JP6756175B2 - Rectifier circuit, drive circuit, physical quantity detector, electronic device and moving object - Google Patents
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Description
本発明は、整流回路、駆動回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体に関する。 The present invention relates to a rectifier circuit, a drive circuit, a physical quantity detection device, an electronic device, and a moving body.
現在、様々なシステムや電子機器において、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサー等、種々の物理量を検出可能な物理量検出装置が広く利用されている。 Currently, in various systems and electronic devices, physical quantity detection devices capable of detecting various physical quantities, such as an acceleration sensor for detecting acceleration and a gyro sensor for detecting angular velocity, are widely used.
例えば、特許文献1には、圧電素子からの出力信号を増幅するカレントアンプと、カレントアンプの出力信号をバンドパスフィルターに入力し、バンドパスフィルターからの出力信号を整流し直流電圧を得る全波整流回路と、全波整流回路からの出力信号の値に応じてバンドパスフィルターからの出力信号に対する増幅度が変化する自動利得制御回路と、自動利得制御回路からの出力信号の値に応じて圧電素子を駆動するドライバと、を有する駆動回路を備えた角速度センサーが開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の角速度センサーのように、従来の物理量検出装置では、駆動回路において全波整流動作が必要なため、消費電流が増大し、低消費電力化の要求に応えることが難しい場合もあった。
However, like the angular velocity sensor described in
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、低消費電力動作を選択可能な整流回路及び駆動回路を提供することができる。本発明のいくつかの態様によれば、当該駆動回路を用いた物理量検出装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該物理量検出装置を用いた電子機器及び移動体を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, it is possible to provide a rectifier circuit and a drive circuit capable of selecting low power consumption operation. According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a physical quantity detecting device using the drive circuit. Further, according to some aspects of the present invention, it is possible to provide an electronic device and a moving body using the physical quantity detecting device.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
[適用例1]
本適用例に係る整流回路は、入力信号を全波整流して出力する全波整流回路として機能するか前記入力信号を半波整流して出力する半波整流回路として機能するかを、制御信号によって切り換え可能である。
[Application example 1]
The rectifier circuit according to this application example controls whether to function as a full-wave rectifier circuit that outputs the input signal by full-wave rectification or as a half-wave rectifier circuit that outputs the input signal by half-wave rectification. Can be switched by.
本適用例に係る整流回路によれば、全波整流回路として機能するように制御信号が設定された場合には出力信号の電圧精度が向上し、半波整流回路として機能するように制御信号が設定された場合には、全波整流に必要な入力信号の反転増幅動作が必要ないので消費電力が低減する。このように、本適用例に係る整流回路によれば、高精度動作又は低消費電力動作を選択可能である。 According to the rectifier circuit according to this application example, when the control signal is set to function as a full-wave rectifier circuit, the voltage accuracy of the output signal is improved and the control signal is set to function as a half-wave rectifier circuit. When set, the power consumption is reduced because the inverting amplification operation of the input signal required for full-wave rectification is not required. As described above, according to the rectifier circuit according to the present application example, high-precision operation or low power consumption operation can be selected.
[適用例2]
上記適用例に係る整流回路は、前記入力信号を閾値電圧と比較するコンパレーターと、前記入力信号が入力される反転増幅回路と、前記制御信号に基づいて、前記反転増幅回路の出力信号及び第1の基準電圧のいずれか一方を選択して出力する第1の選択回路と、前記コンパレーターの出力信号に基づいて、前記入力信号及び前記第1の選択回路の出力信号のいずれか一方を選択して出力する第2の選択回路と、を含んでもよい。
[Application example 2]
The rectifying circuit according to the above application example includes a comparator that compares the input signal with the threshold voltage, an inverting amplification circuit into which the input signal is input, an output signal of the inverting amplification circuit, and a second inverting amplification circuit based on the control signal. Select either one of the input signal and the output signal of the first selection circuit based on the output signal of the comparator and the first selection circuit that selects and outputs one of the reference voltages of 1. The second selection circuit to be output may be included.
本適用例に係る整流回路は、第1の選択回路が反転増幅回路の出力信号を選択して出力するように制御信号が設定されることにより全波整流回路として機能し、第1の選択回路が第1の基準電圧を選択して出力するように制御信号が設定されることにより半波整流回路として機能する。そして、本適用例に係る整流回路によれば、全波整流回路として機能する場合には反転増幅回路が動作して出力信号の電圧精度が向上し、半波整流回路として機能する場合には反転増幅回路を動作させる必要がないので消費電力が低減する。このように、本適用例に係る整流回路によれば、高精度動作又は低消費電力動作を選択可能である。 The rectifier circuit according to this application example functions as a full-wave rectifier circuit by setting a control signal so that the first selection circuit selects and outputs the output signal of the inverting amplification circuit, and the first selection circuit. Functions as a half-wave rectifier circuit by setting a control signal so that the first reference voltage is selected and output. According to the rectifier circuit according to this application example, the inverting amplifier circuit operates when it functions as a full-wave rectifier circuit to improve the voltage accuracy of the output signal, and when it functions as a half-wave rectifier circuit, it is inverted. Power consumption is reduced because it is not necessary to operate the amplifier circuit. As described above, according to the rectifier circuit according to the present application example, high-precision operation or low power consumption operation can be selected.
[適用例3]
本適用例に係る駆動回路は、上記のいずれかの整流回路と、前記整流回路の出力信号を積分して得られる電圧が第2の基準電圧よりも高いか低いかを判定する比較判定回路と、前記比較判定回路の判定結果に基づいて振幅が調整された駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、を含む。
[Application example 3]
The drive circuit according to this application example includes one of the above rectifier circuits and a comparison determination circuit for determining whether the voltage obtained by integrating the output signals of the rectifier circuit is higher or lower than the second reference voltage. , A drive signal generation circuit that generates a drive signal whose amplitude is adjusted based on the determination result of the comparison determination circuit.
本適用例に係る駆動回路によれば、整流回路が入力信号を全波整流して出力する場合には駆動信号の電圧精度が向上し、整流回路が入力信号を半波整流して出力する場合には、全波整流に必要な入力信号の反転増幅動作が必要ないので消費電力が低減する。このように、本適用例に係る駆動回路によれば、高精度動作又は低消費電力動作を選択可能である。 According to the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit full-wave rectifies the input signal and outputs it, the voltage accuracy of the drive signal is improved, and when the rectifier circuit half-wave rectifies the input signal and outputs it. Does not require the inverting amplification operation of the input signal required for full-wave rectification, thus reducing power consumption. As described above, according to the drive circuit according to the present application example, high-precision operation or low power consumption operation can be selected.
[適用例4]
上記適用例に係る駆動回路において、前記整流回路が全波整流回路として機能する場合よりも前記整流回路が半波整流回路として機能する場合の方が、前記第2の基準電圧が低くてもよい。
[Application example 4]
In the drive circuit according to the above application example, the second reference voltage may be lower when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit than when the rectifier circuit functions as a full-wave rectifier circuit. ..
本適用例に係る駆動回路では、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも整流回路の出力電圧が低くなる。従って、本適用例に係る駆動回路によれば、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも第2の基準電圧を低くすることにより、整流回路が全波整流回路として機能する場合と半波整流回路として機能する場合との比較判定回路の判定結果の差が小さくなるので、駆動信号の振幅差を小さくすることができる。 In the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the output voltage of the rectifier circuit is lower than when it functions as a full-wave rectifier circuit. Therefore, according to the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the rectifier circuit can be made by lowering the second reference voltage as compared with the case where it functions as a full-wave rectifier circuit. Since the difference in the judgment result of the comparison judgment circuit between the case of functioning as the full-wave rectifier circuit and the case of functioning as the half-wave rectifier circuit becomes small, the amplitude difference of the drive signal can be made small.
[適用例5]
上記適用例に係る駆動回路は、第1の抵抗を有する基準電圧回路を含み、前記整流回路が全波整流回路として機能する場合よりも前記整流回路が半波整流回路として機能する場合の方が、前記第1の抵抗を流れる電流が小さく、前記第2の基準電圧は、前記第1の抵抗の一端の電圧であってもよい。
[Application example 5]
The drive circuit according to the above application example includes a reference voltage circuit having a first resistance, and the case where the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit is better than the case where the rectifier circuit functions as a full-wave rectifier circuit. The current flowing through the first resistor is small, and the second reference voltage may be the voltage at one end of the first resistor.
本適用例に係る駆動回路によれば、基準電圧回路において、第1の抵抗を流れる電流を可変にすることで、簡単な構成によって第2の基準電圧を可変させることができる。 According to the drive circuit according to the present application example, in the reference voltage circuit, the second reference voltage can be made variable by a simple configuration by making the current flowing through the first resistor variable.
[適用例6]
上記適用例に係る駆動回路において、前記整流回路が全波整流回路として機能する場合よりも前記整流回路が半波整流回路として機能する場合の方が、前記比較判定回路のゲインが小さくてもよい。
[Application example 6]
In the drive circuit according to the above application example, the gain of the comparison determination circuit may be smaller when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit than when the rectifier circuit functions as a full-wave rectifier circuit. ..
本適用例に係る駆動回路では、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、整流回路の出力信号に、全波整流回路として機能する場合よりも低い周波数成分の不要な信号成分が含まれる。従って、本適用例に係る駆動回路によれば、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも比較判定回路のゲインを小さくすることにより、整流回路が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も、比較判定回路において、整流回路の出力信号に含まれる不要な信号成分を同様に低減させることができる。 In the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the output signal of the rectifier circuit contains an unnecessary signal component having a lower frequency component than when it functions as a full-wave rectifier circuit. .. Therefore, according to the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the rectifier circuit has a smaller gain of the comparison judgment circuit than when it functions as a full-wave rectifier circuit. In both the case of functioning as a full-wave rectifier circuit and the case of functioning as a half-wave rectifier circuit, the comparison determination circuit can similarly reduce unnecessary signal components included in the output signal of the rectifier circuit.
[適用例7]
上記適用例に係る駆動回路において、前記整流回路が全波整流回路として機能する場合よりも前記整流回路が半波整流回路として機能する場合の方が、前記比較判定回路のカットオフ周波数が低くてもよい。
[Application 7]
In the drive circuit according to the above application example, the cutoff frequency of the comparison determination circuit is lower when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit than when the rectifier circuit functions as a full-wave rectifier circuit. May be good.
本適用例に係る駆動回路では、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、整流回路の出力信号に、全波整流回路として機能する場合よりも低い周波数成分の不要な信号成分が含まれる。従って、本適用例に係る駆動回路によれば、整流回路が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも比較判定回路のカットオフ周波数を低くすることにより、整流回路が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も、比較判定回路において、整流回路の出力信号に含まれる不要な信号成分を同様に低減させることができる。 In the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the output signal of the rectifier circuit contains an unnecessary signal component having a lower frequency component than when it functions as a full-wave rectifier circuit. .. Therefore, according to the drive circuit according to this application example, when the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, it is rectified by lowering the cutoff frequency of the comparison judgment circuit than when it functions as a full-wave rectifier circuit. Whether the circuit functions as a full-wave rectifier circuit or a half-wave rectifier circuit, the comparison determination circuit can similarly reduce unnecessary signal components included in the output signal of the rectifier circuit.
[適用例8]
本適用例に係る物理量検出装置は、上記のいずれかの駆動回路と、前記駆動信号によって駆動される物理量検出素子と、前記物理量検出素子の出力信号に基づいて物理量信号を生成する検出回路と、を備えている。
[Application Example 8]
The physical quantity detection device according to this application example includes any of the above drive circuits, a physical quantity detection element driven by the drive signal, and a detection circuit that generates a physical quantity signal based on an output signal of the physical quantity detection element. It has.
本適用例に係る物理量検出装置によれば、高精度動作又は低消費電力動作を選択可能な駆動回路を備えているので、例えば、低消費電力動作が可能な物理量検出装置を実現することが可能である。 According to the physical quantity detection device according to this application example, since the drive circuit capable of selecting high-precision operation or low power consumption operation is provided, for example, it is possible to realize a physical quantity detection device capable of low power consumption operation. Is.
[適用例9]
本適用例に係る電子機器は、上記の物理量検出装置を備えている。
[Application 9]
The electronic device according to this application example includes the above-mentioned physical quantity detecting device.
[適用例10]
本適用例に係る移動体は、上記の物理量検出装置を備えている。
[Application Example 10]
The moving body according to this application example includes the above-mentioned physical quantity detecting device.
これらの適用例によれば、高精度動作又は低消費電力動作を選択可能な物理量検出装置を備えているので、例えば、低消費電力動作が可能な電子機器及び移動体を実現することが可能である。 According to these application examples, since the physical quantity detection device capable of selecting high-precision operation or low power consumption operation is provided, for example, it is possible to realize an electronic device and a mobile body capable of low power consumption operation. is there.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unreasonably limit the contents of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置(角速度検出装置)を例にとり説明する。 In the following, a physical quantity detecting device (angular velocity detecting device) that detects an angular velocity as a physical quantity will be described as an example.
1.物理量検出装置
1−1.第1実施形態
図1は、本実施形態の物理量検出装置の機能ブロック図である。本実施形態の物理量検出装置1は、物理量に関わるアナログ信号を出力する物理量検出素子(センサー素子)2と信号処理回路3を含んで構成されている。
1. 1. Physical quantity detector 1-1. 1st Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram of the physical quantity detection device of this embodiment. The physical
物理量検出素子2は、駆動電極と検出電極が配置された振動片を有し、一般的に、振動片のインピーダンスをできるだけ小さくして発振効率を高めるために、振動片は気密性が確保されたパッケージに封止されている。本実施形態では、物理量検出素子2は、T型の2つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルT型の振動片を有する。 The physical quantity detecting element 2 has a vibrating piece in which a driving electrode and a detecting electrode are arranged, and in general, the vibrating piece is ensured to be airtight in order to reduce the impedance of the vibrating piece as much as possible and increase the oscillation efficiency. It is sealed in the package. In the present embodiment, the physical quantity detecting element 2 has a so-called double T-shaped vibrating piece having two T-shaped driving vibrating arms.
図2は、本実施形態の物理量検出素子2の振動片の平面図である。物理量検出素子2は、例えば、Zカットの水晶基板により形成されたダブルT型の振動片を有する。水晶を材料とする振動片は、温度変化に対する共振周波数の変動が極めて小さいので、角速度の検出精度を高めることができるという利点がある。なお、図2におけるX軸、Y軸、Z軸は水晶の軸を示す。 FIG. 2 is a plan view of a vibrating piece of the physical quantity detecting element 2 of the present embodiment. The physical quantity detecting element 2 has, for example, a double T-shaped vibrating piece formed of a Z-cut crystal substrate. A vibrating piece made of quartz has an advantage that the detection accuracy of the angular velocity can be improved because the fluctuation of the resonance frequency with respect to the temperature change is extremely small. The X-axis, Y-axis, and Z-axis in FIG. 2 indicate the crystal axis.
図2に示すように、物理量検出素子2の振動片は、2つの駆動用基部104a、104bからそれぞれ駆動振動腕101a、101bが+Y軸方向及び−Y軸方向に延出している。駆動振動腕101aの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極112及び113が形成されており、駆動振動腕101bの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極113及び112が形成されている。駆動電極112、113は、それぞれ、図1に示した信号処理回路3のDS端子,DG端子を介して駆動回路20に接続される。
As shown in FIG. 2, in the vibrating piece of the physical quantity detecting element 2, the
駆動用基部104a、104bは、それぞれ−X軸方向と+X軸方向に延びる連結腕105a、105bを介して矩形状の検出用基部107に接続されている。
The drive bases 104a and 104b are connected to the
検出振動腕102は、検出用基部107から+Y軸方向及び−Y軸方向に延出している。検出振動腕102の上面には検出電極114及び115が形成されており、検出振動腕102の側面には共通電極116が形成されている。検出電極114、115は、それぞれ、図1に示した信号処理回路3のS1端子,S2端子を介して検出回路30に接続される。また、共通電極116は接地される。
The
駆動振動腕101a、101bの駆動電極112と駆動電極113との間に駆動信号として交流電圧が与えられると、図3に示すように、駆動振動腕101a、101bは逆圧電効果によって矢印Bのように、2本の駆動振動腕101a、101bの先端が互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動(励振振動)をする。
When an AC voltage is applied as a drive signal between the
この状態で、物理量検出素子2の振動片にZ軸を回転軸とした角速度が加わると、駆動振動腕101a、101bは、矢印Bの屈曲振動の方向とZ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、図4に示すように、連結腕105a、105bは矢印Cで示すような振動をする。そして、検出振動腕102は、連結腕105a、105bの振動(矢印C)に連動して矢印Dのように屈曲振動をする。このコリオリ力に伴う検出振動腕102の屈曲振動と駆動振動腕101a、101bの屈曲振動(励振振動)とは位相が90°ずれている。
In this state, when an angular velocity with the Z axis as the rotation axis is applied to the vibrating piece of the physical quantity detecting element 2, the
ところで、駆動振動腕101a、101bが屈曲振動(励振振動)をするときの振動エネルギーの大きさ又は振動の振幅の大きさが2本の駆動振動腕101a、101bで等しければ、駆動振動腕101a、101bの振動エネルギーのバランスがとれており、物理量検出素子2に角速度がかかっていない状態では検出振動腕102は屈曲振動しない。ところが、2つの駆動振動腕101a、101bの振動エネルギーのバランスがくずれると、物理量検出素子2に角速度がかかっていない状態でも検出振動腕102に屈曲振動が発生する。この屈曲振動は漏れ振動と呼ばれ、コリオリ力に基づく振動と同様に矢印Dの屈曲振動であるが、駆動信号とは同位相である。
By the way, if the magnitude of the vibration energy or the magnitude of the vibration amplitude when the
そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づいた交流電荷が、検出振動腕102の検出電極114、115に発生する。ここで、コリオリ力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリ力の大きさ(言い換えれば、物理量検出素子2に加わる角速度の大きさ)に応じて変化する。一方、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、物理量検出素子2に加わる角速度の大きさに関係せず一定である。
Then, due to the piezoelectric effect, AC charges based on these bending vibrations are generated at the
なお、駆動振動腕101a、101bの先端には、駆動振動腕101a、101bよりも幅の広い矩形状の錘部103が形成されている。駆動振動腕101a、101bの先端に錘部103を形成することにより、コリオリ力を大きくするとともに、所望の共振周波数を比較的短い振動腕で得ることができる。同様に、検出振動腕102の先端には、検出振動腕102よりも幅の広い錘部106が形成されている。検出振動腕102の先端に錘部106を形成することにより、検出電極114、115に発生する交流電荷を大きくすることができる。
At the tips of the
以上のようにして、物理量検出素子2は、Z軸を検出軸としてコリオリ力に基づく交流電荷(角速度成分)と、励振振動の漏れ振動に基づく交流電荷(振動漏れ成分)とを検出電極114、115を介して出力する。この物理量検出素子2は、角速度を検出する角速度センサーとして機能する。 As described above, the physical quantity detecting element 2 detects the AC charge (angular velocity component) based on the Coriolis force and the AC charge (vibration leakage component) based on the leakage vibration of the excitation vibration with the Z axis as the detection axis. Output via 115. The physical quantity detecting element 2 functions as an angular velocity sensor that detects the angular velocity.
図1に戻り、本実施形態の信号処理回路3は、基準電圧回路10、駆動回路20、検出回路30、クロック生成回路50、記憶部60、インターフェース回路70を含んで構成されており、例えば、1チップの集積回路(IC:Integrated Circuit)であってもよい。なお、本実施形態の信号処理回路3は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
Returning to FIG. 1, the signal processing circuit 3 of the present embodiment includes a
基準電圧回路10は、信号処理回路3のVDD端子より供給される電源電圧から基準電圧VR1,VR2などの定電圧や定電流を生成し、駆動回路20や検出回路30に供給する。
The
駆動回路20は、物理量検出素子2を駆動する(励振振動させる)ための駆動信号DRVを生成し、DS端子を介して物理量検出素子2の駆動電極112に供給する。また、駆動回路20は、物理量検出素子2の励振振動により駆動電極113に発生する発振電流がDG端子を介して入力され、この発振電流の振幅が一定に保持されるように駆動信号DRVの振幅レベルをフィードバック制御する。また、駆動回路20は、駆動信号DRVと位相が同じ検波信号SDETを生成し、検出回路30に出力する。
The
検出回路30は、QVアンプ31、可変ゲインアンプ(PGA:Programmable Gain Amplifier)32、同期検波回路33、A/D(Analog to Digital)変換回路34及びDSP(Digital Signal Processor)35を含んで構成されている。なお、本実施形態の検出回路30は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
The
QVアンプ31は、S1端子を介して、物理量検出素子2の検出電極114から、角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷(検出電流)が入力され、当該交流電荷に応じた電圧の信号を発生させる。また、QVアンプ31は、S2端子を介して、物理量検出素子2の検出電極115から、角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷(検出電流)が入力され、当該交流電荷に応じた電圧の信号を発生させる。検出電極114からQVアンプ31に入力される交流電荷と検出電極115からQVアンプ31に入力される交流電荷は互いに逆位相(位相差が180°)であり、QVアンプ31から出力される2つの信号も互いに逆位相である。
The
可変ゲインアンプ32は、QVアンプ31から出力される2つの信号をそれぞれ増幅又は減衰させて、所望の電圧レベルの2つの信号を出力する。可変ゲインアンプ32から出力される2つの信号は、互いに逆位相である。
The
同期検波回路33は、駆動回路20が出力する検波信号SDETを用いて、可変ゲインアンプ32から出力される2つの信号(被検波信号)のそれぞれに含まれる角速度成分を同期検波する。同期検波回路33は、例えば、検波信号SDETがハイレベルの時は可変ゲインアンプ32から出力される2つの信号をそのまま出力し、検波信号SDETがローレベルの時は可変ゲインアンプ32から出力される2つの信号をそれぞれ基準電圧VR1に対して反転した2つの信号を出力する回路として構成することができる。
The
A/D変換回路34は、クロック信号ADCCLKに同期して動作し、同期検波回路33が出力する2つの信号の差信号の電圧値をデジタルデータ(角速度データ)に変換して出力する。このA/D変換回路34から出力されるデジタルデータは、所定のレート(例えば、1.5kHz)で順次更新される。A/D変換回路34は、例えば、デルタシグマ型や逐次比較型のA/D変換回路であってもよい。
The A /
DSP35は、クロック信号DSPCLKに同期して動作し、A/D変換回路34から出力されるデジタルデータ(角速度データ)をフィルタリングする処理等を行う。DSP35による高速なデジタルフィルタリング処理等を実現するため、クロック信号DSPCLKの周波数は、A/D変換回路34の出力レート(例えば、1.5kHz)よりも十分高く、例えば、400kHz程度である。このDSP35から出力されるデジタルデータの値は、物理量検出素子2が検出した角速度を表し、所定のレート(例えば、1.5kHz)で順次更新される。
The
そして、DSP35から出力されるデジタルデータが検出回路30の出力データとなる。このように、検出回路30は、物理量検出素子2の出力信号に基づいて物理量信号としてのデジタルデータ(角速度データ)を生成して出力する回路である。
Then, the digital data output from the
クロック生成回路50は、クロック信号ADCCLK及びクロック信号DSPCLKを生成する。例えば、クロック生成回路50は、CR発振器やリングオシレーター等であってもよい。
The
記憶部60は、レジスター61及び不揮発性メモリー62を有している。レジスター61には、検出回路30(DSP35)が出力するデジタルデータ(角速度データ)等が記憶される。
The
不揮発性メモリー62には、駆動回路20や検出回路30に対する各種のトリミングデータ(調整データや補正データ)等の各種の情報が記憶されている。不揮発性メモリー62は、例えば、MONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Silicon)型メモリーやEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)として構成することができる。
The
また、信号処理回路3の電源投入時(VDD端子の電圧が0Vから所望の電圧まで立ち上がる時)に、不揮発性メモリー62に記憶されている各種のトリミングデータがレジスター61に転送されて保持され、レジスター61に保持された各種のトリミングデータが駆動回路20や検出回路30に供給される。
Further, when the power of the signal processing circuit 3 is turned on (when the voltage of the VDD terminal rises from 0 V to a desired voltage), various trimming data stored in the
インターフェース回路70は、XCS端子、SCLK端子、MOSI端子及びMISO端子と電気的に接続されており、これらの端子を介して外部装置と通信するための回路である。インターフェース回路70を介した通信では、外部装置がマスターとして機能し、物理量検出装置1(信号処理回路3)がスレーブとして機能する。そして、外部装置は、インターフェース回路70を介して、レジスター61の所定のアドレスにデータを書き込むことや、レジスター61の所定のアドレスからデータ(例えば、角速度データ)を読み出すことや、各種のコマンドを送信して信号処理回路3の動作を制御することができる。インターフェース回路70は、例えば、4端子のSPI(Serial Peripheral Interface)インターフェース回路であるが、3端子のSPIインターフェース回路や2端子のI2C(Inter-Integrated Circuit)インターフェース回路であってもよい。
The
図5は、駆動回路20の構成例を示す図である。図5に示すように、駆動回路20は、I/V変換回路21、ローパスフィルター22、ハイパスフィルター23、コンパレーター24、整流回路25、比較判定回路26及びコンパレーター27を含んで構成されている。なお、本実施形態の駆動回路20は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the
I/V変換回路21、ローパスフィルター22、ハイパスフィルター23、コンパレーター24、整流回路25及びコンパレーター27は、基準電圧回路10から供給される基準電圧VR1を基準に動作する。基準電圧VR1は、アナロググランド電圧であり、例えば、VDD端子から供給される電源電圧の1/2の電圧である。また、比較判定回路26は、基準電圧回路10から供給される基準電圧VR2を基準に動作する。
I / V conversion circuit 21, a low pass filter 22, high pass filter 23, a comparator 24, a rectifier circuit 25 and the comparator 2 7 operates based on the reference voltage VR1 supplied from the
I/V変換回路21は、物理量検出素子2の励振振動により発生し、DG端子を介して入力された発振電流を交流電圧信号に変換する。 The I / V conversion circuit 21 converts the oscillating current generated by the excitation vibration of the physical quantity detection element 2 and input via the DG terminal into an AC voltage signal.
ローパスフィルター22は、I/V変換回路21の出力信号の高周波成分を除去し、ハイパスフィルター23は、ローパスフィルター22の出力信号の低周波成分(オフセットなど)を除去する。ローパスフィルター22とハイパスフィルター23によってバンドパスフィルターが構成され、物理量検出素子2の励振振動により生じる信号を通過させる。 The low-pass filter 22 removes high-frequency components of the output signal of the I / V conversion circuit 21, and the high-pass filter 23 removes low-frequency components (offset and the like) of the output signal of the low-pass filter 22. A bandpass filter is formed by the lowpass filter 22 and the highpass filter 23, and a signal generated by the excitation vibration of the physical quantity detecting element 2 is passed through.
コンパレーター24は、ハイパスフィルター23の出力信号の電圧を基準電圧VR1と比較して2値化信号を生成する。この2値化信号は、ハイレベルの電圧が比較判定回路26の出力電圧であり、ローレベルの電圧がグラウンド電圧(0V)である。そして、コンパレーター24の出力信号は、駆動信号DRVとして、DS端子を介して物理量検出素子2に供給される。駆動信号DRVの周波数(駆動周波数)を物理量検出素子2の共振周波数と一致させることで、物理量検出素子2を安定発振させることができる。 The comparator 24 compares the voltage of the output signal of the high-pass filter 23 with the reference voltage VR1 to generate a binarized signal. In this binarized signal, the high level voltage is the output voltage of the comparison determination circuit 26, and the low level voltage is the ground voltage (0V). Then, the output signal of the comparator 24 is supplied to the physical quantity detecting element 2 as a drive signal DRV via the DS terminal. By matching the frequency (drive frequency) of the drive signal DRV with the resonance frequency of the physical quantity detection element 2, the physical quantity detection element 2 can be stably oscillated.
コンパレーター27は、ハイパスフィルター23の出力信号の電圧を増幅して2値化信号(方形波電圧信号)を生成し、検波信号SDETとして出力する。この検波信号SDETは、ハイレベルの電圧が電源電圧であり、ローレベルの電圧がグラウンド電圧(0V)である。 The comparator 27 amplifies the voltage of the output signal of the high-pass filter 23 to generate a binarized signal (square wave voltage signal), and outputs it as a detection signal SDET. In this detection signal SDET, the high level voltage is the power supply voltage and the low level voltage is the ground voltage (0V).
整流回路25は、I/V変換回路21の出力信号を整流して直流化された信号を出力する。本実施形態では、整流回路25は、コンパレーター251、演算増幅器252、抵抗253、抵抗254、スイッチ255、スイッチ256、スイッチ257及びスイッチ258を含んで構成されている。
The rectifier circuit 25 rectifies the output signal of the I / V conversion circuit 21 and outputs a DC signal. In the present embodiment, the rectifier circuit 25 includes a
コンパレーター251は、I/V変換回路21の出力信号を入力信号として当該入力信号を基準電圧VR1(「閾値電圧」の一例)と比較する。
The
演算増幅器252、抵抗253及び抵抗254は、反転増幅回路を構成し、I/V変換回路21の出力信号が入力信号として入力され、演算増幅器252の出力端子から基準電圧VR1を基準に入力信号の電圧を反転した信号を出力する。
The
スイッチ255は、一端が反転増幅回路の出力端子(演算増幅器252の出力端子)と接続され、他端がスイッチ258の一端と接続されている。スイッチ256は、一端に基準電圧VR1が入力され、他端がスイッチ258の一端と接続されている。スイッチ255とスイッチ256は、制御信号SELの電圧レベルに応じて、いずれか一方が導通し、他方が非導通となる。図5では、制御信号SELがローレベルのときにスイッチ255が導通するとともにスイッチ256が非導通となり、制御信号SELがハイレベルのときにスイッチ256が導通するとともにスイッチ255が非導通となる。従って、スイッチ258の一端には、制御信号SELがローレベルのときは反転増幅回路の出力信号(演算増幅器252の出力信号)が供給され、制御信号SELがハイレベルのときは基準電圧VR1が供給される。すなわち、スイッチ255及びスイッチ256は、制御信号SELに基づいて、反転増幅回路の出力信号(演算増幅器252の出力信号)及び基準電圧VR1(「第1の基準電圧」の一例)のいずれか一方を選択して出力する第1の選択回路として機能する。
One end of the
スイッチ257は、一端がI/V変換回路21の出力端子と接続され、他端が比較判定回路26の入力端子(抵抗262の一端)と接続されている。スイッチ258は、一端が第1の選択回路の出力端子(スイッチ255の他端及びスイッチ256の他端)と接続され、他端が比較判定回路26の入力端子(抵抗262の一端)と接続されている。スイッチ257とスイッチ258は、コンパレーター251の出力信号の電圧レベルに応じて、いずれか一方が導通し、他方が非導通となる。図5では、コンパレーター251の出力信号がハイレベルのときにスイッチ257が導通するとともにスイッチ258が非導通となり、制御信号SELがローレベルのときにスイッチ258が導通するとともにスイッチ257が非導通となる。従って、比較判定回路26の入力端子(抵抗262の一端)には、コンパレーター251の出力信号がハイレベルのときはI/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)が供給され、コンパレーター251の出力信号がローレベルのときはスイッチ255及びスイッチ256により構成される第1の選択回路の出力信号が供給される。すなわち、スイッチ257及びスイッチ258は、コンパレーター251の出力信号に基づいて、I/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)及び第1の選択回路の出力信号のいずれか一方を選択して出力する第2の選択回路として機能する。
One end of the
このように構成されている本実施形態における整流回路25は、制御信号SELがローレベルのときは、I/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)の電圧が基準電圧VR1よりも高ければI/V変換回路21の出力電圧を出力し、I/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)の電圧が基準電圧VR1よりも低ければI/V変換回路21の出力電圧が基準電圧VR1に対して反転された電圧を出力する。すなわち、制御信号SELがローレベルのとき、整流回路25は全波整流回路として機能する。 In the rectifying circuit 25 of the present embodiment configured as described above, when the control signal SEL is at a low level, the voltage of the output signal (input signal of the rectifying circuit 25) of the I / V conversion circuit 21 is higher than the reference voltage VR1. If it is high, the output voltage of the I / V conversion circuit 21 is output, and if the voltage of the output signal (input signal of the rectifying circuit 25) of the I / V conversion circuit 21 is lower than the reference voltage VR1, the I / V conversion circuit 21 The output voltage is inverted with respect to the reference voltage VR1. That is, when the control signal SEL is at a low level, the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit.
また、整流回路25は、制御信号SELがハイレベルのときは、I/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)の電圧が基準電圧VR1よりも高ければI/V変換回路21の出力電圧を出力し、I/V変換回路21の出力信号(整流回路25の入力信号)の電圧が基準電圧VR1よりも低ければ基準電圧VR1を出力する。すなわち、制御信号SELがハイレベルのとき、整流回路25は半波整流回路として機能する。そして、制御信号SELがハイレベルのときは、演算増幅器252、抵抗253及び抵抗254によって構成される反転増幅回路は不要であるため、演算増幅器252の動作を停止させる。
Further, the rectifying circuit 25 has an I / V conversion circuit 21 if the voltage of the output signal (input signal of the rectifying circuit 25) of the I / V conversion circuit 21 is higher than the reference voltage VR1 when the control signal SEL is at a high level. If the voltage of the output signal (input signal of the rectifying circuit 25) of the I / V conversion circuit 21 is lower than the reference voltage VR1, the reference voltage VR1 is output. That is, when the control signal SEL is at a high level, the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit. When the control signal SEL is at a high level, the operation of the
このように、本実施形態における整流回路25は、入力信号を全波整流して出力する全波整流回路として機能するか入力信号を半波整流して出力する半波整流回路として機能するかを、制御信号SELによって切り換え可能である。例えば、記憶部60の不揮発性メモリー62に制御信号SELをハイレベル又はローレベルに設定するためのデータが記憶されていてもよいし、外部装置が、インターフェース回路70を介して記憶部60のレジスター61に制御信号SELをハイレベル又はローレベルに設定するためのデータを書き込んでもよい。
Thus, the rectifier circuit 25 in this embodiment, whether the function of the input signal as a half-wave rectifier circuit that outputs or inputs signal functions as a full wave rectifier circuit for outputting the full-wave rectification and half-wave rectification , It can be switched by the control signal SEL. For example, data for setting the control signal SEL to a high level or a low level may be stored in the
比較判定回路26は、演算増幅器261、抵抗262及びコンデンサー263を含んで構成されている。演算増幅器261は、反転入力端子(−端子)に抵抗262を介して整流回路の出力信号が入力され、非反転入力端子(+端子)に基準電圧VR2が入力され、その出力信号(電荷)はコンデンサー263に蓄積される。
The comparison determination circuit 26 includes an
このように構成されている比較判定回路26は、基準電圧VR2を基準に整流回路25の出力電圧を積分して出力する完全積分器であり、換言すれば、整流回路25の出力電圧を積分して得られる電圧が基準電圧VR2(「第2の基準電圧」の一例)よりも高いか低いかを判定する回路である。そして、この比較判定回路26の出力電圧は、整流回路25の出力電圧が高いほど(I/V変換回路21の出力信号の振幅が大きいほど)低くなる。従って、発振振幅が大きいほど、コンパレーター24の出力信号(駆動信号DRV)のハイレベルの電圧が低くなり、発振振幅が小さいほど、コンパレーター24の出力信号(駆動信号DRV)のハイレベルの電圧が高くなるので、発振振幅が一定に保持されるように自動利得制御(AGC:Auto Gain Control)がかかる。従って、コンパレーター24は、比較判定回路26の判定結果に基づいて振幅が調整された駆動信号DRVを生成する駆動信号生成回路として機能する。 The comparison determination circuit 26 configured in this way is a complete integrator that integrates and outputs the output voltage of the rectifying circuit 25 with reference to the reference voltage VR2, in other words, integrates the output voltage of the rectifying circuit 25. This is a circuit for determining whether the obtained voltage is higher or lower than the reference voltage VR2 (an example of the "second reference voltage"). The output voltage of the comparison determination circuit 26 decreases as the output voltage of the rectifier circuit 25 increases (the amplitude of the output signal of the I / V conversion circuit 21 increases). Therefore, the larger the oscillation amplitude, the lower the high-level voltage of the output signal (drive signal DRV) of the comparator 24, and the smaller the oscillation amplitude, the higher the high-level voltage of the output signal (drive signal DRV) of the comparator 24. Therefore, automatic gain control (AGC: Auto Gain Control) is applied so that the oscillation amplitude is kept constant. Therefore, the comparator 24 functions as a drive signal generation circuit that generates a drive signal DRV whose amplitude is adjusted based on the determination result of the comparison determination circuit 26.
また、比較判定回路26は、式(1)で示される伝達関数H(s)を有するローパスフィルターとしても機能する。そして、式(1)より、比較判定回路26のゲインは抵抗262の抵抗値R1及びコンデンサー263の容量値C1によって決まり、容量値C1を一定とすると、抵抗値R1が小さいほど比較判定回路26のゲインは大きく、抵抗値R1が大きいほど比較判定回路26のゲインは小さい。
The comparison determination circuit 26 also functions as a low-pass filter having a transfer function H (s) represented by the equation (1). Then, from the equation (1), the gain of the comparison determination circuit 26 is determined by the resistance value R 1 of the
ここで、制御信号SELがローレベルであり、整流回路25が全波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号は式(2)で表される。また、制御信号SELがハイレベルであり、整流回路25が半波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号は式(3)で表される。なお、式(2)及び式(3)において、正弦波sinxは整流回路25の入力信号である。 Here, the output signal of the rectifier circuit 25 when the control signal SEL is at a low level and the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit is represented by the equation (2). Further, the output signal of the rectifier circuit 25 when the control signal SEL is at a high level and the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit is represented by the equation (3). In the equations (2) and (3), the sine wave sinx is an input signal of the rectifier circuit 25.
従って、整流回路25が全波整流回路として機能するとき、比較判定回路26における積分処理及びフィルター処理により、整流回路25の出力信号における式(2)の右辺第2項に対応する信号成分は減衰され、比較判定回路26の出力信号は、式(2)の右辺第1項(2/π)に対応する直流信号となる。同様に、整流回路25が半波整流回路として機能するとき、比較判定回路26における積分処理及びフィルター処理により、整流回路25の出力信号における式(3)の右辺第2項及び第3項に対応する信号成分は減衰され、比較判定回路26の出力信号は、式(3)の右辺第1項(1/π)に対応する直流信号となる。 Therefore, when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit, the signal component corresponding to the second term on the right side of the equation (2) in the output signal of the rectifier circuit 25 is attenuated by the integration process and the filter process in the comparison determination circuit 26. The output signal of the comparison determination circuit 26 becomes a DC signal corresponding to the first term (2 / π) on the right side of the equation (2). Similarly, when the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit, the integration process and the filter process in the comparison determination circuit 26 correspond to the second and third terms on the right side of the equation (3) in the output signal of the rectifier circuit 25. The signal component is attenuated, and the output signal of the comparison determination circuit 26 becomes a DC signal corresponding to the first term (1 / π) on the right side of the equation (3).
ここで、式(3)の右辺第1項(1/π)は式(2)の右辺第1項(2/π)の半分であるため、仮に基準電圧VR2を固定すると、整流回路25が半波整流回路として機能するときの出力電圧は、整流回路25が全波整流回路として機能するときの出力電圧の半分になってしまう。その結果、整流回路25が半波整流回路として機能するときのコンパレーター24の出力信号(駆動信号DRV)の振幅も半減し、駆動信号DRVによる物理量検出素子2の駆動能力が半減してしまう。 Here, since the first term (1 / π) on the right side of the equation (3) is half of the first term (2 / π) on the right side of the equation (2), if the reference voltage VR2 is fixed, the rectifier circuit 25 The output voltage when functioning as a half-wave rectifier circuit is half the output voltage when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit. As a result, the amplitude of the output signal (drive signal DRV) of the comparator 24 when the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit is also halved, and the drive capability of the physical quantity detection element 2 by the drive signal DRV is halved.
そこで、本実施形態では、整流回路25が全波整流回路として機能する場合よりも整流回路25が半波整流回路として機能する場合の方が、基準電圧VR2が低くなるようにしている。例えば、基準電圧VR1を基準として、整流回路25が半波整流回路として機能する場合の基準電圧VR2が、整流回路25が全波整流回路として機能するときの基準電圧VR2の1/2となるようにしてもよい。 Therefore, in the present embodiment, the reference voltage VR2 is set to be lower when the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit than when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit. For example, with reference to the reference voltage VR1, the reference voltage VR2 when the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit becomes 1/2 of the reference voltage VR2 when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit. It may be.
図6は、基準電圧回路10の構成例を示す図である。図6に示すように、基準電圧回路10は、バイアス回路11、PMOSトランジスター12,13、アナログスイッチ14,15、抵抗16(「第1の抵抗」の一例)を含んで構成されている。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the
バイアス回路11は、定電流源11a、NMOSトランジスター11b,11c及びPMOSトランジスター11dを含んで構成されている。NMOSトランジスター11b及びNMOSトランジスター11cはカレントミラー回路を構成し、定電流源11aを流れる電流と同じ大きさの電流I0がPMOSトランジスター11dに流れ、この電流I0によって決まるバイアス電圧がPMOSトランジスター12,13の各ゲート端子に供給される。
The
アナログスイッチ14の制御信号CTL1はローレベルに固定されており、アナログスイッチ14は常に導通するため、PMOSトランジスター12にはバイアス電圧によって決まる電流I1が流れる。一方、アナログスイッチ15の制御信号CTL2の電圧レベルは、制御信号SELの電圧レベルと連動して変化する。具体的には、制御信号SELがローレベルであれば制御信号CTL2もローレベルとなってアナログスイッチ15が導通するため、PMOSトランジスター13にはバイアス電圧によって決まる電流I2が流れ、制御信号SELがハイレベルであれば制御信号CTL2もハイレベルとなってアナログスイッチ15が非導通となるため、PMOSトランジスター13には電流が流れない。
Since the
従って、制御信号SELがローレベルの場合(整流回路25が全波整流回路として機能する場合)は抵抗16の一端から他端に流れる電流はI1+I2となり、制御信号SELがハイレベルの場合(整流回路25が半波整流回路として機能する場合)は抵抗16の一端から他端に流れる電流はI1となる。基準電圧VR2は、抵抗16の当該一端の電圧である。このように、整流回路25が全波整流回路として機能する場合よりも整流回路25が半波整流回路として機能する場合の方が、抵抗16を流れる電流が小さいので、基準電圧VR2が低くなる。このように、簡単な構成の基準電圧回路10によって、基準電圧VR2を可変させることができる。
Therefore, when the control signal SEL is low level (when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit), the current flowing from one end to the other end of the
図7は、整流回路25が全波整流回路として機能する場合の駆動回路20における信号波形の一例を示す図である。また、図8は、整流回路25が半波整流回路として機能する場合の駆動回路20における信号波形の一例を示す図である。図7及び図8には、図5のA点〜F点の信号波形が示されている。図7及び図8に示すように、整流回路25が半波整流回路として機能する場合は、整流回路25が全波整流回路として機能する場合と比較して、基準電圧VR2が低くなるためD点の電圧(比較判定回路26の出力電圧)はほぼ同じになる。そのため、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も、E点の電圧(駆動信号DRVの振幅)はほぼ同じであり、物理量検出素子2の駆動能力に差が生じない。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a signal waveform in the
以上に説明したように、第1実施形態の物理量検出装置1では、制御信号SELに基づいて、駆動回路20において、整流回路25が全波整流回路として機能するか半波整流回路として機能するかを切り換え可能である。そして、整流回路25が全波整流回路として機能するように制御信号SELが設定された場合には整流回路25の出力信号や駆動信号DRVの電圧精度が向上し、整流回路25が半波整流回路として機能するように制御信号SELが設定された場合には、全波整流に必要な入力信号の反転増幅動作が必要ないので消費電力が低減する。このように、第1実施形態によれば、整流回路25や駆動回路20の高精度動作又は低消費電力動作を選択可能であり、低消費電力動作が可能な物理量検出装置1を実現することが可能である。
As described above, in the physical
また、第1実施形態の物理量検出装置1によれば、駆動回路20において、整流回路25が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも基準電圧VR2を低くすることにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合と半波整流回路として機能する場合との比較判定回路26の出力電圧の差が小さくなるので、駆動信号DRVの振幅差を小さくすることができる。これにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も駆動信号DRVの電圧精度を一定に保つことができる。
Further, according to the physical
1−2.第2実施形態
第1実施形態の物理量検出装置1では、駆動回路20において、整流回路25が半波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号は式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を含むのに対して、整流回路25が全波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号はこの周波数成分を含まない。そうすると、比較判定回路26のゲインが大きすぎると、整流回路25が半波整流回路として機能する場合、比較判定回路26において式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を十分に減衰させることができない。また、整流回路25が半波整流回路として機能する場合の式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を十分に減衰させるために、抵抗262の抵抗値R1を大きくして比較判定回路26のゲインを小さくすると、整流回路25が全波整流回路として機能する場合の抵抗262での消費電流を無駄に増加させることになる。
1-2. Second Embodiment In the physical
そこで、第2実施形態の物理量検出装置1では、駆動回路20は、整流回路25が全波整流回路として機能する場合よりも整流回路25が半波整流回路として機能する場合の方が、比較判定回路26のゲインが小さくなるように構成される。
Therefore, in the physical
以下、第2実施形態の物理量検出装置1について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態と重複する説明を省略し、第1実施形態と異なる内容について説明する。
Hereinafter, regarding the physical
図9は、第2実施形態の物理量検出装置1における駆動回路20の構成例を示す図である。図9に示すように、第2実施形態における駆動回路20は、第1実施形態における駆動回路20(図5)に対して、比較判定回路26において、抵抗262と直列に、スイッチ264と抵抗265との並列回路が付加されている。スイッチ264は、制御信号SELがローレベルのときに導通し、制御信号SELがハイレベルのときに非導通となる。すなわち、整流回路25が全波整流回路として機能する場合はスイッチ264が導通して抵抗262のみが入力抵抗として機能し、整流回路25が半波整流回路として機能する場合はスイッチ264が非導通となって抵抗262及び抵抗265が入力抵抗として機能する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the
従って、抵抗262の抵抗値をR1、抵抗265の抵抗値をR2、コンデンサー263の容量値C1とすると、整流回路25が全波整流回路として機能するときの比較判定回路26の伝達関数H(s)は式(1)のようになるのに対して、整流回路25が半波整流回路として機能するときの比較判定回路26の伝達関数H(s)は式(4)のようになる。従って、整流回路25が半波整流回路として機能する場合の比較判定回路26のゲインは、整流回路25が全波整流回路として機能する場合の比較判定回路26のゲインのR1/(R1+R2)倍に小さくなる。
Therefore, assuming that the resistance value of the
このように、第2実施形態の物理量検出装置1によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、駆動回路20において、整流回路25が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも比較判定回路26のゲインを小さくすることにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も、比較判定回路26において、整流回路25の出力信号に含まれる不要な信号成分を同様に低減させることができる。これにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も駆動信号DRVの電圧精度を一定に保つことができる。
As described above, according to the physical
1−3.第3実施形態
第1実施形態の物理量検出装置1では、駆動回路20において、比較判定回路26は、完全積分器として構成されているが、不完全積分器として構成されてもよい。
1-3. Third Embodiment In the physical
以下、第3実施形態の物理量検出装置1について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態と重複する説明を省略し、第1実施形態と異なる内容について説明する。
Hereinafter, regarding the physical
図10は、第3実施形態の物理量検出装置1における駆動回路20の構成例を示す図である。図10に示すように、第3実施形態における駆動回路20は、第1実施形態における駆動回路20(図5)に対して、比較判定回路26において、コンデンサー263と並列に抵抗266が付加されている。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the
このように構成されている比較判定回路26は、基準電圧VR2を基準に整流回路25の出力電圧を積分して出力する不完全積分器である。 The comparison determination circuit 26 configured in this way is an incomplete integrator that integrates and outputs the output voltage of the rectifier circuit 25 with reference to the reference voltage VR2.
また、比較判定回路26は、式(5)で示されるように、コンデンサー263の容量値C1及び抵抗266の抵抗値R3によって決まるカットオフ周波数fcを有するローパスフィルターとしても機能する。
The comparison decision circuit 26, as shown in equation (5), also functions as a low pass filter having a cutoff frequency f c determined by the resistance R 3 of the capacitance value C 1 and the
従って、整流回路25が全波整流回路として機能するとき、比較判定回路26における積分処理及びフィルター処理により、整流回路25の出力信号における式(2)の右辺第2項に対応する信号成分は減衰され、比較判定回路26の出力信号は、式(2)の右辺第1項(2/π)に対応する直流信号となる。同様に、整流回路25が半波整流回路として機能するとき、比較判定回路26における積分処理及びフィルター処理により、整流回路25の出力信号における式(3)の右辺第2項及び第3項に対応する信号成分は減衰され、比較判定回路26の出力信号は、式(3)の右辺第1項(1/π)に対応する直流信号となる。 Therefore, when the rectifier circuit 25 functions as a full-wave rectifier circuit, the signal component corresponding to the second term on the right side of the equation (2) in the output signal of the rectifier circuit 25 is attenuated by the integration process and the filter process in the comparison determination circuit 26. The output signal of the comparison determination circuit 26 becomes a DC signal corresponding to the first term (2 / π) on the right side of the equation (2). Similarly, when the rectifier circuit 25 functions as a half-wave rectifier circuit, the integration process and the filter process in the comparison determination circuit 26 correspond to the second and third terms on the right side of the equation (3) in the output signal of the rectifier circuit 25. The signal component is attenuated, and the output signal of the comparison determination circuit 26 becomes a DC signal corresponding to the first term (1 / π) on the right side of the equation (3).
このように構成されている第3実施形態の物理量検出装置1によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
According to the physical
1−4.第4実施形態
第3実施形態の物理量検出装置1では、駆動回路20において、整流回路25が半波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号は式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を含むのに対して、整流回路25が全波整流回路として機能するときの整流回路25の出力信号はこの周波数成分を含まない。そうすると、式(5)で示される比較判定回路26のカットオフ周波数fcが高すぎると、整流回路25が半波整流回路として機能する場合、比較判定回路26において式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を十分に減衰させることができない。また、整流回路25が半波整流回路として機能する場合の式(3)の右辺第2項(1/2sinx)の信号成分を十分に減衰させるために、抵抗266の抵抗値R3を大きくして比較判定回路26のカットオフ周波数fcを低くすると、整流回路25が全波整流回路として機能する場合の抵抗266での消費電流を無駄に増加させることになる。
1-4. Fourth Embodiment In the physical
そこで、第4実施形態の物理量検出装置1では、駆動回路20は、整流回路25が全波整流回路として機能する場合よりも整流回路25が半波整流回路として機能する場合の方が、比較判定回路26のカットオフ周波数fcが低くなるように構成される。
Therefore, in the physical
以下、第4実施形態の物理量検出装置1について、第1実施形態又は第3実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態又は第3実施形態と重複する説明を省略し、第1実施形態及び第3実施形態と異なる内容について説明する。
Hereinafter, with respect to the physical
図11は、第4実施形態の物理量検出装置1における駆動回路20の構成例を示す図である。図11に示すように、第4実施形態における駆動回路20は、第3実施形態における駆動回路20(図10)に対して、比較判定回路26において、抵抗266と直列に、スイッチ267と抵抗268との並列回路が付加されている。スイッチ267は、制御信号SELがローレベルのときに導通し、制御信号SELがハイレベルのときに非導通となる。すなわち、整流回路25が全波整流回路として機能する場合はスイッチ267が導通して抵抗266のみが帰還抵抗として機能し、整流回路25が半波整流回路として機能する場合はスイッチ267が非導通となって抵抗266及び抵抗268が帰還抵抗として機能する。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the
従って、抵抗266の抵抗値をR3、抵抗268の抵抗値をR4、コンデンサー263の容量値C1とすると、整流回路25が全波整流回路として機能するときの比較判定回路26のカットオフ周波数fcは式(5)のようになるのに対して、整流回路25が半波整流回路として機能するときの比較判定回路26のカットオフ周波数fcは式(6)のようになる。
Therefore, assuming that the resistance value of the
このように、第4実施形態の物理量検出装置1によれば、第3実施形態と同様の効果を奏し、さらに、駆動回路20において、整流回路25が半波整流回路として機能する場合は、全波整流回路として機能する場合よりも比較判定回路26のカットオフ周波数fcを低くすることにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も、比較判定回路26において、整流回路25の出力信号に含まれる不要な信号成分を同様に低減させることができる。これにより、整流回路25が全波整流回路として機能する場合も半波整流回路として機能する場合も駆動信号DRVの電圧精度を一定に保つことができる。
As described above, according to the physical
2.電子機器
図12は、本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図である。図12に示すように、本実施形態の電子機器300は、物理量検出装置310、制御装置(MCU)320、操作部330、ROM(Read Only Memory)340、RAM(Random Access Memory)350、通信部360、表示部370を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図12の構成要素(各部)の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
2. 2. Electronic device FIG. 12 is a functional block diagram showing an example of the configuration of the electronic device of the present embodiment. As shown in FIG. 12, the electronic device 300 of the present embodiment includes a physical
物理量検出装置310は、不図示の物理量検出素子を駆動し、当該物理量検出素子の出力信号に基づいて物理量信号を生成して出力する装置であり、例えば、加速度、角速度、速度、角加速度、力等の物理量の少なくとも一部を検出する慣性計測装置であってもよいし、傾斜角を計測する傾斜計であってもよい。物理量検出装置310として、例えば、上述した本実施形態の物理量検出装置1を適用することができる。
The physical
制御装置(MCU)320は、ROM340等に記憶されているプログラムに従い、物理量検出装置310に通信信号を発信し、物理量検出装置310の出力データを用いて各種の計算処理や制御処理を行う。その他、制御装置(MCU)320は、操作部330からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部360を制御する処理、表示部370に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
The control device (MCU) 320 transmits a communication signal to the physical
操作部330は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を制御装置(MCU)320に出力する。
The
ROM340は、制御装置(MCU)320が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
The
RAM350は、制御装置(MCU)320の作業領域として用いられ、ROM340から読み出されたプログラムやデータ、操作部330から入力されたデータ、制御装置(MCU)320が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
The
通信部360は、制御装置(MCU)320と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
The
表示部370は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成される表示装置であり、CPU320から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部370には操作部330として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
The
物理量検出装置310として、例えば上述した本実施形態の物理量検出装置1を適用し、駆動回路において整流回路を半波整流回路として機能させることにより、低消費電力動作を可能とする電子機器を実現することができる。
As the physical
このような電子機器300としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター(例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター)、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、デジタルカメラ、インクジェット式吐出装置(例えば、インクジェットプリンター)、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、PDR(歩行者位置方位計測)等が挙げられる。 Various electronic devices can be considered as such an electronic device 300, for example, a personal computer (for example, a mobile personal computer, a laptop personal computer, a tablet personal computer), a mobile terminal such as a smartphone or a mobile phone, and the like. Digital cameras, inkjet ejection devices (for example, inkjet printers), storage area network devices such as routers and switches, local area network devices, mobile terminal base station devices, televisions, video cameras, video recorders, car navigation devices, real-time Clock devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, game controllers, word processors, workstations, videophones, security TV monitors, electronic binoculars, POS terminals, medical devices ( For example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish finder, various measuring devices, instruments (for example, instruments for vehicles, aircraft, ships), flight simulator. , Head mount display, motion trace, motion tracking, motion controller, PDR (pedestrian position and orientation measurement) and the like.
図13は、本実施形態の電子機器300の一例であるデジタルカメラ1300を模式的に示す斜視図である。なお、図13には、外部機器との接続についても簡易的に示している。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子1312には、テレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314には、パーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。デジタルカメラ1300は、物理量検出装置310を有し、物理量検出装置310の出力データを用いて、例えば手振れ補正等の処理を行う。
A
3.移動体
図14は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図14に示す移動体400は、物理量検出装置410,420,430、コントローラー440,450,460、バッテリー470、ナビゲーション装置480を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図14の構成要素(各部)の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
3. 3. The moving body FIG. 14 is a view (top view) showing an example of the moving body of the present embodiment. The moving
物理量検出装置410,420,430、コントローラー440,450,460、ナビゲーション装置480は、バッテリー470から供給される電源電圧で動作する。
The physical
コントローラー440,450,460は、それぞれ、物理量検出装置410,420,430に通信信号を発信し、物理量検出装置410,420,430の各出力データを用いて、姿勢制御システム、横転防止システム、ブレーキシステム等の各種の制御を行う制御装置である。
The
ナビゲーション装置480は、内蔵のGPS受信機(不図示)の出力情報に基づき、移動体400の位置や時刻その他の各種の情報をディスプレイに表示する。また、ナビゲーション装置480は、物理量検出装置490を内蔵しており、GPSの電波が届かない時でも物理量検出装置490の出力信号に基づいて移動体400の位置や向きの計算を行い、必要な情報の表示を継続する。
The
物理量検出装置410,420,430,490は、不図示の物理量検出素子を駆動し、当該物理量検出素子の出力信号に基づいて物理量信号を生成して出力する装置であり、それぞれ、例えば、角速度センサー、加速度センサー、速度センサー、傾斜計等である。
The physical
例えば、物理量検出装置410,420,430,490として、上述した各実施形態の物理量検出装置1を適用し、駆動回路において整流回路を半波整流回路として機能させることにより、低消費電力動作を可能とする移動体を実現することができる。
For example, low power consumption operation is possible by applying the physical
このような移動体400としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車(電気自動車も含む)、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
Various moving bodies can be considered as such moving
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be carried out within the scope of the gist of the present invention.
例えば、上述した各実施形態では、物理量検出素子を駆動する駆動回路に適用される整流回路を例に挙げて説明したが、本発明に係る整流回路は、物理量検出素子を駆動する駆動回路以外の任意の回路に適用することができる。 For example, in each of the above-described embodiments, the rectifier circuit applied to the drive circuit for driving the physical quantity detection element has been described as an example, but the rectifier circuit according to the present invention is other than the drive circuit for driving the physical quantity detection element. It can be applied to any circuit.
また、例えば、上述した実施形態では、角速度を検出する物理量検出素子を含む物理量検出装置(角速度検出装置)、電子機器及び移動体を例に挙げて説明したが、本発明は、種々の物理量を検出する物理量検出素子を含む物理量検出装置、電子機器及び移動体にも適用することができる。物理量検出素子が検出する物理量は、角速度に限らず、角加速度、加速度、地磁気、傾斜などであってもよい。また、物理量検出素子の振動片は、ダブルT型でなくてもよく、例えば、音叉型やくし歯型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。また、物理量検出素子の振動片の材料としては、水晶(SiO2)の代わりに、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いてもよいし、シリコン半導体を用いてもよい。また、例えば、シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。また、物理量検出素子は、圧電型の素子に限らず、動電型、静電容量型、渦電流型、光学型、ひずみゲージ型等の振動式の素子であってもよい。あるいは、物理量検出素子の方式は、振動式に限らず、例えば、光学式、回転式、流体式であってもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, a physical quantity detecting device (angular velocity detecting device) including a physical quantity detecting element for detecting an angular velocity, an electronic device, and a moving body have been described as examples, but the present invention describes various physical quantities. It can also be applied to a physical quantity detecting device including a physical quantity detecting element to be detected, an electronic device, and a moving body. The physical quantity detected by the physical quantity detecting element is not limited to the angular velocity, and may be angular acceleration, acceleration, geomagnetism, inclination, or the like. Further, the vibrating piece of the physical quantity detecting element does not have to be a double T type, for example, a tuning fork type or a comb tooth type, or a sound piece type having a shape such as a triangular prism, a square prism, or a columnar prism. May be good. As a material for the vibrating piece of the physical quantity detecting element, instead of crystal (SiO 2 ), for example, a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) or lithium niobate (LiNbO 3 ) or lead zirconate titanate is used. Piezoelectric materials such as piezoelectric ceramics such as (PZT) may be used, or silicon semiconductors may be used. Further, for example, the structure may be such that a piezoelectric thin film such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) sandwiched between driving electrodes is arranged on a part of the surface of the silicon semiconductor. Further, the physical quantity detecting element is not limited to the piezoelectric type element, and may be a vibration type element such as an electrokinetic type, a capacitance type, an eddy current type, an optical type, or a strain gauge type. Alternatively, the method of the physical quantity detecting element is not limited to the vibration type, and may be, for example, an optical type, a rotary type, or a fluid type.
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, it is also possible to appropriately combine each embodiment and each modification.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes substantially the same configurations as those described in the embodiments (eg, configurations with the same function, method and result, or configurations with the same purpose and effect). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same action and effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. The present invention also includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1…物理量検出装置、2…物理量検出素子、3…信号処理回路、10…基準電圧回路、11…バイアス回路、11a…定電流源、11b,11c…NMOSトランジスター、11d…PMOSトランジスター、12,13…PMOSトランジスター、14,15…アナログスイッチ、16…抵抗、20…駆動回路、21…I/V変換回路、22…ローパスフィルター、23…ハイパスフィルター、24…コンパレーター、25…整流回路、26…比較判定回路、27…コンパレーター、30…検出回路、31…QVアンプ、32…可変ゲインアンプ、33…同期検波回路、34…A/D変換回路、35…DSP、50…クロック生成回路、60…記憶部、61…レジスター、62…不揮発性メモリー、70…インターフェース回路、101a,101b…駆動振動腕、102…検出振動腕、103…錘部、104a,104b…駆動用基部、105a,105b…連結腕、106…錘部、107…検出用基部、112,113…駆動電極、114,115…検出電極、116…共通電極、251…コンパレーター、252…演算増幅器、253…抵抗、254…抵抗、255…スイッチ、256…スイッチ、257…スイッチ、258…スイッチ、261…演算増幅器、262…抵抗、263…コンデンサー、264…スイッチ、265…抵抗、266…抵抗、267…スイッチ、268…抵抗、300…電子機器、310…物理量検出装置、320…制御装置(MCU)、330…操作部、340…ROM、350…RAM、360…通信部、370…表示部、400…移動体、410,420,430…物理量検出装置、440,450,460…コントローラー、470…バッテリー、480…ナビゲーション装置、490…物理量検出装置、1300…デジタルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター 1 ... Physical quantity detection device, 2 ... Physical quantity detection element, 3 ... Signal processing circuit, 10 ... Reference voltage circuit, 11 ... Bias circuit, 11a ... Constant current source, 11b, 11c ... NMOS transistor, 11d ... NMOS transistor, 12, 13 ... MPLS transistor, 14, 15 ... analog switch, 16 ... resistor, 20 ... drive circuit, 21 ... I / V conversion circuit, 22 ... low pass filter, 23 ... high pass filter, 24 ... comparator, 25 ... rectifier circuit, 26 ... Comparison judgment circuit, 27 ... comparator, 30 ... detection circuit, 31 ... QV amplifier, 32 ... variable gain amplifier, 33 ... synchronous detection circuit, 34 ... A / D conversion circuit, 35 ... DSP, 50 ... clock generation circuit, 60 ... Storage unit, 61 ... Register, 62 ... Non-volatile memory, 70 ... Interface circuit, 101a, 101b ... Drive vibration arm, 102 ... Detection vibration arm, 103 ... Weight part, 104a, 104b ... Drive base, 105a, 105b ... Connecting arm, 106 ... Weight, 107 ... Detection base, 112, 113 ... Drive electrode, 114, 115 ... Detection electrode, 116 ... Common electrode, 251 ... Comparator, 252 ... Operation amplifier, 253 ... Resistance, 254 ... Resistance , 255 ... switch, 256 ... switch, 257 ... switch, 258 ... switch, 261 ... operational amplifier, 262 ... resistance, 263 ... condenser, 264 ... switch, 265 ... resistance, 266 ... resistance, 267 ... switch, 268 ... resistance, 300 ... Electronic equipment, 310 ... Physical quantity detection device, 320 ... Control device (MCU), 330 ... Operation unit, 340 ... ROM, 350 ... RAM, 360 ... Communication unit, 370 ... Display unit, 400 ... Mobile unit, 410,420 , 430 ... Physical quantity detector, 440, 450, 460 ... Controller, 470 ... Battery, 480 ... Navigation device, 490 ... Physical quantity detector, 1300 ... Digital camera, 1302 ... Case, 1304 ... Light receiving unit, 1306 ... Shutter button, 1308 ... Memory, 1310 ... Display, 1312 ... Video signal output terminal, 1314 ... Input / output terminal, 1430 ... TV monitor, 1440 ... Personal computer
Claims (10)
前記入力信号を閾値電圧と比較するコンパレーターと、
前記入力信号が入力される反転増幅回路と、
前記制御信号に基づいて、前記反転増幅回路の出力信号及び第1の基準電圧のいずれか一方を選択して出力する第1の選択回路と、
前記コンパレーターの出力信号に基づいて、前記入力信号及び前記第1の選択回路の出力信号のいずれか一方を選択して出力する第2の選択回路と、を含む、整流回路。 It is a rectifier circuit that can switch whether it functions as a full-wave rectifier circuit that outputs the input signal by full-wave rectification or as a half-wave rectifier circuit that outputs the input signal by half-wave rectification by a control signal. hand,
A comparator that compares the input signal with the threshold voltage,
An inverting amplifier circuit to which the input signal is input and
A first selection circuit that selects and outputs either the output signal of the inverting amplifier circuit or the first reference voltage based on the control signal, and
A rectifier circuit including a second selection circuit that selects and outputs one of the input signal and the output signal of the first selection circuit based on the output signal of the comparator .
前記整流回路の出力信号を積分して得られる電圧が第2の基準電圧よりも高いか低いかを判定する比較判定回路と、
前記比較判定回路の判定結果に基づいて振幅が調整された駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、を含む、駆動回路。 A rectifier circuit that can switch between functioning as a full-wave rectifier circuit that outputs the input signal by full-wave rectification or as a half-wave rectifier circuit that outputs the input signal by half-wave rectification by a control signal .
A comparison test circuit that determines whether the voltage obtained by integrating the output signal of the rectifier circuit is higher or lower than the second reference voltage.
A drive circuit including a drive signal generation circuit that generates a drive signal whose amplitude is adjusted based on a determination result of the comparison determination circuit .
前記入力信号を閾値電圧と比較するコンパレーターと、
前記入力信号が入力される反転増幅回路と、
前記制御信号に基づいて、前記反転増幅回路の出力信号及び第1の基準電圧のいずれか一方を選択して出力する第1の選択回路と、
前記コンパレーターの出力信号に基づいて、前記入力信号及び前記第1の選択回路の出力信号のいずれか一方を選択して出力する第2の選択回路と、を含む、請求項2に記載の駆動回路。 The rectifier circuit
A comparator that compares the input signal with the threshold voltage,
An inverting amplifier circuit to which the input signal is input and
A first selection circuit that selects and outputs either the output signal of the inverting amplifier circuit or the first reference voltage based on the control signal, and
The drive according to claim 2, further comprising a second selection circuit that selects and outputs either the input signal or the output signal of the first selection circuit based on the output signal of the comparator. circuit.
前記整流回路が全波整流回路として機能する場合よりも前記整流回路が半波整流回路として機能する場合の方が、前記第1の抵抗を流れる電流が小さく、
前記第2の基準電圧は、前記第1の抵抗の一端の電圧である、請求項4に記載の駆動回路。 Includes a reference voltage circuit with a first resistor
When the rectifier circuit functions as a half-wave rectifier circuit, the current flowing through the first resistor is smaller than when the rectifier circuit functions as a full-wave rectifier circuit.
The drive circuit according to claim 4, wherein the second reference voltage is a voltage at one end of the first resistor.
前記駆動信号によって駆動される物理量検出素子と、
前記物理量検出素子の出力信号に基づいて物理量信号を生成する検出回路と、を備えている、物理量検出装置。 The drive circuit according to any one of claims 2 to 7.
The physical quantity detection element driven by the drive signal and
A physical quantity detecting device including a detection circuit that generates a physical quantity signal based on an output signal of the physical quantity detecting element.
造方法。 A moving body including the physical quantity detecting device according to claim 8.
How to make.
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