JPH07218269A - ドリフト検出補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの信号の差に含まれるドリフト成分を検
出し、自動的に補正することができるドリフト検出補正
回路を得る。 【構成】 振動ジャイロ１２の２つの圧電素子１６ａ，
１６ｂを第１の差動回路３４に接続する。第１の差動回
路３４の出力信号を、第１および第２の同期検波回路４
０，５０で同期検波し、さらに第１および第２の平滑回
路４４，５４で平滑する。第１の平滑回路４４を増幅回
路５８に接続する。２つの平滑回路４４，５４の出力信
号の差を第２の差動回路５６から出力し、それに応じて
移相回路６２を制御する。移相回路６２によって、同期
信号発生回路６０で発生する同期信号の位相を調整す
る。２つの同期検波回路の同期信号は、同一の時間的な
中心点を有し、その中心点からみて時間的に対称な形状
でかつ異なる時間帯を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はドリフト検出補正回路
に関し、特にたとえば、振動体を用いた振動ジャイロや
加速度センサなどのように、目的とする検出信号と駆動
信号などとを含む２つの信号の差をとることによって、
目的とする検出信号のみを測定する回路に用いられるド
リフト検出補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１は、２つの出力信号の差を測定す
ることによって回転角速度を検出するための振動ジャイ
ロの一例を示す図解図である。振動ジャイロ１は、たと
えば正３角柱状の振動体２を含む。振動体２の側面のほ
ぼ中央には、それぞれ圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃが形成
される。圧電素子３ａ，３ｂ間には、可変抵抗器４が接
続される。この可変抵抗器４と圧電素子３ｃとの間に、
発振回路５が接続される。この発振回路５の信号が圧電
素子３ａ，３ｂに与えられ、圧電素子３ｃの出力信号が
発振回路５に帰還される。それによって、振動体２は、
圧電素子３ｃ形成面に直交する方向に屈曲振動する。

【０００３】圧電素子３ａ，３ｂは、差動回路６に接続
される。この差動回路６の出力信号は同期検波回路７で
検波され、さらに平滑回路８で平滑される。振動ジャイ
ロ１に回転角速度が加わっていないとき、振動体２は圧
電素子３ｃ形成面に直交する方向に屈曲振動しているた
め、圧電素子３ａ，３ｂの出力信号は共に等しくなる。
このとき、振動ジャイロ１には回転角速度が加わってい
ないため、この出力信号は駆動信号である。ところが、
実際には、圧電素子３ａ，３ｂの出力信号に差が生じる
ため、差動回路６に入力される信号が同じになるよう
に、可変抵抗器４が調整される。したがって、このと
き、差動回路６の出力信号は０である。

【０００４】振動ジャイロ１が振動体２の軸を中心とし
て回転すると、コリオリ力によって振動体２の屈曲振動
の方向が変わり、圧電素子３ａ，３ｂに発生する信号に
差が生じる。この信号の変化は振動体２の振動方向の変
化に対応するため、圧電素子３ａ，３ｂに発生する信号
は回転角速度に対応した信号となる。この回転角速度に
対応した信号は、図２２に示すように、駆動信号と９０
°の位相差を有している。回転角速度に対応した信号は
振動体２の屈曲振動により発生するため、正弦波とな
る。また、駆動信号には高調波成分が含まれるため、駆
動信号は三角波となっている。そして、差動回路６で圧
電素子３ａ，３ｂの出力信号の差をとれば、駆動信号は
互いに相殺され、回転角速度に対応した信号のみが出力
される。この差動回路６からの出力信号の正部分または
負部分を同期検波して平滑することにより、振動ジャイ
ロ１に加わった回転角速度を検出することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような振動ジャイ
ロでは、予め無回転時の差動回路の出力が０となるよう
に、可変抵抗器が調整されている。しかしながら、雰囲
気温度が変化したり、経時変化などにより、振動ジャイ
ロの特性が変動することがある。このような場合、２つ
の圧電素子の駆動信号に差が生じ、差動回路から駆動信
号成分が出力される場合がある。２つの圧電素子の駆動
信号にレベル差が生じた場合、図２３に示すように、回
転角速度に対応した信号に同期して検波し、平滑するこ
とによって、駆動信号成分を相殺することができる。し
かしながら、図２４に示すように、２つの圧電素子の出
力信号に位相差が生じた場合、差動回路から出力される
駆動信号成分の位相がずれる。そのため、回転角速度に
対応した信号に同期して検波し平滑しても、駆動信号成
分が相殺されない。この駆動信号成分がドリフトとな
り、回転角速度を正確に検出することができない。この
ような場合、可変抵抗器を再調整して、差動回路からの
出力が０となるようにする必要がある。

【０００６】このようなドリフトを抑制するためのいく
つかの回路が考案されたが、それらは特定の条件下で効
果はあるものの、抑制力としては十分なものではなかっ
た。そのため、微小な回転角速度が加わったときに、そ
の回転角速度に対応した信号とドリフトとの区別をする
ことができなかった。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、２
つの信号の差に含まれるドリフト成分を検出し、自動的
に補正することができるドリフト検出補正回路を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、２つの信号
の差をとるための第１の差動回路と、第１の差動回路の
出力信号を同期検波するための第１の同期検波回路と、
第１の同期検波回路の出力信号を平滑するための第１の
平滑回路と、第１の差動回路の出力信号を同期検波する
ための第２の同期検波回路と、第２の同期検波回路の出
力信号を平滑するための第２の平滑回路と、第１の平滑
回路の出力信号と第２の平滑回路の出力信号の差をとる
ための第２の差動回路とを含み、第１の同期検波回路お
よび第２の同期検波回路は同一の時間的な中心点を有す
る同期信号に同期して動作し、２つの同期信号は中心点
からみて時間的に対称な形状を有しかつ異なる時間帯を
有する、ドリフト検出補正回路である。このドリフト検
出補正回路において、一方の同期信号は時間的な中心点
を含む１つの信号からなり、他方の同期信号は一方の同
期信号を挟む２つの信号部分からなり、かつ一方の同期
信号の時間幅と他方の同期信号のそれぞれの信号部分の
時間幅とが等しくなるようにすることができる。また、
それぞれの同期信号は時間的な中心点を含み、一方の同
期信号の時間幅は他方の同期信号の時間幅の１／３とな
るようにしてもよい。さらに、ドリフトを抑制するため
に、第２の差動回路の出力信号に対応して同期信号の位
相を変えるための移相回路を用いることができる。ま
た、ドリフトを抑制するために、第２の差動回路の出力
信号に対応して２つの信号の少なくとも一方の位相を調
整するための位相調整回路を用いてもよい。さらに、ド
リフトを抑制するために、第１の平滑回路の出力信号と
第２の差動回路の出力信号との差をとるための第３の差
動回路を用いてもよい。

【０００９】

【作用】第１の差動回路の出力信号が、同一の時間的な
中心点を有する同期信号に同期して検波される。これら
の同期信号の形状は、時間的な中心点からみて対称であ
りかつ異なる時間帯を有する。これらの同期信号に同期
して第１の差動回路から出力される正弦波を検波し、平
滑して第２の差動回路で差をとれば、第１の差動回路か
ら出力される正弦波を相殺することができる。このと
き、一方の同期信号は時間的な中心点を含む１つの信号
からなり、他方の同期信号は一方の同期信号を挟む２つ
の信号部分からなり、かつ一方の同期信号の時間幅と他
方の同期信号のそれぞれの信号部分の時間幅とが等しく
なるようにすれば、単に第１の平滑回路の出力信号およ
び第２の平滑回路の出力信号の差をとることにより、正
弦波を相殺することができる。また、それぞれの同期信
号は時間的な中心点を含み、一方の同期信号の時間幅は
他方の同期信号の時間幅の１／３となるようにすれば、
一方の同期信号に同期して検波し平滑した信号を２倍し
て、他方の同期信号に同期して検波し平滑した信号から
差し引くことにより、正弦波を相殺することができる。

【００１０】高調波成分については、零交差点を中心と
して上述の同期信号に同期して検波すれば、平滑するこ
とにより相殺される。この回路では、たとえば第１の平
滑回路の出力信号が目的とする信号として検出される
が、高調波成分を含むドリフトは相殺されるため、必要
な信号のみを得ることができる。しかしながら、零交差
点を中心とせずに高調波成分を同期検波すると、高調波
成分は相殺されず、第２の差動回路から出力信号が得ら
れる。したがって、第２の差動回路の出力信号の有無に
より、ドリフトの有無を検出することができる。

【００１１】第２の差動回路から信号が出力された場
合、その信号に対応して、ドリフトを抑制することがで
きる。たとえば、第２の差動回路の出力信号に対応して
同期信号の位相を変えるための移相回路を用いれば、各
同期検波回路における検波位置を変えることができる。
それにより、高調波成分を相殺できる位置で同期検波す
ることができ、目的とする信号のみを得ることができ
る。また、第２の差動回路の出力信号に対応して、第１
の差動回路に入力される２つの信号の少なくとも一方の
位相を調整すれば、検波する位置に高調波成分の零交差
点をもっていくことができ、高調波成分を相殺すること
ができる。さらに、第１の平滑回路の出力信号と第２の
差動回路の出力信号との差をとるための第３の差動回路
を用いれば、第１の平滑回路の出力信号に含まれる平滑
された高調波成分を取り除くことができる。

【００１２】

【発明の効果】この発明によれば、第１の差動回路に入
力される信号に高調波を含むドリフトが含まれていて
も、第２の差動回路の出力信号の有無により、それを検
出することができる。また、第２の差動回路の出力信号
に対応して、ドリフトを取り除くことができ、目的とす
る信号のみを得ることができる。このドリフトの除去は
自動的に行うことができ、可変抵抗器などの再調整の必
要がない。

【００１３】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明のドリフト検出補正回路１０
を振動ジャイロ１２に応用した例を示す図解図である。
振動ジャイロ１２は、図２に示すように、たとえば正３
角柱状の振動体１４を含む。振動体１４は、たとえばエ
リンバ，鉄−ニッケル合金，石英，ガラス，水晶，セラ
ミックなど、一般的に振動を生じる材料で形成される。
振動体１４の３つの側面のほぼ中央には、それぞれ圧電
素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成される。圧電素子１
６ａは、図３に示すように、たとえば圧電セラミックな
どからなる圧電層１８ａを含む。この圧電層１８ａの両
面に、電極２０ａ，２２ａが形成される。そして、一方
の電極２２ａが、振動体１４に接着剤などで接着され
る。同様に、圧電素子１６ｂ，１６ｃは圧電層１８ｂ，
１８ｃを含み、その両面に電極２０ｂ，２２ｂおよび電
極２０ｃ，２２ｃが形成される。そして、一方の電極２
２ｂ，２２ｃが、振動体１４に接着剤などで接着され
る。

【００１５】圧電素子１６ａ，１６ｂには、それぞれ抵
抗２４，２６が接続される。これらの抵抗２４，２６と
圧電素子１６ｃとの間に、発振回路２８が接続される。
発振回路２８は、増幅回路３０と位相補正回路３２とで
構成される。そして、圧電素子１６ｃの出力信号が増幅
回路３０に帰還され、さらに位相補正回路３２で位相補
正されて、圧電素子１６ａ，１６ｂに信号が与えられ
る。この信号によって、振動体１４は、圧電素子１６ｃ
形成面に直交する方向に屈曲振動する。

【００１６】圧電素子１６ａ，１６ｂは、第１の差動回
路３４に接続される。第１の差動回路３４の出力端は、
コンデンサ３６および抵抗３８を介して、第１の同期検
波回路４０に接続される。第１の同期検波回路４０とし
ては、たとえばＦＥＴ４２が使用される。この場合、Ｆ
ＥＴ４２は、抵抗３８と電源電圧の中間点との間に接続
される。さらに、第１の同期検波回路４０は、第１の平
滑回路４４に接続される。したがって、ＦＥＴ４２がＯ
ＦＦ状態のときに、第１の差動回路３４の出力信号が第
１の平滑回路４４に入力される。

【００１７】また、第１の差動回路３４の出力端は、コ
ンデンサ４６および抵抗４８を介して、第２の同期検波
回路５０に接続される。第２の同期検波回路５０として
は、たとえばＦＥＴ５２が使用される。この場合、ＦＥ
Ｔ５２は、抵抗４８と電源電圧の中間点との間に接続さ
れる。さらに、第２の同期検波回路５０は、第２の平滑
回路５４に接続される。したがって、ＦＥＴ５２がＯＦ
Ｆ状態のときに、第１の差動回路３４の出力信号が第２
の平滑回路５４に入力される。そして、第１の平滑回路
４４の出力信号と第２の平滑回路５４の出力信号とは、
第２の差動回路５６に入力される。さらに、第１の平滑
回路４４の出力信号は、増幅回路５８に入力される。

【００１８】第１の同期検波回路４０および第２の同期
検波回路５０のための同期信号を得るために、同期信号
発生回路６０が用いられる。同期信号発生回路６０に
は、移相回路６２を介して、増幅回路３０の出力信号が
入力される。移相回路６２には、第２の差動回路５６の
出力信号が入力され、その信号に対応して同期信号発生
回路６０に入力される信号の位相が調整される。それに
より、同期信号発生回路６０で発生する同期信号の位相
が調整される。同期信号発生回路６０で得られた同期信
号は、ＦＥＴ４２およびＦＥＴ５２のゲートに入力され
る。したがって、第１の差動回路３４の出力信号は、同
期信号発生回路６０で得られる同期信号に同期して検波
される。

【００１９】発振回路２８によって、振動ジャイロ１２
の振動体１４が、圧電素子１６ｃの形成面に直交する方
向に屈曲振動する。振動ジャイロ１２に回転角速度が加
わっていないときには、圧電素子１６ａ，１６ｂの出力
信号は同じである。このとき、振動ジャイロ１２には回
転角速度が加わっていないため、この出力信号は駆動信
号である。そして、振動ジャイロ１２が振動体１４の軸
を中心として回転すると、コリオリ力によって振動体１
４の屈曲振動の方向が変わる。それにより、圧電素子１
６ａ，１６ｂには互いに異なった信号が発生する。この
信号の変化は振動体１４の振動方向の変化に対応するた
め、圧電素子１６ａ，１６ｂに発生する信号は、回転角
速度に対応した信号となる。また、回転角速度に対応し
た信号は、振動体１４の屈曲振動によって発生するた
め、正弦波である。

【００２０】第１の差動回路３４からは、圧電素子１６
ａ，１６ｂの出力信号の差が出力される。第１の差動回
路３４の出力信号は、第１の同期検波回路４０および第
２の同期検波回路５０で同期検波される。検波するため
の同期信号は、同期信号発生回路６０で発生させられ
る。第１の同期検波回路４０に与えられる同期信号とし
ては、図４に示すように、２つの信号部分から形成され
る。これらの２つの信号部分は、それぞれ第１の差動回
路３４から出力される回転角速度に対応した信号の１／
２周期分の前後の１／３に対応する信号である。したが
って、第１の同期検波回路４０では、図５に示すよう
に、回転角速度に対応した信号の１／６周期分が２か所
検波される。

【００２１】また、第２の同期検波回路５０に与えられ
る同期信号としては、図６に示すように、第１の同期検
波回路４０に与えられる同期信号の２つの信号部分に挟
まれた部分である。したがって、第２の同期検波回路５
０では、図７に示すように、回転角速度に対応した信号
の１／６周期分が１か所検波される。そして、第２の同
期検波回路５０で検波された信号は、第１の同期検波回
路４０で検波された信号に挟まれた部分であり、振幅の
頂点を含んでいる。正弦波を１／６周期ずつに分けた場
合、振幅の頂点を中心とする１／６周期の範囲の面積
と、その前後の１／６周期の範囲の合計面積とが等しく
なる。したがって、図５および図７に示す信号を平滑回
路４４，５４で平滑し、第２の差動回路５６で差をとれ
ば、互いに相殺されて第２の差動回路５６の出力信号は
０となる。

【００２２】また、図８に示すように、正弦波が零交差
する部分を中心として検波すると、第１の同期検波回路
４０および第２の同期検波回路５０からは、零交差点を
中心として点対称となる正負の信号が出力される。そし
て、第２の同期検波回路５０の出力信号は、第１の同期
検波回路４０の出力信号で挟まれた部分である。２つの
同期検波回路４０，５０の出力信号は、それぞれ同じ面
積を有する正負の部分からなるため、これらを平滑する
ことによって相殺される。したがって、第１の平滑回路
４４および第２の平滑回路５４の出力信号は０となる。
そのため、第２の差動回路５６の出力信号は０となる。

【００２３】さらに、図９に示すように、零交差点から
ずれた部分を中心として検波した場合、第１の同期検波
回路４０からは、正側の振幅の頂点を中心とした１／６
周期分の範囲と、零交差点から負側に１／６周期分の範
囲とが出力される。また、第２の同期検波回路５０から
は、零交差点から正側に１／６周期分の範囲が出力され
る。したがって、第１の平滑回路４４からは、第１の同
期検波回路４０の出力信号の正部分の面積の１／２に相
当する直流信号が出力される。また、第２の平滑回路５
４からは、第１の平滑回路４４と同じ直流信号が出力さ
れる。そのため、第２の差動回路５６からの出力信号は
０となる。このように、回転角速度に対応する正弦波信
号は、第２の差動回路５６から出力されない。

【００２４】第２次高調波については、図１０に示すよ
うに、零交差点を中心として検波した場合、第１の同期
検波回路４０から１周期分の前後１／３の範囲が出力さ
れる。また、第２の同期検波回路５０からは、零交差点
を中心として１／３周期分の範囲が出力される。第１の
同期検波回路４０の出力信号は、正部分と負部分とが同
じ面積であるため、第１の平滑回路４４で平滑すること
により相殺される。また、第２の同期検波回路５４の出
力信号も、正部分と負部分とが同じ面積であるため、第
２の平滑回路５４で平滑することにより相殺される。し
たがって、２つの平滑回路４４，５４の出力信号は０と
なり、第２の差動回路５６の出力信号も０となる。

【００２５】第３次高調波については、図１１に示すよ
うに、零交差点を中心として検波した場合、第１の同期
検波回路４０から１．５周期分の前後１／３の範囲が出
力される。また、第２の同期検波回路５０からは、零交
差点を中心として１／２周期分の範囲が出力される。第
１の同期検波回路４０の出力信号は、正部分と負部分と
が同じ面積であるため、第１の平滑回路４４で平滑する
ことにより相殺される。また、第２の同期検波回路５４
の出力信号も、正部分と負部分とが同じ面積であるた
め、第２の平滑回路５４で平滑することにより相殺され
る。したがって、２つの平滑回路４４，５４の出力信号
は０となり、第２の差動回路５６の出力信号も０とな
る。

【００２６】このように、高調波成分についても、零交
差点を中心として検波すれば、２つの平滑回路４４，５
４の出力信号は０となる。したがって、第２の差動回路
５６からの出力信号も０となる。振動ジャイロ１２の振
動体１４を屈曲振動させるための駆動信号は、これらの
高調波成分を含んでいるため、三角波となる。ところ
が、高調波成分が零交差点を中心として検波されると
き、図１２に示すように、駆動信号も零交差点を中心と
して検波される。このとき、第１の同期検波回路４０の
出力信号も第２の同期検波回路５０の出力信号も、正部
分と負部分とが等しい面積を有する信号が出力される。
したがって、２つの平滑回路４４，５４で平滑すれば、
駆動信号が相殺される。つまり、高調波成分が全て相殺
されるため、それらを含む駆動信号も相殺されることに
なる。このとき、回転角速度に対応した信号は、駆動信
号と９０°の位相差を有しているため、第１の差動回路
３４からは、たとえば正部分のみが出力される。この第
１の差動回路３４の出力信号は、図６で説明したよう
に、第１の同期検波回路４０で正弦波の正部分の面積の
１／２が検波される。したがって、第１の同期検波回路
４０の出力信号を第１の平滑回路４４で平滑し、増幅回
路５８で増幅すれば、回転角速度に対応した大きい出力
信号を得ることができる。

【００２７】第２次高調波を零交差点を中心としないで
検波した場合、たとえば図１３に示すように、第１の同
期検波回路４０からは、正部分の１／３周期分と零交差
電を中心とした１／３周期分とが出力される。また、第
２の同期検波回路５０からは、負部分の１／３周期分が
出力される。第１の同期検波回路４０の出力信号を平滑
すると、正負が等しい部分は相殺され、正部分の１／３
周期分の部分が平滑されて直流出力となる。また、第２
の同期検波回路５０の出力信号を平滑すると、負部分の
１／３周期分が平滑されて直流出力となる。したがっ
て、第２の差動回路５６で平滑回路４４，５４の出力信
号の差をとれば、正の直流信号が出力される。

【００２８】また、図１４に示すように、第２次高調波
を負側の振幅の頂点を中心として検波すると、第１の同
期検波回路４０からは、２つの正部分が出力される。ま
た、第２の同期検波回路５０からは、１つの負部分が出
力される。したがって、第１の同期検波回路４０の出力
信号を平滑すれば、１／２周期分の面積の２倍に相当す
る正の直流信号が得られる。また、第２の同期検波回路
５０の出力信号を平滑すれば、１／２周期分の面積に相
当する負の直流信号が得られる。そのため、第２の差動
回路５６で２つの平滑回路４４，５４の出力信号の差を
とれば、第２次高調波の１／２周期分の面積の３倍に相
当する正の直流信号が出力される。

【００２９】さらに、図１５に示すように、第２次高調
波を別の部分で検波すると、第１の同期検波回路４０か
らは、正側の振幅の頂点を中心として、１／３周期分が
出力される。さらに、第１の同期検波回路４０からは、
負側の振幅の頂点から１／３周期分が出力される。ま
た、第２の同期検波回路５０からは、第１の同期検波回
路４０で出力された信号に挟まれた部分が出力される。
したがって、第１の同期検波回路４０の出力信号を平滑
すると、振幅の頂点から１／６周期分の面積に相当する
正の直流信号が出力される。また、第２の同期検波回路
５０の出力信号を平滑すれば、振幅の頂点から１／６周
期分の面積に相当する負の直流信号が出力される。その
ため、第２の差動回路５６からは、第２次高調波の振幅
の頂点を中心とした１／３周期分の面積に相当する正の
直流信号が出力される。

【００３０】第３次高調波を零交差点を中心としないで
検波すると、たとえば図１６に示すように、第１の同期
検波回路４０からは、１／６周期分の正部分とそれに連
続する１／３周期分の負部分とが、２か所出力される。
また、第２の同期検波回路５０からは、１／６周期分の
負部分とそれに連続する１／３周期分の正部分とが出力
される。したがって、第１の同期検波回路４０の出力信
号を平滑すると、振幅の頂点を中心として１／３周期分
の面積の２倍に相当する負の直流信号が得られる。ま
た、第２の同期検波回路５０の出力信号を平滑すると、
振幅の頂点を中心として１／３周期分の面積に相当する
正の直流信号が得られる。そのため、第２の差動回路５
６からは、第３次高調波の振幅の頂点を中心として１／
３周期分の面積の３倍に相当する負の直流信号が出力さ
れる。

【００３１】このように、高調波成分は、零交差点を中
心として検波しないと、第２の差動回路５６から直流信
号が出力される。このことは、図１７に示すように、第
１の差動回路から出力される駆動信号が零交差点を中心
として検波されないことを意味する。図１７からわかる
ように、第１の同期検波回路４０からは、零交差点から
正部分の１／６周期分と、負側の振幅の頂点を中心とし
て１／６周期分とが出力される。また、第２の同期検波
回路５０からは、零交差点から１／６周期分の負部分が
出力される。したがって、２つの同期検波回路４０，５
０の出力信号を平滑して差をとると、第２の差動回路５
６からは、負の直流信号が出力される。

【００３２】つまり、駆動信号の零交差点を中心として
検波すると、第１の同期検波回路４０で検波し、第１の
平滑回路４４で平滑することによって、駆動信号を相殺
することができる。しかしながら、駆動信号の零交差点
を中心とせずに検波すると、第１の平滑回路４４の出力
信号に駆動信号成分が含まれることになる。このとき、
第２の差動回路５６から信号が出力されるので、この信
号に対応して駆動信号成分を除去することができる。

【００３３】この実施例では、補正手段として、移相回
路６２が用いられる。移相回路６２では、同期信号発生
回路６０に入力される信号の位相が調整される。それに
より、同期信号発生回路６０から出力される同期信号の
位相が調整される。同期信号の位相が調整されることに
より、第１の同期検波回路４０および第２の同期検波回
路５０における検波位置が調整される。つまり、駆動信
号の零交差点を中心として検波するように、同期信号の
位相が調整される。したがって、第１の平滑回路４４の
出力信号には駆動信号成分が含まれず、回転角速度に対
応した信号のみを取り出すことができる。

【００３４】また、図１８に示すように、移相回路に代
えて、圧電素子１６ａ側に位相調整回路６４を取り付け
てもよい。この実施例では、第２の差動回路５６の出力
信号に対応して、発振回路２８から圧電素子１６ａに与
えられる信号の位相が調整される。それによって、第１
の差動回路３４から出力される駆動信号の零交差点が、
同期検波の中心となるように調整される。したがって、
第１の差動回路３４の出力信号に含まれる駆動信号を第
１の同期検波回路４０で検波し、第１の平滑回路４４で
平滑することにより、回転角速度に対応した信号のみを
取り出すことができる。

【００３５】さらに、図１９に示すように、第３の差動
回路６６を用いて、第１の平滑回路４４の出力信号と第
２の差動回路５６の出力信号の差を測定してもよい。第
２の差動回路５６の出力信号には、正弦波である回転角
速度に対応した信号は含まれないため、駆動信号成分の
みである。したがって、第１の平滑回路４４の出力信号
から第２の差動回路５６の出力信号を差し引けば、回転
角速度に対応した信号のみを取り出すことができる。こ
のとき、第１の平滑回路４４の出力信号に含まれる駆動
信号成分のレベルと第２の差動回路５６の出力信号のレ
ベルとを合わせるために、レベル調整回路６８を用いて
もよい。

【００３６】なお、上述の実施例では、第１の同期検波
回路４０のための同期信号として、２つの信号部分から
なる同期信号を用いたが、図２０に示すように、回転角
速度に対応した信号の１／２周期分を全て検波する信号
を用いてもよい。この場合、第１の平滑回路４４の出力
信号からは、たとえば回転角速度に対応した信号の正部
分の面積に相当する直流信号が出力される。それに対し
て、第２の平滑回路５４からは、その面積の１／２に相
当する直流信号が出力される。したがって、第２の差動
回路５６において、第１の平滑回路４４の出力信号から
第２の平滑回路５４の出力信号の２倍が差し引かれるよ
うに調整しておけばよい。このようにすれば、第２の差
動回路５６からは、回転角速度に対応した信号は出力さ
れず、駆動信号成分のみが出力される。そして、図１，
図１８および図１９に示す回路を用いて、ドリフトを補
正することができる。しかも、第１の平滑回路４４から
出力される回転角速度に対応した信号が大きくなり、良
好な感度を得ることができる。

【００３７】このように、第２の差動回路５６を調整す
ることにより、第１の同期検波回路４０および第２の同
期検波回路５０における検波の時間幅は、任意に変更可
能である。ただし、その同期信号の形状は、時間的な中
心点からみて対称であり、かつ２つの同期検波回路４
０，５０の同期信号の時間帯が異なるようにしておく必
要がある。

【００３８】また、上述の実施例では、この発明のドリ
フト検出補正回路１０を振動ジャイロに適用したが、た
とえば圧電振動子を用いた加速度センサなどにも適用可
能である。つまり、２つの信号の差を検出する回路にお
いて、目的とする信号以外の信号の漏れなどを検出し、
補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１に示すドリフト検出補正回路が適用される
振動ジャイロの一例を示す斜視図である。

【図３】図２に示す振動ジャイロの断面図である。

【図４】回転角速度に対応した信号と第１の同期検波回
路の同期信号との関係を示すグラフである。

【図５】図４に示す同期信号に同期して回転角速度に対
応した信号を検波したときのグラフである。

【図６】回転角速度に対応した信号と第２の同期検波回
路の同期信号との関係を示すグラフである。

【図７】図６に示す同期信号に同期して回転角速度に対
応した信号を検波したときのグラフである。

【図８】零交差点を中心として正弦波を同期検波したと
きの第１および第２の同期検波回路の出力信号を示すグ
ラフである。

【図９】零交差点を中心とせずに正弦波を同期検波した
ときの第１および第２の同期検波回路の出力信号を示す
グラフである。

【図１０】零交差点を中心として第２次高調波を同期検
波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信号
を示すグラフである。

【図１１】零交差点を中心として第３次高調波を同期検
波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信号
を示すグラフである。

【図１２】零交差点を中心として駆動信号を同期検波し
たときの第１および第２の同期検波回路の出力信号を示
すグラフである。

【図１３】零交差点を中心とせずに第２次高調波を同期
検波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信
号を示すグラフである。

【図１４】零交差点を中心とせずに第３次高調波を同期
検波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信
号を示すグラフである。

【図１５】零交差点を中心とせずに第２次高調波を同期
検波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信
号を示すグラフである。

【図１６】零交差点を中心とせずに第３次高調波を同期
検波したときの第１および第２の同期検波回路の出力信
号を示すグラフである。

【図１７】零交差点を中心とせずに駆動信号を同期検波
したときの第１および第２の同期検波回路の出力信号を
示すグラフである。

【図１８】この発明の他の実施例を示す回路図である。

【図１９】この発明のさらに他の実施例を示す回路図で
ある。

【図２０】他の同期信号を用いて回転角速度に対応した
信号を検波したときの第１および第２の同期検波回路の
出力信号を示すグラフである。

【図２１】この発明の背景となる従来の振動ジャイロの
回路を示すブロック図である。

【図２２】図２１に示す振動ジャイロの圧電素子の出力
信号を示すグラフである。

【図２３】図２１に示す振動ジャイロの圧電素子の出力
信号にレベル差があるときの差動回路の出力信号を示す
グラフである。

【図２４】図２１に示す振動ジャイロの圧電素子の出力
信号に位相差があるときの差動回路の出力信号を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０ ドリフト検出補正回路 １２ 振動ジャイロ １４ 振動体 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 圧電素子 ２８ 発振回路 ３４ 第１の差動回路 ４０ 第１の同期検波回路 ４２ ＦＥＴ ４４ 第１の平滑回路 ５０ 第２の同期検波回路 ５２ ＦＥＴ ５４ 第２の平滑回路 ５６ 第２の差動回路 ６０ 同期信号発生回路 ６２ 移相回路 ６４ 位相調整回路 ６６ 第３の差動回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの信号の差をとるための第１の差動
   回路、 前記第１の差動回路の出力信号を同期検波するための第
   １の同期検波回路、 前記第１の同期検波回路の出力信号を平滑するための第
   １の平滑回路、 前記第１の差動回路の出力信号を同期検波するための第
   ２の同期検波回路、 前記第２の同期検波回路の出力信号を平滑するための第
   ２の平滑回路、および前記第１の平滑回路の出力信号と
   前記第２の平滑回路の出力信号の差をとるための第２の
   差動回路を含み、 前記第１の同期検波回路および前記第２の同期検波回路
   は同一の時間的な中心点を有する同期信号に同期して動
   作し、前記２つの同期信号は前記中心点からみて時間的
   に対称な形状を有しかつ異なる時間帯を有する、ドリフ
   ト検出補正回路。
2. 【請求項２】 一方の前記同期信号は前記時間的な中心
   点を含む１つの信号からなり、他方の前記同期信号は前
   記一方の同期信号を挟む２つの信号部分からなり、かつ
   前記一方の同期信号の時間幅と前記他方の同期信号のそ
   れぞれの信号部分の時間幅とが等しい、請求項１のドリ
   フト検出補正回路。
3. 【請求項３】 それぞれの前記同期信号は前記時間的な
   中心点を含み、一方の前記同期信号の時間幅は他方の前
   記同期信号の時間幅の１／３である、請求項１のドリフ
   ト検出補正回路。
4. 【請求項４】 さらに、前記第２の差動回路の出力信号
   に対応して前記同期信号の位相を変えるための移相回路
   を含む、請求項１ないし請求項３のいずれかのドリフト
   検出補正回路。
5. 【請求項５】 さらに、前記第２の差動回路の出力信号
   に対応して前記２つの信号の少なくとも一方の位相を調
   整するための位相調整回路を含む、請求項１ないし請求
   項３のいずれかのドリフト検出補正回路。
6. 【請求項６】 さらに、前記第１の平滑回路の出力信号
   と前記第２の差動回路の出力信号との差をとるための第
   ３の差動回路を含む、請求項１ないし請求項３のいずれ
   かのドリフト検出補正回路。