JP2728300B2 - ２軸角速度・加速度センサの信号処理装置 - Google Patents
２軸角速度・加速度センサの信号処理装置Info
- Publication number
- JP2728300B2 JP2728300B2 JP18987389A JP18987389A JP2728300B2 JP 2728300 B2 JP2728300 B2 JP 2728300B2 JP 18987389 A JP18987389 A JP 18987389A JP 18987389 A JP18987389 A JP 18987389A JP 2728300 B2 JP2728300 B2 JP 2728300B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- digital
- angular velocity
- processing device
- analog
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２軸角速度・加速度センサの信号処理装置
に関し、特に、ディジタル・デモジュレータを用いて２
軸角速度・加速度センサ（以下、マルチセンサ（登録商
標名）と称する）の信号処理を行う装置に関する。本発
明による装置は、例えば航空機、飛翔体等における慣性
誘導装置、姿勢制御装置等に利用される。
に関し、特に、ディジタル・デモジュレータを用いて２
軸角速度・加速度センサ（以下、マルチセンサ（登録商
標名）と称する）の信号処理を行う装置に関する。本発
明による装置は、例えば航空機、飛翔体等における慣性
誘導装置、姿勢制御装置等に利用される。
第４図には従来形におけるマルチセンサの信号処理方
式が一部模式的に機能ブロック図の形態で示される。
式が一部模式的に機能ブロック図の形態で示される。
図中、MLSはマルチセンサを示し、例えば第３図に示
されるような構造を有するセンシングエレメント（ピッ
クオフ）P/O、該ピックオフをジャイロ・ホイール・サ
プライ（GWS）からの信号に基づいて回転駆動するモー
タＭ、スリップリングSR、ピックオフP/Oの回転位置を
検出するためのフォトセンサPS、該フォトセンサの出力
信号を増幅するバッファ増幅器BA等を含んで構成されて
いる。
されるような構造を有するセンシングエレメント（ピッ
クオフ）P/O、該ピックオフをジャイロ・ホイール・サ
プライ（GWS）からの信号に基づいて回転駆動するモー
タＭ、スリップリングSR、ピックオフP/Oの回転位置を
検出するためのフォトセンサPS、該フォトセンサの出力
信号を増幅するバッファ増幅器BA等を含んで構成されて
いる。
マルチセンサMLSの出力信号は角速度、加速度および
回転数の情報を含む。このうち、回転数信号は位相基準
信号発生器に入力され、そこで０°基準信号と90°基準
信号が生成される。また、角速度および加速度信号はそ
れぞれ、増幅器・フィルタを介して１対のデモジュレー
タ（０°基準信号および90°基準信号用）に入力され、
それぞれデモジュレートされた後、さらに増幅器・フィ
ルタを通り、角速度信号（Ｘ軸、Ｙ軸）および加速度信
号（Ｘ軸、Ｙ軸）として出力される。つまり、従来のマ
ルチセンサの信号処理は、全波整流型デモジュレータを
用いて、搬送波信号（角速度および加速度信号）に対し
０°および90°基準信号を用いてその符号を判定するよ
うになっている。
回転数の情報を含む。このうち、回転数信号は位相基準
信号発生器に入力され、そこで０°基準信号と90°基準
信号が生成される。また、角速度および加速度信号はそ
れぞれ、増幅器・フィルタを介して１対のデモジュレー
タ（０°基準信号および90°基準信号用）に入力され、
それぞれデモジュレートされた後、さらに増幅器・フィ
ルタを通り、角速度信号（Ｘ軸、Ｙ軸）および加速度信
号（Ｘ軸、Ｙ軸）として出力される。つまり、従来のマ
ルチセンサの信号処理は、全波整流型デモジュレータを
用いて、搬送波信号（角速度および加速度信号）に対し
０°および90°基準信号を用いてその符号を判定するよ
うになっている。
第５図には第４図におけるデモジュレータ部の構成が
示される。この構成は特願昭63−189657号明細書に開示
されている。
示される。この構成は特願昭63−189657号明細書に開示
されている。
第５図において、MSはマルチセンサからの出力信号
（デモジュレーション入力信号）を示し、その電圧レベ
ルをＶとするとＶ＝Ｋ・cos（ωｔ−φ）で表される。
ただし、ωはピックオフ（第４図参照）の回転角速度ま
たは角周波数、φは検出される信号（ベクトル）が固定
座標Ｘ軸となす角である。INVはモジュレーション入力
信号MSを反転するインバータ、S1,S2はアナログスイッ
チを示し、該アナログスイッチはそれぞれ１対のスイッ
チS1,S12;S21,S22からなり、一方S11,S21がオン状態の
時、他方S12,S22はオフ状態となっている。また、LPF1,
LPF2はローパスフィルタ、DM1,DM2はデモジュレートさ
れた信号、MSは搬送波となる入力信号MSの角周波数ωと
等しい角周波数ωの矩形内からなる基準信号、PLLは基
準信号NSに応答して０°基準信号P1と90°基準信号P2を
出力する回路を示す。
（デモジュレーション入力信号）を示し、その電圧レベ
ルをＶとするとＶ＝Ｋ・cos（ωｔ−φ）で表される。
ただし、ωはピックオフ（第４図参照）の回転角速度ま
たは角周波数、φは検出される信号（ベクトル）が固定
座標Ｘ軸となす角である。INVはモジュレーション入力
信号MSを反転するインバータ、S1,S2はアナログスイッ
チを示し、該アナログスイッチはそれぞれ１対のスイッ
チS1,S12;S21,S22からなり、一方S11,S21がオン状態の
時、他方S12,S22はオフ状態となっている。また、LPF1,
LPF2はローパスフィルタ、DM1,DM2はデモジュレートさ
れた信号、MSは搬送波となる入力信号MSの角周波数ωと
等しい角周波数ωの矩形内からなる基準信号、PLLは基
準信号NSに応答して０°基準信号P1と90°基準信号P2を
出力する回路を示す。
モジュレーション入力信号MSはアナログスイッチJS1,
S2を介してローパスフィルタLPF1,LPF2に導かれる。こ
の場合、０°基準信号P1または90°基準信号P2が“H"レ
ベルの時は各アナログスイッチS1,S2におけるスイッチS
11,S21がオンし、入力信号MSがそのままローパスフィル
タLPF1,LPF2に入力される。一方、０°基準信号P1また
は90°基準信号P2が“L"レベルの時は各アナログスイッ
チS1,S2における他方のスイッチS12,S22がオンし、イン
バータINVで反転された入力信号MSがローパスフィルタL
PF1,LPF2に入力される。
S2を介してローパスフィルタLPF1,LPF2に導かれる。こ
の場合、０°基準信号P1または90°基準信号P2が“H"レ
ベルの時は各アナログスイッチS1,S2におけるスイッチS
11,S21がオンし、入力信号MSがそのままローパスフィル
タLPF1,LPF2に入力される。一方、０°基準信号P1また
は90°基準信号P2が“L"レベルの時は各アナログスイッ
チS1,S2における他方のスイッチS12,S22がオンし、イン
バータINVで反転された入力信号MSがローパスフィルタL
PF1,LPF2に入力される。
このように、全波整流型デモジュレータは、基準信号
P1またはP2の半周期毎に変化する“H"レベルまたは“L"
レベルの信号に応じて、その時のＶ＝Ｋ・cos（ωｔ−
φ）の入力信号MSの極性を変化させてデモジュレーショ
ンを行う。このデモジュレート後の信号（アナログスイ
ッチの出力）波形と位相角φとの関係が第６図（ａ）〜
（ｃ）に示される。
P1またはP2の半周期毎に変化する“H"レベルまたは“L"
レベルの信号に応じて、その時のＶ＝Ｋ・cos（ωｔ−
φ）の入力信号MSの極性を変化させてデモジュレーショ
ンを行う。このデモジュレート後の信号（アナログスイ
ッチの出力）波形と位相角φとの関係が第６図（ａ）〜
（ｃ）に示される。
この信号波形の直流分を計測することにより、モジュ
レーション入力信号ベクトルの方向および大きさを知る
ことができる。このデモジュレート後の信号をローパス
フィルタLPF1,LPF2を通して低域ろ波し、さらにアナロ
グ／ディジタル（A/D）変換器CONでA/D変換を行った
後、制御処理装置CPUに送り、例えば前述したような姿
勢制御等に利用する。
レーション入力信号ベクトルの方向および大きさを知る
ことができる。このデモジュレート後の信号をローパス
フィルタLPF1,LPF2を通して低域ろ波し、さらにアナロ
グ／ディジタル（A/D）変換器CONでA/D変換を行った
後、制御処理装置CPUに送り、例えば前述したような姿
勢制御等に利用する。
従来の信号処理方式では、第４図に示されるように１
個のマルチセンサに対し４個のデモジュレータを用意し
なければならず、しかもPLL回路等を用いて０°および9
0°の基準信号を作ることが必要であった。このこと
は、回路構成を全体的に複雑にするので、好ましいとは
言えない。
個のマルチセンサに対し４個のデモジュレータを用意し
なければならず、しかもPLL回路等を用いて０°および9
0°の基準信号を作ることが必要であった。このこと
は、回路構成を全体的に複雑にするので、好ましいとは
言えない。
また、前述したように全波整流型デモジュレータは基
準信号MSにより入力信号MSをアナログスイッチS1,S2で
スイッチングし、ローパスフィルタLPF1,LPF2を通して
デモジュレート信号を得ているので、アナログスイッチ
のスイッチング速度の変動に起因するオフセット電圧の
変動、アナログICのドリフトに起因するオフセット電圧
の変動が大きいという問題が生じる。さらに、得られた
データをディジタルで処理するためにA/D変換を行う
が、この時に誤差が増大するという不都合が生じる。
準信号MSにより入力信号MSをアナログスイッチS1,S2で
スイッチングし、ローパスフィルタLPF1,LPF2を通して
デモジュレート信号を得ているので、アナログスイッチ
のスイッチング速度の変動に起因するオフセット電圧の
変動、アナログICのドリフトに起因するオフセット電圧
の変動が大きいという問題が生じる。さらに、得られた
データをディジタルで処理するためにA/D変換を行う
が、この時に誤差が増大するという不都合が生じる。
本発明は、上述した従来技術における課題に鑑み創作
されたもので、比較的簡易な構成で、アナログ信号特有
のオフセット電圧変動に起因する影響を少なくすると共
に、A/D変換に伴う精度の劣化を解消することができる
マルチセンサの信号処理装置を提供することを目的とし
ている。
されたもので、比較的簡易な構成で、アナログ信号特有
のオフセット電圧変動に起因する影響を少なくすると共
に、A/D変換に伴う精度の劣化を解消することができる
マルチセンサの信号処理装置を提供することを目的とし
ている。
上述した従来技術における課題は、マルチセンサ（２
軸角速度・加速度センサ）からのアナログ信号を早い段
階でディジタル信号に変換してディジタル・デモジュレ
ーションを実現することにより解決される。
軸角速度・加速度センサ）からのアナログ信号を早い段
階でディジタル信号に変換してディジタル・デモジュレ
ーションを実現することにより解決される。
従って、本発明による２軸角速度・加速度センサの信
号処理装置は、２軸角速度・加速度センサからの複合ベ
クトル信号をディジタル化するA/D変換回路と、前記複
合ベクトル信号と同じ周期をもつ基準信号に応答し、該
基準信号に位相同期させてディジタル正弦波信号を発生
する正弦波信号発生手段と、該ディジタル正弦波信号と
前記A/D変換回路からのディジタル信号との乗算を行う
ディジタル乗算手段と、該ディジタル乗算手段の出力の
低周波成分を通過させるディジタルフィルタ手段とを具
備し、前記A/D変換回路は、前記複合ベクトル信号から
角速度信号、第１の加速度信号または第２の加速度信号
のいずれかを選択するマルチプレクサと、該マルチプレ
クサの出力信号をサンプル・ホールドする回路と、該サ
ンプル・ホールドされた信号をディジタル化する回路と
を含むことを特徴とする。
号処理装置は、２軸角速度・加速度センサからの複合ベ
クトル信号をディジタル化するA/D変換回路と、前記複
合ベクトル信号と同じ周期をもつ基準信号に応答し、該
基準信号に位相同期させてディジタル正弦波信号を発生
する正弦波信号発生手段と、該ディジタル正弦波信号と
前記A/D変換回路からのディジタル信号との乗算を行う
ディジタル乗算手段と、該ディジタル乗算手段の出力の
低周波成分を通過させるディジタルフィルタ手段とを具
備し、前記A/D変換回路は、前記複合ベクトル信号から
角速度信号、第１の加速度信号または第２の加速度信号
のいずれかを選択するマルチプレクサと、該マルチプレ
クサの出力信号をサンプル・ホールドする回路と、該サ
ンプル・ホールドされた信号をディジタル化する回路と
を含むことを特徴とする。
また、上述した構成において好適には、上記A/D変換
回路はさらに外部からの温度情報の信号をディジタル化
し、上記信号処理装置はさらに、該A/D変換回路からの
ディジタル温度情報に基づき較正データを得るデータ較
正部と、該データ較正部からの較正データに基づき前記
基準信号および前記ディジタルフィルタ手段の出力信号
を較正する手段を具備する。
回路はさらに外部からの温度情報の信号をディジタル化
し、上記信号処理装置はさらに、該A/D変換回路からの
ディジタル温度情報に基づき較正データを得るデータ較
正部と、該データ較正部からの較正データに基づき前記
基準信号および前記ディジタルフィルタ手段の出力信号
を較正する手段を具備する。
複合ベクトル信号は検出ベクトルの方向に応じて位相
φが変化し、検出ベクトルの大きさに応じてその振幅が
モジュレートしているので、この複合ベクトル信号をA/
D変換回路において適当な時間間隔でサンプリングする
ことにより、該複合ベクトル信号に対応したディジタル
信号が得られる。一方、複合ベクトル信号と同じ周期を
もつ基準信号に位相同期させて該基準信号の１周期内を
所定時間間隔をおいて区切り、その時間位置に対応した
正弦波の値（cosまたはsinの値）を正弦波信号発生手段
からディジタル値で出力する。次いで、これらA/D変換
された複合ベクトル信号とディジタル正弦波信号とを乗
算し、この乗算の結果の出力の低周波成分を通過させる
ことにより、デモジュレーション信号（cosφまたはsin
φ）を得ることができる。
φが変化し、検出ベクトルの大きさに応じてその振幅が
モジュレートしているので、この複合ベクトル信号をA/
D変換回路において適当な時間間隔でサンプリングする
ことにより、該複合ベクトル信号に対応したディジタル
信号が得られる。一方、複合ベクトル信号と同じ周期を
もつ基準信号に位相同期させて該基準信号の１周期内を
所定時間間隔をおいて区切り、その時間位置に対応した
正弦波の値（cosまたはsinの値）を正弦波信号発生手段
からディジタル値で出力する。次いで、これらA/D変換
された複合ベクトル信号とディジタル正弦波信号とを乗
算し、この乗算の結果の出力の低周波成分を通過させる
ことにより、デモジュレーション信号（cosφまたはsin
φ）を得ることができる。
このように、マルチセンサからのアナログ信号を早い
段階においてディジタル信号に変換し、信号処理をディ
ジタル形式で行っているので、アナログ信号特有のオフ
セット電圧変動に起因する影響を少なくすることがで
き、比較的簡易な構成でありながらA/D変換に伴う精度
の劣化を抑制することが可能となる。
段階においてディジタル信号に変換し、信号処理をディ
ジタル形式で行っているので、アナログ信号特有のオフ
セット電圧変動に起因する影響を少なくすることがで
き、比較的簡易な構成でありながらA/D変換に伴う精度
の劣化を抑制することが可能となる。
なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細に
ついては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施
例を用いて説明する。
ついては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施
例を用いて説明する。
第１図には本発明によるマルチセンサの信号処理装置
の一実施例の全体構成が示される。
の一実施例の全体構成が示される。
図中、白抜きの太い矢印はデータバス、ハッチングで
示される太い矢印はアドレスバスを示す。10a,10bはマ
ルチセンサ（MS）を示し、該マルチセンサの示される1
a,1bはフィルタ２を介してA/D変換回路４に入力され
る。この場合、センサ出力1a（1b）は第３図に示す複合
ベクトル信号であって、１個のマルチセンサ10a（10b）
に対し角速度信号と２つの加速度信号（互いに位相的に
90°ずれている）の３つからなる。従って、２個のマル
チセンサ1a,1bからは合計６チャネルの信号がフィルタ
２を介してA/D変換回路４に入力される。3a,3bは回転体
（第３図に示すセンシングエレメント；ピックオフ）の
回転位置基準信号（ディジタル信号プロセッサの割込み
信号となる）、８は温度情報等を含むアナログ信号を示
し、A/D変換回路４に入力される。
示される太い矢印はアドレスバスを示す。10a,10bはマ
ルチセンサ（MS）を示し、該マルチセンサの示される1
a,1bはフィルタ２を介してA/D変換回路４に入力され
る。この場合、センサ出力1a（1b）は第３図に示す複合
ベクトル信号であって、１個のマルチセンサ10a（10b）
に対し角速度信号と２つの加速度信号（互いに位相的に
90°ずれている）の３つからなる。従って、２個のマル
チセンサ1a,1bからは合計６チャネルの信号がフィルタ
２を介してA/D変換回路４に入力される。3a,3bは回転体
（第３図に示すセンシングエレメント；ピックオフ）の
回転位置基準信号（ディジタル信号プロセッサの割込み
信号となる）、８は温度情報等を含むアナログ信号を示
し、A/D変換回路４に入力される。
A/D変換回路４は、マルチプレクサ41と、サンプル・
ホールド回路42と、A/Dコンバータ43と、論理回路部44
とを含んで構成されている。マルチプレクサ41は、論理
回路部44からの選択信号SELに応答してマルチセンサか
らの各出力信号あるいは外部からのアナログ信号８のい
ずれかを選択する。また、サンプル・ホールド回路42
は、論理回路部44からのサンプリング信号SPLに応答し
てマルチプレクサ41の出力信号をサンプル・ホールドす
る。A/Dコンバータ43は、このサンプル・ホールドされ
た信号を論理回路部44からの開始制御信号SOCに応答し
てディジタル化し、そしてA/D変換動作を終了すると終
了信号BOCを発生する。このディジタル化された信号
は、論理回路部44を介してディジタル信号プロセッサ６
に入力され、デモジュレートされる。
ホールド回路42と、A/Dコンバータ43と、論理回路部44
とを含んで構成されている。マルチプレクサ41は、論理
回路部44からの選択信号SELに応答してマルチセンサか
らの各出力信号あるいは外部からのアナログ信号８のい
ずれかを選択する。また、サンプル・ホールド回路42
は、論理回路部44からのサンプリング信号SPLに応答し
てマルチプレクサ41の出力信号をサンプル・ホールドす
る。A/Dコンバータ43は、このサンプル・ホールドされ
た信号を論理回路部44からの開始制御信号SOCに応答し
てディジタル化し、そしてA/D変換動作を終了すると終
了信号BOCを発生する。このディジタル化された信号
は、論理回路部44を介してディジタル信号プロセッサ６
に入力され、デモジュレートされる。
また、11はマルチセンサに内蔵されているモータ（第
４図参照）に駆動信号MDを供給するジャイロ・ホイール
・サプライ、12はディジタル信号プロセッサ６を制御す
るための論理回路部、13は該論理回路部12の動作に必要
なクロックを発振するオシレータ、14は制御処理装置７
との間に介在されたインタフェース部、15はディジタル
信号プロセッサ６の動作を規定したプログラム等を格納
しているROM、そして、16はデモジュレーションの際に
授受されるデータ等を一時的に格納するRAMを示す。制
御処理装置７は、ディジタル信号プロセッサ６により得
られたデモジュレーション信号を、例えば前述したよう
な姿勢制御等に利用するためのものである。
４図参照）に駆動信号MDを供給するジャイロ・ホイール
・サプライ、12はディジタル信号プロセッサ６を制御す
るための論理回路部、13は該論理回路部12の動作に必要
なクロックを発振するオシレータ、14は制御処理装置７
との間に介在されたインタフェース部、15はディジタル
信号プロセッサ６の動作を規定したプログラム等を格納
しているROM、そして、16はデモジュレーションの際に
授受されるデータ等を一時的に格納するRAMを示す。制
御処理装置７は、ディジタル信号プロセッサ６により得
られたデモジュレーション信号を、例えば前述したよう
な姿勢制御等に利用するためのものである。
次に、第１図におけるディジタル信号プロセッサの構
成および作用について第２図を参照しながら説明する。
なお、図示の例では本発明に係わる部分の構成のみが示
され、また第１図における論理回路部12およびインタフ
ェース部14は省略されている。
成および作用について第２図を参照しながら説明する。
なお、図示の例では本発明に係わる部分の構成のみが示
され、また第１図における論理回路部12およびインタフ
ェース部14は省略されている。
図中、前段フィルタ2a,2bは第１図のフィルタ２に対
応している。ディジタル信号プロセッサ６は、正弦波信
号（cos/sin信号）発生手段５と、回転位置基準信号3a,
3bに応答してcos/sin信号発生手段５の位相同期を行う
ディジタルPLL61と、A/D変換回路４からのディジタル入
力信号MDとcos/sin信号発生手段５からのディジタル正
弦波信号cos,sinとを乗算する乗算手段621,622と、該乗
算手段621,622の出力の低周波成分のみを通過させるデ
ィジタルフィルタ631,632と、A/D変換回路４からのディ
ジタル温度情報TPに基づき較正データを得るデータ較正
部９と、該較正データに基づいてディジタルPLL61の出
力およびディジタルフィルタ631,632の出力を較正する
データ較正手段としての加算器641,642,643とを含んで
いる。
応している。ディジタル信号プロセッサ６は、正弦波信
号（cos/sin信号）発生手段５と、回転位置基準信号3a,
3bに応答してcos/sin信号発生手段５の位相同期を行う
ディジタルPLL61と、A/D変換回路４からのディジタル入
力信号MDとcos/sin信号発生手段５からのディジタル正
弦波信号cos,sinとを乗算する乗算手段621,622と、該乗
算手段621,622の出力の低周波成分のみを通過させるデ
ィジタルフィルタ631,632と、A/D変換回路４からのディ
ジタル温度情報TPに基づき較正データを得るデータ較正
部９と、該較正データに基づいてディジタルPLL61の出
力およびディジタルフィルタ631,632の出力を較正する
データ較正手段としての加算器641,642,643とを含んで
いる。
cos/sin信号発生手段５は、PROMにより構成され、基
準信号3a,3bの１周期内の時間位置に対応したcosまたは
sinの値をディジタル形式で出力する。較正データ部９
は、PROMにより構成され、予めセンサの温度情報8a,8b
により必要な較正情報を記憶しておき、各温度に対応し
たA/D変換回路４からのアドレスにより読み出してディ
ジタル形式の較正データを出力する。
準信号3a,3bの１周期内の時間位置に対応したcosまたは
sinの値をディジタル形式で出力する。較正データ部９
は、PROMにより構成され、予めセンサの温度情報8a,8b
により必要な較正情報を記憶しておき、各温度に対応し
たA/D変換回路４からのアドレスにより読み出してディ
ジタル形式の較正データを出力する。
ディジタルPLL61は、基準信号3a,3bに位相同期したデ
ィジタルの信号REFを得て、該基準信号の１周期を所定
の間隔でタイミングをとり、パルスを発生している。こ
のパルスは、加算器641において較正データ部９からの
較正データと加算されて較正され、その結果はアドレス
としてcos/sin信号発生手段５のPROMに供給される。こ
れによって、該アドレスに対応したメモリ内容が読み出
される。メモリ内容としては、１周期（２π）について
所定角度の間隔でその角度に対応するcosおよびsinの値
が記憶されている。乗算手段621,622においては、cos/s
in信号発生手段５のPROMから読み出したディジタル正弦
波信号cos,sinと、センサ出力1a,1bをA/D変換したディ
ジタル入力信号MDとが乗算される。
ィジタルの信号REFを得て、該基準信号の１周期を所定
の間隔でタイミングをとり、パルスを発生している。こ
のパルスは、加算器641において較正データ部９からの
較正データと加算されて較正され、その結果はアドレス
としてcos/sin信号発生手段５のPROMに供給される。こ
れによって、該アドレスに対応したメモリ内容が読み出
される。メモリ内容としては、１周期（２π）について
所定角度の間隔でその角度に対応するcosおよびsinの値
が記憶されている。乗算手段621,622においては、cos/s
in信号発生手段５のPROMから読み出したディジタル正弦
波信号cos,sinと、センサ出力1a,1bをA/D変換したディ
ジタル入力信号MDとが乗算される。
ところで、センサ出力1a,1bは、 Ｖ＝Ｋ・cos（ωｔ−φ） と表される。ここで、Ｋは定数、ωは搬送波の各周波
数、φは位相角である。乗算手段621における乗算は、P
ROMからのcosωｔに関しては、 VX＝Ｋ・cosωｔ・cos（ωｔ−φ） ＝（1/2）・Ｋ・cosφ ＋（1/2）・Ｋ・cos（２ωｔ−φ） となり、乗算手段622におけるsinωｔの乗算に関して
は、 VY＝Ｋ・sinωｔ・cos（ωｔ−φ） ＝（1/2）・Ｋ・sinφ ＋（1/2）・Ｋ・sin（２ωｔ−φ） となり、（1/2）・Ｋ・cosφおよび（1/2）・Ｋ・sinφ
が得られる。これは、例えば回転している角度センサま
たは加速度センサからの検出値の固定座標系（X,Y）で
の値となる。また、（1/2）・Ｋ・cos（２ωｔ−φ）と
（1/2）・Ｋ・sin（２ωｔ−φ）については、ディジタ
ルフィルタ631,632で容易に打ち消すことができる。デ
ィジタルフィルタリングした後、A/D変換回路４でディ
ジタル信号に変換した温度情報TPを基に較正係数を較正
データ部９から読み出し、加算器642,643でこれらを加
算することによりデータ較正をして、制御処理装置７に
送出する。
数、φは位相角である。乗算手段621における乗算は、P
ROMからのcosωｔに関しては、 VX＝Ｋ・cosωｔ・cos（ωｔ−φ） ＝（1/2）・Ｋ・cosφ ＋（1/2）・Ｋ・cos（２ωｔ−φ） となり、乗算手段622におけるsinωｔの乗算に関して
は、 VY＝Ｋ・sinωｔ・cos（ωｔ−φ） ＝（1/2）・Ｋ・sinφ ＋（1/2）・Ｋ・sin（２ωｔ−φ） となり、（1/2）・Ｋ・cosφおよび（1/2）・Ｋ・sinφ
が得られる。これは、例えば回転している角度センサま
たは加速度センサからの検出値の固定座標系（X,Y）で
の値となる。また、（1/2）・Ｋ・cos（２ωｔ−φ）と
（1/2）・Ｋ・sin（２ωｔ−φ）については、ディジタ
ルフィルタ631,632で容易に打ち消すことができる。デ
ィジタルフィルタリングした後、A/D変換回路４でディ
ジタル信号に変換した温度情報TPを基に較正係数を較正
データ部９から読み出し、加算器642,643でこれらを加
算することによりデータ較正をして、制御処理装置７に
送出する。
このように本実施例の信号処理装置では、マルチセン
サからのアナログ信号を早い段階（前段フィルタを通し
た直後）においてマルチプレクスし、かつサンプル・ホ
ールドしてディジタル信号に変換し、装置内での信号処
理は実質的にディジタル形式で行っている。そのため、
アナログ信号に特有のオフセット電圧変動に起因する影
響を少なくすることができ、A/D変換に伴う精度の劣化
を抑制することができる。
サからのアナログ信号を早い段階（前段フィルタを通し
た直後）においてマルチプレクスし、かつサンプル・ホ
ールドしてディジタル信号に変換し、装置内での信号処
理は実質的にディジタル形式で行っている。そのため、
アナログ信号に特有のオフセット電圧変動に起因する影
響を少なくすることができ、A/D変換に伴う精度の劣化
を抑制することができる。
また、従来形に見られたような１個のマルチセンサに
対して複数個のデモジュレータを用意しなければならな
いといった不都合、を解消することができるので、回路
構成の簡素化に有利なものとなる。
対して複数個のデモジュレータを用意しなければならな
いといった不都合、を解消することができるので、回路
構成の簡素化に有利なものとなる。
以上説明したように本発明によれば、アナログ信号特
有のオフセット電圧変動に起因する影響を少なくするこ
とができると共に、比較的簡易な構成でありながら精度
の高いものが得られる利点を有する。また、ディジタル
信号が直接得られるので、A/D変換に伴う精度の劣化を
解消することができる。
有のオフセット電圧変動に起因する影響を少なくするこ
とができると共に、比較的簡易な構成でありながら精度
の高いものが得られる利点を有する。また、ディジタル
信号が直接得られるので、A/D変換に伴う精度の劣化を
解消することができる。
第１図は本発明によるマルチセンサの信号処理装置の一
実施例の全体構成を示すブロック図、 第２図は第１図におけるディジタル信号プロセッサの、
本発明に係わる部分の構成を示すブロック図、 第３図はマルチセンサを説明するための図、 第４図は従来形におけるマルチセンサの信号処理方式を
説明するための、一部模式的に示した機能ブロック図、 第５図は第４図におけるデモジュレータ部の構成を詳細
に示すブロック図、 第６図（ａ）〜（ｃ）は第５図におけるアナログスイッ
チの出力を説明するための信号波形図、 である。 （符号の説明） 1a,1b…複合ベクトル信号、2,2a,2b…フィルタ、3a,3b
…回転位置基準信号、４…A/D変換回路、５…正弦波（c
os/sin）信号発生手段、６…ディジタル信号プロセッ
サ、７…制御処理装置、8a,8b…温度情報信号、９…デ
ータ較正部、10a,10b…２軸角速度・加速度センサ（マ
ルチセンサ）、41…マルチプレクサ、42…サンプル・ホ
ールド回路、43…A/Dコンバータ、621,622…ディジタル
乗算手段、631,632…ディジタルフィルタ手段、641,64
2,643…加算器、cos,sin…ディジタル正弦波信号、REF
…ディジタル基準信号、MD…ディジタル入力信号、TP…
ディジタル温度情報信号、X,Y…デモジュレーション信
号。
実施例の全体構成を示すブロック図、 第２図は第１図におけるディジタル信号プロセッサの、
本発明に係わる部分の構成を示すブロック図、 第３図はマルチセンサを説明するための図、 第４図は従来形におけるマルチセンサの信号処理方式を
説明するための、一部模式的に示した機能ブロック図、 第５図は第４図におけるデモジュレータ部の構成を詳細
に示すブロック図、 第６図（ａ）〜（ｃ）は第５図におけるアナログスイッ
チの出力を説明するための信号波形図、 である。 （符号の説明） 1a,1b…複合ベクトル信号、2,2a,2b…フィルタ、3a,3b
…回転位置基準信号、４…A/D変換回路、５…正弦波（c
os/sin）信号発生手段、６…ディジタル信号プロセッ
サ、７…制御処理装置、8a,8b…温度情報信号、９…デ
ータ較正部、10a,10b…２軸角速度・加速度センサ（マ
ルチセンサ）、41…マルチプレクサ、42…サンプル・ホ
ールド回路、43…A/Dコンバータ、621,622…ディジタル
乗算手段、631,632…ディジタルフィルタ手段、641,64
2,643…加算器、cos,sin…ディジタル正弦波信号、REF
…ディジタル基準信号、MD…ディジタル入力信号、TP…
ディジタル温度情報信号、X,Y…デモジュレーション信
号。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−41006（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−41005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−60213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−78354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−47913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149974（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−118871（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4566327（ＵＳ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】２軸角速度・加速度センサ（10a,10b）か
らの複合ベクトル信号（1a,1b）をディジタル化するア
ナログ／ディジタル変換回路（４）と、 前記複合ベクトル信号と同じ周期をもつ基準信号（RE
F）に応答し、該基準信号に位相同期させてディジタル
正弦波信号（cos,sin）を発生する正弦波信号発生手段
（５）と、 該ディジタル正弦波信号と前記アナログ／ディジタル変
換回路からのディジタル信号（MD）との乗算を行うディ
ジタル乗算手段（621,622）と、 該ディジタル乗算手段の出力の低周波成分を通過させる
ディジタルフィルタ手段（631,632）とを具備し、 前記アナログ／ディジタル変換回路は、前記複合ベクト
ル信号から角速度信号、第１の加速度信号または第２の
加速度信号のいずれかを選択するマルチプレクサ（41）
と、該マルチプレクサの出力信号をサンプル・ホールド
する回路（42）と、該サンプル・ホールドされた信号を
ディジタル化する回路（43）とを含むことを特徴とする
２軸角速度・加速度センサの信号処理装置。 - 【請求項２】前記アナログ／ディジタル変換回路（４）
はさらに外部からの温度情報の信号（8a,8b）をディジ
タル化し、 前記信号処理装置はさらに、該アナログ／ディジタル変
換回路からのディジタル温度情報（TP）に基づき較正デ
ータを得るデータ較正部（９）と、該データ較正部から
の較正データに基づき前記基準信号および前記ディジタ
ルフィルタ手段の出力信号を較正する手段（641,642,64
3）を具備することを特徴とする請求項１に記載の信号
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18987389A JP2728300B2 (ja) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | ２軸角速度・加速度センサの信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18987389A JP2728300B2 (ja) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | ２軸角速度・加速度センサの信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0354476A JPH0354476A (ja) | 1991-03-08 |
| JP2728300B2 true JP2728300B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16248605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18987389A Expired - Lifetime JP2728300B2 (ja) | 1989-07-22 | 1989-07-22 | ２軸角速度・加速度センサの信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728300B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009087710A1 (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-16 | Panasonic Corporation | 慣性速度センサ信号処理回路およびそれを備える慣性速度センサ装置 |
| US8069009B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
| US8093926B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-01-10 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
| US10018468B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-07-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Physical-quantity detection circuit, physical-quantity sensor, and electronic device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000045995A (ko) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 추호석 | 타코메타의 속도측정방법 |
| JP2006167302A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Tajima Inc | 溶着余盛り部分カット用包丁 |
| JP4591580B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2010-12-01 | 株式会社デンソー | 周期信号処理装置 |
| JP4894952B2 (ja) | 2009-09-10 | 2012-03-14 | トヨタ車体株式会社 | 車両ドア用ヒンジ |
| US8444208B2 (en) | 2009-09-17 | 2013-05-21 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Structure for attaching mounting member to door impact beam |
| JP6492739B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2019-04-03 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量検出装置、電子機器及び移動体 |
-
1989
- 1989-07-22 JP JP18987389A patent/JP2728300B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009087710A1 (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-16 | Panasonic Corporation | 慣性速度センサ信号処理回路およびそれを備える慣性速度センサ装置 |
| JP2009162645A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Panasonic Corp | 慣性速度センサ信号処理回路およびそれを備える慣性速度センサ装置 |
| US8069009B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
| US8093926B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-01-10 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
| US10018468B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-07-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Physical-quantity detection circuit, physical-quantity sensor, and electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354476A (ja) | 1991-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2728300B2 (ja) | ２軸角速度・加速度センサの信号処理装置 | |
| CA2297090C (en) | A digital control system for a vibrating structure gyroscope | |
| JP3816674B2 (ja) | 慣性センサ用の信号処理システム | |
| JPH05312579A (ja) | ジャイロコンパス | |
| JPH08334306A (ja) | ディジタル角度検出方法 | |
| JPH06160100A (ja) | 振動ジャイロの信号処理回路 | |
| JP2000337925A (ja) | Ｒ／ｄコンバータ | |
| US20080103725A1 (en) | Rapid readout logic for mems gyroscope | |
| US5361036A (en) | Complex digital demodulator employing Chebychev-approximation derived synthetic sinusoid generation | |
| JPH0914973A (ja) | 角速度測定のための装置および方法 | |
| JPH1078326A (ja) | 角速度検出装置 | |
| JPH0736286Y2 (ja) | 温度補償式デモジュレータ | |
| JPH0735554A (ja) | 検出回路 | |
| EP0242396B1 (en) | Synchronous fm digital detector | |
| JP3095443B2 (ja) | ２軸角速度・加速度信号検出器および該検出器の出力信号処理装置 | |
| JPS61193019A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP2788062B2 (ja) | マルチセンサ出力処理用の基準信号発生装置 | |
| JPH0241006A (ja) | デモジュレータ | |
| JPH05288555A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP2013104707A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH05296771A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH09292231A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP2632707B2 (ja) | デモジュレーション装置 | |
| JP5266528B2 (ja) | 角速度センサ、角速度信号補正装置 | |
| JPS6350716A (ja) | 振動型角速度検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212 Year of fee payment: 12 |