifier 24 in response to the sensor signal output from the sensor amplifier 21 input by the variable gain amplifier 22 via the switch 27 after time t3. A sensor drive signal having a signal level multiplied by the expressed gain value is output to the vibration sensor 10 to keep the vibration of the vibration sensor 10 in a steady state. As a result, the physical quantity measurement circuit (not shown) maintains the vibration of the vibration sensor 10 in a steady state after time t2 (or after time t3), which is earlier than the conventional operation, and then the vibration of the vibration sensor 10 is reduced. It is possible to accurately detect the change in the physical quantity during the period for detecting the change.

なお、時刻t3においてスイッチ27が可変ゲインアンプ22に出力するセンサ信号を切り替えた後、ブーストアンプ26は、コンパレータ28から出力されたブースト制御信号が振動センサ10の振動を加速させないことを表す状態(Low“レベル=ブーストOFF)に変化したことに伴って、動作を停止してもよい。つまり、ブーストアンプ26を、振動センサ10を起動させるときにのみ動作させる構成にしてもよい。これにより、振動センサ10の振動が定常状態である期間にブーストアンプ26が消費する電力を低減することができる。つまり、ブーストアンプ26による定常的な電力の消費を削減することができる。また、スイッチ27、コンパレータ28、およびブースト基準回路29のそれぞれを、適切に低消費電力化することによって、振動センサ10の振動を加速させるための構成要素による電力の消費を抑えることができる。   In addition, after the switch 27 switches the sensor signal output to the variable gain amplifier 22 at time t3, the boost amplifier 26 indicates that the boost control signal output from the comparator 28 does not accelerate the vibration of the vibration sensor 10 ( The operation may be stopped in accordance with the change to Low “level = boost OFF. That is, the boost amplifier 26 may be configured to operate only when the vibration sensor 10 is activated. The power consumed by the boost amplifier 26 can be reduced during a period in which the vibration of the vibration sensor 10 is in a steady state, that is, the steady power consumption by the boost amplifier 26 can be reduced. Each of the comparator 28 and the boost reference circuit 29 is appropriately reduced in power consumption. It is thereby possible to suppress the power consumption of by component for accelerating the vibration of the vibration sensor 10.

このように、駆動回路20が、振動センサ10の振動を加速させるように動作した場合には、ブーストアンプ26によってセンサアンプ21から出力されたセンサ信号をさらに増幅したセンサ信号を可変ゲインアンプ22に入力することによって、消費電力が増加してしまう要因となる可変ゲインアンプ22の増幅率(利得)を高くすることなく、振動センサ10の振動を、より早く適切な一定の振動状態(定常状態)にすることができる。つまり、振動センサ10を、振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を短縮させることができる。   As described above, when the drive circuit 20 operates to accelerate the vibration of the vibration sensor 10, a sensor signal obtained by further amplifying the sensor signal output from the sensor amplifier 21 by the boost amplifier 26 is supplied to the variable gain amplifier 22. By inputting the vibration, the vibration of the vibration sensor 10 can be quickly and appropriately fixed (steady state) without increasing the gain (gain) of the variable gain amplifier 22 that causes the power consumption to increase. Can be. That is, it is possible to shorten the startup time for changing the vibration sensor 10 from a state in which it does not vibrate to a state in which it vibrates to an appropriate amplitude.

なお、駆動回路20を備えた物理量センサ装置1では、低消費電力化を実現するために振動センサ10を間歇動作させる場合において、不図示の物理量計測回路がより早く物理量の変化を正確に検出することができるため、正確な物理量を検出した後、より早く振動センサ10を振動していない状態にすることができる。つまり、振動センサ10が振動している期間を短くすることができる。これにより、駆動回路20を備えた物理量センサ装置1では、さらに低消費電力化を実現することができる。   In the physical quantity sensor device 1 provided with the drive circuit 20, when the vibration sensor 10 is intermittently operated in order to realize low power consumption, a physical quantity measurement circuit (not shown) detects a change in physical quantity more accurately and quickly. Therefore, after detecting an accurate physical quantity, the vibration sensor 10 can be put into a state of not vibrating more quickly. That is, the period during which the vibration sensor 10 is vibrating can be shortened. As a result, the physical quantity sensor device 1 including the drive circuit 20 can further reduce power consumption.

上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、振動子の駆動回路に、振動子を振動していない状態から適切な振幅に振動している状態にする起動時間を早くするための構成要素を備える。より具体的には、駆動回路(実施形態においては、駆動回路20)に、振動子(実施形態においては、振動センサ10)が出力した出力信号(実施形態においては、センサ出力信号)に応じた振動信号(実施形態においては、センサ信号)を定常状態のときよりもさらに増幅する追加増幅回路(実施形態においては、ブーストアンプ26)を備える。また、振動子の振動状態を判定するための振動判定部(実施形態においては、コンパレータ28とブースト基準回路29)を備える。また、定常状態と起動時間とで駆動信号(実施形態においては、センサ駆動信号)の生成に用いる信号を切り替える切り替え回路(実施形態においては、スイッチ27)を備える。これにより、本発明を実施するための形態では、振動子の振動が定常状態のときにセンサ駆動信号を出力する増幅回路の増幅率(利得)を高くすることなく、消費電力の増加を抑制しつつ、駆動回路の電源投入時や振動子を間歇動作させたときなどにおいて、振動子の起動時間を短縮することができる。   As described above, according to the embodiment for carrying out the present invention, the activation time for switching the vibrator from the non-vibrating state to the appropriate vibrating state is increased in the vibrator driving circuit. The component for this is provided. More specifically, the drive circuit (drive circuit 20 in the embodiment) responds to the output signal (sensor output signal in the embodiment) output from the vibrator (vibration sensor 10 in the embodiment). An additional amplifier circuit (in the embodiment, a boost amplifier 26) that further amplifies the vibration signal (in the embodiment, the sensor signal) than in the steady state is provided. In addition, a vibration determination unit (in the embodiment, a comparator 28 and a boost reference circuit 29) for determining the vibration state of the vibrator is provided. In addition, a switching circuit (in the embodiment, a switch 27) that switches a signal used for generating a driving signal (in the embodiment, a sensor driving signal) between the steady state and the startup time is provided. Thus, in the embodiment for carrying out the present invention, an increase in power consumption is suppressed without increasing the amplification factor (gain) of the amplifier circuit that outputs the sensor drive signal when the vibration of the vibrator is in a steady state. On the other hand, when the drive circuit is turned on or when the vibrator is intermittently operated, the activation time of the vibrator can be shortened.

このことにより、本発明を実施するための形態では、本実施形態の駆動回路を備えた物理量センサ装置において低消費電力化を実現するために振動センサを間歇動作させる場合でも、物理量計測回路がより早く物理量の変化を正確に検出することができる。また、本発明を実施するための形態では、本実施形態の駆動回路を備えた物理量センサ装置において振動センサを間歇動作させる場合に、振動センサが振動している期間を短くすることによって、さらに低消費電力化を実現することができる。つまり、本発明を実施するための形態では、本実施形態の駆動回路を備えた物理量センサ装置において、振動センサを間歇動作させて、振動センサが振動している期間、つまり、物理量の変化の検出に要する単位時間を短くし、物理量センサ装置の低消費電力化を図ることができる。   As a result, in the embodiment for carrying out the present invention, the physical quantity measuring circuit is more effective even when the vibration sensor is intermittently operated in order to realize low power consumption in the physical quantity sensor device including the driving circuit of the present embodiment. Changes in physical quantities can be detected quickly and accurately. Moreover, in the form for implementing this invention, when operating a vibration sensor intermittently in the physical quantity sensor apparatus provided with the drive circuit of this embodiment, it is further reduced by shortening the period during which the vibration sensor vibrates. Power consumption can be realized. That is, in the embodiment for carrying out the present invention, in the physical quantity sensor device including the drive circuit of the present embodiment, the vibration sensor is intermittently operated to detect the period during which the vibration sensor vibrates, that is, the change in the physical quantity. It is possible to shorten the unit time required for the physical quantity sensor device and reduce the power consumption of the physical quantity sensor device.

なお、実施形態では、図2において、エラーアンプ24が出力するゲイン制御信号の変化に揺れがない場合について説明した。しかし、振動センサ10が振動する振幅の大きさは、例えば、振動センサ10の周囲の温度や振動センサ10が受ける圧力自体の揺れなどの環境の要因によって変動することも考えられる。振動センサ10が振動する振幅の大きさが変動した場合には、この変動に伴って、エラーアンプ24が出力するゲイン制御信号も変動する、つまり、ゲイン制御信号にリンギングが発生することが考えられる。例えば、図2に示した電圧=V2の付近でゲイン制御信号にリンギングが発生した場合、コンパレータ28が出力するブースト制御信号の状態、つまり、振動センサ10の振動を加速させることを表す状態と、振動センサ10の振動を加速させないことを表す状態とが頻繁に変化してしまう。これにより、スイッチ27におけるセンサ信号の切り替えが頻繁に行われることになる。この場合、例えば、コンパレータ28にヒステリシス特性を持たせることによって、コンパレータ28が出力するブースト制御信号の頻繁な変化や、スイッチ27によるセンサ信号の頻繁な切り替えを回避することが考えられる。   In the embodiment, the case where there is no fluctuation in the change of the gain control signal output from the error amplifier 24 in FIG. 2 has been described. However, the magnitude of the amplitude at which the vibration sensor 10 vibrates may vary depending on environmental factors such as, for example, the temperature around the vibration sensor 10 and the fluctuation of the pressure received by the vibration sensor 10. When the magnitude of the amplitude at which the vibration sensor 10 vibrates fluctuates, the gain control signal output from the error amplifier 24 also fluctuates with this fluctuation, that is, ringing may occur in the gain control signal. . For example, when ringing occurs in the gain control signal in the vicinity of the voltage = V2 shown in FIG. 2, the state of the boost control signal output from the comparator 28, that is, the state representing acceleration of vibration of the vibration sensor 10; The state indicating that the vibration of the vibration sensor 10 is not accelerated frequently changes. Thereby, switching of the sensor signal in the switch 27 is frequently performed. In this case, for example, it may be possible to avoid frequent changes in the boost control signal output from the comparator 28 and frequent switching of the sensor signal by the switch 27 by providing the comparator 28 with hysteresis characteristics.

なお、駆動回路20に備えたそれぞれの構成要素は、種々の方法で実現することができる。例えば、振幅検出回路23、エラーアンプ24、振幅基準回路25、コンパレータ28、ブースト基準回路29などの構成要素を、AD(Analog−to−Digital:アナログ・デジタル)コンバータ、CPU(Central Processing Unit)などのマイクロコンピュータ、DA(Digital−to−Analog:デジタル・アナログ)コンバータなどのデジタル回路を用いて実現してもよい。また、これらの構成要素の機能の一部または全部を、例えば、専用のLSI(Large Scale Integration)、いわゆる、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路で実現してもよい。   Each component provided in the drive circuit 20 can be realized by various methods. For example, components such as the amplitude detection circuit 23, error amplifier 24, amplitude reference circuit 25, comparator 28, boost reference circuit 29, AD (Analog-to-Digital), CPU (Central Processing Unit), etc. It may be realized by using a digital circuit such as a microcomputer, a DA (Digital-to-Analog) digital converter, or the like. Further, some or all of the functions of these components may be realized by an integrated circuit such as a dedicated LSI (Large Scale Integration), so-called ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes various modifications within the scope of the present invention. It is.

1・・・物理量センサ装置
10・・・振動センサ(振動子)
20・・・駆動回路(駆動回路)
21・・・センサアンプ
22・・・可変ゲインアンプ(増幅回路)
23・・・振幅検出回路(振動検出部)
24・・・エラーアンプ(振動検出部)
25・・・振幅基準回路(振動検出部)
26・・・ブーストアンプ(追加増幅回路)
27・・・スイッチ(切り替え回路)
28・・・コンパレータ(振動判定部,比較器)
29・・・ブースト基準回路(振動判定部,基準回路)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Physical quantity sensor apparatus 10 ... Vibration sensor (vibrator)
20 ... Drive circuit (drive circuit)
21... Sensor amplifier 22... Variable gain amplifier (amplifier circuit)
23 ... Amplitude detection circuit (vibration detection unit)
24 ... Error amplifier (vibration detector)
25 ... Amplitude reference circuit (vibration detector)
26 ... Boost amplifier (additional amplification circuit)
27 ... Switch (switching circuit)
28 ... Comparator (vibration judgment unit, comparator)
29 ... Boost reference circuit (vibration judgment unit, reference circuit)

Claims (6)

物理量を計測するために用いる振動子を振動させる駆動回路であって、
入力信号を増幅して前記振動子を駆動する駆動信号として出力する増幅回路と、
前記振動子が出力した出力信号に応じた振動信号に基づいて前記振動子の振動状態を検出し、検出した前記振動子の振動状態に基づいて、前記増幅回路において前記入力信号に乗ずる第1のゲイン値を決定して出力する振動検出部と、
前記振動子が適切な振動状態で振動していると判断することができる第2のゲイン値と、前記第1のゲイン値とに基づいて、前記振動子の振動状態を判定する振動判定部と、
前記振動信号に予め定めたゲイン値を乗じて増幅した増幅信号を出力する追加増幅回路と、
前記振動判定部の判定結果に基づいて、前記増幅回路が増幅する前記入力信号を、前記振動信号または前記増幅信号のいずれか一方に切り替える切り替え回路と、
を備える、
ことを特徴とする駆動回路。
A drive circuit for vibrating a vibrator used for measuring a physical quantity,
An amplification circuit that amplifies an input signal and outputs it as a drive signal for driving the vibrator;
A vibration state of the vibrator is detected based on a vibration signal corresponding to an output signal output from the vibrator, and the input circuit is multiplied by the input signal based on the detected vibration state of the vibrator. A vibration detector that determines and outputs a gain value;
A vibration determination unit that determines a vibration state of the vibrator based on a second gain value that can be determined that the vibrator vibrates in an appropriate vibration state and the first gain value; ,
An additional amplifier circuit that outputs an amplified signal obtained by multiplying the vibration signal by a predetermined gain value;
A switching circuit that switches the input signal amplified by the amplification circuit to either the vibration signal or the amplification signal based on a determination result of the vibration determination unit;
Comprising
A drive circuit characterized by that.
前記振動判定部は、
前記第1のゲイン値が前記第2のゲイン値よりも大きい場合に、前記振動子が適切な振動状態で振動していないと判定し、
前記第1のゲイン値が前記第2のゲイン値以下である場合に、前記振動子が適切な振動状態で振動していると判定し、
前記切り替え回路は、
前記振動判定部によって前記振動子が適切な振動状態で振動していないと判定された場合に、前記増幅信号を前記入力信号とし、
前記振動判定部によって前記振動子が適切な振動状態で振動していると判定された場合に、前記振動信号を前記入力信号とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
The vibration determination unit
When the first gain value is greater than the second gain value, it is determined that the vibrator is not vibrating in an appropriate vibration state;
When the first gain value is less than or equal to the second gain value, it is determined that the vibrator is vibrating in an appropriate vibration state;
The switching circuit is
When the vibration determination unit determines that the vibrator is not vibrating in an appropriate vibration state, the amplified signal is used as the input signal,
When the vibration determination unit determines that the vibrator is vibrating in an appropriate vibration state, the vibration signal is used as the input signal.
The drive circuit according to claim 1.
前記振動判定部は、
前記第2のゲイン値を出力する基準回路と、
前記第2のゲイン値と、前記振動検出部が現在出力している前記第1のゲイン値とを比較し、比較した結果を前記振動子の振動状態を判定した前記判定結果として出力する比較器と、
を備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動回路。
The vibration determination unit
A reference circuit for outputting the second gain value;
A comparator that compares the second gain value with the first gain value currently output by the vibration detection unit and outputs the comparison result as the determination result for determining the vibration state of the vibrator. When,
Comprising
The drive circuit according to claim 1, wherein the drive circuit is provided.
前記第2のゲイン値は、
前記振動子の振動が前記物理量を計測するために用いることができる定常状態の振動であると判定することができる前記第1のゲイン値の範囲の上限のゲイン値である、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1の項に記載の駆動回路。
The second gain value is
The vibration value of the vibrator is a gain value at the upper limit of the range of the first gain value that can be determined as steady-state vibration that can be used to measure the physical quantity.
The drive circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記振動判定部は、
前記振動子を振動していない状態から適切な振動状態にさせる前記振動子の起動時間において、前記振動子の振動状態を判定し、
前記切り替え回路は、
前記起動時間において、前記増幅回路が増幅する前記入力信号を、前記振動判定部の判定結果に基づいて切り替える、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1の項に記載の駆動回路。
The vibration determination unit
Determining the vibration state of the vibrator at the start-up time of the vibrator that causes the vibrator to be in an appropriate vibration state from a state of not vibrating;
The switching circuit is
The input signal to be amplified by the amplifier circuit is switched based on a determination result of the vibration determination unit at the startup time.
The drive circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive circuit is provided.
請求項1から請求項5のいずれか1の項に記載の駆動回路と、
前記振動子における振動の変化を検出し、検出した振動の変化に基づいて物理量を計測する物理量計測回路と、
を備える、
ことを特徴とする物理量センサ装置。
The drive circuit according to any one of claims 1 to 5,
A physical quantity measurement circuit that detects a change in vibration in the vibrator and measures a physical quantity based on the detected change in vibration;
Comprising
A physical quantity sensor device.
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