JP6389161B2 - Sensor interface calibration device - Google Patents

Sensor interface calibration device Download PDF

Info

Publication number
JP6389161B2
JP6389161B2 JP2015206909A JP2015206909A JP6389161B2 JP 6389161 B2 JP6389161 B2 JP 6389161B2 JP 2015206909 A JP2015206909 A JP 2015206909A JP 2015206909 A JP2015206909 A JP 2015206909A JP 6389161 B2 JP6389161 B2 JP 6389161B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
test
sensor interface
impedance
transducer
interface calibration
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.)
Active
Application number
JP2015206909A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017079418A (en
Inventor
アハマド ムサ
アハマド ムサ
近藤 利彦
利彦 近藤
森村 浩季
浩季 森村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2015206909A priority Critical patent/JP6389161B2/en
Publication of JP2017079418A publication Critical patent/JP2017079418A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6389161B2 publication Critical patent/JP6389161B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、センサの出力信号のオフセットを除去する技術に関する。   The present invention relates to a technique for removing an offset of a sensor output signal.

信号のダイナミックレンジは、最も重要な特性の一つである。ダイナミックレンジの特性は、システム設計とアーキテクチャ選択に影響を与える。広いダイナミックレンジを有する信号は設計の複雑さを軽減するので、ダイナミックレンジの特性の向上が強く望まれている。信号のオフセットの存在は、達成可能なダイナミックレンジを減少させるために好ましくない。図6に、センサの出力信号の理想と実際の例を示す。図6(b)に示すようにセンサの出力信号にオフセットが存在する場合、A/Dコンバータの出力が飽和し、図6(a)の理想よりもダイナミックレンジが減少してしまう。   The dynamic range of the signal is one of the most important characteristics. Dynamic range characteristics affect system design and architecture selection. Since a signal having a wide dynamic range reduces the design complexity, it is strongly desired to improve the characteristics of the dynamic range. The presence of signal offset is undesirable because it reduces the achievable dynamic range. FIG. 6 shows an ideal and actual example of the output signal of the sensor. As shown in FIG. 6 (b), when there is an offset in the output signal of the sensor, the output of the A / D converter is saturated, and the dynamic range is reduced from the ideal in FIG. 6 (a).

従来は、センサの出力信号のオフセットを補償する回路として、トランスデューサからの信号を検出する通常動作時にサンプリングした結果をリセット時にサンプリングした結果で補償することでオフセットを除去する相関二重サンプリング(Correlated Double Sampling:CDS)が使われていた。図7に、CDSを用いた回路の例を示す。トランスデューサの出力信号は、Cにおいてリセット状態でサンプリングされ、次いでCにおいて通常動作でサンプリングされる。これらのサンプリング結果は、オフセット電圧を除去するために、出力差動増幅器を使って減算される(非特許文献1参照)。 Conventionally, as a circuit that compensates for an offset of the output signal of the sensor, correlated double sampling (correlated double sampling) that eliminates the offset by compensating the result of sampling during normal operation for detecting the signal from the transducer with the result of sampling at reset. Sampling (CDS) was used. FIG. 7 shows an example of a circuit using CDS. The output signal of the transducer, the C R are sampled at reset state, and then is sampled by the normal operation in the C S. These sampling results are subtracted using an output differential amplifier in order to remove the offset voltage (see Non-Patent Document 1).

また、別の方法として、図8に示す、可変の抵抗分割による抵抗値の制御によりオフセットを除去するオフセットトリミングがある。図8の例では、センサ回路は、オペアンプの差動入力に接続されているオフセット(OUT−とOUT+)を含む出力を有するブリッジ回路で構成されている。可変抵抗分割器を使用するとき、DCオフセット電圧を補正し、その影響を排除するために、オペアンプの入力の1つにDCオフセットが追加される(非特許文献2参照)。   As another method, there is offset trimming shown in FIG. 8 in which the offset is removed by controlling the resistance value by variable resistance division. In the example of FIG. 8, the sensor circuit is configured by a bridge circuit having an output including offsets (OUT− and OUT +) connected to the differential input of the operational amplifier. When a variable resistor divider is used, a DC offset is added to one of the inputs of the operational amplifier in order to correct the DC offset voltage and eliminate the effect (see Non-Patent Document 2).

Gozen Koklu, Yusuf Leblebici, Sandro Carrara,“A Switched Capacitor Fully Differential Correlated Double Sampling Circuit for CMOS Image Sensors”, Medical Information & Communication Technology(ISMICT), 2011 5th International Symposium on, 27-30 March 2011, pp.113-116Gozen Koklu, Yusuf Leblebici, Sandro Carrara, “A Switched Capacitor Fully Differential Correlated Double Sampling Circuit for CMOS Image Sensors”, Medical Information & Communication Technology (ISMICT), 2011 5th International Symposium on, 27-30 March 2011, pp.113- 116 “HANDLING SENSOR BRIDGE OFFSET”, Application Note, Honeywell“HANDLING SENSOR BRIDGE OFFSET”, Application Note, Honeywell

しかしながら、CDSを用いた回路では、差動構成におけるデバイスのミスマッチによりオフセットが十分に除去されず、追加の校正ステップが必要であった。   However, in a circuit using CDS, the offset is not sufficiently removed due to device mismatch in the differential configuration, and an additional calibration step is necessary.

また、オフセットトリミングを用いた回路では、回路を較正するためにセンサをリセットする外部機構が必要となる。さらに、この外部機構は、トランスデューサに特化したものであるため、別のタイプのトランスデューサに取り替えた際には外部機構も取り替える必要があり、システムが複雑になるという課題があった。   Also, a circuit using offset trimming requires an external mechanism that resets the sensor to calibrate the circuit. Furthermore, since this external mechanism is specialized for a transducer, it is necessary to replace the external mechanism when the transducer is replaced with another type of transducer, resulting in a problem that the system becomes complicated.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、センサをリセットする外部機構を不要とし、システムを簡素化したセンサインタフェースキャリブレーション装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a sensor interface calibration device that eliminates the need for an external mechanism for resetting a sensor and simplifies the system.

本発明に係るセンサインタフェースキャリブレーション装置は、トランスデューサと、インピーダンスの値が既知のテストインピーダンスと、前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスのいずれかを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続するスイッチと、前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスに電気信号を与えるドライブ信号発生手段と、前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスの出力値を検出する検出手段と、当該センサインタフェースキャリブレーション装置内の寄生インピーダンスから生成されるオフセットを除去するオフセット除去信号を前記検出手段に与えるオフセット補償手段と、キャリブレーション動作時には、前記スイッチを制御して前記テストインピーダンスを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続し、前記検出手段の出力が前記インピーダンスの値に応じた期待値になるように前記オフセット補償手段を制御して前記オフセット除去信号を決定し、センシング動作時には、前記スイッチを制御して前記トランスデューサを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続する制御手段と、を有することを特徴とする。   The sensor interface calibration device according to the present invention includes a transducer, a test impedance whose impedance value is known, a switch for connecting either the transducer or the test impedance to the sensor interface calibration device, the transducer or the Drive signal generation means for providing an electrical signal to the test impedance, detection means for detecting the output value of the transducer or the test impedance, and an offset removal signal for removing an offset generated from a parasitic impedance in the sensor interface calibration device Offset compensation means for providing the detection means, and during the calibration operation, the test impedance is controlled by controlling the switch. Connected to the sensor interface calibration device, the offset compensation means is determined by controlling the offset compensation means so that the output of the detection means becomes an expected value according to the value of the impedance, and during the sensing operation, Control means for controlling the switch to connect the transducer to the sensor interface calibration device.

本発明によれば、センサをリセットする外部機構を不要とし、システムを簡素化したセンサインタフェースキャリブレーション装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the external mechanism which resets a sensor is unnecessary, and the sensor interface calibration apparatus which simplified the system can be provided.

第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor interface calibration apparatus of a 1st Example. 第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の各ポイントにおける波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform in each point of the sensor interface calibration apparatus of 1st Example. 第2の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor interface calibration apparatus of a 2nd Example. 第2の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の各ポイントにおける波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform in each point of the sensor interface calibration apparatus of 2nd Example. 第3の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor interface calibration apparatus of a 3rd Example. センサから読み出された出力信号の理想と実際の例を示す図である。It is a figure which shows the ideal and actual example of the output signal read from the sensor. 従来の、相関二重サンプリングを用いた回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional circuit using correlated double sampling. 従来の、可変の抵抗分割による抵抗値の制御によりオフセットを除去するオフセットトリミングの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional offset trimming which removes an offset by control of resistance value by variable resistance division.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the sensor interface calibration apparatus of the first embodiment.

図1のセンサインタフェースキャリブレーション装置では、物理量を電気信号に変換するトランスデューサ21と並列に、インピーダンスの値が既知のテストインピーダンスZtestが接続される。トランスデューサ21の一方の端子は、トランジスタスイッチ17を介してドライブ信号発生器11に接続される。トランスデューサ21のもう一方の端子は、別のトランジスタスイッチ17を介して電流−電圧(I/V)変換器12に接続される。テストインピーダンスZtestの一方の端子は、トランジスタスイッチ18を介してドライブ信号発生器11に接続される。テストインピーダンスZtestのもう一方の端子は、別のトランジスタスイッチ18を介してI/V変換器12に接続される。 In the sensor interface calibration apparatus of FIG. 1, a test impedance Z test having a known impedance value is connected in parallel with the transducer 21 that converts a physical quantity into an electrical signal. One terminal of the transducer 21 is connected to the drive signal generator 11 via the transistor switch 17. The other terminal of the transducer 21 is connected to the current-voltage (I / V) converter 12 via another transistor switch 17. One terminal of the test impedance Z test is connected to the drive signal generator 11 via the transistor switch 18. The other terminal of the test impedance Z test is connected to the I / V converter 12 via another transistor switch 18.

トランジスタスイッチ17がオンのときは、トランスデューサ21は回路の端子T1,T2に接続され、オフのときは、トランスデューサ21は回路から切り離される。また、トランジスタスイッチ18がオンのときは、テストインピーダンスZtestは回路の端子T1,T2に接続され、オフのときは、テストインピーダンスZtestは回路から切り離される。較正プロセスにおいてはトランスデューサ21は回路から切り離され、テストインピーダンスZtestが回路に接続される。センシング動作時においてはトランスデューサ21が回路に接続され、テストインピーダンスZtestは回路から切り離される。トランスデューサ21と回路の接続とテストインピーダンスZtestと回路の接続を切り替えることができるならば、どのようなスイッチを用いてもよい。 When the transistor switch 17 is on, the transducer 21 is connected to the circuit terminals T1 and T2, and when it is off, the transducer 21 is disconnected from the circuit. When the transistor switch 18 is on, the test impedance Z test is connected to the circuit terminals T1 and T2, and when the transistor switch 18 is off, the test impedance Z test is disconnected from the circuit. In the calibration process, the transducer 21 is disconnected from the circuit and the test impedance Z test is connected to the circuit. During the sensing operation, the transducer 21 is connected to the circuit, and the test impedance Z test is disconnected from the circuit. Any switch may be used as long as the connection between the transducer 21 and the circuit and the connection between the test impedance Z test and the circuit can be switched.

ドライブ信号発生器11は、トランスデューサ21又はテストインピーダンスZtestにパルスの電気信号又は一定の電気信号を与える。 The drive signal generator 11 gives a pulse electric signal or a constant electric signal to the transducer 21 or the test impedance Z test .

I/V変換器12は、トランスデューサ21又はテストインピーダンスZtestで生じた電流を電圧に変換する。なお、計測するトランスデューサ21の電気信号が電圧の場合は、I/V変換器12は不要である。 The I / V converter 12 converts the current generated by the transducer 21 or the test impedance Z test into a voltage. Note that when the electrical signal of the transducer 21 to be measured is a voltage, the I / V converter 12 is not necessary.

積分器13は、I/V変換器12の出力信号を積分し、トランスデューサ21又はテストインピーダンスZtestの出力値を検出する。積分器13には、D/Aコンバータ(DAC)16から、システム内の寄生インピーダンスZc1,Zc2から生成されたオフセットを除去するバイアス電圧が与えられる。このバイアス電圧は、較正プロセスにおいて決定される。積分器13には、従来例として図8に示した積分器を用いることができる。 The integrator 13 integrates the output signal of the I / V converter 12 and detects the output value of the transducer 21 or the test impedance Z test . The integrator 13 is supplied with a bias voltage for removing the offset generated from the parasitic impedances Z c1 and Z c2 in the system from the D / A converter (DAC) 16. This bias voltage is determined in the calibration process. As the integrator 13, the integrator shown in FIG. 8 can be used as a conventional example.

A/Dコンバータ(ADC)14は、積分器13の出力をNビットのディジタル値に変換する。ADC14の出力は、コントローラ15に入力される。   The A / D converter (ADC) 14 converts the output of the integrator 13 into an N-bit digital value. The output of the ADC 14 is input to the controller 15.

コントローラ15は、信号φ1,φ2によりトランジスタスイッチ17,18を制御し、較正プロセスでは、ADC14の出力が所望の値となるように、DAC16の値を制御する。具体的には、較正プロセスでは、コントローラ15は、トランジスタスイッチ17をオフ、トランジスタスイッチ18をオンにして、トランスデューサ21を回路から切り離し、テストインピーダンスZtestを回路に接続し、ADC14の出力がテストインピーダンスZtestの既知のインピーダンスの値に応じた期待値と一致するように、DAC16の出力を制御する。センシング動作時には、コントローラ15は、トランジスタスイッチ17をオン、トランジスタスイッチ18をオフにして、トランスデューサ21を回路に接続し、テストインピーダンスZtestを回路から切り離す。 The controller 15 controls the transistor switches 17 and 18 by the signals φ1 and φ2, and controls the value of the DAC 16 so that the output of the ADC 14 becomes a desired value in the calibration process. Specifically, in the calibration process, the controller 15 turns off the transistor switch 17 turns on the transistor switch 18 disconnects the transducer 21 from the circuit, to connect the test impedance Z test the circuit, the output of the ADC14 test impedance The output of the DAC 16 is controlled so as to coincide with an expected value corresponding to a known impedance value of Z test . During the sensing operation, the controller 15 turns on the transistor switch 17 and turns off the transistor switch 18 to connect the transducer 21 to the circuit and disconnect the test impedance Z test from the circuit.

D/Aコンバータ(DAC)16は、コントローラ15により制御されて、コントローラ15から与えられた信号に応じたバイアス電圧を積分器13に入力する。   The D / A converter (DAC) 16 is controlled by the controller 15 and inputs a bias voltage corresponding to the signal given from the controller 15 to the integrator 13.

次に、第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の動作について説明する。   Next, the operation of the sensor interface calibration apparatus of the first embodiment will be described.

図2は、第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の各ポイントにおける波形を示す図である。同図では、トランジスタスイッチ17,18のそれぞれを制御する信号φ1,φ2、ドライブ信号発生器11が出力するS/G(Signal Generator)、I/V変換器12の入力と出力、及び積分器13の出力を示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms at each point of the sensor interface calibration apparatus according to the first embodiment. In the figure, signals φ 1 and φ 2 for controlling the transistor switches 17 and 18, S / G (Signal Generator) output from the drive signal generator 11, input and output of the I / V converter 12, and an integrator 13, respectively. Shows the output.

センサインタフェースキャリブレーション装置は、較正プロセスを行った後に、センシング動作を開始する。較正プロセスは、キャリブレーションフェーズ1,2の二段階に分けられる。   The sensor interface calibration device starts a sensing operation after performing the calibration process. The calibration process is divided into two stages, calibration phases 1 and 2.

キャリブレーションフェーズ1では、信号φ1をLにしてトランジスタスイッチ17をオフ、信号φ2をHにしてトランジスタスイッチ18をオンにする。これにより、トランスデューサ21が回路から切り離され、テストインピーダンスZtestが回路に接続される。積分器13を初期状態にリセットし、積分器13がI/V変換器12の出力を積分して、テストインピーダンスZtestと寄生インピーダンスZc1,Zc2とを合わせた値を検出する。積分器13の出力が変化しなくなったら、キャリブレーションフェーズ2に移る。 In the calibration phase 1, the signal φ1 is set to L, the transistor switch 17 is turned off, the signal φ2 is set to H, and the transistor switch 18 is turned on. Thereby, the transducer 21 is disconnected from the circuit, and the test impedance Z test is connected to the circuit. The integrator 13 is reset to the initial state, and the integrator 13 integrates the output of the I / V converter 12 to detect a value obtained by combining the test impedance Z test and the parasitic impedances Z c1 and Z c2 . When the output of the integrator 13 does not change, the calibration phase 2 is started.

キャリブレーションフェーズ2では、コントローラ15は、ADC14の出力、つまり積分器13の出力がテストインピーダンスZtestの期待値と一致するように、DAC16に入力する値を調整し、積分器13に入力するバイアス電圧を決定する。ADC14の出力がテストインピーダンスZtestの期待値と一致したときのDAC16の値が、寄生インピーダンスZc1,Zc2から生成されたオフセットを除去するバイアス電圧である。 In the calibration phase 2, the controller 15 adjusts the value input to the DAC 16 so that the output of the ADC 14, that is, the output of the integrator 13 matches the expected value of the test impedance Z test , and the bias input to the integrator 13. Determine the voltage. The value of the DAC 16 when the output of the ADC 14 matches the expected value of the test impedance Z test is a bias voltage for removing the offset generated from the parasitic impedances Z c1 and Z c2 .

較正プロセスが終了すると、信号φ1をHにしてトランジスタスイッチ17をオン、信号φ2をLにしてトランジスタスイッチ18をオフにして、トランスデューサ21を回路に接続し、テストインピーダンスZtestを回路から切り離し、積分器13を初期状態にリセットしてセンシング動作を開始する。 When the calibration process is completed, signal φ1 is set to H, transistor switch 17 is turned on, signal φ2 is set to L, transistor switch 18 is turned off, transducer 21 is connected to the circuit, test impedance Z test is disconnected from the circuit, and integration is performed. The detector 13 is reset to the initial state and the sensing operation is started.

次に、第2の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置について説明する。   Next, a sensor interface calibration apparatus according to the second embodiment will be described.

図3は、第2の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。同図に示すセンサインタフェースキャリブレーション装置は、複数のテストインピーダンスZtest2〜ZtestNを備えた点で、第1の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置と異なる。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the sensor interface calibration apparatus of the second embodiment. The sensor interface calibration apparatus shown in the figure is different from the sensor interface calibration apparatus of the first embodiment in that a plurality of test impedances Z test2 to Z testN are provided.

テストインピーダンスZtest2〜ZtestNのそれぞれは、トランジスタスイッチ18−2〜18−Nを介して、トランスデューサ21と並列に回路に接続される。テストインピーダンスZtest2〜ZtestNは互いに異なる値を持つ。 Each of the test impedances Z test2 to Z testN is connected to the circuit in parallel with the transducer 21 via the transistor switches 18-2 to 18-N. The test impedances Z test2 to Z testN have different values.

コントローラ15は、信号φ2〜φNにより、トランジスタスイッチ18−2〜18−Nを制御する。第2の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置では、図4に示すように、複数のテストインピーダンスZtest2〜ZtestNのそれぞれについて、2段階のキャリブレーションフェーズを行った後で、センシング動作を開始する。具体的には、トランジスタスイッチ17を制御する信号φ1をLにしてトランスデューサ21を回路から切り離したまま、信号φ2〜φNを順番にHにして、テストインピーダンスZtest2〜ZtestNを順番に1つずつ回路に接続して較正プロセスを行う。各テストインピーダンスZtest2〜ZtestNにより較正プロセスを行った結果を用いて寄生インピーダンスZc1,Zc2から生成されたオフセットを除去するのに最適なバイアス電圧を決定する。 The controller 15 controls the transistor switches 18-2 to 18-N by signals φ2 to φN. In the sensor interface calibration apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, a sensing operation is started after performing a two-stage calibration phase for each of the plurality of test impedances Z test2 to Z testN . . Specifically, while the signal φ1 for controlling the transistor switch 17 is set to L and the transducer 21 is disconnected from the circuit, the signals φ2 to φN are sequentially set to H, and the test impedances Z test2 to Z testN are sequentially set one by one. Connect to the circuit to perform the calibration process. The optimum bias voltage for removing the offset generated from the parasitic impedances Z c1 and Z c2 is determined using the result of the calibration process performed by the test impedances Z test2 to Z testN .

第2の実施例では、複数のテストインピーダンスZtest2〜ZtestNを用いることで、テストインピーダンスの値、すなわち、システムの精度に影響を及ぼすプロセス変動に対して、より高精度な較正プロセスを提供できる。 In the second embodiment, by using a plurality of test impedances Z test2 to Z testN , it is possible to provide a more accurate calibration process with respect to test impedance values, that is, process variations that affect the accuracy of the system. .

次に、第3の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置について説明する。   Next, a sensor interface calibration apparatus according to a third embodiment will be described.

図5は、第3の実施例のセンサインタフェースキャリブレーション装置の構成を示すブロック図である。同図に示すセンサインタフェースキャリブレーション装置は、第2の実施例の構成と類似しているが、同じ値のテストインピーダンスZtestを複数備えた点が異なる。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the sensor interface calibration apparatus of the third embodiment. The sensor interface calibration apparatus shown in the figure is similar to the configuration of the second embodiment, except that a plurality of test impedances Z test having the same value are provided.

第3の実施例では、プロセス変動に対するオフセットキャンセルの精度を向上させるダイナミック・エレメント・マッチング(DEM)を行うことにより、テストインピーダンスZtestの値に対するプロセス変動の影響を平均化できる。 In the third embodiment, the effect of process variation on the value of the test impedance Z test can be averaged by performing dynamic element matching (DEM) that improves the accuracy of offset cancellation with respect to process variation.

以上説明したように、本実施の形態によれば、トランスデューサ21と並列にテストインピーダンスZtestを回路に接続し、キャリブレーション動作時に、コントローラ15がトランジスタスイッチ17,18を制御してトランスデューサ21を回路から切り離し、テストインピーダンスZtestを回路に接続するとともに、テストインピーダンスZtestの出力を積分する積分器13の出力がテストインピーダンスZtestのインピーダンスの値に応じた期待値になるように、積分器13にバイアス電圧を与えるDAC16の値を制御し、センシング動作時に、コントローラ15がトランジスタスイッチ17,18を制御してトランスデューサ21を回路に接続し、テストインピーダンスZtestを回路から切り離す。これにより、センサのキャリブレーションにトランスデューサ21を外部から初期化する機構が不要となり、システムを簡素化できる。また、任意の種類のトランスデューサ21に適用することができ、別の種類のトランスデューサ21に交換した場合にもシステムを変更する必要がない。 As described above, according to the present embodiment, the test impedance Z test is connected to the circuit in parallel with the transducer 21, and the controller 15 controls the transistor switches 17 and 18 to perform the transducer 21 circuit in the calibration operation. from disconnecting, thereby connecting the test impedance Z test the circuit, so that the output of the integrator 13 for integrating the output of the test impedance Z test is the expected value corresponding to the value of the impedance of the test impedance Z test, the integrator 13 The controller 16 controls the transistor switches 17 and 18 to connect the transducer 21 to the circuit and disconnect the test impedance Z test from the circuit. As a result, a mechanism for initializing the transducer 21 from the outside is not required for sensor calibration, and the system can be simplified. Further, the present invention can be applied to any type of transducer 21, and even when the transducer 21 is replaced with another type, there is no need to change the system.

11…ドライブ信号発生器
12…電流−電圧変換器
13…積分器
14…A/Dコンバータ
15…コントローラ
16…D/Aコンバータ
17,18,18−2〜18−N…トランジスタスイッチ
21…トランスデューサ
test,Ztest2〜 ZtestN…テストインピーダンス
c1,Zc2…寄生インピーダンス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Drive signal generator 12 ... Current-voltage converter 13 ... Integrator 14 ... A / D converter 15 ... Controller 16 ... D / A converter 17, 18, 18-2-18-N ... Transistor switch 21 ... Transducer Z test, Z test2 ~ Z testN ... test impedance Z c1, Z c2 ... parasitic impedances

Claims (4)

センサインタフェースキャリブレーション装置であって、
トランスデューサと、
インピーダンスの値が既知のテストインピーダンスと、
前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスのいずれかを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続するスイッチと、
前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスに電気信号を与えるドライブ信号発生手段と、
前記トランスデューサ又は前記テストインピーダンスの出力値を検出する検出手段と、
当該センサインタフェースキャリブレーション装置内の寄生インピーダンスから生成されるオフセットを除去するオフセット除去信号を前記検出手段に与えるオフセット補償手段と、
キャリブレーション動作時には、前記スイッチを制御して前記テストインピーダンスを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続し、前記検出手段の出力が前記インピーダンスの値に応じた期待値になるように前記オフセット補償手段を制御して前記オフセット除去信号を決定し、センシング動作時には、前記スイッチを制御して前記トランスデューサを当該センサインタフェースキャリブレーション装置に接続する制御手段と、
を有することを特徴とするセンサインタフェースキャリブレーション装置。
A sensor interface calibration device,
A transducer;
A test impedance with a known impedance value,
A switch connecting either the transducer or the test impedance to the sensor interface calibration device;
Drive signal generating means for providing an electrical signal to the transducer or the test impedance;
Detecting means for detecting an output value of the transducer or the test impedance;
Offset compensation means for providing the detection means with an offset removal signal for removing the offset generated from the parasitic impedance in the sensor interface calibration device;
During the calibration operation, the switch is controlled to connect the test impedance to the sensor interface calibration device, and the offset compensation unit is controlled so that the output of the detection unit becomes an expected value corresponding to the impedance value. Determining the offset removal signal, and at the time of sensing operation, control means for controlling the switch to connect the transducer to the sensor interface calibration device;
A sensor interface calibration apparatus comprising:
複数の前記テストインピーダンスを有することを特徴とする請求項1記載のセンサインタフェースキャリブレーション装置。   The sensor interface calibration apparatus according to claim 1, wherein the apparatus has a plurality of test impedances. 前記複数のテストインピーダンスは同じインピーダンスの値を持つことを特徴とする請求項2記載のセンサインタフェースキャリブレーション装置。   The sensor interface calibration apparatus according to claim 2, wherein the plurality of test impedances have the same impedance value. 前記キャリブレーション動作は、前記テストインピーダンスを接続してから前記検出手段の出力が変化しなくなるまで待つ第1フェーズと、前記検出手段の出力が前記インピーダンスの値に対応する期待値になるように前記オフセット補償手段を制御する第2フェーズと、を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のセンサインタフェースキャリブレーション装置。   In the calibration operation, the first phase waits until the output of the detection unit does not change after the test impedance is connected, and the output of the detection unit is set to an expected value corresponding to the impedance value. The sensor interface calibration apparatus according to claim 1, further comprising: a second phase for controlling the offset compensation unit.
JP2015206909A 2015-10-21 2015-10-21 Sensor interface calibration device Active JP6389161B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015206909A JP6389161B2 (en) 2015-10-21 2015-10-21 Sensor interface calibration device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015206909A JP6389161B2 (en) 2015-10-21 2015-10-21 Sensor interface calibration device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017079418A JP2017079418A (en) 2017-04-27
JP6389161B2 true JP6389161B2 (en) 2018-09-12

Family

ID=58667080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015206909A Active JP6389161B2 (en) 2015-10-21 2015-10-21 Sensor interface calibration device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6389161B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190038453A (en) 2017-09-29 2019-04-08 태형산전 주식회사 Output control circuit for llc resonant converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653830A (en) * 1992-07-28 1994-02-25 Oki Electric Ind Co Ltd Method for automatically calibrating non-linear sensor connecting circuit
JP2000162066A (en) * 1998-11-26 2000-06-16 Denso Corp Sensor device
JP3857450B2 (en) * 1999-01-19 2006-12-13 株式会社東芝 Successive comparison type analog-digital conversion circuit
JP2009053110A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Toshiba Corp Sensor device
JP5993348B2 (en) * 2013-06-10 2016-09-14 日本電信電話株式会社 Sensor circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017079418A (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5980922B2 (en) Touch sensing method and apparatus
TWI539756B (en) Analog-to-digital converter apparatus, method for calibrating analog-to-digital converter, and computer readable medium for storing instructions executing said method
JP6442045B2 (en) Hall effect sensor circuit with offset compensation
JP5900536B2 (en) Sensor signal detection device
CN108693399B (en) Current measurement technique to compensate for shunt drift
US5532582A (en) Analog input apparatus
JP4977741B2 (en) Current detector
JP6389161B2 (en) Sensor interface calibration device
EP3855129B1 (en) Interface circuit for a capacitive sensor
JP4590394B2 (en) Current sensor and current sensor offset removal method
US7525375B2 (en) Method of correcting the output signal of an analog amplifier, amplifier module and measuring device
JP6314681B2 (en) A / D conversion data correction system for exhaust gas sensor
JPS6081685A (en) Auto zero integrator
JP2005318582A (en) Pipelined adc calibration method and apparatus therefor
KR20130129171A (en) Method or voltage detection system for determining a correction parameter for a measurement channel and for detecting a terminal voltage of an electric motor
JP6445360B2 (en) Current measuring device
JP2019138735A (en) Current detection device, current detection system, and method for correcting current detection device
US9903891B2 (en) Capacitive sensor
JP2017203740A (en) Minute current measurement device and minute current measurement method
JP4851363B2 (en) Impedance measuring device
JP5851316B2 (en) Voltage detector
KR102128024B1 (en) Apparatus and method for sensing registance with ripple reduction
JP7436507B2 (en) Method for accurately detecting signals from sensors, etc.
WO2012143019A1 (en) Arrangement for reading out an analogue voltage signal
JP2017203726A (en) Impedance measurement device and impedance measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180809

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: 20180814

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180816

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6389161

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150