JP2019132645A - 出力回路、信号処理装置、検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような出力回路において、前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値の100倍以上であることを特徴とすることができる。
また、前記入力側コンデンサの静電容量値が、1.0μF以上であることを特徴とすることができる。
また、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値が、0.01μF以下であることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明の出力回路は、抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、前記抵抗または前記インダクタの出力側で前記コンデンサと並列に接続されるバリスタと、前記抵抗または前記インダクタの入力側で前記コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサとを含んでいる。
このような出力回路において、前記コンデンサの静電容量値が前記バリスタの静電容量値よりも大きいことを特徴とすることができる。
また、前記コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値が0.01μF以下であり、前記他のコンデンサの静電容量値が1μF以上であることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明の信号処理装置は、能動素子を内蔵し且つ外部から入力される信号に電気的な処理を施す電子回路と、前記電子回路が出力する信号の出力経路に直列に接続される出力抵抗と、前記出力抵抗よりも前記出力経路の入力側に一端が接続され且つ他端が接地される入力側コンデンサと、前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側に一端が接続され且つ他端が接地される出力側コンデンサと、前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側で前記出力側コンデンサと並列に接続されるバリスタとを備え、前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値よりも大きいことを特徴としている。
また、他の観点から捉えると、本発明の信号処理装置は、能動素子を内蔵し且つ外部から入力される信号に電気的な処理を施す電子回路と、抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、当該抵抗または当該インダクタの出力側で当該コンデンサと並列に接続されるバリスタと、当該抵抗または当該インダクタの入力側で当該コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサとを含み、前記電子回路が出力する信号にローパスフィルタ処理を施して出力する出力回路とを備えている。
また、他の観点から捉えると、本発明の検出装置は、物理量の変化を検出する検出素子と、能動素子を内蔵し且つ前記検出素子が出力する信号に電気的な処理を施す電子回路と、前記電子回路が出力する信号の出力経路に直列に接続される出力抵抗と、前記出力抵抗よりも前記出力経路の入力側に一端が接続され且つ他端が接地される入力側コンデンサと、前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側に一端が接続され且つ他端が接地される出力側コンデンサと、前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側で前記出力側コンデンサと並列に接続されるバリスタとを備え、前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値よりも大きいことを特徴としている。
また、他の観点から捉えると、本発明の検出装置は、物理量の変化を検出する検出素子と、能動素子を内蔵し且つ前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施すことで得た交流信号を出力する電子回路と、抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、当該抵抗または当該インダクタの出力側で当該コンデンサと並列に接続されるバリスタと、当該抵抗または当該インダクタの入力側で当該コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサとを含み、前記電子回路が出力する信号にローパスフィルタ処理を施して出力する出力回路とを含んでいる。
[圧力検出システムの構成]
図1は、本発明の実施の形態が適用される圧力検出システムの全体構成を示す図である。
本実施の形態の圧力検出システムは、測定対象となる機器の圧力を検出する圧力検出装置1と、圧力検出装置1に給電を行うとともに、圧力検出装置1から供給される圧力の測定結果に基づいて機器の動作等を電子制御する電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)100とを備えている。ここで、例えば自動車等に搭載される内燃機関(図示せず)が測定対象となる機器である場合、圧力検出装置1は、内燃機関の筒内圧力を検出し、ECU100は、筒内圧力の検出結果に基づいて、内燃機関の動作を制御することになる。
本実施の形態の圧力検出装置1は、測定対象となる機器に装着されて圧力の検出を行う本体部2と、本体部2とECU100とを電気的に接続するケーブル3とを有している。ここで、ケーブル3は、本体部2に対して着脱自在に設けられている。
本体部2は、受けた圧力に応じた電荷信号を出力する圧電素子10と、電荷信号に電気的な処理を施す電子回路等が搭載された電子回路基板20と、これら圧電素子10および電子回路基板20を内部に収容する筐体30とを備えている。
ケーブル3は、ECU100から本体部2に供給される電源電圧Vccを受電するための受電線3aと、本体部2のグランド(GND)をECU100と共通にするための接地線3bと、本体部2に設けられた電子回路基板20からの出力(OUT)をECU100に供給するための出力線3cとを有している。ここで、受電線3a、接地線3bおよび出力線3cは、それぞれ絶縁電線で構成されており、ケーブル3は静電遮へいされている。
[圧電素子]
検出素子の一例としての圧電素子10は、全体として柱状(角柱状、円柱状)を呈する部材である。この圧電素子10は、圧電縦効果の圧電作用を示す圧電体を備えている。圧電縦効果とは、圧電体の電荷発生軸と同一方向の応力印加軸に外力を加えると、電荷発生軸方向の圧電体の表面に電荷(電荷信号)が発生することをいう。この圧電素子10は、筐体30の内側であって、筐体30を構成する、ダイアフラムヘッドと称される受圧板(図示せず)の背後に配置されている。
筐体30は、例えば全体として筒状を呈しており、その内部に圧電素子10と電子回路基板20とを収容している。圧電素子10は、例えば筐体30の一端側に装着されており、この筐体30の他端側にケーブル3が接続されるようになっている。この筐体30は、ステンレス等の金属材料で構成することができる。
電子回路基板20は、複数の電子部品(回路素子)を実装するための配線(回路パターン)が形成されたプリント配線板40と、プリント配線板40に実装された集積回路50および接続回路60とを備えている。
図2は、電子回路基板20の構成を示す図である。以下では、図1に加えて図2も参照しながら説明を行う。ただし、図2には、電子回路基板20以外に圧電素子10も記載している。
プリント配線板40は、ガラス布基材エポキシ樹脂をベースとし、銅箔等による配線パターンを形成してなる、所謂ガラエポ基板を用いている。そして、プリント配線板40には、圧電素子10が出力する電荷信号に処理を施す集積回路50と、集積回路50とケーブル3とを接続する接続回路60とが実装されている。
集積回路50は、圧電素子10が出力する電荷信号を積分することで電圧信号に変換する積分回路51と、積分回路51から入力される電圧信号を増幅することで増幅後の電圧信号として出力する増幅回路52とを備えている。この集積回路50は、後述するように能動素子を備えていることから、その耐圧特性は2kV程度となっている。
これらのうち、積分回路51は、抵抗等の受動素子および積分用オペアンプ510等の能動素子を含む電子回路で構成されている。そして、積分用オペアンプ510は、電源電圧Vcc=+5.0Vの単電源で動作するようになっている。
また、増幅回路52は、抵抗等の受動素子および増幅用オペアンプ520等の能動素子を含む電子回路で構成されている。そして、増幅用オペアンプ520は、電源電圧Vcc=+5.0Vの単電源で動作するようになっている。
接続回路60は、受電回路61と、接地回路62と、出力回路63とを有している。これらのうち、受電回路61は、ECU100から受電線3aを介して受電した電源電圧Vccを、集積回路50に供給するための回路である。また、接地回路62は、ECU100のグランドとなる接地線3bとプリント配線板40のグランドとを接続するための回路である。さらに、出力回路63は、集積回路50が出力する増幅後の電圧信号を、出力線3cを介してECU100に出力信号として出力するための回路である。なお、以下の説明では、各回路を構成する素子の静電容量値に言及することがあるが、これらの静電容量値は、市販のLCRメータを用い、公知の4端子法にて測定して得たものである。ここで、静電容量測定時の印加電圧は1Vであり、周波数は1kHzである。
受電回路61は、受電用端子610と、受電用第1コンデンサ611と、受電用第2コンデンサ612と、受電用フェライトビーズ613とを備えている。
受電回路61では、図中右側に位置する受電用端子610側が入力端となり、図中左側に位置する集積回路50側が出力端となっている。また、受電用端子610は、ケーブル3の受電線3aと接続される。そして、受電回路61は、集積回路50に対する給電系統として機能する。なお、集積回路50において、積分回路51に設けられた積分用オペアンプ510や増幅回路52に設けられた増幅用オペアンプ520等は、受電回路61を介して供給される電源電圧Vccによって動作する。
接地回路62は、接地用端子620と、接地用フェライトビーズ623とを備えている。
接地用端子620は、ケーブル3の接地線3bと接続される。そして、接地回路62は、集積回路50の接地系統として機能する他、受電回路61および出力回路63の接地系統としても機能している。
接地用フェライトビーズ623は、接地回路62における接地経路に直列に接続されている。
出力回路63は、出力用端子630と、出力用第1コンデンサ631と、出力用第2コンデンサ632と、出力用フェライトビーズ633と、出力用抵抗634と、バリスタ635とを備えている。
出力回路63では、図中左側に位置する集積回路50側が入力端となり、図中右側に位置する出力用端子630側が出力端となっている。また、出力用端子630は、ケーブル3の出力線3cと接続される。そして、出力回路63は、集積回路50に設けられた増幅回路52の出力系統として機能している。
接続回路60に設けられる3つのフェライトビーズ(受電用フェライトビーズ613、接地用フェライトビーズ623、出力用フェライトビーズ633)は、それぞれ、相対的に低周波数となる領域では、抵抗よりもインダクタンスが主体的となる一方、相対的に高周波数となる領域では、インダクタンスよりも抵抗が主体的となる回路素子である。本実施の形態で用いたフェライトビーズは、1MHz以下の低周波領域ではインピーダンスが極めて小さくなり、1MHz〜1GHz程度の高周波領域ではインピーダンスが大きくなる特性であるため、ケーブル3からの高周波ノイズの侵入を防ぐ機能を有する。ここで、本実施の形態では、受電用フェライトビーズ613および出力用フェライトビーズ633として、100MHzにおけるインピーダンス値(以下では、静特性公称値と称する)が1000Ωとなる特性を有するものを用いている。また、本実施の形態では、接地用フェライトビーズ623として、静特性公称値が、上記出力用フェライトビーズ633よりも小さい5Ωとなる特性を有するものを用いている。
ここで、出力回路63を構成する各素子および各素子の関係について説明を行う。
図3は、出力回路63の拡大図である。図3では、出力用抵抗634と出力用第2コンデンサ632とによって構成されるローパスフィルタLPFを、破線で示している。以下では、図1および図2に加えて図3も参照しながら説明を行う。
出力回路63を構成する出力用第1コンデンサ631、出力用第2コンデンサ632、出力用フェライトビーズ633、出力用抵抗634およびバリスタ635は、それぞれ、プリント配線板40に対する実装を容易に行うことが可能な、チップ型素子によって構成されている。ここで、本実施の形態では、出力用第1コンデンサ631および出力用第2コンデンサ632として、セラミックコンデンサを用いた。また、本実施の形態では、バリスタ635として、ZnOセラミックバリスタを用いた。なお、バリスタ635のバリスタ電圧については、圧力検出装置1に対して設定されたサージ電圧よりも低いものとすることが望ましい。ここで、サージ電圧とは、電気回路などに瞬間的に定常状態を超えて発生する「大波電圧」のことである。
出力用抵抗634の抵抗値である出力抵抗値R、および、出力用抵抗634の出力側に位置する出力用第2コンデンサ632の静電容量値である出力側静電容量値Coは、これらで構成されるローパスフィルタLPFに要求されるカットオフ周波数に基づいて定められる。本実施の形態の圧力検出装置1を、内燃機関の筒内圧力の測定に用いる場合、ECU100では、100kHz以下、好ましくは50kHz以下、さらに好ましくは20kHz以下の周波数の信号(出力信号)を使用したいという要請がある。そこで、本実施の形態では、ローパスフィルタLPFのカットオフ周波数が20kHz〜100kHz程度となるように、出力用抵抗値Rおよび出力側静電容量値Coを選択している。
出力回路63では、出力用抵抗634の入力側に出力用第1コンデンサ631が、出力用抵抗634の出力側に出力用第2コンデンサ632およびバリスタ635が、それぞれ接続されている。また、出力用第2コンデンサ632およびバリスタ635は、並列に接続されている。ここで、出力用抵抗634の入力側に位置する出力用第1コンデンサ631の静電容量値である入力側静電容量値Ci(入力側コンデンサの静電容量値の一例)と、出力用抵抗634の出力側に位置する出力用第2コンデンサ632およびバリスタ635の合成静電容量値Cc(=出力側静電容量値Co+バリスタ静電容量値Cv)とは、Ci>Ccなる関係を有している。すなわち、出力用第1コンデンサ631の入力側静電容量値Ciは、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coおよびバリスタ635のバリスタ静電容量値Cvの合成静電容量値Ccよりも大きくなっている。
出力用抵抗634の入力側に設けられる出力用第1コンデンサ631の入力側静電容量値Ciと、出力用抵抗634の出力側に設けられる出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coとは、Ci>Coなる関係を有している。すなわち、出力用第1コンデンサ631の入力側静電容量値Ciは、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coよりも大きくなっている。
出力用抵抗634の出力側に設けられる、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coと、バリスタ635のバリスタ静電容量値Cvとは、Co>Cvなる関係を有している。すなわち、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coは、バリスタ635のバリスタ静電容量値Cvよりも大きくなっている。
では、出力回路63の周波数特性(濾波特性)について説明を行う。ここでは、最初に、出力用第2コンデンサ632の静電容量値(出力側静電容量値Co)と出力回路63のカットオフ周波数との関係について説明を行い、続いて、出力用第1コンデンサ631の静電容量値(入力側静電容量値Ci)と出力回路63のカットオフ周波数との関係について説明を行う。なお、ここでは、ローパスフィルタLPF(出力用抵抗634および出力用第2コンデンサ632)だけでなく、出力用第1コンデンサ631やバリスタ635等を含む、出力回路63全体のカットオフ周波数について述べる。
では、圧力検出装置1による圧力検出動作について説明を行う。
圧力検出の対象となる機器(例えば内燃機関)が動作しているとき、圧電素子10には、機器で発生した圧力が付与され、圧電素子10では、受けた圧力に応じた電荷が生じる。圧電素子10に生じた電荷は、電荷信号として電子回路基板20に伝達される。電子回路基板20に供給された電荷信号は、電子回路基板20に設けられた集積回路50(積分回路51、増幅回路52)および接続回路60(出力回路63、接地回路62)と、ケーブル3(出力線3c、接地線3b)とを介し、出力信号としてECU100に出力される。この間、集積回路50(積分回路51および増幅回路52)には、ケーブル3(受電線3a、接地線3b)および接続回路60(受電回路61および接地回路62)を介して、積分用オペアンプ510や増幅用オペアンプ520等を動作させるための電源電圧Vccが供給される。
続いて、電子回路基板20に設けられた各回路の動作について説明を行う。
上述した圧力検出動作において、電子回路基板20では、集積回路50に設けられた積分回路51が、圧電素子10から供給される電荷信号を積分して電圧信号に変換する。続いて、集積回路50に設けられた増幅回路52が、積分回路51から供給される電圧信号を増幅する。増幅後の電圧信号は、電子回路基板20の接続回路60に設けられた出力回路63(および接地回路62)を介して、本体部2の外部に設けられたケーブル3に出力される。この間、出力回路63では、入力されてくる増幅後の電圧信号がローパスフィルタ処理され、出力信号として出力される。したがって、ECU100には、カットオフ周波数以下の周波数を主成分とする出力信号が供給されることになる。
例えば上述した圧力検出動作を実行している間に、ケーブル3等を介して、本体部2に内蔵される電子回路基板20に対し、静電気放電(Electro-Static Discharge:ESD)等に起因するサージ電圧が印加されることがある。
なお、本実施の形態では、出力回路63における出力側に、出力用第2コンデンサ632と並列にバリスタ635を接続していたが、これに限られるものではない。
図6は、出力回路63の第1の変形例を示す図である。図6に示す出力回路63では、バリスタ635に代えて、双方向ツェナーダイオード636とコンデンサ637とが接続されている。より具体的に説明すると、出力回路63における出力側に、出力用第2コンデンサ632と並列に双方向ツェナーダイオード636が接続され、双方向ツェナーダイオード636と並列にコンデンサ637が接続されている。双方向ツェナーダイオード636と並列にコンデンサ637を接続した場合においても、バリスタ635と同等の耐サージ機能を奏することが可能となる。なお、双方向ツェナーダイオード636と並列にコンデンサ637を接続した構成は、バリスタ素子の等価回路であることから、本願における「バリスタ」の概念に実質的に含まれる。
また、本実施の形態では、出力回路63において、出力用抵抗634と出力用第2コンデンサ632とを用いて、ローパスフィルタLPFを構成していたが、これに限られるものではない。
図7は、出力回路63の第2の変形例を示す図である。図7に示す出力回路63では、出力用抵抗634ではなく、インダクタ638を用いてローパスフィルタLPFを構成している。より具体的に説明すると、この出力回路63では、インダクタ638と出力用第2コンデンサ632とを用いて、ローパスフィルタLPFを構成している。インダクタ638と出力用第2コンデンサ632とを用いた場合においても、インダクタ638のインダクタンスを適切に選択することにより、出力用抵抗634と出力用第2コンデンサ632とを用いた場合と同等の濾波機能を奏することが可能となる。
さらに、第1の変形例と第2の変形例とを組み合わせること、すなわち、バリスタ635に代えて双方向ツェナーダイオード636およびコンデンサ637を設け、且つ、出力用抵抗634に代えてインダクタ638を設けた構成を採用してもかまわない。
なお、本実施の形態では、受電回路61、接地回路62および出力回路63のそれぞれに、フェライトビーズ(受電用フェライトビーズ613、接地用フェライトビーズ623、出力用フェライトビーズ633)を接続していたが、これに限られるものではない。フェライトビーズは、少なくとも接地回路62に接続することが好ましく、受電回路61および出力回路63については接続してなくてもかまわない。
本発明者は、出力回路63の構成を異ならせた複数の圧力検出装置1を作製し、得られた各圧力検出装置1に対し、複数の電気的特性に基づく評価を行った。
図8は、各実施例および各比較例の出力回路63の構成を示す図である。ここで、図8(a)は実施例1〜3に、図8(b)は比較例1に、図8(c)は比較例2に、図8(d)は比較例3、4に、それぞれ対応している。ただし、各実施例および各比較例の出力回路63では、実施の形態とは異なり、出力用フェライトビーズ633を設けていない。
図8(a)に示すように、実施例1の出力回路63の構成は、出力用フェライトビーズ633が設けられていないことを除いて、実施の形態で説明したもの(図3参照)と同じである。
そして、実施例1の出力回路63では、出力用第1コンデンサ631の入力側静電容量値Ciを1μFとし、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Coを2200pFとし、出力用抵抗634の出力用抵抗値Rを470Ωとした。なお、これら出力用第1コンデンサ631の入力側静電容量値Ci、出力用第2コンデンサ632の出力側静電容量値Co、および、出力用抵抗634の出力用抵抗値Rの大きさについては、後述する実施例2、3および比較例1〜4においても同じである。また、実施例1の出力回路63では、バリスタ635として、バリスタ電圧が12Vに、定格電圧が7.5Vに、クランプ電圧が20Vに、そして静電容量すなわちバリスタ静電容量値Cvが1050pFに、それぞれ設定されたものを用いた。したがって、実施例1の出力回路63では、合成静電容量値Cc(=Co+Cv)が3250pFとなっており、合計静電容量値Ct(=Ci+Co)が1.0022μFとなっている。
図8(a)に示すように、実施例2の出力回路63の構成は、実施例1と同じであるが、バリスタ635の電気的特性が実施例1とは異なる。
そして、実施例2の出力回路63では、バリスタ635として、バリスタ電圧が12Vに、定格電圧が7.5Vに、クランプ電圧が20Vに、そして静電容量すなわちバリスタ静電容量値Cvが400pFに、それぞれ設定されたものを用いた。したがって、実施例2の出力回路63では、合成静電容量値Cc(=Co+Cv)が2600pFとなっており、合計静電容量値Ct(=Ci+Co)が1.0022μFとなっている。
図8(a)に示すように、実施例2の出力回路63の構成は、実施例1、2と同じであるが、バリスタ635の電気的特性が実施例1、2とは異なる。
そして、実施例3の出力回路63では、バリスタ635として、バリスタ電圧が8Vに、定格電圧が5.5Vに、クランプ電圧が15Vに、そして静電容量すなわちバリスタ静電容量値Cvが650pFに、それぞれ設定されたものを用いた。したがって、実施例3の出力回路63では、合成静電容量値Cc(=Co+Cv)が2850pFとなっており、合計静電容量値Ct(=Ci+Co)が1.0022μFとなっている。
図8(b)に示すように、比較例1の出力回路63の構成は、バリスタ635が設けられていないことを除いて、実施例1〜3(図8(a)参照)と同じである。
図8(c)に示すように、比較例2の出力回路63の構成は、バリスタ635に代えて(一方向)ツェナーダイオード639を設けた点を除いて、実施例1〜3(図8(a)参照)と同じである。
そして、比較例2の出力回路63では、ツェナーダイオード639として、ツェナー電圧が5.6Vに、動作抵抗が60Ωに、それぞれ設定されたものを用いた。なお、ツェナーダイオード639の、ツェナー電圧および動作抵抗の大きさについては、後述する比較例3、4においても同じである。
図8(d)に示すように、比較例3の出力回路63の構成は、バリスタ635に代えてツェナーダイオード639およびコンデンサ637を設けた点を除いて、実施例1〜3(図8(a)参照)と同じである。また、比較例3の出力回路63の構成は、比較例2の出力回路63の構成(図8(c)参照)に対し、コンデンサ637をツェナーダイオード639と並列に接続したもの、とみなすこともできる。
そして、比較例3の出力回路63では、コンデンサ637として、その静電容量値Cxが430pFに設定されたものを用いた。したがって、比較例3の出力回路63では、合成静電容量値Cc(ここでは=Co+Cx)が2630pFとなっており、合計静電容量値Ct(=Ci+Co)が1.0022μFとなっている。
図8(d)に示すように、比較例4の出力回路63の構成は、比較例3と同じであるが、コンデンサ637の電気的特性が比較例3とは異なる。
そして、比較例4の出力回路63では、コンデンサ637として、その静電容量値Cxが0.1μF(10000pF)に設定されたものを用いた。したがって、比較例4は、比較例3と比べて、コンデンサ637の静電容量値Cxが大きい。
続いて、電気的特性による評価方法について説明を行う。今回は、電気的特性として、BCI(Bulk Current Injection)試験、ESD(Electro-Static Discharge)試験および周波数特性による評価を行った。以下、各評価方法について説明を行う。
まず、各圧力検出装置1の評価に用いたBCI試験の方法について、簡単に説明を行う。
BCI試験は、自動車のEMC(Electromagnetic Compatibility)規格のうち、EMS(Electromagnetic Susceptibility)に対応するイミュニティ規格として定められたものである。この試験方法は、例えばISO11452−4:2011に規定されている。
図10は、各実施例で用いたバリスタ635の周波数特性を示している。ここで、図10(a)は静電容量の周波数特性を示しており、横軸は周波数(MHz)であり、縦軸は静電容量値(pF)である。また、図10(b)はインピーダンスの周波数特性を示しており、横軸は周波数(MHz)であり、縦軸はインピーダンス(Ω)である。なお、図10(a)、(b)では、各実施例で用いたバリスタ635のそれぞれのバリスタ静電容量値Cv(実施例1ではCv=1050pF、実施例2ではCv=400pF、実施例3ではCv=650pF)を表示している。
次に、各圧力検出装置1の評価に用いたESD試験の方法について、簡単に説明を行う。
ESD試験には、各種モデルが存在するが、ここでは、人体に蓄積された電荷がESDを起こす場合の試験モデルである、HBM(Human Body Model:人体モデル)を採用した。なお、この試験方法は、例えばIEC61000−4−2に規定されている。
続いて、各圧力検出装置1の周波数特性について説明を行う。
表2は、各実施例および各比較例の圧力検出装置1(より具体的には出力回路63)のローパスフィルタとしてのカットオフ周波数を、一覧として示したものである。
表3は、各実施例および各比較例と、上述した、BCI試験、ESD試験および周波数特性の各結果との関係を、一覧として示したものである。
Claims (11)
- 信号の出力経路に直列に接続される出力抵抗と、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の入力側に一端が接続され且つ他端が接地される入力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側に一端が接続され且つ他端が接地される出力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側で前記出力側コンデンサと並列に接続されるバリスタと
を含み、
前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値よりも大きいことを特徴とする出力回路。 - 前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値の100倍以上であることを特徴とする請求項1記載の出力回路。
- 前記入力側コンデンサの静電容量値が、1.0μF以上であることを特徴とする請求項1または2記載の出力回路。
- 前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値が、0.01μF以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の出力回路。
- 抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、
前記抵抗または前記インダクタの出力側で前記コンデンサと並列に接続されるバリスタと、
前記抵抗または前記インダクタの入力側で前記コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサと
を含む出力回路。 - 前記コンデンサの静電容量値が前記バリスタの静電容量値よりも大きいことを特徴とする請求項5記載の出力回路。
- 前記コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値が0.01μF以下であり、
前記他のコンデンサの静電容量値が1μF以上であること
を特徴とする請求項5または6記載の出力回路。 - 能動素子を内蔵し且つ外部から入力される信号に電気的な処理を施す電子回路と、
前記電子回路が出力する信号の出力経路に直列に接続される出力抵抗と、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の入力側に一端が接続され且つ他端が接地される入力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側に一端が接続され且つ他端が接地される出力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側で前記出力側コンデンサと並列に接続されるバリスタと
を備え、
前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値よりも大きいことを特徴とする信号処理装置。 - 能動素子を内蔵し且つ外部から入力される信号に電気的な処理を施す電子回路と、
抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、当該抵抗または当該インダクタの出力側で当該コンデンサと並列に接続されるバリスタと、当該抵抗または当該インダクタの入力側で当該コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサとを含み、前記電子回路が出力する信号にローパスフィルタ処理を施して出力する出力回路と
を備える信号処理装置。 - 物理量の変化を検出する検出素子と、
能動素子を内蔵し且つ前記検出素子が出力する信号に電気的な処理を施す電子回路と、
前記電子回路が出力する信号の出力経路に直列に接続される出力抵抗と、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の入力側に一端が接続され且つ他端が接地される入力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側に一端が接続され且つ他端が接地される出力側コンデンサと、
前記出力抵抗よりも前記出力経路の出力側で前記出力側コンデンサと並列に接続されるバリスタと
を備え、
前記入力側コンデンサの静電容量値が、前記出力側コンデンサおよび前記バリスタの合成静電容量値よりも大きいことを特徴とする検出装置。 - 物理量の変化を検出する検出素子と、
能動素子を内蔵し且つ前記検出素子が出力する検出信号に電気的な処理を施すことで得た交流信号を出力する電子回路と、
抵抗またはインダクタとコンデンサとを直列に接続してなるローパスフィルタと、当該抵抗または当該インダクタの出力側で当該コンデンサと並列に接続されるバリスタと、当該抵抗または当該インダクタの入力側で当該コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサよりも静電容量値が大きい他のコンデンサとを含み、前記電子回路が出力する信号にローパスフィルタ処理を施して出力する出力回路と
を含む信号処理装置。
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