JPH06109475A - 信号検出回路 - Google Patents
信号検出回路Info
- Publication number
- JPH06109475A JPH06109475A JP4261739A JP26173992A JPH06109475A JP H06109475 A JPH06109475 A JP H06109475A JP 4261739 A JP4261739 A JP 4261739A JP 26173992 A JP26173992 A JP 26173992A JP H06109475 A JPH06109475 A JP H06109475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- amplitude
- detected
- circuit
- unnecessary
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】微弱な交流信号が、それと同じ周波数の不要信
号に重畳している場合に、微弱信号の振幅を高精度に検
出し、不要信号成分による測定誤差を取り除くことがで
きる信号検出回路を提供する。 【構成】検出すべき交流信号と同じ周波数を持ち、位相
がδだけ異なる不要信号成分に対してφ1 ，φ2 （φ1
≠φ2 ）なる位相差を持つ２つの参照信号を作成し、こ
の２つの参照信号によって検出信号をそれぞれ同期検波
し、同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に対し
て、 【数１】 なる演算を行う。
号に重畳している場合に、微弱信号の振幅を高精度に検
出し、不要信号成分による測定誤差を取り除くことがで
きる信号検出回路を提供する。 【構成】検出すべき交流信号と同じ周波数を持ち、位相
がδだけ異なる不要信号成分に対してφ1 ，φ2 （φ1
≠φ2 ）なる位相差を持つ２つの参照信号を作成し、こ
の２つの参照信号によって検出信号をそれぞれ同期検波
し、同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に対し
て、 【数１】 なる演算を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流信号が、それと同
じ周波数の不要信号に重畳している場合に、交流信号の
振幅を高精度に検出し、不要信号成分による測定誤差を
取り除くことができる信号検出回路に関するものであ
る。
じ周波数の不要信号に重畳している場合に、交流信号の
振幅を高精度に検出し、不要信号成分による測定誤差を
取り除くことができる信号検出回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】不要信号に埋もれた微弱な信号の振幅を
高精度に検出する方法として、従来より同期検波方式が
採用されている。同期検波方式は、検出したい信号と同
じ周波数の信号を参照信号として、これと入力信号との
掛け算に相当する処理を行うことにより、参照信号と異
なる周波数成分の影響を取り除く方式である。すなわ
ち、同期検波によって掛け算後の信号を平滑処理すれば
元の入力信号の振幅に比例した直流レベルが得られる。
ここで、入力信号と参照信号との位相がずれると直流レ
ベルは変化するが、位相のずれが９０°でない限り入力
信号の振幅に比例するレベルの直流信号が現れる。
高精度に検出する方法として、従来より同期検波方式が
採用されている。同期検波方式は、検出したい信号と同
じ周波数の信号を参照信号として、これと入力信号との
掛け算に相当する処理を行うことにより、参照信号と異
なる周波数成分の影響を取り除く方式である。すなわ
ち、同期検波によって掛け算後の信号を平滑処理すれば
元の入力信号の振幅に比例した直流レベルが得られる。
ここで、入力信号と参照信号との位相がずれると直流レ
ベルは変化するが、位相のずれが９０°でない限り入力
信号の振幅に比例するレベルの直流信号が現れる。
【０００３】これに対して、参照信号と異なる周波数の
信号が入力信号として同期検波回路に入力されたとき
は、参照信号の位相をいくら変えても、同期検波後の出
力は直流成分を含まないので、何周期分かを平均化した
ときには、出力は０になる。ところで、前記の同期検波
方式の難点は、不要信号が検出したい信号と同じ周波数
成分を持てば、不要信号の分離は一般にできなくなると
いうことである。
信号が入力信号として同期検波回路に入力されたとき
は、参照信号の位相をいくら変えても、同期検波後の出
力は直流成分を含まないので、何周期分かを平均化した
ときには、出力は０になる。ところで、前記の同期検波
方式の難点は、不要信号が検出したい信号と同じ周波数
成分を持てば、不要信号の分離は一般にできなくなると
いうことである。
【０００４】例えば、検出信号の振幅をａ，位相をφ、
同一周波数の不要信号の振幅をＡn，位相をφn とする
と、これらを重畳させると、同期検波後の出力は、 ａ cosφ＋Ａn cosφn となる。ここで、Ａn がａに比べて十分小さいか、φn
−φが９０°であって全く変動しなければａ cosφを正
確に検出できるが、現実にはこのようになっていないこ
とが多い。
同一周波数の不要信号の振幅をＡn，位相をφn とする
と、これらを重畳させると、同期検波後の出力は、 ａ cosφ＋Ａn cosφn となる。ここで、Ａn がａに比べて十分小さいか、φn
−φが９０°であって全く変動しなければａ cosφを正
確に検出できるが、現実にはこのようになっていないこ
とが多い。
【０００５】例えば、振動ジャイロを例にとって説明す
る。振動ジャイロは、いわゆるコリオリの力を利用して
回転角速度を検出する角速度センサである。振動ジャイ
ロには音叉形、音片形等の種類があるが、本発明が特に
有効なのは三角柱の振動体を用いた音片形振動ジャイロ
である（中村 武；「正三角柱振動子を使う圧電振動ジ
ャイロ，小型，低価格で身近な応用ねらう」；日経エレ
クトロニクス pp183-191,1990.11.26(no.514)参照）。
る。振動ジャイロは、いわゆるコリオリの力を利用して
回転角速度を検出する角速度センサである。振動ジャイ
ロには音叉形、音片形等の種類があるが、本発明が特に
有効なのは三角柱の振動体を用いた音片形振動ジャイロ
である（中村 武；「正三角柱振動子を使う圧電振動ジ
ャイロ，小型，低価格で身近な応用ねらう」；日経エレ
クトロニクス pp183-191,1990.11.26(no.514)参照）。
【０００６】この音片形振動ジャイロにおいて、従来提
案されている検出回路を図３に示す（特開平４−106411
号公報の第１図と同じ図面）。同図の回路によれば、振
動ジャイロ１２の出力信号を差動増幅器４０で検出する
とともに、励振信号を同期検波回路６２でモニタしてい
る。無回転時の出力信号（オフセット信号）と励振信号
との位相差が４５°であり、回転時のコリオリの力によ
る出力信号と励振信号との位相差が−４５°であること
を利用して、コリオリの力による信号分のみを取り出し
ている。
案されている検出回路を図３に示す（特開平４−106411
号公報の第１図と同じ図面）。同図の回路によれば、振
動ジャイロ１２の出力信号を差動増幅器４０で検出する
とともに、励振信号を同期検波回路６２でモニタしてい
る。無回転時の出力信号（オフセット信号）と励振信号
との位相差が４５°であり、回転時のコリオリの力によ
る出力信号と励振信号との位相差が−４５°であること
を利用して、コリオリの力による信号分のみを取り出し
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、コリオリの
力による成分は微弱であり、実際の信号レベル比は、同
公報の第７図に示されるようなレベルの数千分の一であ
る。このため、両信号が完全に直交していればよいが、
実際には１°程度の位相のずれが十分起こりうるので、
無視できない誤差が生じる（すなわちジャイロのオフセ
ット成分が検出される）。
力による成分は微弱であり、実際の信号レベル比は、同
公報の第７図に示されるようなレベルの数千分の一であ
る。このため、両信号が完全に直交していればよいが、
実際には１°程度の位相のずれが十分起こりうるので、
無視できない誤差が生じる（すなわちジャイロのオフセ
ット成分が検出される）。
【０００８】例えば前出の式でａ／Ａn ＝１０-3の場合
に、φn が９０°から１°ずれていれば、Ａn が１０％
変動するとＡn cosφn はａの１．７倍も変動する。す
ると、ａの計測誤差は１７０％にも達する。前記の問題
は、さらに広げて一般の信号検出回路において、検出す
べき信号と同じ周波数の不要信号が重畳されているとき
に、所望の信号レベルを精度よく検出しなければならな
い場合にも起こることである。
に、φn が９０°から１°ずれていれば、Ａn が１０％
変動するとＡn cosφn はａの１．７倍も変動する。す
ると、ａの計測誤差は１７０％にも達する。前記の問題
は、さらに広げて一般の信号検出回路において、検出す
べき信号と同じ周波数の不要信号が重畳されているとき
に、所望の信号レベルを精度よく検出しなければならな
い場合にも起こることである。
【０００９】そこで、本発明は、上述の技術的課題を解
決し、微弱な交流信号が、それと同じ周波数の不要信号
に重畳している場合に、微弱信号の振幅を高精度に検出
し、不要信号成分による測定誤差を取り除くことができ
る信号検出回路を提供することを目的とする。
決し、微弱な交流信号が、それと同じ周波数の不要信号
に重畳している場合に、微弱信号の振幅を高精度に検出
し、不要信号成分による測定誤差を取り除くことができ
る信号検出回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項１記載の信号検出回路は、検出すべき交流信
号に、この交流信号と同じ周波数を持ち位相がδだけ異
なる不要信号成分が重畳している場合に、不要信号成分
に対してφ1 ，φ2 （φ1 ≠φ2 ＋２ｎπ；ｎは整数）
なる位相差を持つ２つの参照信号を作成する参照信号作
成回路と、この２つの参照信号によって検出信号をそれ
ぞれ同期検波する２つの同期検波回路と、同期検波され
た２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に対して、
めの請求項１記載の信号検出回路は、検出すべき交流信
号に、この交流信号と同じ周波数を持ち位相がδだけ異
なる不要信号成分が重畳している場合に、不要信号成分
に対してφ1 ，φ2 （φ1 ≠φ2 ＋２ｎπ；ｎは整数）
なる位相差を持つ２つの参照信号を作成する参照信号作
成回路と、この２つの参照信号によって検出信号をそれ
ぞれ同期検波する２つの同期検波回路と、同期検波され
た２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に対して、
【００１１】
【数２】
【００１２】なる演算を行う演算回路とを有し、演算の
結果得られた値Ｉに基づいて交流信号の振幅を検出する
ものである。また、請求項２記載の信号検出回路によれ
ば、前記検出すべき交流信号は、図１に示すように、特
定の装置１から発生するものであり、しかもこの交流信
号は、前記特定の装置を動作させるための励振信号を装
置に供給する同一の端子５から取り出される。
結果得られた値Ｉに基づいて交流信号の振幅を検出する
ものである。また、請求項２記載の信号検出回路によれ
ば、前記検出すべき交流信号は、図１に示すように、特
定の装置１から発生するものであり、しかもこの交流信
号は、前記特定の装置を動作させるための励振信号を装
置に供給する同一の端子５から取り出される。
【００１３】
【作用】検出したい交流信号の振幅をａ、周波数をωと
すると、この交流信号は、 ａ sinωｔ (1) と書ける。また、不要信号を Ａsin （ωｔ＋δ） (2) で表わす。ここで、δは両信号の位相差である。また、
Ａn はωn の周波数を持つ各不要信号成分の振幅を表
す。
すると、この交流信号は、 ａ sinωｔ (1) と書ける。また、不要信号を Ａsin （ωｔ＋δ） (2) で表わす。ここで、δは両信号の位相差である。また、
Ａn はωn の周波数を持つ各不要信号成分の振幅を表
す。
【００１４】検出したい交流信号と不要信号とが重畳し
た信号は次のように表される。 ａ sinωｔ＋Ａsin （ωｔ＋δ） (3) これに参照信号 sin（ωｔ＋φ1 ）をかけて、ローパス
フィルタに通すと、第１の同期検波信号Ｉ1 Ｉ1 ＝（１／２）｛ａcos φ1 ＋Ａcos （δ−φ1 ）｝ (4) が得られる。また、参照信号 sin（ωｔ＋φ2 ）をかけ
て、ローパスフィルタに通すと、第２の同期検波信号Ｉ
2 Ｉ2 ＝（１／２）｛ａcos φ2 ＋Ａcos （δ−φ2 ）｝ (5) が得られる。同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2
に対して、 Ｉ1 cos （δ−φ2 ）−Ｉ2 cos （δ−φ1 ） (6) という演算を行うと、 （ａ／２）｛cos φ1 cos （δ−φ2 ）−cos φ2 cos （δ−φ1 ）｝ (7) という結果が得られるので、両者を等しいとおいてａに
ついて解くと、
た信号は次のように表される。 ａ sinωｔ＋Ａsin （ωｔ＋δ） (3) これに参照信号 sin（ωｔ＋φ1 ）をかけて、ローパス
フィルタに通すと、第１の同期検波信号Ｉ1 Ｉ1 ＝（１／２）｛ａcos φ1 ＋Ａcos （δ−φ1 ）｝ (4) が得られる。また、参照信号 sin（ωｔ＋φ2 ）をかけ
て、ローパスフィルタに通すと、第２の同期検波信号Ｉ
2 Ｉ2 ＝（１／２）｛ａcos φ2 ＋Ａcos （δ−φ2 ）｝ (5) が得られる。同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2
に対して、 Ｉ1 cos （δ−φ2 ）−Ｉ2 cos （δ−φ1 ） (6) という演算を行うと、 （ａ／２）｛cos φ1 cos （δ−φ2 ）−cos φ2 cos （δ−φ1 ）｝ (7) という結果が得られるので、両者を等しいとおいてａに
ついて解くと、
【００１５】
【数３】
【００１６】が得られる。このようにして、例えば図１
の回路のように、２つの同期検波回路２，３によって同
期検波し、同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に
対して、演算回路４により前記の(8) 式の演算を行う
と、不要信号の振幅Ａを含まない形で検出したい交流信
号の振幅ａを求めることができる。
の回路のように、２つの同期検波回路２，３によって同
期検波し、同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に
対して、演算回路４により前記の(8) 式の演算を行う
と、不要信号の振幅Ａを含まない形で検出したい交流信
号の振幅ａを求めることができる。
【００１７】したがって、不要信号Ａsin （ωｔ＋δ）
が例えばジャイロのオフセット信号であるとすると、前
記演算を行うことによって、オフセットを含まない形で
信号を検出することができる。例えば、δ＝９０°のと
きは、
が例えばジャイロのオフセット信号であるとすると、前
記演算を行うことによって、オフセットを含まない形で
信号を検出することができる。例えば、δ＝９０°のと
きは、
【００１８】
【数４】
【００１９】という解が得られ、さらにφ1 とφ2 との
差が９０°のときは、 ａ＝２｛Ｉ1 sin φ1 −Ｉ2 cos φ1 ｝ (10) という解が得られる。この場合、φ1 が厳密に特定でき
ないときでもＩ1 とＩ2 に適当な係数をかけて近い解を
求めてもよい。
差が９０°のときは、 ａ＝２｛Ｉ1 sin φ1 −Ｉ2 cos φ1 ｝ (10) という解が得られる。この場合、φ1 が厳密に特定でき
ないときでもＩ1 とＩ2 に適当な係数をかけて近い解を
求めてもよい。
【００２０】またＩ1 とＩ2 がそれぞれ同期検波後にオ
フセットを持っていることがある。すなわちａとＡが０
でも、Ｉ1 とＩ2 が０とならずにＩ1 ＝Ｉ10，Ｉ2 ＝Ｉ
20となる。この場合はＩ1 とＩ2 からそれぞれ定数を差
し引くか、Ｉ1 とＩ2 にそれぞれ定数を加えるかした
後、上の演算を行えばよい。振動ジャイロ、光ファイバ
ジャイロ等の角速度センサにおいては、ａは回転に対応
する出力に相当する。ジャイロが停止しているときにａ
が変動するとドリフトとなり、ジャイロにおいて大きな
問題となる。
フセットを持っていることがある。すなわちａとＡが０
でも、Ｉ1 とＩ2 が０とならずにＩ1 ＝Ｉ10，Ｉ2 ＝Ｉ
20となる。この場合はＩ1 とＩ2 からそれぞれ定数を差
し引くか、Ｉ1 とＩ2 にそれぞれ定数を加えるかした
後、上の演算を行えばよい。振動ジャイロ、光ファイバ
ジャイロ等の角速度センサにおいては、ａは回転に対応
する出力に相当する。ジャイロが停止しているときにａ
が変動するとドリフトとなり、ジャイロにおいて大きな
問題となる。
【００２１】ａは特に温度によって変化するので、使用
温度範囲においてａの変動を小さくすることが望まれ
る。したがって、本発明の適用例として、φ1 ，φ2 等
を正確に測定しなくとも、Ｉ1 とＩ2 の温度特性を測定
した後、ａの変動が最小となるようにそれぞれにかける
定数、又は加減する定数を設定すればよい。この場合、
全温度範囲でａの変動幅が最小になるようにするには、
各温度ＴにおけるＩ1(T)，Ｉ2(T)を計測した後、このデ
ータをもとに、 Ｉ2 −ｑ＝ｐＩ1 を満たすｐ，ｑを最小二乗法で求め、 ａ＝ｋ（ｐＩ1 −Ｉ2 −ｑ） としてａを求めてもよい（ｋは比例定数）。なお、前記
の処理は常に全温度範囲で行う必要はなく、使用頻度の
高い温度範囲に限定して行ってもよいのはいうまでもな
い。
温度範囲においてａの変動を小さくすることが望まれ
る。したがって、本発明の適用例として、φ1 ，φ2 等
を正確に測定しなくとも、Ｉ1 とＩ2 の温度特性を測定
した後、ａの変動が最小となるようにそれぞれにかける
定数、又は加減する定数を設定すればよい。この場合、
全温度範囲でａの変動幅が最小になるようにするには、
各温度ＴにおけるＩ1(T)，Ｉ2(T)を計測した後、このデ
ータをもとに、 Ｉ2 −ｑ＝ｐＩ1 を満たすｐ，ｑを最小二乗法で求め、 ａ＝ｋ（ｐＩ1 −Ｉ2 −ｑ） としてａを求めてもよい（ｋは比例定数）。なお、前記
の処理は常に全温度範囲で行う必要はなく、使用頻度の
高い温度範囲に限定して行ってもよいのはいうまでもな
い。
【００２２】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。以下の実施例では、振動ジャイロについての適
用例を説明するが、本発明はこれに限られるものではな
く、一般に、検出すべき交流信号に、この交流信号と同
じ周波数を持ち位相が異なる不要信号成分が重畳してい
る場合に、交流信号分のみを取り出したいときに適用す
ることができることを予め断っておく。
明する。以下の実施例では、振動ジャイロについての適
用例を説明するが、本発明はこれに限られるものではな
く、一般に、検出すべき交流信号に、この交流信号と同
じ周波数を持ち位相が異なる不要信号成分が重畳してい
る場合に、交流信号分のみを取り出したいときに適用す
ることができることを予め断っておく。
【００２３】図２は、振動ジャイロの出力を検出するた
めの回路図である。振動ジャイロは、この実施例では、
三角柱状の振動体１４の３側面に圧電素子１６ａ〜１６
ｃが形成されており、圧電素子１６ａには抵抗３０が接
続され、圧電素子１６ｂには抵抗３２が接続されてい
る。これらの抵抗３０，３２には位相補正回路１１を介
して励振回路１０が接続されている。また他の圧電素子
１６ｃには励振回路１０が直接接続されている。
めの回路図である。振動ジャイロは、この実施例では、
三角柱状の振動体１４の３側面に圧電素子１６ａ〜１６
ｃが形成されており、圧電素子１６ａには抵抗３０が接
続され、圧電素子１６ｂには抵抗３２が接続されてい
る。これらの抵抗３０，３２には位相補正回路１１を介
して励振回路１０が接続されている。また他の圧電素子
１６ｃには励振回路１０が直接接続されている。
【００２４】圧電素子１６ａ，１６ｂは、差動増幅回路
４０の入力端にそれぞれ接続され、差動増幅回路４０の
出力は、結合用コンデンサ４２及び抵抗４４を通して平
滑回路４６に接続される。平滑回路４６は、例えば抵抗
４８，５０とコンデンサ５２，５４で構成される。抵抗
４４と平滑回路４６との中間点は、例えばＦＥＴ５６を
介して接地される。このＦＥＴ５６等は、第１の同期検
波回路を構成するもので、導通時に差動増幅回路４０の
出力を接地するものである。このＦＥＴ５６を動作させ
るために、励振回路１０の出力がダイオード５８を介し
てＦＥＴ５６のゲートに接続される。
４０の入力端にそれぞれ接続され、差動増幅回路４０の
出力は、結合用コンデンサ４２及び抵抗４４を通して平
滑回路４６に接続される。平滑回路４６は、例えば抵抗
４８，５０とコンデンサ５２，５４で構成される。抵抗
４４と平滑回路４６との中間点は、例えばＦＥＴ５６を
介して接地される。このＦＥＴ５６等は、第１の同期検
波回路を構成するもので、導通時に差動増幅回路４０の
出力を接地するものである。このＦＥＴ５６を動作させ
るために、励振回路１０の出力がダイオード５８を介し
てＦＥＴ５６のゲートに接続される。
【００２５】さらに、励振回路１０の出力は、それぞれ
抵抗１８，２０を通して演算増幅器２６の入力端に接続
され、一方の入力端はコンデンサ２２を通して接地され
ている。この演算増幅器２６等は、第１の同期検波回路
と第２の同期検波回路との検波位相差φ1 −φ2 を作り
出す位相調整部として機能するものであり、その位相差
φ1 −φ2 は、コンデンサ２２の容量と抵抗２０の抵抗
値とによって設定される。
抵抗１８，２０を通して演算増幅器２６の入力端に接続
され、一方の入力端はコンデンサ２２を通して接地され
ている。この演算増幅器２６等は、第１の同期検波回路
と第２の同期検波回路との検波位相差φ1 −φ2 を作り
出す位相調整部として機能するものであり、その位相差
φ1 −φ2 は、コンデンサ２２の容量と抵抗２０の抵抗
値とによって設定される。
【００２６】位相調整部の出力は、ダイオード２８を介
してＦＥＴ３２のゲートに接続され、ＦＥＴ３２はこの
ゲート信号に応じて差動増幅回路４０の出力をオンオフ
する。したがって、ＦＥＴ５６等は第２の同期検波回路
を構成するものである。そして、前述と同様、平滑回路
３９によって高周波分がカットされる。平滑回路４６の
出力Ｉ1 と平滑回路３９の出力Ｉ2 とは、演算回路（図
示せず）に入力され、前述した(8) 式等による計算が行
われる。なお、演算回路として、演算増幅器を使った論
理回路や、マイクロコンピュータを使用することができ
る。
してＦＥＴ３２のゲートに接続され、ＦＥＴ３２はこの
ゲート信号に応じて差動増幅回路４０の出力をオンオフ
する。したがって、ＦＥＴ５６等は第２の同期検波回路
を構成するものである。そして、前述と同様、平滑回路
３９によって高周波分がカットされる。平滑回路４６の
出力Ｉ1 と平滑回路３９の出力Ｉ2 とは、演算回路（図
示せず）に入力され、前述した(8) 式等による計算が行
われる。なお、演算回路として、演算増幅器を使った論
理回路や、マイクロコンピュータを使用することができ
る。
【００２７】以上の図２の回路において、差動増幅回路
４０の出力には、回転によって生ずるコリオリの力に基
づく角速度信号と、角速度信号に対して９０°の位相差
のある信号とが含まれている（特開平４−106411号公報
参照）。前者は、ａΩ sinωｔと書け、後者はＡsin
（ωｔ＋９０°）と書ける。後者は無回転時にも現れる
信号なのでオフセット信号ということができる。また、
励振信号と角速度信号との位相差φ1 は、圧電素子の静
電容量、抵抗３２の値、回路４０の入力インピーダンス
等により決まり（前記公報参照）、位相差φ2 は位相調
整部２１の移相量で決まる。
４０の出力には、回転によって生ずるコリオリの力に基
づく角速度信号と、角速度信号に対して９０°の位相差
のある信号とが含まれている（特開平４−106411号公報
参照）。前者は、ａΩ sinωｔと書け、後者はＡsin
（ωｔ＋９０°）と書ける。後者は無回転時にも現れる
信号なのでオフセット信号ということができる。また、
励振信号と角速度信号との位相差φ1 は、圧電素子の静
電容量、抵抗３２の値、回路４０の入力インピーダンス
等により決まり（前記公報参照）、位相差φ2 は位相調
整部２１の移相量で決まる。
【００２８】したがって演算回路４において、前の演算
式(9) を適用することができる。特に、位相調整部２１
の移相量が９０°のときは、式(10)を適用することがで
きる。したがって、オフセットを含まない形での角速度
信号の振幅ａΩを求めることができる。
式(9) を適用することができる。特に、位相調整部２１
の移相量が９０°のときは、式(10)を適用することがで
きる。したがって、オフセットを含まない形での角速度
信号の振幅ａΩを求めることができる。
【００２９】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではない。前記実施例において、振動ジャイロでは
なく、全く別の原理で角速度を検出する光ファイバジャ
イロにも適用することが可能である。光ファイバジャイ
ロは、例えば位相変調方式を採用しており、位相変調器
の変調信号を基準として、フォトダイオードからの出力
信号を同期検波することにより、光ファイバジャイロの
回転角速度を検出している。光ファイバでもドリフトが
問題となり、その原因の一つに位相変調器で発生する振
幅変調の影響が指摘されている（根岸 英彦；「シング
ルモードファイバ（ＳＭＦ）とデポラライザを用いた光
ファイバジャイロ」；OPTRONICS pp90-94,1992.No.8 参
照）。この振幅変調波は検出すべき角速度信号とは位相
がずれているため、本発明を適用して角速度信号の精密
測定が可能となる。
ものではない。前記実施例において、振動ジャイロでは
なく、全く別の原理で角速度を検出する光ファイバジャ
イロにも適用することが可能である。光ファイバジャイ
ロは、例えば位相変調方式を採用しており、位相変調器
の変調信号を基準として、フォトダイオードからの出力
信号を同期検波することにより、光ファイバジャイロの
回転角速度を検出している。光ファイバでもドリフトが
問題となり、その原因の一つに位相変調器で発生する振
幅変調の影響が指摘されている（根岸 英彦；「シング
ルモードファイバ（ＳＭＦ）とデポラライザを用いた光
ファイバジャイロ」；OPTRONICS pp90-94,1992.No.8 参
照）。この振幅変調波は検出すべき角速度信号とは位相
がずれているため、本発明を適用して角速度信号の精密
測定が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明の信号検出回路によ
れば、検出すべき交流信号に、同じ周波数成分の不要信
号が重畳されているときに、検出すべき信号を高精度に
検出することができるから、各種の計測分野での応用が
期待される。例えば振動ジャイロや光ファイバジャイロ
などのドリフトを軽減するのに有効であり、大幅な改善
効果がある。
れば、検出すべき交流信号に、同じ周波数成分の不要信
号が重畳されているときに、検出すべき信号を高精度に
検出することができるから、各種の計測分野での応用が
期待される。例えば振動ジャイロや光ファイバジャイロ
などのドリフトを軽減するのに有効であり、大幅な改善
効果がある。
【図１】請求項２記載の本発明の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の信号検出回路を用いて、振動ジャイロ
の出力を検出する場合の回路図である。
の出力を検出する場合の回路図である。
【図３】従来提案されている振動ジャイロを用いた角速
度検出回路図である。
度検出回路図である。
１ 特定の装置 ２ 第１同期検波回路 ３ 第２同期検波回路 ４ 演算回路
Claims (4)
- 【請求項１】検出すべき交流信号に、この交流信号と同
じ周波数を持ち位相がδだけ異なる不要信号成分が重畳
している場合に、 不要信号成分に対してφ1 ，φ2 （φ1 ≠φ2 ＋２ｎ
π；ｎは整数）なる位相差を持つ２つの参照信号によっ
て検出信号をそれぞれ同期検波する２つの同期検波回路
と、 同期検波された２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 に対して、 【数１】 なる演算を行う演算回路とを有し、演算の結果得られた
値Ｉに基づいて交流信号の振幅を検出することを特徴と
する信号検出回路。 - 【請求項２】検出すべき交流信号が、特定の装置から発
生するものであり、しかもこの交流信号は、前記特定の
装置を動作させるための励振信号を装置に供給する端子
と同一の端子から取り出されるものである請求項１記載
の信号検出回路。 - 【請求項３】φ1 とφ2 との差がほぼ９０°であり、同
期検波された２つの出力信号Ｉ1 とＩ2 との差又はＩ1
とＩ2 とにそれぞれ適当な係数をかけたものの差によっ
て演算を行い、演算の結果得られた値に基づいて交流信
号の振幅を検出することを特徴とする請求項１又は２記
載の信号検出回路。 - 【請求項４】同期検波後の２つの出力信号Ｉ1 ，Ｉ2 の
所定の温度範囲における温度特性を測定した後、交流信
号の振幅の変動が最小になるように、Ｉ1 ，Ｉ2 のそれ
ぞれにかける係数又は加減する定数を設定する第２の演
算回路をさらに有することを特徴とする請求項１，２又
は３記載の信号検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261739A JPH06109475A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 信号検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261739A JPH06109475A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 信号検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109475A true JPH06109475A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17366039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261739A Pending JPH06109475A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 信号検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06109475A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234930A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Denso Corp | 角速度センサ |
| WO2015069359A2 (en) | 2013-08-26 | 2015-05-14 | Robert Bosch Gmbh | System and method for gyroscope zero-rate-offset drift reduction through demodulation phase error correction |
| US11209272B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-12-28 | Seiko Epson Corporation | Circuit device, physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261739A patent/JPH06109475A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234930A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Denso Corp | 角速度センサ |
| WO2015069359A2 (en) | 2013-08-26 | 2015-05-14 | Robert Bosch Gmbh | System and method for gyroscope zero-rate-offset drift reduction through demodulation phase error correction |
| CN105874303A (zh) * | 2013-08-26 | 2016-08-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于通过解调相位误差校正的陀螺仪零速率偏移漂移降低的系统和方法 |
| JP2016529520A (ja) * | 2013-08-26 | 2016-09-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 復調エラー補正によってジャイロスコープ・ゼロレート・オフセット・ドリフトを低減するシステム及び方法 |
| EP3039379A4 (en) * | 2013-08-26 | 2017-08-30 | Robert Bosch GmbH | System and method for gyroscope zero-rate-offset drift reduction through demodulation phase error correction |
| KR20180103195A (ko) * | 2013-08-26 | 2018-09-19 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 복조 위상 오류 수정을 통한 자이로스코프 제로-레이트-오프셋 드리프트 감소를 위한 시스템 및 방법 |
| US11209272B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-12-28 | Seiko Epson Corporation | Circuit device, physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0642216B1 (en) | Tracking filter and quadrature-phase reference generator | |
| US5577073A (en) | Frequency and phase-locked two-phase digital synthesizer | |
| US9869552B2 (en) | Gyroscope that compensates for fluctuations in sensitivity | |
| JP2609082B2 (ja) | コリオリの原理で動作する質量流量計 | |
| US5806364A (en) | Vibration-type angular velocity detector having sensorless temperature compensation | |
| US5747961A (en) | Beat frequency motor position detection scheme for tuning fork gyroscope and other sensors | |
| US5893054A (en) | Amplitude detection and automatic gain control of a sparsely sampled sinusoid by computation including a hilbert transform | |
| US5444641A (en) | Admittance-parameter estimator for a piezoelectric resonator in an oscillator circuit | |
| JPH06300567A (ja) | ジャイロ出力検出方法 | |
| WO2010024729A2 (en) | Micromechanical gyroscope and method for tuning thereof based on using of amplitude modulated quadrature | |
| KR100879156B1 (ko) | 물리량 측정 장치 | |
| JPH1073437A (ja) | 振動ジャイロの検出回路及びこれを用いた振動ジャイロ装置 | |
| US5736640A (en) | Device and method for measuring an angular speed | |
| JPH07270166A (ja) | 振動ジャイロ検出方式 | |
| WO1992008106A1 (en) | Optical fiber sensor having digital integrating detection system utilizing electronic phase lock loop | |
| JPH06109475A (ja) | 信号検出回路 | |
| US5668317A (en) | Device and method for measuring an angular speed | |
| US8220331B2 (en) | System for analysing the frequency of resonating devices | |
| KR100415076B1 (ko) | 각속도 검출 방법 및 진동 자이로스코프 | |
| JP2975262B2 (ja) | 振動ジャイロ検出回路 | |
| JP3966719B2 (ja) | 角速度測定装置 | |
| JPH10206166A (ja) | 振動型ジャイロスコープ | |
| JP3453723B2 (ja) | 振動子駆動回路 | |
| JPH0735554A (ja) | 検出回路 | |
| JPS60192206A (ja) | 振動式角速度計 |