KR101462772B1 - 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법 - Google Patents

직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로는, 자이로스코프 센서로부터의 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전압 변환기와, 전압 변환기의 출력신호에 포함된 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하는 신호크기 검출기와, 신호크기 검출기로부터의 출력신호와 전압 변환기로부터의 출력신호를 바탕으로 전압 변환기의 출력신호와 동일한 위상을 갖고, 신호크기 검출기에 의해 측정된 신호와 동일한 크기를 갖는 신호를 생성하는 직각 위상 에러 제거기를 포함한다.

Description

직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법{Self-oscillation circuit having means for eliminating quadrature error and method for eliminating quadrature error using the circuit}
본 발명은 직각 위상 에러(quadrature error) 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법에 관한 것으로서, 특히 자이로스코프 센서의 비대칭 형상에 의한 부정합(mismatch)에 따른 직각 위상 에러 신호를 제거함으로써 신호의 포화를 방지하고, 잡음을 제거할 수 있는 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법에 관한 것이다.
자이로스코프는 진동하는 물체의 코리올리력(Coriolis Force)을 이용해서 각속도를 측정하는 장치이다. 코리올리력은 다음과 같은 수식 관계를 갖는다.
Figure 112013031904241-pat00001
여기서, F는 코리올리력, m은 질량, V는 속도, Ω는 각속도를 각각 나타낸다.
각속도 Ω는 Ω= F/2mV로 표현되며, 물체에 일정한 속도 V를 줄 때, F를 측정함으로써 Ω를 구할 수 있다.　물체가 일정한 속도 V를 얻기 위해서 진동형 자이로스코프에서는 자가발진(self-oscillation)하는 피드백 시스템(feedback system)을 사용한다. 피드백 루프의 위상이 180도가 되고, 개회로 이득(open loop gain)이 1보다 큰 조건에서 자가 발진이 일어나게 된다. 공진 주파수의 구동 신호를 자이로스코프 센서에 인가하면 센서의 출력 위상은 90도 천이(shift)되어 출력된다. 그러므로 자이로스코프 센서가 자가 발진을 하기 위해서 위상 시프터(phase shifter)를 이용하여 위상을 90도 지연시키면, 총 180도의 위상 천이가 발생하게 되며, 이에 따라 자이로스코프 센서는 자가 발진하게 된다.
자이로스코프 센서로부터 출력된 신호의 처리 과정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 자이로스코프 센서(101)에서 출력된 신호를 전치증폭기(102)에 의해 증폭한 후, 복조기(103)에 의해 복조하여 저역 통과 필터(low pass filter)(104)에 의해 고주파 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 신호(아날로그 신호)를 아날로그/디지털 변환기(105)에 의해 디지털 데이터로 변환하는 과정을 거치게 된다.
이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 자이로스코프 센서(101)의 비대칭 형상에 의한 부정합(mismatch)에 따른 직각 위상 에러(quadrature error)가 발생한다. 자이로스코프 센서가 정상적으로 동작할 경우에는 직각 위상 에러는 복조화되는 과정에서 제거된다.
그러나, 이러한 직각 위상 에러가 클 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 신호를 포화시켜 신호의 검출이 어려워지는 경우가 있다. 또한, 이러한 직각 위상 에러는 시스템에 잡음(예컨대, jitter)을 유발하여 정확한 신호 검출을 방해한다.
한국 공개특허공보 공개번호 10-2006-0132686 일본 공개특허공보 특개2008-241330
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 자이로스코프 센서의 비대칭 형상에 의한 부정합(mismatch)에 따른 직각 위상 에러(quadrature error) 신호를 자이로스코프 센서의 출력신호로부터 제거하여 시스템에서 발생할 수 있는 신호의 포화를 막고, 직각 위상 에러에 의한 잡음을 제거할 수 있는 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로 및 그를 이용한 직각 위상 에러 제거방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로는,
구동 신호를 입력받아 전류 신호를 출력하는 자이로스코프 센서;
상기 자이로스코프 센서를 구동시키기 위한 신호를 출력하는 센서 드라이버;
상기 자이로스코프 센서로부터의 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전압 변환기;
상기 전압 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하는 신호크기 검출기;
상기 신호크기 검출기로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기로부터의 출력신호를 바탕으로 상기 전압 변환기의 출력신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기에 의해 측정된 신호의 크기와 동일한 크기를 갖는 신호를 생성하는 직각 위상 에러 제거기;
상기 전압 변환기로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력하는 감산기;
상기 전압 변환기로부터의 출력신호의 위상을 변환하는 위상 변환기; 및
상기 위상 변환기로부터의 출력신호와 상기 감산기로부터의 출력신호를 바탕으로 상기 자이로스코프 센서로부터 출력된 원래의 신호로 복조하는 복조기를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 전압 변환기는 상기 자이로스코프 센서의 출력신호를 검출하는 신호 검출부와, 상기 자이로스코프 센서의 출력신호를 모니터링하여 자이로스코프 센서의 정상 진동을 위한 신호를 출력하는 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 복조기의 후단에는 복조기의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하기 위한 고주파 잡음 제거 필터가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 위상 변환기로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버로 제공하는 자동 이득 제어기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 자이로스코프 센서에서 발생하는 직각 위상 에러의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서를 동작시키기 전에 상기 신호크기 검출기에 의해 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 저장하기 위한 메모리가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거방법은,
직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로를 이용한 직각 위상 에러 제거방법으로서,
센서 드라이버에 의해 자이로스코프 센서를 구동시키는 단계;
상기 센서 드라이버로부터의 구동신호를 상기 자이로스코프 센서에 의해 입력받아 공진하여 전류 신호를 출력하는 단계;
상기 자이로스코프 센서로부터의 전류 신호를 전압 변환기에 의해 전압 신호로 변환하는 단계;
상기 전압 변환기에 의해 변환된 전압 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 신호크기 검출기에 의해 측정하는 단계;
상기 신호크기 검출기로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기로부터의 출력신호를 바탕으로 직각 위상 에러 제거기에 의해 상기 전압 변환기의 출력신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기에 의해 측정된 신호의 크기와 동일한 크기를 갖는 신호를 생성하는 단계;
감산기에 의해 상기 전압 변환기로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력하는 단계;
위상 변환기에 의해 상기 전압 변환기로부터의 출력신호의 위상을 변환하여 출력하는 단계; 및
상기 위상 변환기로부터의 출력신호와 상기 감산기로부터의 출력신호를 바탕으로 복조기에 의해 상기 자이로스코프 센서로부터 출력된 원래의 신호로 복조하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 복조기에 의한 복조 후, 고주파 잡음 제거 필터에 의해 상기 복조기의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위상 변환기에 의한 위상 변환 후, 자동 이득 제어기에 의해 상기 위상 변환기로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 자이로스코프 센서에서 발생하는 직각 위상 에러의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서를 동작시키기 전에 상기 신호크기 검출기에 의해 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 자이로스코프 센서의 비대칭 형상에 의한 부정합에 따른 직각 위상 에러를 제거함으로써 시스템에서의 신호의 포화를 방지할 수 있고, 직각 위상 에러로 인한 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 자이로스코프 센서로부터 출력된 신호의 처리 과정을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 자이로스코프 센서의 출력신호에 포함된 직각 위상 에러신호의 크기가 클 경우에 신호를 포화시키는 원리를 개요적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직각 위상 에러 제거방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직각 위상 에러 제거방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로는 센서 드라이버(301), 자이로스코프 센서(302), 전압 변환기(303), 신호크기 검출기(304), 직각 위상 에러 제거기(305), 감산기(306), 위상 변환기(307), 복조기(308)를 포함하여 구성된다.
상기 센서 드라이버(301)는 상기 자이로스코프 센서(302)를 구동시키기 위한 구동신호를 출력한다.
상기 자이로스코프 센서(302)는 입력단을 통해 구동 신호를 입력받아 공진하여 전류 신호를 출력한다.
상기 전압 변환기(303)는 상기 자이로스코프 센서(302)로부터의 전류 신호를 입력받아 전압 신호로 변환한다. 여기서, 이와 같은 전압 변환기(303)는 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력되는 신호를 검출하는 신호 검출부(303a)와, 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력되는 신호를 모니터링하여 자이로스코프 센서 (302)가 정상적으로 진동할 수 있도록 하는 구동신호를 출력하는 구동부(303b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 신호크기 검출기(304)는 상기 전압 변환기(303)에 의해 변환된 전압 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정한다. 즉, 상기 자이로스코프 센서(302)의 비대칭 형상에 의해 상기 자이로스코프 센서(302)로부터의 출력신호에는 자이로 신호 외에 직각 위상 에러 신호가 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 신호크기 검출기(304)에 의해 상기 전압 변환기(303)의 신호 검출부 (303a)로부터 출력되는 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하는 것이다. 이때, 신호크기 검출기(304)에서 측정되는 직각 위상 에러 신호의 크기는 자이로 신호와 비교해서 자이로 신호의 크기를 무시할 수 있을 정도로 크다. 따라서, 신호크기 검출기(304)에서 검출되는 신호의 크기는 직각 위상 에러 신호의 크기와 거의 같다. 또한, 이때 상기 직각 위상 에러 신호는 자이로 신호와는 90도의 위상차를 가지며, 이 신호(직각 위상 에러 신호)는 상기 전압 변환기(303)의 구동부(303b)에서 출력되는 구동신호와 동일한 위상을 갖는다.
상기 직각 위상 에러 제거기(305)는 상기 신호크기 검출기(304)로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기(303)(더 정확히는 전압 변환기(303)의 구동부(303b))로부터의 출력신호를 입력받아, 그를 바탕으로 상기 전압 변환기(303), 즉 전압 변환기(303)의 구동부(303b)에서 출력되는 신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기(304)에 의해 측정된 신호(즉, 직각 위상 에러 신호)의 크기와 동일한 크기를 가지는 신호를 생성한다.
상기 감산기(306)는 상기 전압 변환기(303)(더 정확히는 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a))로부터의 출력신호와 상기 직각 위상 에러 제거기(305)로부터의 출력신호를 각각 입력받아 상기 전압 변환기(303), 즉 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a)로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기(305)로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력한다. 이와 같이, 감산기(306)에 의해 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a)로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기(305)로부터의 출력신호를 빼면, 신호 검출부(303a)로부터의 출력신호에 포함되어 있던 직각 위상 에러 신호는 제거되고, 따라서 감산기(306)에서 출력되는 신호에는 자이로 신호만 남게 된다.
상기 위상 변환기(307)는 상기 전압 변환기(303)(더 정확히는 전압 변환기(303)의 구동부(303b))로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 위상을 변환하여 출력한다.
상기 복조기(308)는 상기 위상 변환기(307)로부터의 출력신호와 상기 감산기 (306)로부터의 출력신호를 입력받아 그를 바탕으로 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력된 원래의 신호로 복조한다. 여기서, 이와 같은 복조기(308)로는 승산기(multiplier)가 사용될 수 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 복조기(308)의 후단에는 상기 복조기(308)의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하기 위한 고주파 잡음 제거 필터(309)가 더 설치될 수 있다. 이때, 이와 같은 고주파 잡음 제거 필터(309)로는 저역통과필터(low pass filter)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 위상 변환기(307)와 상기 센서 드라이버(301) 사이에는, 상기 위상 변환기(307)로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버(301)로 제공함으로써 상기 센서 드라이버(301)로부터 출력되는 구동 신호를 항상 일정한 크기로 제어하기 위한 자동 이득 제어기(310)를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 신호크기 검출기(304)와 상기 직각 위상 에러 제거기(305) 사이에는, 상기 자이로스코프 센서(302)에서 발생하는 직각 위상 에러(신호)의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서(302)를 동작시키기 전에 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 저장하기 위한 메모리(311)가 더 설치될 수 있다. 여기서, 이와 같이 함으로써 항상 일정한 크기의 직각 위상 에러의 영향을 제거할 수 있다.
그러면, 이하에서는 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로를 이용한 직각 위상 에러 제거방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직각 위상 에러 제거방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거방법은, 전술한 바와 같은 센서 드라이버(301), 자이로스코프 센서(302), 전압 변환기(303), 신호크기 검출기(304), 직각 위상 에러 제거기(305), 감산기(306), 위상 변환기(307), 복조기(308)를 포함하는, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로를 이용하여 자이로스코프 센서(302)에서 발생하는 직각 위상 에러를 제거하기 위한 방법으로서, 먼저 상기 센서 드라이버(301)에 의해 구동신호를 출력하여 상기 자이로스코프 센서(302)를 구동시킨다(단계 S501).
이상과 같이 상기 센서 드라이버(301)로부터의 구동신호를 입력받은 상기 자이로스코프 센서(302)는 공진하여 전류 신호를 출력한다(단계 S502).
이렇게 하여 자이로스코프 센서(302)가 공진하여 전류 신호를 출력하면, 그전류 신호를 상기 전압 변환기(303)가 입력받아 전압 신호로 변환한다(단계 S503). 이때, 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a)는 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력되는 신호를 검출한다. 여기서, 이와 같은 자이로스코프 센서(302)에서 출력되는 신호에는 자이로 신호 외에 자이로스코프 센서(302)의 비대칭 형상에 의해 발생하는 직각 위상 에러 신호가 포함될 수 있다. 또한, 상기 전압 변환기(303)의 구동부(303b) 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력되는 신호를 모니터링하여 자이로스코프 센서(302)가 정상적으로 진동할 수 있도록 하는 구동신호를 출력한다.
이상에 의해 전압 변환기(303)에 의해 전압으로 변환된 신호가 출력되면, 상기 신호크기 검출기(304)는 그 전압 변환기(303)에 의해 변환된 전압 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정한다(단계 S504). 즉, 상기 신호크기 검출기(304)는 상기 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a)로부터 출력되는 신호를 입력받아, 그 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하는 것이다. 이때, 신호크기 검출기(304)에서 측정되는 직각 위상 에러 신호의 크기는 자이로 신호와 비교해서 자이로 신호의 크기를 무시할 수 있을 정도로 크다. 따라서, 신호크기 검출기(304)에서 검출되는 신호의 크기는 직각 위상 에러 신호의 크기와 거의 같다. 또한, 직각 위상 에러 신호는 자이로 신호와는 90도의 위상차를 가지며, 이 신호(직각 위상 에러 신호)는 상기 전압 변환기(303)의 구동부(303b)에서 출력되는 구동신호와 동일한 위상을 갖는다.
이상과 같이 신호크기 검출기(304)가 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하여 출력하면, 상기 직각 위상 에러 제거기(305)는 그 신호크기 검출기(304)로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기(303)(더 정확히는 전압 변환기(303)의 구동부 (303b))로부터의 출력신호를 각각 입력받아, 그를 바탕으로 상기 전압 변환기(즉,전압 변환기(303)의 구동부 (303b))에서 출력되는 신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기(304)에 의해 측정된 신호(즉, 직각 위상 에러 신호)의 크기와 동일한 크기를 가지는 신호를 생성한다(단계 S505).
그러면, 상기 감산기(306)는 상기 전압 변환기(303)(더 정확히는 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a))로부터의 출력신호와 상기 직각 위상 에러 제거기 (305)로부터의 출력신호를 각각 입력받아 상기 전압 변환기(303)(즉, 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a))로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기 (305)로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력한다(단계 S506). 이와 같이, 감산기 (306)에 의해 전압 변환기(303)의 신호 검출부(303a)로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기(305)로부터의 출력신호를 빼면, 신호 검출부(303a)로부터의 출력신호에 포함되어 있던 직각 위상 에러 신호는 제거되고, 따라서 감산기(306)에서 출력되는 신호에는 자이로 신호만 남게 된다.
한편, 상기 전압 변환기(303)의 구동부(303b)로부터 출력된 신호는 상기 직각 위상 에러 제거기(305)로 제공되는 동시에 상기 위상 변환기(307)로도 제공되며, 이에 따라 위상 변환기(307)는 상기 전압 변환기(303)(즉, 전압 변환기(303)의 구동부(303b))로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 위상을 변환하여 출력한다(단계 S507).
이상과 같이, 위상 변환기(307)가 위상이 변환된 신호를 출력하고, 상기 감산기(306)가 감산 결과 신호를 출력하면, 복조기(308)는 그 위상 변환기(307)로부터의 출력신호와 상기 감산기(306)로부터의 출력신호를 각각 입력받아 그를 바탕으로 상기 자이로스코프 센서(302)로부터 출력된 원래의 신호로 복조한다(단계 S508). 이상에 의해 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거방법의 실행 과정은 사실상 완료된다.
그러나, 여기서 바람직하게는 상기 복조기(308)에 의한 복조 후, 고주파 잡음 제거 필터(309)에 의해 상기 복조기(308)의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하는 단계(S509)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위상 변환기(307)에 의한 위상 변환 후, 자동 이득 제어기(310)에 의해 상기 위상 변환기(307)로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버(301)로 제공하는 단계(S510)를 더 포함할 수 있다. 이는 이렇게 함으로써 상기 센서 드라이버(301)로부터 출력되는 구동 신호를 항상 일정한 크기로 제어하기 위한 것이다.
또한, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 자이로스코프 센서(302)에서 발생하는 직각 위상 에러의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서 (302)를 동작시키기 전에 상기 신호크기 검출기(304)에 의해 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 메모리(311)(도 4 참조)에 저장하는 단계 (S511)를 더 포함할 수 있다. 이는 이와 같이 함으로써 항상 일정한 크기의 직각 위상 에러의 영향을 제거하기 위한 것이다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로는 자이로스코프 센서의 비대칭 형상에 의한 부정합에 따른 직각 위상 에러를 직각 위상 에러 제거기 및 감산기에 의해 제거함으로써 시스템에서의 신호의 포화를 방지할 수 있고, 직각 위상 에러로 인한 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
301...센서 드라이버 302...자이로스코프 센서
303...전압 변환기 303a...신호 검출부
303b...구동부 304...신호크기 검출기
305...직각 위상 에러 제거기 306...감산기
307...위상 변환기 308...복조기
309...고주파 잡음 제거 필터 310...자동 이득 제어기
311...메모리

Claims (9)

  1. 구동 신호를 입력받아 전류 신호를 출력하는 자이로스코프 센서;
    상기 자이로스코프 센서를 구동시키기 위한 신호를 출력하는 센서 드라이버;
    상기 자이로스코프 센서로부터의 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전압 변환기;
    상기 전압 변환기의 출력신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 측정하는 신호크기 검출기;
    상기 신호크기 검출기로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기로부터의 출력신호를 바탕으로 상기 전압 변환기의 출력신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기에 의해 측정된 신호의 크기와 동일한 크기를 갖는 신호를 생성하는 직각 위상 에러 제거기;
    상기 전압 변환기로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력하는 감산기;
    상기 전압 변환기로부터의 출력신호의 위상을 변환하는 위상 변환기; 및
    상기 위상 변환기로부터의 출력신호와 상기 감산기로부터의 출력신호를 바탕으로 상기 자이로스코프 센서로부터 출력된 원래의 신호로 복조하는 복조기를 포함하는, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 변환기는 상기 자이로스코프 센서의 출력신호를 검출하는 신호 검출부와, 상기 자이로스코프 센서의 출력신호를 모니터링하여 자이로스코프 센서의 정상 진동을 위한 신호를 출력하는 구동부를 포함하는, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복조기의 후단에 상기 복조기의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하기 위한 고주파 잡음 제거 필터가 더 설치된, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위상 변환기로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버로 제공하는 자동 이득 제어기를 더 포함하는, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자이로스코프 센서에서 발생하는 직각 위상 에러의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서를 동작시키기 전에 상기 신호크기 검출기에 의해 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는, 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로.
  6. 직각 위상 에러 제거수단을 갖는 자가발진 회로를 이용한 직각 위상 에러 제거방법으로서,
    센서 드라이버에 의해 자이로스코프 센서를 구동시키는 단계;
    상기 센서 드라이버로부터의 구동신호를 상기 자이로스코프 센서에 의해 입력받아 공진하여 전류 신호를 출력하는 단계;
    상기 자이로스코프 센서로부터의 전류 신호를 전압 변환기에 의해 전압 신호로 변환하는 단계;
    상기 전압 변환기에 의해 변환된 전압 신호에 포함되어 있는 직각 위상 에러 신호의 크기를 신호크기 검출기에 의해 측정하는 단계;
    상기 신호크기 검출기로부터의 출력신호와 상기 전압 변환기로부터의 출력신호를 바탕으로 직각 위상 에러 제거기에 의해 상기 전압 변환기의 출력신호와 동일한 위상을 갖고, 상기 신호크기 검출기에 의해 측정된 신호의 크기와 동일한 크기를 갖는 신호를 생성하는 단계;
    감산기에 의해 상기 전압 변환기로부터의 출력신호에서 상기 직각 위상 에러 제거기로부터의 출력신호를 뺀 신호를 출력하는 단계;
    위상 변환기에 의해 상기 전압 변환기로부터의 출력신호의 위상을 변환하여 출력하는 단계; 및
    상기 위상 변환기로부터의 출력신호와 상기 감산기로부터의 출력신호를 바탕으로 복조기에 의해 상기 자이로스코프 센서로부터 출력된 원래의 신호로 복조하는 단계를 포함하는 직각 위상 에러 제거방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복조기에 의한 복조 후, 고주파 잡음 제거 필터에 의해 상기 복조기의 출력신호로부터 고주파 잡음을 제거하는 단계를 더 포함하는 직각 위상 에러 제거방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 위상 변환기에 의한 위상 변환 후, 자동 이득 제어기에 의해 상기 위상 변환기로부터의 출력신호를 입력받아 그 신호의 이득을 제어하여 상기 센서 드라이버로 제공하는 단계를 더 포함하는 직각 위상 에러 제거방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 자이로스코프 센서에서 발생하는 직각 위상 에러의 크기가 일정할 경우, 상기 자이로스코프 센서를 동작시키기 전에 상기 신호크기 검출기에 의해 직각 위상 에러의 크기를 측정하고, 그 측정된 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 직각 위상 에러 제거방법.
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