JPH07294547A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH07294547A JPH07294547A JP9040094A JP9040094A JPH07294547A JP H07294547 A JPH07294547 A JP H07294547A JP 9040094 A JP9040094 A JP 9040094A JP 9040094 A JP9040094 A JP 9040094A JP H07294547 A JPH07294547 A JP H07294547A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フィルタコンデンサ両端を同電位に保つことに
より、電源電圧の変動の影響を回避した半導体加速度セ
ンサを提供する。 【構成】枠状部４，重錘部２を撓み梁部３で連結したシ
リコンチップ、および半導体歪みゲージブリッジ５から
なる加速度センシング部１と、ゲージブリッジ５に接続
されて加速度を検出する信号処理回路１１とを備えた半
導体加速度センサにおいて、信号処理回路１１がゲージ
ブリッジ５の出力側に接続された差動型非反転演算増幅
回路２１と、その出力側に接続された直列フィルタコン
デンサ３７を含む高域通過差動型反転演算増幅回路３１
と、その出力側に接続された差動型反転演算増幅回路４
１と、加速度センシング部１に作用する加速度が零のと
き電源電圧の変動に対して直列フィルタコンデンサ両端
のＡ点，Ｂ点の電位を同電位に保持する誤動作防止手段
としての抵抗分圧器５１および６１を備える。
より、電源電圧の変動の影響を回避した半導体加速度セ
ンサを提供する。 【構成】枠状部４，重錘部２を撓み梁部３で連結したシ
リコンチップ、および半導体歪みゲージブリッジ５から
なる加速度センシング部１と、ゲージブリッジ５に接続
されて加速度を検出する信号処理回路１１とを備えた半
導体加速度センサにおいて、信号処理回路１１がゲージ
ブリッジ５の出力側に接続された差動型非反転演算増幅
回路２１と、その出力側に接続された直列フィルタコン
デンサ３７を含む高域通過差動型反転演算増幅回路３１
と、その出力側に接続された差動型反転演算増幅回路４
１と、加速度センシング部１に作用する加速度が零のと
き電源電圧の変動に対して直列フィルタコンデンサ両端
のＡ点，Ｂ点の電位を同電位に保持する誤動作防止手段
としての抵抗分圧器５１および６１を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体分野における
マイクロマシニング技術の進歩により実用化が進みつつ
ある半導体加速度センサ、ことに自動車のエアバックシ
ステムやサスペンションのコントロールに使用される車
載用半導体加速度センサに関する。
マイクロマシニング技術の進歩により実用化が進みつつ
ある半導体加速度センサ、ことに自動車のエアバックシ
ステムやサスペンションのコントロールに使用される車
載用半導体加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の半導体加速度センサを模式
化して示す構成図であり、加速度センシング部１は、方
形の枠状部４とその内側に位置する方形の重錘部２とを
互いに対向する辺の中央部で４本の撓み梁部３により連
結したシリコンチップと、その撓み梁部３それぞれに拡
散により形成されて相互にブリッジ結線された半導体歪
みゲージ５（以下ゲージブリッジと略称する）とで構成
される。また、ゲージブリッジ５に接続されて加速度を
検出する信号処理回路１０は第１の増幅器６と、その出
力側に接続されたコンデンサ７Ｃおよび抵抗７Ｒで構成
されるハイパスフィルタ７と、さらにその出力側に接続
された第２の増幅器８とで構成される。
化して示す構成図であり、加速度センシング部１は、方
形の枠状部４とその内側に位置する方形の重錘部２とを
互いに対向する辺の中央部で４本の撓み梁部３により連
結したシリコンチップと、その撓み梁部３それぞれに拡
散により形成されて相互にブリッジ結線された半導体歪
みゲージ５（以下ゲージブリッジと略称する）とで構成
される。また、ゲージブリッジ５に接続されて加速度を
検出する信号処理回路１０は第１の増幅器６と、その出
力側に接続されたコンデンサ７Ｃおよび抵抗７Ｒで構成
されるハイパスフィルタ７と、さらにその出力側に接続
された第２の増幅器８とで構成される。
【０００３】このように構成された従来の半導体加速度
センサにおいて、例えば車両の衝突や路面の凹凸などに
よって車体やサスペンションに加わる大きな加速度は、
加速度センシング部１に微小断面積の４本ビームとして
形成される撓み梁部３で支持された重錘部２に加わり、
その加速度の方向に対応して複数の撓み梁部３が不均等
に撓むことになる。このとき、ゲージブリッジ５に電源
電圧Ｖccを印加しておくと、半導体歪みゲージのピエゾ
抵抗効果によりゲージブリッジ５に不平衡電圧（交流成
分）が発生し第１の増幅器６で増幅される。第１の増幅
器６の出力側（Ａ点）には不平衡電圧としての交流成分
に重畳して、ゲージブリッジ５のアンバランス成分や増
幅器のオフセット電圧などの直流成分が含まれるので、
ハイパスフィルタ７によって直流成分をカットしてＢ点
に得られる交流成分を第２の増幅器８で増幅し、出力電
圧Ｖout として例えばエアバックシステムやサスペンシ
ョンコントローラの駆動部に供給することにより、エア
バックシステムやサスペンションのコントロールを行う
ことができる。なお、第１の増幅器６の出力インピーダ
ンスを十分小さく，第２の増幅器８の入力インピーダン
スを十分大きくすることにより、増幅器とハイパスフィ
ルタ７が独立に動作して直流成分とその経時変化を除去
し、車体やサスペンションに加わる大きな加速度のみを
精度よく検出することができる。
センサにおいて、例えば車両の衝突や路面の凹凸などに
よって車体やサスペンションに加わる大きな加速度は、
加速度センシング部１に微小断面積の４本ビームとして
形成される撓み梁部３で支持された重錘部２に加わり、
その加速度の方向に対応して複数の撓み梁部３が不均等
に撓むことになる。このとき、ゲージブリッジ５に電源
電圧Ｖccを印加しておくと、半導体歪みゲージのピエゾ
抵抗効果によりゲージブリッジ５に不平衡電圧（交流成
分）が発生し第１の増幅器６で増幅される。第１の増幅
器６の出力側（Ａ点）には不平衡電圧としての交流成分
に重畳して、ゲージブリッジ５のアンバランス成分や増
幅器のオフセット電圧などの直流成分が含まれるので、
ハイパスフィルタ７によって直流成分をカットしてＢ点
に得られる交流成分を第２の増幅器８で増幅し、出力電
圧Ｖout として例えばエアバックシステムやサスペンシ
ョンコントローラの駆動部に供給することにより、エア
バックシステムやサスペンションのコントロールを行う
ことができる。なお、第１の増幅器６の出力インピーダ
ンスを十分小さく，第２の増幅器８の入力インピーダン
スを十分大きくすることにより、増幅器とハイパスフィ
ルタ７が独立に動作して直流成分とその経時変化を除去
し、車体やサスペンションに加わる大きな加速度のみを
精度よく検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来の半導体加速度センサにおいて、負荷の切り入れ
などによって電源電圧Ｖccがステップ状に変化すると、
ハイパスフィルタ７のコンデンサ７Ｃの両端Ａ点および
Ｂ点の電位が電源電圧Ｖccの変化に追従しようとするた
め、電源電圧が上昇，下降する瞬間にコンデンサに電流
が瞬時に流れ込み、その結果としてハイパスフィルタの
通過周波数成分を含む微分波形が交流成分として、あた
かも加速度が発生したかのように出力電圧Ｖout として
出力されるため、例えばエアバックシステムの誤動作を
招く危険性が高まるという問題点がある。
た従来の半導体加速度センサにおいて、負荷の切り入れ
などによって電源電圧Ｖccがステップ状に変化すると、
ハイパスフィルタ７のコンデンサ７Ｃの両端Ａ点および
Ｂ点の電位が電源電圧Ｖccの変化に追従しようとするた
め、電源電圧が上昇，下降する瞬間にコンデンサに電流
が瞬時に流れ込み、その結果としてハイパスフィルタの
通過周波数成分を含む微分波形が交流成分として、あた
かも加速度が発生したかのように出力電圧Ｖout として
出力されるため、例えばエアバックシステムの誤動作を
招く危険性が高まるという問題点がある。
【０００５】図３は従来の半導体加速度センサにおいて
電源電圧がステップ状に変化したときの出力電圧波形を
示す図であり、電源電圧Ｖccが時刻ｔ1 からｔ2 にかけ
てステップ状に変化した場合、コンデンサ７Ｃ両端にお
けるＡ点とＢ点の電位が互いに等しい（Ａ＝Ｂ）なる条
件では出力電圧Ｖｏutに変化は生じないが、Ａ＞Ｂなる
条件ではＶccの変化と同相に変化する微分波形の交流成
分電圧Ｖout が発生し、Ａ＜Ｂなる条件ではＶccの変化
と逆相に変化する微分波形の交流成分電圧Ｖout が発生
し、その変化幅ΔＶｏはＡ，Ｂ両点の電位差に比例す
る。
電源電圧がステップ状に変化したときの出力電圧波形を
示す図であり、電源電圧Ｖccが時刻ｔ1 からｔ2 にかけ
てステップ状に変化した場合、コンデンサ７Ｃ両端にお
けるＡ点とＢ点の電位が互いに等しい（Ａ＝Ｂ）なる条
件では出力電圧Ｖｏutに変化は生じないが、Ａ＞Ｂなる
条件ではＶccの変化と同相に変化する微分波形の交流成
分電圧Ｖout が発生し、Ａ＜Ｂなる条件ではＶccの変化
と逆相に変化する微分波形の交流成分電圧Ｖout が発生
し、その変化幅ΔＶｏはＡ，Ｂ両点の電位差に比例す
る。
【０００６】この発明の目的は、フィルタコンデンサ両
端を同電位に保つことにより、電源電圧の変動の影響を
回避した半導体加速度センサを提供することにある。
端を同電位に保つことにより、電源電圧の変動の影響を
回避した半導体加速度センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、方形の枠状部とその内側に位置
する方形の重錘部とを互いに対向する辺の中央部で撓み
梁部により連結してなるシリコンチップ、および前記撓
み梁部それぞれに形成されて相互にブリッジ結線された
半導体歪みゲージからなる加速度センシング部と、前記
ブリッジ結線された半導体歪みゲージに接続されて加速
度を検出する信号処理回路とを備えたものにおいて、信
号処理回路が前記ブリッジ結線された半導体歪みゲージ
の出力側に接続された差動型非反転演算増幅回路と、そ
の出力側に接続された直列フィルタコンデンサを含む高
域通過差動型反転演算増幅回路と、その出力側に接続さ
れた差動型反転演算増幅回路と、前記加速度センシング
部に作用する加速度が零のとき電源電圧の変動に対して
前記直列フィルタコンデンサ両端の電位を同電位に保持
する誤動作防止手段とを備えてなるものとする。
に、この発明によれば、方形の枠状部とその内側に位置
する方形の重錘部とを互いに対向する辺の中央部で撓み
梁部により連結してなるシリコンチップ、および前記撓
み梁部それぞれに形成されて相互にブリッジ結線された
半導体歪みゲージからなる加速度センシング部と、前記
ブリッジ結線された半導体歪みゲージに接続されて加速
度を検出する信号処理回路とを備えたものにおいて、信
号処理回路が前記ブリッジ結線された半導体歪みゲージ
の出力側に接続された差動型非反転演算増幅回路と、そ
の出力側に接続された直列フィルタコンデンサを含む高
域通過差動型反転演算増幅回路と、その出力側に接続さ
れた差動型反転演算増幅回路と、前記加速度センシング
部に作用する加速度が零のとき電源電圧の変動に対して
前記直列フィルタコンデンサ両端の電位を同電位に保持
する誤動作防止手段とを備えてなるものとする。
【０００８】電源電圧の１／２の電圧を差動型非反転演
算増幅回路の反転入力側に印加する抵抗分圧器を誤動作
防止手段が含むものであると良い。電源電圧の１／２の
電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路および差動型反
転演算増幅回路の非反転入力側に印加する抵抗分圧器を
誤動作防止手段が含むものであると良い。
算増幅回路の反転入力側に印加する抵抗分圧器を誤動作
防止手段が含むものであると良い。電源電圧の１／２の
電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路および差動型反
転演算増幅回路の非反転入力側に印加する抵抗分圧器を
誤動作防止手段が含むものであると良い。
【０００９】
【作用】この発明において、信号処理回路をブリッジ結
線された半導体歪みゲージの出力側に接続された差動型
非反転演算増幅回路と、その出力側に接続された直列フ
ィルタコンデンサを含む高域通過差動型反転演算増幅回
路と、その出力側に接続された差動型反転演算増幅回路
と、加速度センシング部に作用する加速度が零のとき電
源電圧の変動に対して直列フィルタコンデンサ両端の電
位を同電位に保持する誤動作防止手段とで構成したこと
により、各差動型演算増幅回路の一方の入力端子の電位
を誤動作防止手段によって同電位に保持することによ
り、直列フィルタコンデンサ両端の電位を同電位に保持
できるので、電源電圧の変動の影響を回避する機能が得
られるとともに、この固定電位を基準電位としてゲージ
ブリッジの不平衡電圧を差動増幅することにより、加速
度センシング部に加わる加速度を精度よく検出する機能
が得られる。
線された半導体歪みゲージの出力側に接続された差動型
非反転演算増幅回路と、その出力側に接続された直列フ
ィルタコンデンサを含む高域通過差動型反転演算増幅回
路と、その出力側に接続された差動型反転演算増幅回路
と、加速度センシング部に作用する加速度が零のとき電
源電圧の変動に対して直列フィルタコンデンサ両端の電
位を同電位に保持する誤動作防止手段とで構成したこと
により、各差動型演算増幅回路の一方の入力端子の電位
を誤動作防止手段によって同電位に保持することによ
り、直列フィルタコンデンサ両端の電位を同電位に保持
できるので、電源電圧の変動の影響を回避する機能が得
られるとともに、この固定電位を基準電位としてゲージ
ブリッジの不平衡電圧を差動増幅することにより、加速
度センシング部に加わる加速度を精度よく検出する機能
が得られる。
【００１０】また、誤動作防止手段が、電源電圧の１／
２の電圧を差動型非反転演算増幅回路の反転入力側に印
加する抵抗分圧器を含むよう構成すれば、ゲージブリッ
ジ５を構成する４個の半導体歪みゲージのピエゾ抵抗値
を加速度が零の定常時に互いに等しく保持した状態で、
直列フィルタコンデンサ入力端の平均電位を電源電圧の
１／２の電圧に容易に保持する機能が得られる。
２の電圧を差動型非反転演算増幅回路の反転入力側に印
加する抵抗分圧器を含むよう構成すれば、ゲージブリッ
ジ５を構成する４個の半導体歪みゲージのピエゾ抵抗値
を加速度が零の定常時に互いに等しく保持した状態で、
直列フィルタコンデンサ入力端の平均電位を電源電圧の
１／２の電圧に容易に保持する機能が得られる。
【００１１】さらに、誤動作防止手段が、電源電圧の１
／２の電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路および差
動型反転演算増幅回路の非反転入力側に印加する抵抗分
圧器を含むよう構成すれば、直列フィルタコンデンサ出
力端の平均電位を電源電圧の１／２の電圧に容易に保持
する機能が得られる。
／２の電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路および差
動型反転演算増幅回路の非反転入力側に印加する抵抗分
圧器を含むよう構成すれば、直列フィルタコンデンサ出
力端の平均電位を電源電圧の１／２の電圧に容易に保持
する機能が得られる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例になる半導体加速度センサ
を模式化して示す接続図であり、従来技術と同じ構成部
分には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を
省略する。図において、加速度センシング部１の出力側
に接続された信号処理回路１１は、差動型非反転演算増
幅回路２１，高域通過差動型反転演算増幅回路３１，お
よび差動型反転演算増幅回路４１の直列回路と、電源電
圧Ｖccの１／２の電圧を差動型非反転演算増幅回路２１
を構成する非反転演算増幅器ＯＰ1 の反転入力側（−）
に印加する抵抗分圧器５１，および電源電圧Ｖccの１／
２の電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路３１の反転
演算増幅器ＯＰ2 ，ならびに差動型反転演算増幅回路４
１の反転演算増幅器ＯＰ3 それぞれの非反転入力側
（＋）に印加する抵抗分圧器６１とからなる誤動作防止
手段とで構成される。
る。図１はこの発明の実施例になる半導体加速度センサ
を模式化して示す接続図であり、従来技術と同じ構成部
分には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を
省略する。図において、加速度センシング部１の出力側
に接続された信号処理回路１１は、差動型非反転演算増
幅回路２１，高域通過差動型反転演算増幅回路３１，お
よび差動型反転演算増幅回路４１の直列回路と、電源電
圧Ｖccの１／２の電圧を差動型非反転演算増幅回路２１
を構成する非反転演算増幅器ＯＰ1 の反転入力側（−）
に印加する抵抗分圧器５１，および電源電圧Ｖccの１／
２の電圧を高域通過差動型反転演算増幅回路３１の反転
演算増幅器ＯＰ2 ，ならびに差動型反転演算増幅回路４
１の反転演算増幅器ＯＰ3 それぞれの非反転入力側
（＋）に印加する抵抗分圧器６１とからなる誤動作防止
手段とで構成される。
【００１３】すなわち、差動型非反転演算増幅回路２１
は非反転演算増幅器ＯＰ1 と抵抗Ｒ 22，Ｒ23を備え、抵
抗Ｒ52，Ｒ53で構成される抵抗分圧器５１によってＯＰ
1 の反転入力側（−）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧が
印加されることにより、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を
基準電圧として動作する差動型非反転演算増幅回路２１
が形成される。また、高域通過差動型反転演算増幅回路
３１は、反転演算増幅器ＯＰ2 の入力抵抗Ｒ32, および
帰還抵抗Ｒ33がフィルタコンデンサ３７を含むハイパス
フィルタのフィルタ抵抗を兼ねるとともに、抵抗Ｒ62Ｒ
63で構成される抵抗分圧器６１により調整抵抗Ｒ34を介
して反転演算増幅器ＯＰ2 の非反転入力側（＋）に電源
電圧Ｖccの１／２の電圧が印加されることにより、電源
電圧Ｖccの１／２の電圧を基準電圧として動作する高域
通過差動型反転演算増幅回路３１が形成される。さら
に、差動型反転演算増幅回路４１は反転演算増幅器ＯＰ
3 と、入力抵抗Ｒ42, および帰還抵抗Ｒ43を備え、抵抗
分圧器６１により反転演算増幅器ＯＰ3 の非反転入力側
（＋）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧が印加されること
により、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を基準電圧として
動作する差動型反転演算増幅回路４１が形成される。
は非反転演算増幅器ＯＰ1 と抵抗Ｒ 22，Ｒ23を備え、抵
抗Ｒ52，Ｒ53で構成される抵抗分圧器５１によってＯＰ
1 の反転入力側（−）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧が
印加されることにより、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を
基準電圧として動作する差動型非反転演算増幅回路２１
が形成される。また、高域通過差動型反転演算増幅回路
３１は、反転演算増幅器ＯＰ2 の入力抵抗Ｒ32, および
帰還抵抗Ｒ33がフィルタコンデンサ３７を含むハイパス
フィルタのフィルタ抵抗を兼ねるとともに、抵抗Ｒ62Ｒ
63で構成される抵抗分圧器６１により調整抵抗Ｒ34を介
して反転演算増幅器ＯＰ2 の非反転入力側（＋）に電源
電圧Ｖccの１／２の電圧が印加されることにより、電源
電圧Ｖccの１／２の電圧を基準電圧として動作する高域
通過差動型反転演算増幅回路３１が形成される。さら
に、差動型反転演算増幅回路４１は反転演算増幅器ＯＰ
3 と、入力抵抗Ｒ42, および帰還抵抗Ｒ43を備え、抵抗
分圧器６１により反転演算増幅器ＯＰ3 の非反転入力側
（＋）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧が印加されること
により、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を基準電圧として
動作する差動型反転演算増幅回路４１が形成される。
【００１４】このように構成された実施例になる半導体
加速度センサにおいて、ゲージブリッジ５を構成する４
個の半導体歪みゲージのピエゾ抵抗値を加速度が零の定
常時に互いに等しくなるよう設計するとともに、抵抗分
圧器５１の抵抗Ｒ52，Ｒ53の値を等しくしてＯＰ1 の反
転入力側（−）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧を印加す
れば、ＯＰ1 出力電圧の平均値はＶcc／２となり、フィ
ルタコンデンサ３７の入力側Ａ点の平均電位を電源電圧
Ｖccの変化に追従して常にＶcc／２に保持することがで
きる。また、高域通過差動型反転演算増幅回路３１およ
び差動型反転演算増幅回路４１についても同様に、抵抗
分圧器６１の抵抗Ｒ62Ｒ63の抵抗値を等しくして反転演
算増幅器ＯＰ2 およびＯＰ3 それぞれの非反転入力側
（＋）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧を印加するよう構
成すれば、フィルタコンデンサ３７出力側のＢ点の平均
電位を電源電圧Ｖccの変化に追従してＶcc／２に保持す
ることができる。その結果として、フィルタコンデンサ
３７両端のＡ点およびＢ点の電位は互いに等しくなり、
図３について既に説明したようにＡ＝Ｂなる条件が保持
されることになり、電源電圧がステップ状に変化したと
き、その影響を回避して出力電圧Ｖout をほぼ零に保
ち、例えばエアバックシステムの誤動作を防止する効果
が得られる。
加速度センサにおいて、ゲージブリッジ５を構成する４
個の半導体歪みゲージのピエゾ抵抗値を加速度が零の定
常時に互いに等しくなるよう設計するとともに、抵抗分
圧器５１の抵抗Ｒ52，Ｒ53の値を等しくしてＯＰ1 の反
転入力側（−）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧を印加す
れば、ＯＰ1 出力電圧の平均値はＶcc／２となり、フィ
ルタコンデンサ３７の入力側Ａ点の平均電位を電源電圧
Ｖccの変化に追従して常にＶcc／２に保持することがで
きる。また、高域通過差動型反転演算増幅回路３１およ
び差動型反転演算増幅回路４１についても同様に、抵抗
分圧器６１の抵抗Ｒ62Ｒ63の抵抗値を等しくして反転演
算増幅器ＯＰ2 およびＯＰ3 それぞれの非反転入力側
（＋）に電源電圧Ｖccの１／２の電圧を印加するよう構
成すれば、フィルタコンデンサ３７出力側のＢ点の平均
電位を電源電圧Ｖccの変化に追従してＶcc／２に保持す
ることができる。その結果として、フィルタコンデンサ
３７両端のＡ点およびＢ点の電位は互いに等しくなり、
図３について既に説明したようにＡ＝Ｂなる条件が保持
されることになり、電源電圧がステップ状に変化したと
き、その影響を回避して出力電圧Ｖout をほぼ零に保
ち、例えばエアバックシステムの誤動作を防止する効果
が得られる。
【００１５】さらに、差動型非反転演算増幅回路２１の
抵抗Ｒ22，Ｒ23を調整してＡ点の電位を電源電圧Ｖccの
１／２の電位に合わせ込むようにすれば、ゲージブリッ
ジ５の不平衡およびＯＰ1 のオフセットの影響を排除で
きるので、加速度センシング部１に加速度が作用するこ
とによってゲージブリッジ５に発生する不平衡電圧のみ
を差動増幅し、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を平均電圧
とする交流出力電圧Ｖout を得ることができる。
抵抗Ｒ22，Ｒ23を調整してＡ点の電位を電源電圧Ｖccの
１／２の電位に合わせ込むようにすれば、ゲージブリッ
ジ５の不平衡およびＯＰ1 のオフセットの影響を排除で
きるので、加速度センシング部１に加速度が作用するこ
とによってゲージブリッジ５に発生する不平衡電圧のみ
を差動増幅し、電源電圧Ｖccの１／２の電圧を平均電圧
とする交流出力電圧Ｖout を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は前述のように、半導体加速度
センサの信号処理回路を差動型非反転演算増幅回路，高
域通過差動型反転演算増幅回路，および差動型反転演算
増幅回路の直列回路として構成し、かつ，例えば抵抗分
圧器で構成される誤動作防止回路によって各演算増幅回
路の入力端の一方の電位を電源電圧の１／２に保持する
よう構成した。その結果、高域通過差動型反転演算増幅
回路の直列フィルタコンデンサ両端の平均電位を同等に
保持することが可能となり、従来の技術において電源電
圧がステップ状に変化したとき、あたかもセンシング部
に加速度が加わったかのような微分波形からなる交流電
圧が半導体速度センサの出力側に発生し、これが原因で
例えばエアバックシステムが誤動作するなどの問題点を
回避できるとともに、ゲージブリッジや信号処理回路の
オフセット電圧の影響を排除できるので、加速度の発生
を誤りなく検出して外部装置の制御電圧を発する信頼性
の高い半導体加速度センサを提供することができる。
センサの信号処理回路を差動型非反転演算増幅回路，高
域通過差動型反転演算増幅回路，および差動型反転演算
増幅回路の直列回路として構成し、かつ，例えば抵抗分
圧器で構成される誤動作防止回路によって各演算増幅回
路の入力端の一方の電位を電源電圧の１／２に保持する
よう構成した。その結果、高域通過差動型反転演算増幅
回路の直列フィルタコンデンサ両端の平均電位を同等に
保持することが可能となり、従来の技術において電源電
圧がステップ状に変化したとき、あたかもセンシング部
に加速度が加わったかのような微分波形からなる交流電
圧が半導体速度センサの出力側に発生し、これが原因で
例えばエアバックシステムが誤動作するなどの問題点を
回避できるとともに、ゲージブリッジや信号処理回路の
オフセット電圧の影響を排除できるので、加速度の発生
を誤りなく検出して外部装置の制御電圧を発する信頼性
の高い半導体加速度センサを提供することができる。
【図１】この発明の実施例になる半導体加速度センサを
模式化して示す接続図
模式化して示す接続図
【図２】従来の半導体加速度センサを模式化して示す構
成図
成図
【図３】従来の半導体加速度センサにおいて電源電圧が
ステップ状に変化したときの出力電圧波形を示す図
ステップ状に変化したときの出力電圧波形を示す図
１ 加速度センシング部 ２ 重錘部 ３ 撓み梁部 ４ 枠状部 ５ 半導体歪みゲージ（ゲージブリッジ） ６ 第１の増幅器 ７ ハイパスフィルタ ８ 第２の増幅器 １０ 信号処理回路 １１ 信号処理回路 ２１ 差動型非反転演算増幅回路 ３１ 高域通過差動型反転演算増幅回路 ３７ フィルタコンデンサ ４１ 差動型反転演算増幅回路 ５１ 誤動作防止手段（抵抗分圧器） ６１ 誤動作防止手段（抵抗分圧器） Ｖcc 電源電圧 Ｖout 出力電圧 Ａ フィルタコンデンサの入力側（電位） Ｂ フィルタコンデンサの出力側（電位）
Claims (3)
- 【請求項１】 方形の枠状部とその内側に位置する方形
の重錘部とを互いに対向する辺の中央部で撓み梁部によ
り連結してなるシリコンチップ、および前記撓み梁部そ
れぞれに形成されて相互にブリッジ結線された半導体歪
みゲージからなる加速度センシング部と、前記ブリッジ
結線された半導体歪みゲージに接続されて加速度を検出
する信号処理回路とを備えたものにおいて、信号処理回
路が前記ブリッジ結線された半導体歪みゲージの出力側
に接続された差動型非反転演算増幅回路と、その出力側
に接続された直列フィルタコンデンサを含む高域通過差
動型反転演算増幅回路と、その出力側に接続された差動
型反転演算増幅回路と、前記加速度センシング部に作用
する加速度が零のとき電源電圧の変動に対して前記直列
フィルタコンデンサ両端の電位を同電位に保持する誤動
作防止手段とを備えてなることを特徴とする半導体加速
度センサ。 - 【請求項２】電源電圧の１／２の電圧を差動型非反転演
算増幅回路の反転入力側に印加する抵抗分圧器を誤動作
防止手段が含むことを特徴とする請求項１記載の半導体
加速度センサ。 - 【請求項３】電源電圧の１／２の電圧を高域通過差動型
反転演算増幅回路および差動型反転演算増幅回路の非反
転入力側に印加する抵抗分圧器を誤動作防止手段が含む
ことを特徴とする請求項１記載の半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040094A JPH07294547A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040094A JPH07294547A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294547A true JPH07294547A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13997543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9040094A Pending JPH07294547A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294547A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103245366A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种振动信号微分电路 |
| JP2019133886A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | 筐体兼用スイッチ及び入力装置 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP9040094A patent/JPH07294547A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103245366A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种振动信号微分电路 |
| JP2019133886A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | 筐体兼用スイッチ及び入力装置 |
| WO2019150960A1 (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | 筐体兼用スイッチ及び入力装置 |
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