KR101030602B1

KR101030602B1 - 전자기기

Info

Publication number: KR101030602B1
Application number: KR1020107029535A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 구로다
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2011-04-20

Abstract

본 발명의 전자기기는, 주파수 가변 회로와, 필터와, 출력 전압 판정 회로를 구비한다. 주파수 가변 회로는 AD 변환기의 샘플링 주파수를 변화시킨다. 필터는AD 변환기의 출력 신호의 통과 대역을 제한한다. 출력 전압 판정 회로는 필터를 통과한 AD 변환기의 출력 신호에 있어서의 노이즈 레벨을 판정한다. AD 변환기의 샘플링 주파수를 필터에 있어서의 통과 대역 외까지 변화시킴으로써, AD 변환기의 양자화 노이즈 레벨을 변화시키고, 당해 양자화 노이즈 레벨의 적분치가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 출력 전압 판정 회로에서 판정함으로써 자기 진단을 행한다.

Description

전자기기{ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 자동차, 항공기, 선박, 로보트, 디지털 카메라, 카 네비게이션, 센서 등의, 각종 전자기기에 관한 것이다.

도 6은 종래의 전자기기를 나타낸 전기 회로도이다. 이런 종류의 전자기기는, 검출 소자(1)와, 픽업 회로(2)와, AD 변환기(3)와, 주파수 공급 회로(4)와, 출력 전압 판정 회로(7)와, 진단 신호 공급 회로(8)를 가진다. 픽업 회로(2)는, 검출 소자(1)가 검출하는 물리 정보를 신호로서 검출한다. AD 변환기(3)는, 픽업 회로(2)에 의해 검출된 신호를 AD 변환한다. 주파수 공급 회로(4)는, AD 변환기(3)의 샘플링 주파수를 결정한다. 출력 전압 판정 회로(7)는, AD 변환기(3)의 출력 신호에 있어서의 출력 전압의 크기를 판정한다. 진단 신호 공급 회로(8)는, AD 변환기(3)에 고장 진단용의 아날로그 신호를 입력한다. 출력 전압 판정 회로(7)가, 아날로그 신호 입력시에 있어서의 AD 변환기(3)의 출력 신호가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 판정함으로써, 자기 진단을 행한다. 또한, 이 출원에 관한 선행 기술 문헌 정보로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1이 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허 공개 2008－157719호 공보

이러한 종래의 전자기기에서는, 회로의 소형화가 어려운 것이 문제가 된다.

즉, 종래의 구성에 있어서는, 자기 진단을 행하기 위해서 일부러 고장 진단용의 아날로그 신호를 입력하는 진단 신호 공급 회로(8)를 설치할 필요가 있다. 이 때문에, 회로의 소형화가 어렵다.

본 발명은, 자기 진단 기능을 가지는 회로의 소형화를 실현하는 전자기기이다.

본 발명의 전자기기는, AD 변환기의 샘플링 주파수를 변화시키는 주파수 가변 회로와, AD 변환기의 출력 신호의 통과 대역을 제한하는 필터와, 이 필터를 통과한 AD 변환기의 출력 신호에 있어서의 노이즈 레벨의 적분치를 산출하는 출력 전압 판정 회로를 가진다. 그리고, AD 변환기의 샘플링 주파수를 필터에 있어서의 통과 대역 외까지 변화시킴으로써, AD 변환기의 양자화 노이즈 레벨을 변화시킨다. 그리고, 양자화 노이즈 레벨의 적분치가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 출력 전압 판정 회로에 있어서 판정함으로써 자기 진단을 행한다.

이러한 구성으로 함으로써, 일부러 고장 진단용의 아날로그 신호를 입력하는 진단 신호 공급 회로를 설치하지 않고 자기 진단기능을 보유하는 회로를 실현할 수 있다. 이 때문에, 회로의 소형화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기를 나타낸 전기 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기의 다른 실시예를 나타낸 전기 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1의 전자기기에 있어서의 필터 회로를 나타낸 전기 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기의 AD 변환기에 있어서의 샘플링 주파수와 양자화 노이즈의 관계도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기의 필터 통과 후에 있어서의 샘플링 주파수와 양자화 노이즈의 관계도이다.
도 6은 종래의 전자기기를 나타낸 전기 회로도이다.

(실시형태 1)

이하, 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기를 나타낸 전기 회로도이다. 본 실시형태에 있어서의 전자기기는, 검출 소자(11)와, 픽업 회로(12)와, AD 변환기(13)와, 주파수 가변 회로(15)와, 필터(16)와, 출력 전압 판정 회로(17)를 포함한다.

픽업 회로(12)는, 검출 소자(11)가 검출하는 물리 정보를 신호로서 검출한다. AD 변환기(13)는, 픽업 회로(12)에 의해 검출된 신호를 AD 변환한다. 주파수 가변 회로(15)는, AD 변환기(13)의 샘플링 주파수를 변화시킨다. 필터(16)는, AD 변환기(13)의 출력 신호의 통과 대역을 제한한다. 출력 전압 판정 회로(17)는, 필터(16)를 통과한 AD 변환기(13)의 출력 신호에 있어서의 노이즈 레벨의 적분치를 산출한다.

그리고, AD 변환기(13)의 샘플링 주파수를 필터(16)에 있어서의 통과 대역 외까지 변화시킴으로써, AD 변환기(13)의 양자화 노이즈 레벨을 변화시킨다. 그리고, 양자화 노이즈 레벨의 적분치가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 상기 출력 전압 판정 회로(17)에 있어서 판정함으로써 자기 진단을 행한다.

이러한 구성에 의해, 일부러 고장 진단용의 아날로그 신호를 입력하는 진단신호 공급 회로를 설치하지 않고 자기 진단 기능을 보유하는 회로를 실현할 수 있다. 그 결과로서, 회로의 소형화를 실현할 수 있다.

이하, 보다 구체적으로 본 실시형태의 구성에 대해서 설명한다.

도 2는 전자기기의 일례로서, 각속도 센서에 있어서의 실시형태에 대해서 설명한 전기 회로도이다. 각속도 센서는 검출 소자(21)와, 모니터 회로(41)와, 진동 제어 회로(42)와, 구동 회로(43)를 적어도 가지고 있다. 검출 소자(21)는 구동 회로(43)로부터 출력되는 구동 신호에 의해 진동한다. 모니터 회로(41)는, 검출 소자(21)로부터의 진동 진폭에 따른 모니터 신호를 검출하여 증폭한다. 진동 제어 회로(42)는, 모니터 회로(41)에 의해 증폭된 모니터 신호가 입력됨과 더불어, 이 모니터 신호의 진폭을 일정하게 함으로써 검출 소자(21)의 구동 진폭을 일정하게 한다. 구동 회로(43)는, 상기 진동 제어 회로(42)에 의해 진폭이 일정하게 된 모니터 신호가 입력되고, 구동 신호를 출력한다.

또, 검출 소자(21)에 있어서 검출된 각속도는 신호로서 픽업 회로(22)에 검출된다. 픽업 회로(22)의 출력 신호는 AD 변환기(23)에 입력되고, 디지털 신호로 AD 변환된다. AD 변환기(23)의 출력 신호는 필터(26)에 입력된다. 필터(26)의 출력 신호는 출력 전압 판정 회로(27)에 입력된다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1의 전자기기에 있어서의 필터 회로(26)의 일 실시예를 나타낸 전기 회로도이다. 우선, AD 변환기(23)의 출력 신호가, 증폭도 α인 제1의 증폭기(51), 및 지연 시간 T인 지연기(52)에 입력된다. 다음에, 지연기(52)로부터의 출력 신호가 증폭도 β인 제2의 증폭기(53)에 입력된다. 그리고, 제1의 증폭기(51), 및 제2의 증폭기(53)의 출력이, 가산기(54)에 의해 가산되어, 출력된다. 본 실시형태에 있어서의 필터(26)는 로 패스 필터이다.

또한, 이 필터(26)로서는, 로 패스 필터 이외에 밴드 패스 필터나 하이 패스 필터 등을 이용하는 것도 가능하다. 그러나, 후술하는 양자화 노이즈 레벨의 적분치의 변화를 출력 전압 판정 회로(27)에 있어서 보다 고정밀도로 검출하는 것을 고려하면, 로 패스 필터를 이용하는 것이 바람직하다.

AD 변환기(23)에 있어서의 AD 변환은 주파수 가변 회로(25)로부터 공급되는 샘플링 주파수 fs에 의거해 행해진다. 이때, AD 변환의 샘플링 주파수 fs의 크기에 따른 양자화 오차가 발생하고, 양자화 노이즈가 발생한다.

도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기의 AD 변환기에 있어서의 샘플링 주파수와 양자화 노이즈의 관계도이다. 양자화 노이즈의 주파수 스펙트럼은, 샘플링 주파수 fs의 크기에 의해 변화한다. 예를 들면 샘플링 주파수가 2배가 되면, 양자화 노이즈의 주파수 대역은 2배가 되고, 양자화 노이즈 레벨은 1/2배가 된다.

도 5는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자기기의 필터 통과 후에 있어서의 샘플링 주파수와 양자화 노이즈의 관계도이다. 도 2에 나타낸 주파수 가변 회로(25)에 의해, AD 변환기(23)의 샘플링 주파수 fs를 필터(26)에 있어서의 통과 대역 외까지 변화시킨다. 그렇게 함으로써, 도 5에 나타낸 바와 같이, 필터(26)의 출력에 있어서의 통과 대역 내의 양자화 노이즈 레벨의 적분치는 저하한다. 즉, 주파수 가변 회로(25)에 의해 샘플링 주파수 fs를 변화시킴으로써, 출력 전압 판정 회로(27)에 입력되는 양자화 노이즈 레벨의 적분치를 변화시키는 것이 가능해진다.

AD 변환기(23)보다 후단의 신호 경로에 단선이나 고착 등의 고장이 있던 경우에는, 샘플링 주파수 fs를 변화시켰다고 해도, 출력 전압 판정 회로(27)에 입력되는 양자화 노이즈 레벨의 적분치는 변화하지 않는다. 이 때문에, 출력 전압 판정 회로(27)에 의해 이 양자화 노이즈 레벨의 적분치를 산출함으로써, 고장의 판정이 가능해진다.

이러한 구성에 의해, 일부러 고장 진단용의 아날로그 신호를 입력하는 진단 신호 공급 회로를 설치하지 않고 자기 진단 기능을 보유하는 회로를 실현할 수 있다. 그 결과로서, 회로의 소형화를 실현할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시형태에 있어서 각속도 센서를 예로 들어 설명했는데, 그 외의 가속도 센서 등 , 샘플링 주파수 가변의 AD 변환기(23)을 가지는 전자기기이면 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명의 전자기기는, 회로의 소형화를 실현할 수 있는 효과를 가지고, 자동차, 항공기, 선박, 로보트, 디지털 카메라, 카 내비게이션, 센서 등의, 각종 전자기기에 있어서 유용하다.

1 : 검출 소자
2 : 픽업 회로
3 : AD 변환기
4 : 주파수 공급 회로
7 : 출력 전압 판정 회로
11 : 검출 소자
12 : 픽업 회로
13 : AD 변환기
15 : 주파수 가변 회로
16 : 필터
17 : 출력 전압 판정 회로
21 : 검출 소자
22 : 픽업 회로
23 : AD 변환기
25 : 주파수 가변 회로
26 : 필터
27 : 출력 전압 판정 회로
41 : 모니터 회로
42 : 진동 제어 회로
43 : 구동 회로
51 : 제1의 증폭기
52 : 지연기
53 : 제2의 증폭기
54 : 가산기

Claims

검출 소자와,
상기 검출 소자가 검출하는 물리 정보를 신호로서 검출하는 픽업 회로와,
상기 픽업 회로에 의해 검출된 신호를 AD 변환하는 AD 변환기와,
상기 AD 변환기의 샘플링 주파수를 변화시키는 주파수 가변 회로와,
상기 AD 변환기의 출력 신호의 통과 대역을 제한하는 필터와,
상기 필터를 통과한 상기 AD 변환기의 출력 신호에 있어서의 노이즈 레벨의 적분치를 산출하는 출력 전압 판정 회로를 구비하고,
상기 AD 변환기의 샘플링 주파수를 상기 필터에 있어서의 통과 대역 외까지 변화시킴으로써, 상기 AD 변환기의 양자화 노이즈 레벨을 변화시키고, 상기 양자화 노이즈 레벨의 적분치가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 상기 출력 전압 판정 회로에서 판정함으로써 자기 진단을 행하는 전자기기.
청구항 1에 있어서,
상기 검출 소자가 검출하는 물리 정보가, 상기 검출 소자에 인가된 각속도인, 전자기기.
청구항 1에 있어서,
상기 필터가 로 패스 필터인, 전자기기.
청구항 3에 있어서,
상기 필터가,
상기 AD 변환기의 출력 신호가 입력되는 제1의 증폭기와,
상기 AD 변환기의 출력 신호가 입력되는 지연기와,
상기 지연기로부터의 출력 신호가 입력되는 제2의 증폭기와,
상기 제1, 제2의 증폭기의 출력 신호를 가산하여 출력하는 가산기를 구비하는 구성인 전자기기.