JP5344955B2 - Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same - Google Patents
Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5344955B2 JP5344955B2 JP2009046928A JP2009046928A JP5344955B2 JP 5344955 B2 JP5344955 B2 JP 5344955B2 JP 2009046928 A JP2009046928 A JP 2009046928A JP 2009046928 A JP2009046928 A JP 2009046928A JP 5344955 B2 JP5344955 B2 JP 5344955B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- voltage
- circuit
- vibrator
- current
- 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 - Fee Related
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば、水晶振動子やセラミック発振子などの振動子を発振させるための固体振動子発振回路に関し、より具体的には、振動子の定常励振を早めることが可能な固体振動子発振回路およびこれを用いた物理量センサに関する。 The present invention relates to a solid oscillator oscillation circuit for oscillating a vibrator such as a crystal vibrator or a ceramic oscillator. More specifically, the present invention relates to a solid vibrator oscillation capable of accelerating steady-state excitation of a vibrator. The present invention relates to a circuit and a physical quantity sensor using the circuit.
従来から、振動子を用いて物理量としての角速度を検出する振動ジャイロセンサは、非常に小型で安価なジャイロセンサとして、カーナビゲーション・システムやロボットの姿勢制御、カメラの手振れ補正等に用いられており、近年これらの製品の需要が拡大するに従って、振動ジャイロセンサの需要も急激に増加している。 Conventionally, vibration gyro sensors that detect angular velocities as physical quantities using vibrators have been used for car navigation systems, robot posture control, camera shake correction, etc. as extremely small and inexpensive gyro sensors. In recent years, as the demand for these products has expanded, the demand for vibration gyro sensors has also increased rapidly.
このような振動ジャイロセンサは、振動子に電圧を印加し振動子を振動させる発振回路と、振動子に加わるコリオリ力を検出する検出回路から構成されている。特に発振回路の構成は、振動子が定常励振するまでにかかる時間に影響するため、物理量センサの起動に要する時間を短縮するために重要な回路である。 Such a vibration gyro sensor includes an oscillation circuit that applies a voltage to the vibrator to vibrate the vibrator and a detection circuit that detects a Coriolis force applied to the vibrator. In particular, the configuration of the oscillation circuit is an important circuit for shortening the time required for starting the physical quantity sensor because it affects the time required for the vibrator to perform steady excitation.
一般的に、発振回路は、振動子からの出力電流を、電流電圧変換回路によって電圧に変換し、この電圧を増幅器を介して振動子に帰還させることによって、振動子を振動させている。このため、振動子を定常励振させるまでの時間を短くするためには、増幅器の増幅度を大きくすればよい。 In general, an oscillation circuit oscillates a vibrator by converting an output current from the vibrator into a voltage by a current-voltage conversion circuit and feeding back this voltage to the vibrator through an amplifier. For this reason, in order to shorten the time until the vibrator is normally excited, the amplification degree of the amplifier may be increased.
しかしながら、増幅器の増幅度を大きくした場合には、増幅器の出力電圧波形の飽和や、ノイズの増幅、振動子の発振状態の安定性などに問題が生じていた。
このため、図11に示すように、振動子101と、振動子101からの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路(第1の増幅器)102と、電流電圧変換回路102の出力信号を整流し直流電圧を得る整流回路103と、電流電圧変換回路102の出力信号を入力し整流回路の出力電圧の値に応じて増幅度が変化する可変利得増幅器105を備え、可変利得増幅器105の出力電圧を入力とするレベル判定回路126と、可変利得増幅器105もしくは可変利得増幅器105の後段に設けられた電圧増幅器106の増幅度を切替えるスイッチ手段121を有し、レベル判定回路126の出力によってスイッチ手段121を制御し振動子101の振幅を制御する発振回路100が開示されている(特許文献1)。
However, when the amplification degree of the amplifier is increased, problems occur in saturation of the output voltage waveform of the amplifier, amplification of noise, stability of the oscillation state of the vibrator, and the like.
For this reason, as shown in FIG. 11, the
この発振回路100では、電源投入時には、スイッチ手段121はオン状態となっており、電圧増幅器106の増幅度を大きくすることで、振動子101が定常励振となるまでに要する時間を短縮している。そして、振動子101が定常励振となった場合には、レベル判定回路126によってスイッチ手段121がオフ状態とされ、電圧増幅器106の増幅度を小さくすることで、可変利得増幅器105の出力電圧波形の飽和や、ノイズの低減維持、振動子101の発振状態の安定化などの問題を解決していた。
In this
また、図12に示す発振回路では、振動子101と、振動子101からの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路(第1の増幅器)102と、電流電圧変換回路102の出力信号を整流し直流電圧を得る整流回路103と、電流電圧変換回路102の出力信号を入力し整流回路103の出力電圧の値に応じて増幅度が変化する可変利得増幅器105と、可変利得増幅器105の出力信号を増幅する第2の増幅器106と、整流回路103の出力電圧と基準電圧発生部125の出力電圧が入力されるレベル判定回路126と、電流電圧変換回路102と第2の増幅器106との間に第3の増幅器120とスイッチ手段121とを有し、電流電圧変換回路102の出力信号が第3の増幅器120の正入力端子に入力され、第3の増幅器120の負入力端子に電源電圧の1/2近傍の大きさの電圧がコンデンサを介して印加され、第3の増幅器120の出力端子と第2の増幅器106の入力端子との間に第2の抵抗とスイッチ手段121が直列に接続され、レベル判定回路126の出力によってスイッチ手段121を制御し、第2の増幅器106の増幅度を変化させて、振動子101の振幅を制御する発振回路100が開示されている(特許文献2)。
In the oscillation circuit shown in FIG. 12, the
この発振回路100は、基本的には、図11に示す発振回路100と同様な構成であるが、さらに、第3の増幅器120を備えることによって、第2の増幅器106の増幅度を大きくし、振動子101が定常励振となるまでに要する時間を短縮している。
The
しかしながら、このようなスイッチ手段121を用いて電圧増幅器106の増幅度を変化させた場合には、スイッチ手段121がオン状態からオフ状態に変化する際に、電圧増幅器106の増幅度が図13に示すように、極端に変化することになる。
However, when the amplification degree of the
このため、スイッチ手段121がオン状態からオフ状態に変化する際に、リンギングなどが発生し、振動子101の発振状態が不安定となってしまい、振動子101を定常励振させるまでの時間が長くなってしまう要因となっていた。
For this reason, when the
また、このような発振回路100とした場合には、スイッチ手段121の入切のためにレベル判定回路126やこのレベル判定回路126がレベル判定を行うための基準電圧発生部125が必要となってしまうため、回路の小型化、省電力化の妨げとなってしまっていた。
Further, in the case of such an
本発明は、このような現状に鑑み、振動子を定常励振させるまでに要する時間、すなわち、起動時間を短縮するとともに、増幅器の出力電圧波形の飽和や、ノイズの増幅、増幅度変化後の振動子の発振状態の安定性といった問題を解決した固体振動子発振回路を提供することを目的とする。 In view of such a current situation, the present invention reduces the time required for steady-state excitation of the vibrator, that is, the start-up time, saturation of the output voltage waveform of the amplifier, amplification of noise, and vibration after change of the amplification degree. An object of the present invention is to provide a solid state oscillator circuit that solves the problem of the stability of the oscillation state of the child.
また、本発明は、レベル判定回路や基準電圧発生部などを用いずに、発振回路の増幅度を変化させることで、発振回路の小型化や省電力化を図ることができる固体振動子発振回路を提供することを目的とする。 In addition, the present invention provides a solid oscillator oscillation circuit capable of reducing the size and power consumption of the oscillation circuit by changing the amplification degree of the oscillation circuit without using a level determination circuit or a reference voltage generator. The purpose is to provide.
さらに、本発明は、このような固体振動子発振回路を備えることで、起動時間が短縮され、また、小型化や省電力化が可能な物理量センサを提供することを目的とする。 Furthermore, an object of the present invention is to provide a physical quantity sensor that has such a solid state oscillator circuit and can be reduced in startup time and reduced in size and power consumption.
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の固体振動子発振回路は、
振動子と、
前記振動子からの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
該電流電圧変換回路からの出力電圧を増幅するための増幅器を備えた固体振動子発振回路であって、
前記増幅器は、複数段の増幅器によって構成されており、
該複数段の増幅器が、それぞれ増幅度を変化させる可変電流スイッチを備え、
前記可変電流スイッチは、前記電流電圧変換回路からの出力電圧に基づいて、流れる電流の大きさが連続的に変化し、前記増幅器の増幅度を連続的に変化させるように構成され、
前記可変電流スイッチには、それぞれカットオフ電圧が設定されており、
可変電流スイッチへの入力電圧が、所定のカットオフ電圧以下となった場合に、流れる電流の大きさが0となり、増幅器の増幅度を最小値とするように構成され、
前記振動子が振動を開始したあと、前記複数段の増幅器のうち、初段の増幅器に備わる可変電流スイッチより他の増幅器に備わる可変電流スイッチの方が先にカットオフすることを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the problems and objects in the prior art as described above.
A vibrator,
A current-voltage conversion circuit that converts an output current from the vibrator into a voltage;
A solid-state oscillator oscillation circuit including an amplifier for amplifying an output voltage from the current-voltage conversion circuit,
The amplifier is composed of a plurality of stages of amplifiers,
Each of the multi-stage amplifiers includes a variable current switch that changes an amplification degree,
The variable current switch is configured to continuously change the magnitude of the flowing current based on the output voltage from the current-voltage conversion circuit, and to continuously change the amplification degree of the amplifier ,
Each of the variable current switches has a cut-off voltage,
When the input voltage to the variable current switch is equal to or lower than a predetermined cut-off voltage, the magnitude of the flowing current becomes 0, and the amplification degree of the amplifier is set to the minimum value.
After the vibrator starts oscillating, the variable current switch provided in another amplifier is cut off earlier than the variable current switch provided in the first-stage amplifier among the plurality of stages of amplifiers .
このように構成することによって、可変電流スイッチに流れる電流の大きさが、振動子の出力電流に応じた電流電圧変換回路からの出力電圧の大きさによって、連続的に制御されることになる。このため、増幅器の増幅度も連続的に変化することになるため、スイッチの入切の際に、増幅度が極端に変化することがなく、リンギングなども発生しないため、振動子を迅速に定常励振させることができる。 With this configuration, the magnitude of the current flowing through the variable current switch is continuously controlled by the magnitude of the output voltage from the current-voltage conversion circuit corresponding to the output current of the vibrator. For this reason, the amplification level of the amplifier also changes continuously, so that when the switch is turned on and off, the amplification level does not change drastically and ringing does not occur. Can be excited.
また、増幅器の増幅度を変化させるために、レベル判定回路や基準電圧発生部などを備える必要がないため、固体振動子発振回路として小型化や省電力化を図ることが可能となる。従って、このような固体振動子発振回路を用いて、例えば、振動型ジャイロセンサなどの物理量センサを構成すれば、物理量センサ自体の小型化や、省電力化による使用時間の向上を図ることができる。 In addition, since it is not necessary to provide a level determination circuit, a reference voltage generation unit, or the like in order to change the amplification degree of the amplifier, it is possible to achieve downsizing and power saving as a solid vibrator oscillation circuit. Therefore, if a physical quantity sensor such as a vibration type gyro sensor is configured using such a solid vibrator oscillation circuit, for example, the physical quantity sensor itself can be reduced in size and use time can be improved due to power saving. .
また、増幅器を、複数段の増幅器によって構成することによって、固体振動子発振回路としての増幅度を大きくすることができ、振動子を定常励振させるまでに要する時間を短縮することができる。 Further, by configuring the amplifier with a plurality of stages of amplifiers, the degree of amplification as a solid oscillator oscillation circuit can be increased, and the time required for steady-state excitation of the oscillator can be shortened.
なお、増幅器の段数は、振動子を定常励振させるまでの時間に応じて適宜選択することができる。従って、固体振動子発振回路が用いられる物理量センサに求められる起動時間に応じて、増幅器の段数を適宜選択することによって、物理量センサの起動時間と、物理量センサの省電力化のバランスを図ることができる。 Note that the number of stages of amplifiers can be selected as appropriate according to the time until the vibrator is normally excited. Accordingly, by appropriately selecting the number of stages of amplifiers according to the startup time required for the physical quantity sensor in which the solid oscillator oscillation circuit is used, it is possible to balance the startup time of the physical quantity sensor and the power saving of the physical quantity sensor. it can.
また、このように構成することによって、可変電流スイッチへの入力電圧を徐々に小さくすることによって、増幅器の増幅度を連続的に小さくすることができる。また、可変電流スイッチへの入力電圧がカットオフ電圧以下となった時点で、可変電流スイッチには電流が流れなくなるため、可変電流スイッチへの入力電圧がカットオフ電圧以下で変動したとしても、増幅器の増幅度は常時安定させることができる。
また、このように構成することによって、複数段の増幅器のうち、初段の増幅器以外の増幅器に備わる可変電流スイッチが先にカットオフ、すなわち、増幅器の増幅度が最小値となる。このため、初段の増幅器で増幅度が変化した場合であっても、後段の増幅器の増幅度が固定されているために、複数段の増幅器全体で構成する増幅度が安定し、最終段の増幅器の出力電圧安定することになる。
従って、振動体に帰還する電圧は常時安定した電圧が入力されることになるため、振動子を定常励振させるまでに要する時間を短縮することができる。また、振動子の発振状態も常時安定させることができる。
Further, with this configuration, the amplification degree of the amplifier can be continuously reduced by gradually reducing the input voltage to the variable current switch. Also, when the input voltage to the variable current switch falls below the cut-off voltage, no current flows through the variable current switch, so even if the input voltage to the variable current switch fluctuates below the cut-off voltage, the amplifier The amplification degree can be stabilized at all times.
Further, with this configuration, the variable current switch provided in the amplifiers other than the first-stage amplifier among the multiple-stage amplifiers is cut off first, that is, the amplification degree of the amplifier becomes the minimum value. For this reason, even when the amplification level is changed in the first stage amplifier, the amplification level of the amplifier in the subsequent stage is fixed. The output voltage will be stabilized.
Therefore, since a stable voltage is always input as the voltage fed back to the vibrating body, it is possible to shorten the time required until the vibrator is normally excited. In addition, the oscillation state of the vibrator can always be stabilized.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記可変電流スイッチが、MOSFETによって構成されていてもよい。
このように、可変電流スイッチをMOSFETとすれば、通過電流制御用の入力電圧をMOSFETのゲート端子に印加すれば、ドレイン−ソース間に流れる電流量を制御することができるため、容易に可変電流スイッチを構成することができる。
In the solid state oscillator circuit according to the present invention, the variable current switch may be constituted by a MOSFET.
In this way, if the variable current switch is a MOSFET, the amount of current flowing between the drain and source can be controlled by applying the input voltage for controlling the passing current to the gate terminal of the MOSFET. A switch can be configured.
従って、固体振動子発振回路をIC化した場合などでも、容易に小型化、省電力化を図ることが可能となる。 Therefore, even when the solid vibrator oscillation circuit is integrated, it is possible to easily reduce the size and save power.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記可変電流スイッチは、電流通過経路に対して並列に抵抗素子が接続されて構成されていてもよい。
このように、可変電流スイッチの電流通過経路に対して並列に抵抗素子を接続することによって、可変電流スイッチがカットオフした状態でも並列に接続した抵抗素子によって増幅器の増幅度を1以上に固定することが可能となる。
In the solid state oscillator circuit of the present invention, the variable current switch may be configured by connecting a resistance element in parallel to the current passing path.
Thus, by connecting a resistance element in parallel to the current passage path of the variable current switch, the amplification factor of the amplifier is fixed to 1 or more by the resistance element connected in parallel even when the variable current switch is cut off. It becomes possible.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記複数段の増幅器のうち、初段の増幅器に備わる可変電流スイッチのカットオフ電圧が、他の増幅器に備わる可変電流スイッチのカットオフ電圧よりも小さいようにしてもよい。 Further, in the solid state oscillator circuit according to the present invention, the cut-off voltage of the variable current switch provided in the first-stage amplifier among the plural-stage amplifiers is smaller than the cut-off voltage of the variable current switch provided in the other amplifier. It may be.
このように構成することによって、複数段の増幅器のうち、初段の増幅器以外の増幅器に備わる可変電流スイッチが先にカットオフ、すなわち、増幅器の増幅度が最小値となる。このため、初段の増幅器で増幅度が変化した場合であっても、後段の増幅器の増幅度が固定されているために、複数段の増幅器全体で構成する増幅度が安定し、最終段の増幅器の出力電圧も安定することになる。 With this configuration, the variable current switch provided in the amplifiers other than the first-stage amplifier among the multiple-stage amplifiers is cut off first, that is, the amplification degree of the amplifier becomes the minimum value. For this reason, even when the amplification level is changed in the first stage amplifier, the amplification level of the amplifier in the subsequent stage is fixed. This also stabilizes the output voltage.
従って、振動体に帰還する電圧は常時安定した電圧が入力されることになるため、振動子を定常励振させるまでに要する時間を短縮することができる。また、振動子の発振状態も常時安定させることができる。 Therefore, since a stable voltage is always input as the voltage fed back to the vibrating body, it is possible to shorten the time required until the vibrator is normally excited. In addition, the oscillation state of the vibrator can always be stabilized.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記複数段の増幅器のうち、少なくともいずれか1つの増幅器の出力側にオフセット調整回路を設けるようにしてもよい。
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記オフセット調整回路が、ハイパスフィルタであるようにしてもよい。
In the solid state oscillator circuit of the present invention, an offset adjustment circuit may be provided on the output side of at least one of the plurality of stages of amplifiers.
In the solid state oscillator circuit of the present invention, the offset adjustment circuit may be a high pass filter.
このように、複数段の増幅器のうち、少なくともいずれか1つの増幅器の出力側にハイパスフィルタなどのオフセット調整回路を設けることによって、増幅器の出力にオフセットが生じた場合であっても、このオフセットをキャンセルすることができる。 In this way, by providing an offset adjustment circuit such as a high-pass filter on the output side of at least one of the amplifiers in a plurality of stages, even if an offset occurs in the output of the amplifier, this offset is reduced. Can be canceled.
従って、増幅器の出力電圧の振幅を大きく取ることができるので、固体振動子発振回路として増幅度を大きく維持することができ、振動子を定常励振させるまでに要する時間を短縮することができる。 Therefore, the amplitude of the output voltage of the amplifier can be increased, so that the amplification degree can be kept large as a solid vibrator oscillation circuit, and the time required for steady-state excitation of the vibrator can be shortened.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記複数段の増幅器のうち、最終段の増幅器の増幅度の最小値が1以上であるようにしてもよい。
このようにすることによって、振動子を定常励振させるまでに要する時間を短縮する為に振動子に電源電圧に飽和する電圧を印加する時に最終段の増幅器の入力信号を小さくすることができ、正常に増幅器を動作させることができる。
In the solid state oscillator circuit of the present invention, the minimum value of the amplification degree of the final stage amplifier among the multiple stages of amplifiers may be 1 or more.
In this way, the input signal of the final stage amplifier can be reduced when applying a voltage that saturates to the power supply voltage to the vibrator in order to reduce the time required for steady-state excitation of the vibrator. The amplifier can be operated.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記電流電圧変換回路と、増幅器の導線路上にローパスフィルタを設けるようにしてもよい。 In the solid-state oscillator circuit of the present invention, a low-pass filter may be provided on the current-voltage conversion circuit and the conductive line of the amplifier.
このように、電流電圧変換回路と、増幅器の導線路上に、ローパスフィルタを設けることによって、振動子からの出力電流とともに入力される雑音を除去することができ、振動子へ雑音の少ない出力電圧を印加することができる。このため、振動子が定常励振するまでに要する時間を短縮することができる。 In this way, by providing a low-pass filter on the current-voltage conversion circuit and the conducting line of the amplifier, noise input together with the output current from the vibrator can be removed, and an output voltage with less noise is supplied to the vibrator. Can be applied. For this reason, it is possible to reduce the time required for the vibrator to perform steady excitation.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記電流電圧変換回路と、可変電流スイッチの導線路上に整流回路を設けるようにしてもよい。
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記整流回路の出力側に平滑回路を設けるようにしてもよい。
In the solid-state vibrator circuit according to the present invention, a rectifier circuit may be provided on the current-voltage conversion circuit and the conductive line of the variable current switch.
In the solid state oscillator circuit of the present invention, a smoothing circuit may be provided on the output side of the rectifier circuit.
振動子からの出力電流、及び、電流電圧変換回路からの出力電圧は交流であるため、このように、整流回路及び平滑回路を介することで、直流に変換することで、例えば、可変電流スイッチとしてMOSFETを用いた場合であっても、MOSFETのゲート電圧を直流電圧で制御することができる。 Since the output current from the vibrator and the output voltage from the current-voltage conversion circuit are alternating current, by converting to direct current through the rectifier circuit and the smoothing circuit in this way, for example, as a variable current switch Even when a MOSFET is used, the gate voltage of the MOSFET can be controlled by a DC voltage.
また、本発明の固体振動子発振回路は、前記振動子は、水晶振動子またはセラミック発振子であるようにしてもよい。
このように、振動子として水晶振動子を用いれば、安定した発信周波数が得られるので、振動子の振動周波数も周囲の温度変化に対しても安定しており、より温度特性の良い振動型ジャイロセンサなどの物理量センサを実現することができる。
In the solid state oscillator circuit of the present invention, the resonator may be a crystal resonator or a ceramic resonator.
In this way, if a crystal resonator is used as a resonator, a stable transmission frequency can be obtained. Therefore, the vibration frequency of the resonator is stable against changes in the surrounding temperature, and a vibration gyro with better temperature characteristics. A physical quantity sensor such as a sensor can be realized.
また、振動子としてセラミック発振子を用いれば、小型で低コストの振動型ジャイロセンサなどの物理量センサを実現することができる。 Further, if a ceramic oscillator is used as the vibrator, a physical quantity sensor such as a vibration gyro sensor that is small and low in cost can be realized.
また、本発明の物理量センサは、上述するいずれかの固体振動子発振回路と、
前記振動子に印加される外力に応じて、該振動子から出力される検出電流を検出する検出回路とを有することを特徴とする。
Moreover, the physical quantity sensor of the present invention includes any one of the solid oscillator oscillation circuits described above,
And a detection circuit that detects a detection current output from the vibrator according to an external force applied to the vibrator.
また、本発明の物理量センサは、前記振動子に生じるコリオリ力を検出する振動型ジャイロセンサであってもよい。
このように本発明の固体振動子発振回路を物理量センサに用いることによって、迅速に起動可能で、かつ、高精度なカメラの手振れ補正用のジャイロセンサや、カーナビゲーション・システムのジャイロセンサとすることができる。
The physical quantity sensor of the present invention may be a vibration type gyro sensor that detects Coriolis force generated in the vibrator.
Thus, by using the solid state oscillator circuit of the present invention for a physical quantity sensor, a gyro sensor for camera shake correction or a car navigation system gyro sensor that can be started quickly and is highly accurate. Can do.
本発明によれば、増幅器に、その増幅度を変化させる可変電流スイッチを備え、この可変電流スイッチは、電流電圧変換回路からの出力電圧に基づいて、流れる電流の大きさが連続的に変化し、これに応じて増幅器の増幅度を連続的に変化させている。 According to the present invention, the amplifier includes a variable current switch that changes the amplification degree. The variable current switch continuously changes the magnitude of the flowing current based on the output voltage from the current-voltage conversion circuit. In accordance with this, the amplification degree of the amplifier is continuously changed.
このため、増幅器の増幅度が極端に変化することがなく、連続的に変化しているため、増幅度の変化の際に、振動子の発振状態が不安定になることもなく、振動子を迅速に定常励振させることができる。 For this reason, the amplification degree of the amplifier does not change extremely and continuously changes, so that the oscillation state of the vibrator does not become unstable when the amplification degree changes. A steady excitation can be made quickly.
また、従来のように、スイッチ手段の切替えのために、レベル判定回路や基準電圧発生部を必要とせず、可変電流スイッチのみで増幅度の変化を行っているため、発振回路の小型化や省電力化を図ることができる。 In addition, since the level change circuit and the reference voltage generator are not required for switching the switching means as in the prior art, the amplification degree is changed only by the variable current switch, so that the oscillation circuit can be reduced in size and saved. Electricity can be achieved.
従って、このような固体振動子発振回路を物理量センサに用いることによって、例えば、カメラの手振れ補正用のセンサとして用いる場合であっても、振動子を迅速に定常励振させることができるため、手振れ補整機能を迅速に起動させることができ、カメラ自体の起動時間も短縮させることができる。 Therefore, by using such a solid oscillator oscillation circuit for a physical quantity sensor, for example, even when used as a camera shake correction sensor for a camera, the vibrator can be rapidly and constantly excited. The function can be activated quickly, and the activation time of the camera itself can be shortened.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の固体振動子発振回路の回路図、図2は、図1の固体振動子発振回路の各位置P1〜P4における電圧値V1〜V4及び固体振動子発振回路の増幅度の変化を示すグラフである。 1 is a circuit diagram of a solid state oscillator circuit of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating voltage values V 1 to V 4 and solid state oscillator circuits at positions P 1 to P 4 of the solid state oscillator circuit of FIG. It is a graph which shows the change of the amplification degree.
図1において、符号10は、全体で本発明の固体振動子発振回路を示している。
この固体振動子発振回路10は、振動子12,電流電圧変換回路14,第1の増幅器16,第2の増幅器18,第1の増幅器16用の第1の可変電流スイッチ20,第2の増幅器18用の第2の可変電流スイッチ22,整流回路24,平滑回路26によって構成されている。
In FIG. 1,
The solid
なお、符号50はオペアンプを、符号52は抵抗素子を、符号54はコンデンサを、符号56はグランド端子をそれぞれ示している。
また、本実施例において、振動子12としては、固有の周波数で発振する素子であれば特に限定されるものではないが、例えば、水晶振動子やセラミック発振子などを用いることができる。
In the present embodiment, the
このように構成された固体振動子発振回路10では、図示しない駆動電源がオン状態となると、振動子12が発振を開始し電流Ixinが出力される。この電流Ixinが電流電圧変換回路14に入力されると、電流電圧変換回路14からは、電圧変換された信号である電圧V1が出力される(位置P1における電圧)。
In the solid
電圧V1は第1の増幅器16及び整流回路24に入力される。振動子12から出力される電流Ixin及び電圧V1は、交流であるため、整流回路24及び整流回路24の後段に設けられる平滑回路26によって直流に整流する。
The voltage V 1 is input to the
ここで、整流回路24としては、特に限定されるものではないが、ダイオードを用いてもよいし、より好ましくは、図3に示すような整流回路を用いることによって、駆動電源がオン状態となった時点における固体振動子発振回路10の増幅度を向上させることができる。
なお、図3において、符号58はMOSFETを対称形に接続して構成されるトランスミッションゲートを、符号60は、コンパレータをそれぞれ示している。
Here, the
In FIG. 3,
そして、平滑回路26から出力される電圧V4(位置P4における電圧)が、第1の可変電流スイッチ20及び第2の可変電流スイッチ22の電流制御端子に入力されることになる。第1の可変電流スイッチ20及び第2の可変電流スイッチ22は、電流制御端子に入力される電圧の大きさに応じて、可変電流スイッチ20,22の電流通過経路を流れる電流量を連続的に制御可能に構成されている。
The voltage V 4 output from the smoothing circuit 26 (voltage at the position P 4 ) is input to the current control terminals of the first variable
可変電流スイッチ20,22としては、このように構成された素子であれば、特に限定されるものではないが、好ましくはMOSFETを用いることができる。MOSFETのゲート端子を電流制御端子として用い、ドレイン−ソース間の経路を電流通過経路とすることによって、容易に可変電流スイッチ20,22を構成することができる。
The variable
一方、第1の増幅器16に入力された電圧V1は、第1の増幅器16によって増幅され電圧V2として出力される(位置P2における電圧)。
ここで、第1の増幅器16の増幅度は、図4に示すように、第1の増幅器16に備えられた抵抗素子52aと抵抗素子52bの抵抗値、及び、可変電流スイッチ20の抵抗成分RT1の大きさによって決定される。
On the other hand, the voltage V 1 input to the
Here, as shown in FIG. 4, the amplification degree of the
具体的には、抵抗素子52aの抵抗値をRa,抵抗素子52bの抵抗値をRb,抵抗素子52aに流れる電流をIRa,可変電流スイッチ20に流れる電流をIT1とすると、第1の増幅器16の増幅度A1=V2/V1は、以下の数1に示す式によって決定される。
Specifically, when the resistance value of the
従って、例えば、Raが100kΩ,Rbが10kΩの場合、RT1≒0[Ω]の場合には最大値となり、第1の増幅器16の増幅度A1は11倍となる。また、RT1=∞の場合には最小値となり、第1の増幅器16の増幅度A1は1倍となる。従って、第1の増幅器16の増幅度A1は1〜11倍まで変化することができる。
Therefore, for example, when Ra is 100 kΩ and Rb is 10 kΩ, the maximum value is obtained when R T1 ≈0 [Ω], and the amplification factor A 1 of the
同様に、第2の増幅器18に入力された電圧V2は、第2の増幅器18によって増幅され電圧V3として出力される(位置P3における電圧)。
なお、第2の可変電流スイッチ22は、その電流通過経路に対して並列に抵抗素子52が接続されている。
Similarly, the voltage V 2 input to the second amplifier 18 is amplified by the second amplifier 18 and output as the voltage V 3 (voltage at the position P 3 ).
The second variable current switch 22 has a
このように構成される第2の増幅器18の増幅度A2は、図5に示すように、第2の増幅器18に備えられた抵抗素子52c,抵抗素子52d,抵抗素子52eの抵抗値、及び、第2の可変電流スイッチ22の抵抗成分RT2の大きさによって決定される。
As shown in FIG. 5, the amplification degree A 2 of the second amplifier 18 configured in this way is the resistance value of the
具体的には、抵抗素子52cの抵抗値をRc,抵抗素子52dの抵抗値をRd,抵抗素子52eの抵抗値をReとすると、第2の増幅器18の増幅度A2=V3/V2は、以下の数2に示す式によって決定される。
Specifically, when the resistance value of the
従って、例えば、Rcが150kΩ,Rdが10kΩ,Reが80kΩの場合、RT2≒0[Ω]の場合には、数3のようになるので、第2の増幅器18の増幅度A2は最大値となり、16倍となる。
Therefore, for example, when Rc is 150 kΩ, Rd is 10 kΩ, and Re is 80 kΩ, when R T2 ≈0 [Ω],
一方、RT2=∞の場合には、数4のようになるので、第2の増幅器18の増幅度A2は最小値となり、2.6倍となる。
図4に示す第1の増幅器16と違い、第2の可変電流スイッチ22がカットオフしても増幅度A2は1倍にはならないので、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮する為に振動子12に電源電圧に飽和する電圧V3を印加するときに、第2の増幅器18の入力信号を小さくすることができ、正常に第2の増幅器18を動作させることができる。
Unlike the
なお、第1の増幅器16及び第2の増幅器18の増幅度は、例えば、固体振動子発振回路10を備えた物理量センサに求められる起動時間によって適宜変更することができ、各増幅器16,18の増幅度の最大値を大きくすれば、振動子12が定常励振するまでの時間を短くすることができる。
Note that the amplification degrees of the
また、第1の可変電流スイッチ20及び第2の可変電流スイッチ22には、それぞれカットオフ電圧が設定されており、可変電流スイッチ20,22の電流制御端子に入力される電圧が、このカットオフ電圧以下となった場合に、可変電流スイッチ20,22の電流通過経路に流れる電流の大きさが0となる。なお、「電流の大きさが0」というのは、流れる電流の大きさが完全に0とならずとも、ほぼ0の状態となっていればよい。
Further, a cut-off voltage is set for each of the first variable
これら第1の可変電流スイッチ20及び第2の可変電流スイッチ22を、上述するように、MOSFETによって構成した場合には、MOSFETのスレッシュホールド電圧(Vth)がカットオフ電圧としての役割を果たすことになる。
When the first variable
なお、第1の可変電流スイッチ20のカットオフ電圧Voff1を第2の可変電流スイッチ22のカットオフ電圧Voff2よりも小さく設定することが好ましい。
The cut-off voltage Voff1 of the first variable
ところで、知られているように、MOSFETは、ゲート−ソース間電圧Vgsに応じてドレイン−ソース間電流Idを制御できる素子である。MOSFETのスレッシュホールド電圧は、所定のIdが流れるときのVgsの絶対値で表現することができる。MOSFETは、デプレッションモードとエンハンスメントモードとの動作モードがある。デプレッションモードは、Vgsの絶対値が大きくなるにつれてIdが減少し、エンハンスメントモードは、Vgsの絶対値が大きくなるにつれてIdが増加する。 As is known, a MOSFET is an element that can control a drain-source current Id in accordance with a gate-source voltage Vgs. The threshold voltage of the MOSFET can be expressed by the absolute value of Vgs when a predetermined Id flows. The MOSFET has an operation mode of a depletion mode and an enhancement mode. In the depletion mode, Id decreases as the absolute value of Vgs increases, and in the enhancement mode, Id increases as the absolute value of Vgs increases.
すでに説明したように、第1の可変電流スイッチ20及び第2の可変電流スイッチ22を、MOSFETによって構成した場合、そのスレッシュホールド電圧がカットオフ電圧としての役割を果たす。このとき、MOSFETがデプレッションモードで動作する素子なのか、エンハンスメントモードで動作する素子なのか、によって、カットオフ電圧の大小という表現は変化する。もちろん、固体振動子発振回路10を用いる装置やシステムによって、第1の可変電流スイッチ20や第2の可変電流スイッチ22を、どのモードで動作するMOSFETを用いるかは、適宜選択することができるため、上述の説明においては、カットオフ電圧の大小とは、絶対値としての大小という意味になる。
As already described, when the first variable
このように、第1の可変電流スイッチ20のカットオフ電圧Voff1を第2の可変電流スイッチ22のカットオフ電圧Voff2よりも小さく設定することによって、第2の可変電流スイッチ22が先にカットオフ、すなわち、電流の大きさが0となる。
Thus, by setting the cut-off voltage Voff1 of the first variable
このように構成することによって、第2の増幅器18の増幅度が、第1の増幅器16の増幅度よりも先に一定値に固定されるため、振動子12への帰還電圧が安定することになる。なお、第1の可変電流スイッチ20のカットオフ電圧Voff1と、第2の可変電流スイッチ22のカットオフ電圧Voff2は、振動子12を定常励振させるまでに望まれる時間に応じて適宜選択することができる。
By configuring in this way, the amplification degree of the second amplifier 18 is fixed to a constant value before the amplification degree of the
また、この実施例の第1の増幅器16はカットオフせずに、平滑回路26の出力電圧V4に応じて増幅度が変化するため、第1の増幅器16はAGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)増幅器として動作することになる。このため、温度変化などの外的要因によって振動子12からの出力電流が変化した場合であっても、第1の増幅器16によって補償することが可能となる。
Further, since the
また、第2の増幅器18の増幅度の最小値が1以上となるように設定することが好ましい。このようにすることによって、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮する為に振動子12に電源電圧に飽和する電圧V3を印加するときに、第2の増幅器18の入力信号V2を小さくすることができ、正常に第2の増幅器18を動作させることができる。
Further, it is preferable to set the minimum value of the amplification degree of the second amplifier 18 to be 1 or more. In this way, when the voltage V 3 that saturates the power supply voltage is applied to the
以下、図2に基づいて、固体振動子発振回路の各位置P1〜P4における電圧値V1〜V4及び固体振動子発振回路の増幅度の変化について説明する。
まず、電源をオン状態にした直後は、電流電圧変換回路14の出力電圧V1は0Vであり、振動子12の振動が大きくなるにつれて、徐々に電圧V1は大きくなっていく。
Hereinafter, changes in the voltage values V 1 to V 4 at the respective positions P 1 to P 4 of the solid vibrator oscillation circuit and the amplification degree of the solid vibrator oscillation circuit will be described with reference to FIG.
First, immediately after the power is turned on, the output voltage V1 of the current-voltage conversion circuit 14 is 0V, as the vibration of the
ここで、平滑回路26への入力電流をI1,平滑回路26の参照電流をIrefとすると、電源をオン状態にした直後は、電圧V1が0Vの為、I1≪Irefとなる。V4は平滑回路26の参照電流Irefに応じた高い値、少なくとも、可変電流スイッチ20,22のカットオフ電圧よりは高い値となる。
Here, if the input current to the smoothing circuit 26 is I 1 and the reference current of the smoothing circuit 26 is I ref , the voltage V 1 is 0 V immediately after the power supply is turned on, so that I 1 << I ref . V 4 has a high value corresponding to the reference current I ref of the smoothing circuit 26, and at least a value higher than the cutoff voltage of the variable
このため、第1の増幅器16,及び、第2の増幅器18の増幅度は大きくなり、図2に示すように、電源をオン状態にした直後から電圧V3として大きな電圧が得られ、この電圧V3を振動子12に帰還させることによって、振動子12に高い印加電圧を加えることができる。このため、振動子12は迅速に定常励振するようになる。
Therefore, the amplification degree of the
一方、振動子12の振動が大きくなるにつれて、振動子12からの出力電流は大きくなり、これに伴って電圧V1も図2に示すように大きくなる。電圧V1が大きくなるにつれて、平滑回路26への入力電流I1は増加し、これに伴って電圧V4は図2に示すように小さくなる。
On the other hand, as the vibration of the
電圧V4が小さくなるにつれて、上述するように、可変電流スイッチ20,22を通過する電流は小さくなるため、第1の増幅器16,第2の増幅器18の増幅度は徐々に小さくなる。
As the voltage V 4 becomes smaller, as described above, the current passing through the variable
このように、振動子12からの出力電流が大きくなるにつれて、可変電流スイッチ20,22を通過する電流が小さくなるため、電源をオン状態にした直後の固体振動子発振回路10の増幅度が最大となり、徐々に増幅度は小さくなる。
このため、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮できるとともに、振動子12からの出力電流が大きくなった場合にも、増幅器の出力電圧波形が飽和することもなく、また、ノイズを増幅することによって振動子12の発振状態が不安定になることもない。
Thus, as the output current from the
Therefore, it is possible to reduce the time required until the
また、可変電流スイッチ20,22は、その電流制御端子に入力される電圧によって連続的に通過する電流値を制御しているため、第1の増幅器16,第2の増幅器18の増幅度が極端に変化することがなく、リンギングなどが発生することがないので、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮できる。
Further, since the variable
図6は、本発明の固体振動子発振回路の回路図、図7(A)は、第1の増幅器16の出力側にオフセット調整回路を設けた場合の地点P1〜P3における電圧V1〜V3を示すグラフ、図7(B)は、第1の増幅器16の出力側にオフセット調整回路を設けない場合の地点P1〜P3における電圧V1〜V3を示すグラフである。
FIG. 6 is a circuit diagram of the solid state oscillator circuit of the present invention, and FIG. 7A is a voltage V 1 at points P 1 to P 3 when an offset adjustment circuit is provided on the output side of the
この実施例の固体振動子発振回路10は、図1に示した固体振動子発振回路10と基本的には同様な構成であり、相違点は、オフセット調整回路30を有している点である。なお、同一の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
The solid
一般的に、増幅器には素子のばらつきにより、オフセットという現象が生じる。オフセットは入力電圧に対して出力電圧がずれる直流電圧成分のことであり、オフセットが生じた場合には、図7(B)に示すように、増幅器の出力電圧の飽和が生じて、第2の増幅器18の出力電圧V3の振幅が小さくなってしまい、固体振動子発振回路10としての増幅度も小さくなってしまう。
In general, an amplifier causes a phenomenon called offset due to variations in elements. The offset is a DC voltage component in which the output voltage is shifted with respect to the input voltage. When the offset occurs, the output voltage of the amplifier is saturated as shown in FIG. The amplitude of the output voltage V 3 of the amplifier 18 becomes small, and the amplification degree as the solid
このため、この実施例の固体振動子発振回路10では、図6に示すように、第1の増幅器16の出力側に、オフセット調整回路30としてハイパスフィルタが設けられている。
このように、オフセット調整回路30を設けることによって、第1の増幅器16のオフセットがキャンセルされ、図7(A)に示すように、第2の増幅器18の出力電圧V3の振幅を大きく取ることができる。
For this reason, in the solid
Thus, by providing the offset
このため、固体振動子発振回路10としての増幅度を大きく維持することができるので、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮できる。特に、電源をオン状態にした直後の固体振動子発振回路10の増幅度を大きくした場合には、いずれかの増幅器の出力側、より好ましくは全ての増幅器の出力側にオフセット調整回路30を設けることによって、適切に増幅を行うことができ、より迅速に、振動子12を定常励振させることができる。
For this reason, since the amplification degree as the solid
図8は、本発明の固体振動子発振回路の回路図である。
この実施例の固体振動子発振回路10は、図1及び図6に示した固体振動子発振回路10と基本的には同様な構成であり、相違点は、ローパスフィルタ32を有している点である。なお、同一の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a circuit diagram of the solid state oscillator circuit of the present invention.
The solid
振動子12からの出力電流Ixinとともに雑音が発振回路に入ると、雑音成分も一緒に増幅され、振動子12への入力電圧V3に雑音が入り、安定した電圧を振動子12に印加できなくなり、振動子12が定常励振するまでに要する時間が長くなってしまう。
When noise enters the oscillation circuit together with the output current Ixin from the
このため、この実施例の固体振動子発振回路10では、図8に示すように、電流電圧変換回路14と第1の増幅器16との導線路上にローパスフィルタ32が設けられている。
このように、ローパスフィルタ32を設けることによって、雑音の無い電圧V3を振動子12に印加することが可能になる。
For this reason, in the solid
Thus, by providing the low-
このため、安定した電圧V3を振動子12に印加できるので、振動子12を定常励振させるまでに要する時間を短縮できる。
なお、図8に示す構成は、オフセット調整回路30も設けている例であるが、もちろん、これを設けなくてもかまわない。
Therefore, since a stable voltage V 3 has can be applied to the
The configuration shown in FIG. 8 is an example in which the offset
図9は、本発明の固体振動子発振回路の回路図である。
この実施例の固体振動子発振回路10は、図1,図6,図8に示した固体振動子発振回路10と基本的には同様な構成であり、相違点は、第3の増幅器34を有している点である。なお、同一の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 9 is a circuit diagram of the solid state oscillator circuit of the present invention.
The solid
この実施例の固体振動子発振回路10では、第2の増幅器18の後段に、第3の増幅器34が備えられており、第3の増幅器34には、その増幅度を連続的に変化させるための第3の可変電流スイッチ36が接続されている。
In the solid
実施例1〜3では、固体振動子発振回路10は、2段の増幅器で構成されていたが、特に限定されるものではなく、この実施例のように3段の増幅器で構成してもよいし、実施例には示さないが、3段以上の増幅器で構成しても構わない。
In the first to third embodiments, the solid
増幅器の段数は、固体振動子発振回路10に求められる増幅度の大きさによって適宜設定できるものであり、大きな増幅度が求められない場合には、実施例には示さないが、1段の増幅器で固体振動子発振回路10を構成しても構わない。
The number of stages of amplifiers can be set as appropriate depending on the degree of amplification required for the solid-state
図10は、本発明の固体振動子発振回路を用いた物理量センサのブロック図である。
この実施例で用いられる固体振動子発振回路10は、図1,図6,図8,図9に示した固体振動子発振回路10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram of a physical quantity sensor using the solid state oscillator circuit of the present invention.
The solid
図10において、符号70は、全体で本発明の物理量センサを示している。
この物理量センサ70は、固体振動子発振回路10とは別に、振動子12に加わるコリオリ力に応じて、振動子12から出力される検出電流を検出する検出回路72を備えている。
In FIG. 10, reference numeral 70 denotes the physical quantity sensor of the present invention as a whole.
The physical quantity sensor 70 includes a
検出回路72は、振動子12からの検出電流を電圧に変換する電流電圧変換回路14a,14b,これら電流電圧変換回路14a,14bからの出力電圧を受ける差動増幅回路74,同期検波のための同期検波回路76,位相調整回路78,高調波成分を除去するためのローパスフィルタ80を備えている。
The
振動子12から出力される検出電流は、電流電圧変換回路14a,14bによって電圧に変換され、これらの電圧が、差動増幅回路74に入力されることによって、同相ノイズが除去される。そして、差動増幅回路74の出力電圧は、固体振動子発振回路10の電流電圧変換回路14からの出力を同期検波の基準信号として、同期検波回路76において同期検波される。
The detected current output from the
なお、同期検波の基準信号は、固体振動子発振回路10の電流電圧変換回路14から位相調整回路78を介して同期検波回路76に入力される。
同期検波回路76において同期検波された信号は、ローパスフィルタ80によって高調波成分が除去され、検出信号として出力される。
The reference signal for synchronous detection is input from the current-voltage conversion circuit 14 of the solid-state
The harmonic component is removed from the signal synchronously detected by the synchronous detection circuit 76 by the low-pass filter 80 and output as a detection signal.
このように、本発明の固体振動子発振回路10を用いて物理量センサ70を構成することによって、振動子12が定常励振するまでに要する時間、すなわち、物理量センサ70の電源投入から使用可能となるまでに要する時間を短くすることができる。
As described above, by configuring the physical quantity sensor 70 using the solid
また、固体振動子発振回路10として、レベル判定回路や基準電圧発生部などを備えていないため、回路の小型化・省電力化が出来るので、本発明の物理量センサは、例えば、コンパクトデジタルカメラの手振れ補正用のジャイロセンサや携帯電話などのナビゲーション・システムのためのジャイロセンサなどの振動型ジャイロセンサとして用いることができる。
In addition, since the solid
また、本発明の物理量センサ70を、このようなジャイロセンサとして用いることによって、コンパクトデジタルカメラや携帯電話などの装置全体として小型化を図ったり、使用時間の向上を図ることが可能となる。 In addition, by using the physical quantity sensor 70 of the present invention as such a gyro sensor, it is possible to reduce the size of the entire device such as a compact digital camera or a mobile phone, and to improve the use time.
本発明の固体振動子発振回路は、振動子を迅速に定常励振させることができ、かつ、振動子の発振状態を常時安定させることができる。このため、特にカメラの手振れ補整用のジャイロセンサや、カーナビゲーション・システムのジャイロセンサのための発振回路として好適である。 The solid vibrator oscillation circuit of the present invention can rapidly and constantly excite the vibrator and can always stabilize the oscillation state of the vibrator. Therefore, it is particularly suitable as an oscillation circuit for a gyro sensor for camera shake correction or a gyro sensor for a car navigation system.
10 固体振動子発振回路
12 振動子
14 電流電圧変換回路
16 第1の増幅器
18 第2の増幅器
20 第1の可変電流スイッチ
22 第2の可変電流スイッチ
24 整流回路
26 平滑回路
30 オフセット調整回路
32 ローパスフィルタ
34 第3の増幅器
36 第3の可変電流スイッチ
50 オペアンプ
52 抵抗素子
52a 抵抗素子
52b 抵抗素子
52c 抵抗素子
52d 抵抗素子
52e 抵抗素子
54 コンデンサ
56 グランド端子
58 トランスミッションゲート
60 コンパレータ
70 物理量センサ
72 検出回路
74 差動増幅回路
76 同期検波回路
78 位相調整回路
80 ローパスフィルタ
100 発振回路
101 振動子
102 電流電圧変換回路
103 整流回路
105 可変利得増幅器
106 電圧増幅器
120 増幅器
121 スイッチ手段
125 基準電圧発生部
126 レベル判定回路
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記振動子からの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
該電流電圧変換回路からの出力電圧を増幅するための増幅器を備えた固体振動子発振回路であって、
前記増幅器は、複数段の増幅器によって構成されており、
該複数段の増幅器が、それぞれ増幅度を変化させる可変電流スイッチを備え、
前記可変電流スイッチは、前記電流電圧変換回路からの出力電圧に基づいて、流れる電流の大きさが連続的に変化し、前記増幅器の増幅度を連続的に変化させるように構成され、
前記可変電流スイッチには、それぞれカットオフ電圧が設定されており、
可変電流スイッチへの入力電圧が、所定のカットオフ電圧以下となった場合に、流れる電流の大きさが0となり、増幅器の増幅度を最小値とするように構成され、
前記振動子が振動を開始したあと、前記複数段の増幅器のうち、初段の増幅器に備わる可変電流スイッチより他の増幅器に備わる可変電流スイッチの方が先にカットオフすることを特徴とする固体振動子発振回路。 A vibrator,
A current-voltage conversion circuit that converts an output current from the vibrator into a voltage;
A solid-state oscillator oscillation circuit including an amplifier for amplifying an output voltage from the current-voltage conversion circuit,
The amplifier is composed of a plurality of stages of amplifiers,
Each of the multi-stage amplifiers includes a variable current switch that changes an amplification degree,
The variable current switch is configured to continuously change the magnitude of the flowing current based on the output voltage from the current-voltage conversion circuit, and to continuously change the amplification degree of the amplifier ,
Each of the variable current switches has a cut-off voltage,
When the input voltage to the variable current switch is equal to or lower than a predetermined cut-off voltage, the magnitude of the flowing current becomes 0, and the amplification degree of the amplifier is set to the minimum value.
After the vibrator starts oscillating, the variable current switch provided in another amplifier of the plurality of amplifiers is cut off earlier than the variable current switch provided in the first amplifier. Child oscillator circuit.
前記振動子に印加される外力に応じて、該振動子から出力される検出電流を検出する検出回路とを有することを特徴とする物理量センサ。 A solid state oscillator circuit according to any one of claims 1 to 11 ,
A physical quantity sensor comprising: a detection circuit that detects a detection current output from the vibrator in accordance with an external force applied to the vibrator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009046928A JP5344955B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009046928A JP5344955B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010206288A JP2010206288A (en) | 2010-09-16 |
JP5344955B2 true JP5344955B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=42967374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009046928A Expired - Fee Related JP5344955B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5344955B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7346930B2 (en) * | 2019-06-21 | 2023-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | Circuit devices, oscillators, electronic equipment and mobile objects |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5715503A (en) * | 1980-07-03 | 1982-01-26 | Nec Corp | Oscillating circuit |
JPH0933257A (en) * | 1995-07-21 | 1997-02-07 | Tokin Corp | Magnetic direction sensor |
JP3932661B2 (en) * | 1998-03-31 | 2007-06-20 | 松下電器産業株式会社 | Angular velocity sensor drive circuit |
US6194973B1 (en) * | 1998-05-29 | 2001-02-27 | Intel Corporation | Oscillator with automatic gain control |
JP4668407B2 (en) * | 2000-12-08 | 2011-04-13 | 京セラキンセキ株式会社 | Angular velocity sensor |
JP2003324319A (en) * | 2002-05-01 | 2003-11-14 | Risotetsuku Japan Kk | Electronic circuit |
GB2402276B (en) * | 2003-03-07 | 2005-08-03 | Motorola Inc | Amplitude level control circuit |
JP2007057340A (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Citizen Watch Co Ltd | Oscillation circuit and angular velocity sensor |
JP4779692B2 (en) * | 2006-02-17 | 2011-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation circuit and physical quantity transducer |
JP4867385B2 (en) * | 2006-02-20 | 2012-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | Oscillation circuit and physical quantity transducer |
-
2009
- 2009-02-27 JP JP2009046928A patent/JP5344955B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010206288A (en) | 2010-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4450029B2 (en) | Oscillation drive circuit, oscillation drive device, physical quantity measurement circuit, physical quantity measurement device, and electronic apparatus | |
JP3964875B2 (en) | Angular velocity sensor | |
JP5362096B2 (en) | Vibration type inertial force sensor | |
JP2009211667A (en) | Constant voltage circuit | |
US9392171B2 (en) | Angular velocity sensor, and electronic apparatus using same | |
US7042281B2 (en) | Circuit arrangement for voltage regulation | |
JP2006311379A (en) | Piezoelectric oscillation circuit | |
US8653901B2 (en) | Oscillator and control circuit thereof | |
JP2008157925A (en) | Drive unit, physical quantity measuring instrument, and electronic equipment | |
JP3610556B1 (en) | Constant voltage power supply | |
JP2007057340A (en) | Oscillation circuit and angular velocity sensor | |
JP4779692B2 (en) | Oscillation circuit and physical quantity transducer | |
JP5344955B2 (en) | Solid oscillator oscillation circuit and physical quantity sensor using the same | |
JP4867385B2 (en) | Oscillation circuit and physical quantity transducer | |
JP2006319388A (en) | Automatic gain control circuit and sine wave oscillation circuit employing the same | |
JP5362097B2 (en) | Vibration type inertial force sensor | |
JP2008099257A (en) | Oscillation circuit | |
JP4631537B2 (en) | Sensor circuit of capacitive physical quantity sensor | |
JP2008103808A (en) | Crystal oscillator | |
JP2008109736A (en) | Power supply system | |
JP6709497B2 (en) | Self-oscillation circuit | |
JP5040117B2 (en) | Oscillation circuit, physical quantity transducer, and vibration gyro sensor | |
JP6269934B2 (en) | Amplitude detection circuit | |
JP2013115918A (en) | Switching converter circuit and semiconductor integrated circuit | |
JP2005333796A (en) | Switching power supply circuit and semiconductor integrating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111116 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130430 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130813 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5344955 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |