KR20150089305A - 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법 - Google Patents

자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150089305A
KR20150089305A KR1020140009775A KR20140009775A KR20150089305A KR 20150089305 A KR20150089305 A KR 20150089305A KR 1020140009775 A KR1020140009775 A KR 1020140009775A KR 20140009775 A KR20140009775 A KR 20140009775A KR 20150089305 A KR20150089305 A KR 20150089305A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
gyro
module
offset
value
Prior art date
Application number
KR1020140009775A
Other languages
English (en)
Inventor
김경린
황병원
김창현
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020140009775A priority Critical patent/KR20150089305A/ko
Priority to US14/304,704 priority patent/US20150211856A1/en
Publication of KR20150089305A publication Critical patent/KR20150089305A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5776—Signal processing not specific to any of the devices covered by groups G01C19/5607 - G01C19/5719
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로는 자이로 센서로부터 적어도 하나 이상의 센싱축으로부터 입력된 구동변위신호 와 자이로 신호를 통해, 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 온도센서로부터 온도 데이타를 입력받는 아날로그 회로부, 상기 직류형태의 자이로 신호 및 온도데이타를 디지털 신호형태로 변환하는 신호변환부 및 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 디지털 회로부를 포함할 수 있다.

Description

자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법{Apparatus for driving gyro sensor and controlling method thereof}
본 발명은 자이로 센서의 구동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 개발되고 있는 모바일 기기에는 외부로부터 인가되는 관성 입력을 이용한 관성센서모듈(가속도센서, 자이로 센서 또는 지자기 센서등)이 탑재되어 출시되는 것이 일반적이며, 이와 같이 다양한 자이로 센서 중에서 자이로 센서는 물체의 회전력이 인가되는 양을 검출하여 해당 각속도를 측정할 수 있는 센서이다. 각속도는 코리올리 힘 "F = 2mΩV"에 의해서 구해질 수 있으며 여기서 m은 센서 Mass의 질량이고, Ω는 측정하고자 하는 각속도이며 V는 센서 Mass의 운동 속도이다.
도 1은 자이로 센서의 각속도 검출 원리를 나타내고 있는바, X 방향으로 센서의 Mass가 공진을 하고 Z 방향으로 회전력이 인가될 때 Y 방향으로 코리올리 힘이 발생하여 해당 신호를 전기적 신호로 변환하며, 상기 변환된 신호는 자이로 센서의 제어회로로부터 소정의 신호처리 과정을 통해, 각속도에 대한 관성력을 검출할 수 있다.
그리고, 자이로 센서모듈은 일반적으로 구조체와 상기 구조체로부터 출력되는 상기 자이로 신호처리 및 상기 구조체의 제어를 위한 구동회로가 있으며, 이들 각각은 하나의 패키징 모듈화되어 상기 기능을 수행하는바, 상기 구동회로는 동작전압, 소비전류, 드리프트, 오프셋 또는 온도특성등에서 정상동작을 하기 위한 특성조건이 있으며, 상기 온도특성은 특정온도영역내에서 상기 제어회로가 정상동작을 하기 위한 특성으로서, 상기 구동회로는 -40 ~ +85 °C 범위에서 정상동작이 요구되고 있는 실정이다.
하지만, 상기 구동회로를 구성하는 각각의 소자들의 온도특성 과 상기 소자들의 구성조합에 의핸 발생될 수 있는 온도변화에 따라, 상기 구동회로의 출력신호에 대한 오프셋(Offset)이 발생할 수 있으며, 이에 대한 종래의 상기 오프셋을 보정하기 위한 방법은 온도변화에 따른 상기 출력신호의 오프셋 특성을 각각의 온도에서 대표값을 추출하고, 이를 보상하는 방식이었는바, 이는 실제 데이터와의 편차가 발생될 경우, 해당편차만큼 온도보상방식에 대한 오차가 발생되는 문제점이 있었다.
2004212111JP
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부의 온도변화에 의해 발생될 수 있는 자이로 센서의 구동회로에 대한 오프셋 보정을 위한 오프셋 보정모듈을 통해, 상기 구동회로에 대한 동작온도의 변화에 따른 출력신호의 오프셋 보정을 실시간으로 수행할 수 있는 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로는 자이로 센서로부터 적어도 하나 이상의 센싱축과 관련된 구동변위신호 와 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 온도센서로부터 온도 데이타를 입력받는 아날로그 회로부, 상기 직류형태의 자이로 신호 및 온도데이타를 디지털 신호형태로 변환하는 신호변환부 및 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 신호값 및 상기 온도데이타를 입력받으며, 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 디지털 회로부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 디지털 회로부는 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 구동변위신호와 상기 자이로신호의 입력이 차단되고, 상기 기준전압만이 상기 아날로그 회로부에 인가되도록 하기위한 인에이블(Enable) 신호를 상기 아날로그 회로부로 전송하며, 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 연산을 수행하고, 상기 오프셋 보정의 연산이 종료되면, 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호가 입력되도록 하기 위한 디스에이블(Disable)신호를 상기 아날로그 회로부로 전송할 수 있다.
또한, 상기 아날로그 회로부는 상기 자이로 센서로부터 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 상기 인에이블(Enable) 신호를 전송받은 경우에 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 대신하여, 상기 기준전압을 인가하는 아날로그 신호처리모듈, 상기 온도센서로부터 상기 온도 데이타를 입력받는 온도센서 신호처리모듈;및상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이타를 순차적으로 상기 신호변환부로 전송하는 아날로그 먹스를 포함할 수 있다.
또한, 아날로그 신호처리모듈은 상기 자이로 센서로부터 출력된 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 전압신호형태로 변환한 후, 증폭하여 출력하는 차지엠프 모듈, 상기 구동변위신호 중 제 1 구동변위신호의 위상을 90°시프트시키는 위상변환모듈, 상기 위상변환모듈로부터 출력된 신호와 기설정된 기준전압을 이용하여, 비교기(Comparator)를 통해, 상기 클럭신호를 생성하는 클럭발생모듈, 상기 자이로신호 와 상기 클럭신호를 각각 곱하는(Mixer) 복조과정을 수행하는 복조모듈, 상기 복조모듈로부터 입력된 신호로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값을 출력하는 필터모듈, 상기 클럭신호를 이용해, 펄스파 형태의 구동신호를 생성하고, 상기 구동신호를 상기 자이로 센서에 인가하는 구동모듈 및 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 디지털 회로부로부터 전송된 인에이블(Enable) 신호를 통해, 상기 차지엠프 모듈로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 차단하며, 상기 기준전압을 상기 차지엠프 모듈에 인가하는 차지엠프 제어모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디지털 회로부는 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 센서의 각 센싱축에 관한 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터가 순차적으로 입력되는 데이타 전송모듈, 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정모듈 및 상기 오프셋 보정모듈로부터 입력된 상기 제어값을 이용하여, 상기 자이로 신호값에 대한 보정을 수행하는 데이타 보정모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디지털 회로부는 상기 데이타 전송모듈로부터 출력되는 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터의 노이즈를 제거하는 디지털 필터 및 상기 오프셋 보정모듈로부터 출력된 상기 제어신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하는 아날로그 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정모듈은 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈로 전송하는 오프셋 보정제어회로 및 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출하는 오프셋 보정회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정제어회로는 상기 차지엠프 제어모듈로 상기 인에이블(Enable) 신호가 전송된 후, 상기 디스에이블(disable)신호가 전송되기 전까지, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정제어회로는 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈로 전송하는 온도변화 확인회로 및 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable)신호가 인가되며, 상기 차지엠프 제어모듈로 상기 인에이블(Enable) 신호가 전송된 후, 상기 디스에이블(disable)신호가 전송되기 전까지, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어하는 데이타전송 제어회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정회로는 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable) 신호가 인가되며, 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 상기 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋 발생여부를 판단하는 오프셋 검출회로, 상기 출력신호값에 대한 오프셋이 발생했다고 판단된 경우에, 상기 오프셋을 보정하기 위한 상기 제어값을 산출하는 오프셋 연산회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도변화확인회로는 상기 데이타 전송모듈로부터 전송된 상기 온도데이타를 기초로 상기 현재의 온도변화량을 산출하며, 상기 온도변화량을 상기 기준변화량과 비교하고, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈, 상기 데이타전송 제어회로 및 상기 오프셋 검출회로에 전송하는 온도변화판단회로 및 최초의 기준온도데이타 및 상기 기준변화량이 저장되며, 상기 오프셋 보정이 완료된 경우에는 상기시점의 온도데이타가 상기 기준온도데이타로 저장되는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 아날로그 회로부에서 자이로 센서의 적어도 하나 이상의 센싱축과 관련된 구동변위신호 와 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 온도센서로부터 온도 데이타를 입력받는 데이타 검출단계, 신호변환부에서 상기 직류형태의 자이로 신호 및 온도데이타를 디지털 신호형태로 변환하는 디지털신호변환단계 및 디지털 회로부에서 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 신호값 및 상기 온도데이타를 입력받으며, 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이타 검출단계는 아날로그 신호처리모듈에서 상기 자이로 센서로부터 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 상기 디지털 회로부로부터 상기 인에이블(Enable) 신호를 전송받은 경우에, 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 대신하여, 상기 기준전압을 인가하는 자이로 신호값 검출단계, 온도센서 신호처리모듈에서 상기 온도센서로부터 상기 온도 데이타를 입력받는 단계 및 아날로그 먹스에서 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이타를 순차적으로 상기 신호변환부로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자이로 신호값 검출단계는 차지엠프 모듈에서 상기 자이로 센서로부터 출력된 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 전압신호형태로 변환한 후, 증폭하여 출력하는 단계, 위상변환모듈에서 상기 구동변위신호 중 제 1 구동변위신호의 위상을 90°시프트시키는 단계, 클럭발생모듈에서 상기 위상변환모듈로부터 출력된 신호와 기설정된 기준전압을 이용하여, 비교기(Comparator)를 통해, 상기 클럭신호를 생성하는 단계, 복조모듈에서 상기 자이로신호 와 상기 클럭신호를 각각 곱하는(Mixer) 복조과정을 수행하는 단계, 필터모듈에서 상기 복조모듈로부터 입력된 신호로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값을 출력하는 단계, 구동모듈에서 상기 클럭신호를 이용해, 펄스파 형태의 구동신호를 생성하고, 상기 구동신호를 상기 자이로 센서에 인가하는 단계 및 차지엠프 제어모듈에서 상기 디지털 회로부로부터 전송된 상기 인에이블(Enable) 신호를 통해, 상기 차지엠프 모듈로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호상기 차지엠프 모듈로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 차단하며, 상기 기준전압을 차지엠프 모듈에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정단계는 데이타 전송모듈에서 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 센서의 각 센싱축에 관한 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터가 순차적으로 입력되는 데이타 입력단계, 오프셋 보정모듈에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정연산단계 및 데이타 보정모듈에서 상기 오프셋 보정모듈로부터 입력된 상기 제어값을 이용하여, 상기 자이로 신호값에 대한 보정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 보정연산단계는 온도변화 확인회로에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하는 제어신호전송단계, 데이타전송 제어회로에서 상기 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출과정이 수행되는 동안, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어하는 출력신호제어단계 및 오프셋 보정회로에서 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출하는 연산단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산단계는 오프셋 검출회로에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable) 신호가 인가되며, 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 상기 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부를 판단하는 단계 및 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋이 발생했다고 판단된 경우에, 오프셋 연산회로에서 상기 오프셋을 보정하기 위한 상기 제어값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어신호 전송단계는 온도변화판단회로에서 상기 데이타 전송모듈로부터 전송된 상기 온도데이타를 기초로 상기 현재의 온도변화량을 산출하며, 상기 온도변화량을 상기 기준변화량과 비교하고, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈, 상기 데이타전송 제어회로 및 상기 오프셋 검출회로에 전송하는 단계 및 메모리에서 최초의 기준온도데이타 및 상기 기준변화량이 저장되며, 상기 오프셋 보정이 완료된 경우에는 상기시점의 온도데이타가 상기 기준온도데이타로 저장되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로는 오프셋 보정모듈을 통해, 외부의 온도변화에 의한 상기 구동회로 자체의 오프셋 발생여부의 감지 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값 연산을 수행하여, 상기 구동회로에 대한 동작온도의 변화에 따라 발생할 수 있는 출력신호의 오프셋 보정을 실시간으로 수행함으로써, 자이로 센서의 출력신호에 대한 신호처리의 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 구동회로의 출력신호에 대한 오프셋 보정을 위한 상기 제어값 연산을 수행하는 과정에서도, 데이터 전송모듈()에 대한 오프셋 보정모듈에 의한 제어를 통해, 상기 오프셋 보정이 수행되기 전의 자이로 센서의 출력신호값을 계속하여 출력하도록 함으로써, 오프셋 보정모듈에 의한 오프셋 보정과정에서도 상기 자이로 센서의 출력신호값의 연속성을 확보할 수 있다.
또한, 자이로 센서의 구동회로 전체에 대한 외부 온도변화로 인해 발생할 수 있는 오프셋 보정을 실시간으로 수행함으로써, 상기 구동회로를 구성하는 개별소자들의 특성편차로 인한 오차를 고려할 필요없는바, 이로 인해, 외부 온도변화에 의해 발생할 수 있는 자이로 신호값에 대한 오차보정의 단순화 및 상기 신호값에 대한 정확성을 확보할 수 있다.
도 1은 자이로 센서의 각속도 검출원리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로에 대한 전체 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로에 대한 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 아날로그 회로부에서의 자이로 신호의 처리과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 데이타 전송모듈에서의 데이터 처리과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 자이로신호는 자이로 센서의 적어도 하나이상의 센싱축(X축,Y축 또는 Z축)에 발생되는 코리올리힘에 의한 신호를 의미하며, 상호 180°위상차를 갖는 제 1 및 2 자이로 신호를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로를 나타낸 블록도이며, 자이로 센서의 구동회로(10)는 자이로 센서(100)로부터 구동변위신호 와 자이로신호가 입력되는 아날로그 회로부(110), 아날로그 회로부(110)의 출력신호를 디지털 신호형태로 변환하는 신호변환부(120), 신호변환부(120)의 출력신호에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정을 실시간으로 수행하는 디지털 회로부(130), 외부의 온도를 감지하여 온도데이타(Td)를 제공하는 온도센서(150) 및 디지털 회로부(130)의 출력신호를 이용하여, 부가기능등을 수행하는 응용신호 처리부(140)를 포함할 수 있다.
자이로 센서(100)는 구동매스(미도시)를 포함하여, 공간상에 위치한 3개의 축 방향의 각속도를 검출할 수 있는 센서이고, 아날로그 회로부(110)로부터 인가된 구동신호(펄스파)는 상기 구동매스(미도시)을 진동시키고, 상기 진동에 의해, 구동변위신호(사인파)가 발생하며, 상기 구동변위신호는 상호 180° 위상차가 나는 제 1 및 2 구동변위신호로 구성된다.
아날로그 회로부(110)는 자이로 센서(100)로부터 적어도 하나 이상의 센싱축과 관련된 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해 직류(DC)형태의 자이로 신호값(P1 , P2 , 도5 참조)를 검출하며, 온도센서(150)로부터 외부의 온도에 대한 온도 데이타(Td)를 입력받을 수 있으며, 아날로그 신호처리모듈(111), 온도센서 신호처리모듈(112) 및 아날로그 먹스(113)를 포함할 수 있고, 온도센서(150)는 아날로그 회로부(110)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있으며, 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
신호변환부(120)는 아날로그 회로부(110)에서 검출된 상기 자이로 신호값(P1 , P2,도5 참조)을 디지털 값(16 bit)으로 변환하며, 여기에서 신호변환부(120)는 아날로그 디지털(Analog to Digital)컨버터일 수 있다.
디지털 회로부(130)는 상기 신호변환부(120)로부터 상기 자이로 신호값 및 상기 온도데이타(Td)를 입력받으며, 상기 온도데이타(Td)를 기초로 산출된 온도변화량(△T)과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 기설정된 기준전압(VCM)에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값(OUTCM)을 기설정된 기준값과 비교하여, 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정을 실시간으로 수행하며, 데이타 전송모듈(131) , 오프셋 보정모듈(135) 및 데이타 보정모듈(136)을 포함할 수 있고, 여기에서, 상기 출력신호값(OUTCM)은 기준전압(VCM)에 의한 자이로 센서의 구동회로(10) 자체의 출력값을 의미하며, 기준전압(VCM)은 직류(DC) 0.9[V]일 수 있으며, 보다 자세한 설명은 후술하도록 한다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참고하여, 본 발명에 따른 아날로그 회로부, 디지털 회로부의 구동방식 및 상기 출력신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 이에 대한 보정방식에 대해 보다 상세히 설명할 것이다
도 3은 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로에 대한 전체 시스템을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로에 대한 제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 아날로그 회로부에서의 자이로 신호의 처리과정을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 데이타 전송모듈에서의 데이터 처리과정을 나타낸 도면이다.
아날로그 회로부(110)는 아날로그 신호처리모듈(111), 온도센서 신호처리모듈(112) 및 아날로그 먹스(113)를 포함할 수 있으며, 온도센서 신호처리모듈(112)은 온도센서(150)로부터 감지된 외부의 온도정보를 아날로그 형태의 온도 데이타(Td)로 변환하고, 아날로그 먹스(113)는 아날로그 신호처리모듈(111)로부터 출력되는 자이로 신호값(P1 , P2) 과 온도센서 신호처리모듈(112)로부터 출력되는 상기 온도데이타(Td)를 신호변환부(120)에 순차적으로 전송할 수 있으며(S100), 신호변환부(120)는 상기 온도데이타(Td)를 디지털 형태로 변환 할 수 있다(S110).
아날로그 신호처리모듈(111)은 자이로 센서(100)로부터 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호(CLK)와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값(P1, P2)를 검출하며, 상기 인에이블(Enable) 신호를 전송받은 경우에 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 대신하여, 상기 기준전압(VCM)을 인가할 수 있으며, 차지엠프 모듈(111a5,111a6), 위상변환모듈(111a2), 클럭발생모듈(111a3), 복조모듈(111a4), 필터모듈(111a7), 구동모듈(114) 및 차지엠프 제어모듈(111a1)을 포함할 수 있다.
여기에서, 아날로그 신호처리모듈(111)은 자이로 센서(100)의 각각의 센싱축(X축,Y축 또는 Z축)마다 구비될 수 있으며, 상기 센싱축(X축,Y축 또는 Z축)의 자이로신호 처리 과정은 동일한바, 이하에서는 하나의 센싱축(X축)의 자이로신호(GX1 , GX2 )에 대해 설명할 것이다.
차지엠프 모듈(111a5,111a6)은 자이로 센서로부터 출력된 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 전압신호형태로 변환한 후, 증폭하여 출력하는 제 1 차지엠프(111a5) 와 제 2 차지엠프(111a6)를 포함할 수 있으며, 위상변환모듈(111a2)은 상기 구동변위신호 중 제 1 구동변위신호의 위상을 90°시프트 시킬 수 있다.
클럭발생모듈(111a3)은 상기 위상변환모듈로부터 출력된 신호와 기설정된 기준전압이 비교기(Comparator)의 비반전 단자(+)와 반전단자(-)에 각각 입력되며, 상기 신호들의 비교를 통해, 클럭신호(CLK, 도5참조)를 생성할 수 있다.
복조모듈은 상기 자이로신호(GX1 , GX2 ) 와 상기 클럭신호(CLK, 도5참조)를 각각 곱하는(Mixer) 복조(Demodulation)과정을 수행하여(도 5a), 복조된 자이로 신호를 출력하고(도 5b), 필터모듈(111a7)은 복조된 자이로 신호로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값(P1 P2)을 출력할 수 있다(도 5c).
구동모듈(114)은 상기 클럭신호를 이용해, 펄스파 형태의 구동신호를 생성하고, 상기 구동신호를 상기 자이로 센서(100)에 인가하여, 구동매스를 공진시킬 수 있다.
차지엠프 제어모듈(111a1)은 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 디지털 회로부(130)로부터 전송된 인에이블(Enable) 신호를 통해, 차지엠프 모듈(111a5,111a6)로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 차단하며(S150), 상기 기준전압(VCM)을 차지엠프 모듈(111a5,111a6)에 인가할 수 있다(S160).
디지털 회로부(130)는 신호변환부(120)의 출력신호에 대한 디지털 처리를 수행하며, 데이타 전송모듈(131), 오프셋 보정모듈(135), 데이타 보정모듈(136), 디지털 필터(132) 및 아날로그 인터페이스(138)를 포함할 수 있다.
데이타 전송모듈(131)은 신호변환부(120)로부터 자이로 센서(100)의 각 센싱축에 관한 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터를 순차적으로 입력받아, 데이타 보정모듈(136)로 전송할 수 있다.
오프셋 보정모듈(135)은 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 기설정된 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값을 기설정된 기준값과 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋을 보정하기 위한 제어값을 산출할 수 있으며, 오프셋 보정제어회로(135a)와 오프셋 보정회로(135b)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋은 상기 출력신호값(OUTCM) 과 상기 기준값간의 차이를 의미할 수 있다.
여기에서, 오프셋 보정제어회로(135a)는 상기 온도데이타(Td)를 기초로 산출된 상기 온도변화량(△T)을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량(△T)이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값(OUTCM) 에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈(111a1)로 전송할 수 있으며, 온도변화확인회로(135a2 ,135a3) 와 데이타 전송제어회로(135a1)를 포함할 수 있다.
즉, 온도변화확인회로(135a2 ,135a3)는 상기 온도데이타(Td) 를 기초로 산출된 상기 온도변화량(△T) 을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량(△T) 이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈(111a1)로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈(111a1)로 전송할 수 있으며, 온도변화판단회로(111a2) 와 메모리(111a3)를 포함할 수 있다.
여기에서, 온도변화판단회로(111a2)는 상기 데이타 전송모듈(131)로부터 전송된 상기 온도데이타(Td) 를 기초로 상기 현재의 온도변화량 (△T)을 산출하며(S120), 상기 온도변화량 (△T)을 상기 기준변화량과 비교하고(S130), 상기 온도변화량 (△T)이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 차지엠프 제어모듈(111a1), 데이타전송 제어회로(135a1) 및 오프셋 검출회로(135b)에 전송할 수 있으며(S140), 메모리(135a3)는 최초의 기준온도데이타 및 상기 기준변화량이 저장되며, 상기 오프셋 보정이 완료된 경우에는 상기시점의 온도데이타(Td)가 상기 기준온도데이타로 저장될 수 있다. 여기에서, 상기 온도변화량 (△T)이 상기 기준변화량보다 작은 경우에는 신호변환부(120)로부터 입력된 자이로 신호값에 대한 디지털 신호처리과정을 수행할 수 있다(S210).
데이타전송 제어회로(135a1)는 상기 온도변화량( (△T))이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로(135a2,135a3)로부터 인에이블(Enable)신호가 인가되며, 상기 차지엠프 제어모듈(111a1)로 상기 인에이블(Enable) 신호가 전송된 후, 상기 디스에이블(disable)신호가 전송되기 전까지, 상기 데이터 전송모듈(131)로부터 상기 기준전압(VCM)에 의한 상기 아날로그 회로부(110)의 출력신호값(OUTCM)이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값에 대한 데이터를 유지하며, 출력하도록 제어할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 1) 오프셋 보정회로(135)에서 상기 오프셋 보정과정이 수행되기 전에는 아날로그 회로부(110)로부터 출력된 자이로 신호값(P1 , P2)이 신호변환부(120)를 통해 디지털 변환된 후(D0 ~ D2), 데이터 전송모듈(131)로 입력되며, 상기 오프셋 보정이 수행되는 중에는 기준전압(VCM)에 의한 출력신호값(Offset0 ~ Offsetn)이 입력되어, 상기 자이로 신호값에 대한 데이타(D0 ~ Dn)의 출력이 끊기는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 2) 상기 오프셋 보정이 수행되는 과정에서도 상기 자이로 신호값에 대한 데이터(D0 ~ D2)의 출력을 유지하기 위해, 온도변화판단회로(135a2)는 인에이블(enable)신호를 데이터전송 제어회로(135a1)로 전송하고, 데이터전송 제어회로(135a1)는 데이터 전송모듈(131)을 제어하여, 상기 기준전압(VCM)에 의한 출력신호값(Offset0 ~ Offsetn)이 입력되기 전의 자이로 신호값에 대한 데이타(D2)를 상기 오프셋 보정이 수행되는 동안(온도변환판단회로(135a2)로부터, 디스에이블(Disable)신호가 데이타전송 제어회로(135a1)로 전송되기 전)까지 계속해서 출력이 될 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 오프셋 보정회로(135)는 상기 기준전압(VCM)에 의한 상기 아날로그 회로부(110)의 출력신호값(OUTCM) 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출하는 연산을 수행할 수 있으며, 오프셋 검출회로(135b1) 와 오프셋 연산회로(135b2)를 포함할 수 있다.
즉, 오프셋 검출회로(135b1)는 상기 온도데이타(Td) 를 기초로 산출된 상기 온도변화량(△T)이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로(135a2 ,135a3)로부터 인에이블(Enable) 신호가 인가되며, 상기 기준전압(VCM)에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값(OUTCM) 과 상기 기준값을 비교하여(S170), 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋 발생여부를 판단할 수 있다. 즉, 출력신호값(OUTCM)과 기준값이 상이한 경우, 상기 출력신호값(OUTCM)에 오프셋이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
오프셋 연산회로(135b2)는 오프셋 검출회로(135b1)로부터 상기 출력신호값(OUTCM)에 대한 오프셋이 발생했다고 판단된 경우에, 상기 오프셋을 보정하기 위한 제어값(상기 오프셋을 '0'으로 할 수 있는 값)을 산출하기 위한 연산을 수행할 수 있으며(S180), 데이타 보정모듈(136)은 오프셋 보정모듈(135)로부터 입력된 상기 제어값을 이용하여, 상기 자이로 신호값(P1 , P2)에 대한 보정을 수행할 수 있다. 여기에서, 데이터 보정모듈(136)에 저장된 상기 제어값은 외부의 온도변화에 따라 다른 값으로 수정이 가능할 수 있다.
즉, 온도변화판단회로(135a2)는 오프셋 연산회로(135b2)에서 상기 제어값에 대한 연산이 종료된 경우, 차지엠프 제어회로(111a1)로 디스에이블(disable) 신호를 전송하면(S190), 차지엠프 모듈(111a5 11a6)로부터 자이로 신호의 입력이 재개되고(S200), 데이터 보정모듈(136)은 아날로그 회로부(110)의 자이로 신호값 (P1 , P2)에 대해, 상기 제어값을 적용하여, 현재 온도로 인한 자이로 센서의 구동회로(10) 자체의 오프셋을 보정할 수 있다.
디지털 필터(132)는 데이타 전송모듈(131)로부터 출력되는 상기 자이로 신호값(P1 , P2) 과 상기 온도데이터(Td)의 노이즈를 제거할 수 있으며, 아날로그 인터페이스(138)는 오프셋 보정모듈(135)로부터 입력된 상기 제어신호를 상기 차지엠프 제어모듈(111a1)로 전송할 수 있고, 데이터 출력모듈(134)은 데이터 보정모듈(136)로부터 출력된 자이로 신호값의 데이타 및 특정 이벤트 발생신호를 호스트(Host)모듈에 전송할 수 있으며, 디지털 기능모듈(137)은 디지털 회로부(130)가 동작하기 위해 필요한 모듈인 클럭발생기, 타이밍 조절기, 디지털 신호 프로세서등을 포함할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 자이로 센서 110 : 아날로그 회로부
120 : 신호변환부 130 : 디지털 회로부
140 : 응용신호 회로부 150 : 온도센서

Claims (18)

  1. 자이로 센서로부터 적어도 하나 이상의 센싱축과 관련된 구동변위신호 와 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 온도센서로부터 온도 데이타를 입력받는 아날로그 회로부;
    상기 직류형태의 자이로 신호 및 온도데이타를 디지털 신호형태로 변환하는 신호변환부; 및
    상기 신호변환부로부터 상기 자이로 신호값 및 상기 온도데이타를 입력받으며, 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 디지털 회로부를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지털 회로부는
    상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는
    상기 구동변위신호와 상기 자이로신호의 입력이 차단되고, 상기 기준전압만이 상기 아날로그 회로부에 인가되도록 하기위한 인에이블(Enable) 신호를 상기 아날로그 회로부로 전송하며,
    상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 연산을 수행하고,
    상기 오프셋 보정의 연산이 종료되면, 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호가 입력되도록 하기 위한 디스에이블(Disable)신호를 상기 아날로그 회로부로 전송하는 자이로 센서의 구동회로.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 아날로그 회로부는
    상기 자이로 센서로부터 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 상기 인에이블(Enable) 신호를 전송받은 경우에 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 대신하여, 상기 기준전압을 인가하는 아날로그 신호처리모듈;
    상기 온도센서로부터 상기 온도 데이타를 입력받는 온도센서 신호처리모듈;및
    상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이타를 순차적으로 상기 신호변환부로 전송하는 아날로그 먹스를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  4. 청구항 3에 있어서,
    아날로그 신호처리모듈은
    상기 자이로 센서로부터 출력된 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 전압신호형태로 변환한 후, 증폭하여 출력하는 차지엠프 모듈;
    상기 구동변위신호 중 제 1 구동변위신호의 위상을 90°시프트시키는 위상변환모듈;
    상기 위상변환모듈로부터 출력된 신호와 기설정된 기준전압을 이용하여, 비교기(Comparator)를 통해, 상기 클럭신호를 생성하는 클럭발생모듈;
    상기 자이로신호 와 상기 클럭신호를 각각 곱하는(Mixer) 복조과정을 수행하는 복조모듈;
    상기 복조모듈로부터 입력된 신호로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값을 출력하는 필터모듈;
    상기 클럭신호를 이용해, 펄스파 형태의 구동신호를 생성하고, 상기 구동신호를 상기 자이로 센서에 인가하는 구동모듈; 및
    상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 디지털 회로부로부터 전송된 인에이블(Enable) 신호를 통해, 상기 차지엠프 모듈로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 차단하며, 상기 기준전압을 상기 차지엠프 모듈에 인가하는 차지엠프 제어모듈을 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 디지털 회로부는
    상기 신호변환부로부터 상기 자이로 센서의 각 센싱축에 관한 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터가 순차적으로 입력되는 데이타 전송모듈;
    상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정모듈; 및
    상기 오프셋 보정모듈로부터 입력된 상기 제어값을 이용하여, 상기 자이로 신호값에 대한 보정을 수행하는 데이타 보정모듈을 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 디지털 회로부는
    상기 데이타 전송모듈로부터 출력되는 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터의 노이즈를 제거하는 디지털 필터; 및
    상기 오프셋 보정모듈로부터 출력된 상기 제어신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하는 아날로그 인터페이스를 더 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 오프셋 보정모듈은
    상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈로 전송하는 오프셋 보정제어회로; 및
    상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출하는 오프셋 보정회로를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오프셋 보정제어회로는
    상기 차지엠프 제어모듈로 상기 인에이블(Enable) 신호가 전송된 후, 상기 디스에이블(disable)신호가 전송되기 전까지, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어하는 자이로 센서의 구동회로.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 오프셋 보정제어회로는
    상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부에 따라, 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하며, 상기 오프셋의 보정을 위한 연산이 종료된 경우에는 디스에이블(disable)신호를 상기 차지엠프 모듈로 전송하는 온도변화 확인회로;및
    상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable)신호가 인가되며, 상기 차지엠프 제어모듈로 상기 인에이블(Enable) 신호가 전송된 후, 상기 디스에이블(disable)신호가 전송되기 전까지, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어하는 데이타전송 제어회로를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 오프셋 보정회로는
    상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable) 신호가 인가되며, 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 상기 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋 발생여부를 판단하는 오프셋 검출회로;
    상기 출력신호값에 대한 오프셋이 발생했다고 판단된 경우에, 상기 오프셋을 보정하기 위한 상기 제어값을 산출하는 오프셋 연산회로를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 온도변화확인회로는
    상기 데이타 전송모듈로부터 전송된 상기 온도데이타를 기초로 상기 현재의 온도변화량을 산출하며, 상기 온도변화량을 상기 기준변화량과 비교하고, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈, 상기 데이타전송 제어회로 및 상기 오프셋 검출회로에 전송하는 온도변화판단회로;및
    최초의 기준온도데이타 및 상기 기준변화량이 저장되며, 상기 오프셋 보정이 완료된 경우에는 상기시점의 온도데이타가 상기 기준온도데이타로 저장되는 메모리를 포함하는 자이로 센서의 구동회로.
  12. 아날로그 회로부에서 자이로 센서의 적어도 하나 이상의 센싱축과 관련된 구동변위신호 와 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 온도센서로부터 온도 데이타를 입력받는 데이타 검출단계;
    신호변환부에서 상기 직류형태의 자이로 신호 및 온도데이타를 디지털 신호형태로 변환하는 디지털신호변환단계; 및
    디지털 회로부에서 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 신호값 및 상기 온도데이타를 입력받으며, 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 데이타 검출단계는
    아날로그 신호처리모듈에서 상기 자이로 센서로부터 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 입력받고, 상기 구동변위신호를 이용해 생성된 클럭신호와 상기 자이로신호를 이용한 복조과정을 통해, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값를 검출하며, 상기 디지털 회로부로부터 상기 인에이블(Enable) 신호를 전송받은 경우에, 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 대신하여, 상기 기준전압을 인가하는 자이로 신호값 검출단계;
    온도센서 신호처리모듈에서 상기 온도센서로부터 상기 온도 데이타를 입력받는 단계;및
    아날로그 먹스에서 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이타를 순차적으로 상기 신호변환부로 전송하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 자이로 신호값 검출단계는
    차지엠프 모듈에서 상기 자이로 센서로부터 출력된 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 전압신호형태로 변환한 후, 증폭하여 출력하는 단계;
    위상변환모듈에서 상기 구동변위신호 중 제 1 구동변위신호의 위상을 90°시프트시키는 단계;
    클럭발생모듈에서 상기 위상변환모듈로부터 출력된 신호와 기설정된 기준전압을 이용하여, 비교기(Comparator)를 통해, 상기 클럭신호를 생성하는 단계;
    복조모듈에서 상기 자이로신호 와 상기 클럭신호를 각각 곱하는(Mixer) 복조과정을 수행하는 단계;
    필터모듈에서 상기 복조모듈로부터 입력된 신호로부터 고주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 직류(DC)형태의 자이로 신호값을 출력하는 단계;
    구동모듈에서 상기 클럭신호를 이용해, 펄스파 형태의 구동신호를 생성하고, 상기 구동신호를 상기 자이로 센서에 인가하는 단계; 및
    차지엠프 제어모듈에서 상기 디지털 회로부로부터 전송된 상기 인에이블(Enable) 신호를 통해, 상기 차지엠프 모듈로 입력되는 상기 구동변위신호 와 상기 자이로신호를 차단하며, 상기 기준전압을 차지엠프 모듈에 인가하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 오프셋 보정단계는
    데이타 전송모듈에서 상기 신호변환부로부터 상기 자이로 센서의 각 센싱축에 관한 상기 자이로 신호값 과 상기 온도데이터가 순차적으로 입력되는 데이타 입력단계;
    오프셋 보정모듈에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 온도변화량과 기설정된 기준변화량의 비교결과에 따라, 일정한 제어신호를 통해, 기설정된 기준전압만에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 출력신호값에 대한 오프셋의 발생여부 판단 및 상기 오프셋에 대한 보정연산의 수행 또는 종료여부를 제어하는 오프셋 보정연산단계; 및
    데이타 보정모듈에서 상기 오프셋 보정모듈로부터 입력된 상기 제어값을 이용하여, 상기 자이로 신호값에 대한 보정을 수행하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 오프셋 보정연산단계는
    온도변화 확인회로에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량을 상기 기준변화량 과 비교하며, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈로 전송하는 제어신호전송단계;
    데이타전송 제어회로에서 상기 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출과정이 수행되는 동안, 상기 데이터 전송모듈로부터 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값이 입력되기 이전의 상기 자이로 신호값을 유지하며, 출력하도록 제어하는 출력신호제어단계; 및
    오프셋 보정회로에서 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 기설정된 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부 판단 및 상기 오프셋의 보정을 위한 제어값을 산출하는 연산단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 연산단계는
    오프셋 검출회로에서 상기 온도데이타를 기초로 산출된 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에, 상기 온도변화 확인회로로부터 인에이블(Enable) 신호가 인가되며, 상기 기준전압에 의한 상기 아날로그 회로부의 출력신호값 과 상기 기준값을 비교하여, 상기 자이로 신호값에 대한 오프셋 발생여부를 판단하는 단계; 및
    상기 자이로 신호값에 대한 오프셋이 발생했다고 판단된 경우에, 오프셋 연산회로에서 상기 오프셋을 보정하기 위한 상기 제어값을 산출하는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어신호 전송단계는
    온도변화판단회로에서 상기 데이타 전송모듈로부터 전송된 상기 온도데이타를 기초로 상기 현재의 온도변화량을 산출하며, 상기 온도변화량을 상기 기준변화량과 비교하고, 상기 온도변화량이 상기 기준변화량보다 큰 경우에는 상기 인에이블(Enable) 신호를 상기 차지엠프 제어모듈, 상기 데이타전송 제어회로 및 상기 오프셋 검출회로에 전송하는 단계;및
    메모리에서 최초의 기준온도데이타 및 상기 기준변화량이 저장되며, 상기 오프셋 보정이 완료된 경우에는 상기시점의 온도데이타가 상기 기준온도데이타로 저장되는 단계를 포함하는 자이로 센서 구동회로의 제어방법.
KR1020140009775A 2014-01-27 2014-01-27 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법 KR20150089305A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140009775A KR20150089305A (ko) 2014-01-27 2014-01-27 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법
US14/304,704 US20150211856A1 (en) 2014-01-27 2014-06-13 Apparatus for driving gyro sensor and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140009775A KR20150089305A (ko) 2014-01-27 2014-01-27 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150089305A true KR20150089305A (ko) 2015-08-05

Family

ID=53678733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140009775A KR20150089305A (ko) 2014-01-27 2014-01-27 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150211856A1 (ko)
KR (1) KR20150089305A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160026540A (ko) * 2014-09-01 2016-03-09 삼성전기주식회사 자이로센서의 보정장치 및 그 보정방법
CN111964655B (zh) * 2020-07-15 2022-07-15 北京自动化控制设备研究所 一种石英音叉陀螺仪数字驱动电路
CN112697120B (zh) * 2020-12-10 2022-10-18 北京自动化控制设备研究所 石英音叉陀螺仪开关解调电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4285548B2 (ja) * 2007-02-05 2009-06-24 エプソントヨコム株式会社 ジャイロセンサモジュールおよび角速度検出方法
JP4572350B2 (ja) * 2008-03-21 2010-11-04 セイコーエプソン株式会社 同期検波回路、検出回路、物理量測定装置、ジャイロセンサおよび電子機器
KR101298289B1 (ko) * 2011-08-26 2013-08-26 삼성전기주식회사 자이로센서 구동회로, 자이로센서 시스템 및 자이로센서 구동방법
KR101298286B1 (ko) * 2011-11-30 2013-08-20 삼성전기주식회사 자이로센서 오프셋 자동 보정회로, 자이로센서 시스템 및 자이로센서 오프셋 자동 보정방법
KR101354782B1 (ko) * 2012-05-25 2014-01-22 삼성전기주식회사 자이로 센서 신호 탐지 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20150211856A1 (en) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9077283B2 (en) Self-oscillation circuit having means for eliminating quadrature error and method for eliminating quadrature error using the circuit
EP2533011B1 (en) Gyroscope dynamic motor amplitude compensation for enhanced rate estimation during startup
CN107747953B (zh) 一种多敏感器数据与轨道信息时间同步方法
US20100126271A1 (en) Inertial velocity sensor signal processing circuit and inertial velocity sensor device including the same
KR19980033119A (ko) 속도 연산장치
KR20160019951A (ko) 차량의 휠의 위치를 결정하는 방법 및 디바이스, 및 타이어 압력 모니터링 시스템
KR20150089305A (ko) 자이로 센서의 구동회로 및 그 제어방법
US20150153174A1 (en) Apparatus for driving gyro sensor and control method thereof
JP6383907B2 (ja) 車輌位置計測装置及び方法
US9164124B2 (en) Apparatus and method for controlling automatic gain of inertial sensor
CN112556688B (zh) 测量装置
US20140058696A1 (en) Apparatus and method for controlling gain automatically in inertia sensor
KR101513352B1 (ko) 관성센서의 구동장치 및 그 제어방법
EP3136051B1 (en) Angular speed detection device
WO2011128605A3 (fr) Mesure gyroscopique dans un systeme de navigation
WO2011128606A3 (fr) Mesure gyroscopique par un gyroscope vibrant en precession
KR101548863B1 (ko) 자이로 센서의 구동장치 및 그 제어방법
US20160245842A1 (en) Measurement apparatus, measurement method, and measurement system
JP6102785B2 (ja) 物理量センサ
KR101548853B1 (ko) 자이로 센서의 구동장치 및 그 제어방법
JPH10160506A (ja) 角度計測装置
US20160061628A1 (en) Apparatus and method for correcting gyro sensor
CN111623798B (zh) 偏移计算装置、偏移修正装置以及偏移计算方法
KR20150015932A (ko) 자이로 센서의 구동장치 및 그 제어방법
JP2014153106A (ja) 姿勢基準器

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination