DE69409603T2

DE69409603T2 - Schwingkreisel

Info

Publication number: DE69409603T2
Application number: DE69409603T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nakamura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: US5604310A; DE69409603D1; EP0647830B1; JPH07151553A; EP0647830A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schwinggyroskop (= Schwingkreisel) und insbesondere auf ein Schwinggyroskop, das bei einem Navigationssystem angewendet wird, das eine Position eines Mobus durch Erfassen der Drehwinkelgeschwindigkeit desselben und durch ordnungsgemäßes Führen desselben erfaßt, auf ein System zum Dämpfen einer Schwingung, wie z.B. ein Gerät zum Schützen eines nichtstationären Halts, das eine äußere Schwingung erfaßt, und dieselbe geeignet dämpft, oder dergleichen.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Fig. 19 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein bekanntes Schwinggyroskop zeigt. Das Schwinggyroskop 1 umfaßt einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger 2
Der piezoelektrische Schwingungserzeuger 2 umfaßt einen regulären dreieckigen prismenförmigen Schwingkörper 3, drei piezoelektrische Elemente 4a, 4b und 4c sind an Mitten der drei Seitenflächen des Schwingkörpers 3 jeweils gebildet. Bei dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger 2 biegt sich und schwingt der Schwingkörper 3 in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche des piezoelektrischen Elements 4c, wenn gleiche Treibsignale an denselben, z.B. die zwei piezoelektrischen Elemente 4a und 4b, angelegt werden. In diesem Zustand werden ähnliche Erfassungssignale von den piezoelektrischen Elementen 4a und 4b erhalten. Dann wird in diesem Zustand, wenn eine Drehwinkelgeschwindigkeit an den piezoelektrischen Schwingungserzeuger 2 um eine Achse des Schwingkörpers 3 angelegt wird, die Biege- und die Schwinrichtung des Schwingkörpers 3 durch eine Corioliskraft verändert, und es werden Erfassungssignale, die auf die Drehwinkelgeschwindigkeit ansprechen, von den zwei piezoelektrischen Elementen 4a und 4b erhalten. Bei diesem Fall wird beispielsweise eine Spannung eines Erfassungssignals von dem piezoelektrischen Element 4a größer, und eine Spannung des anderen Erfassungssignals von dem piezoelektrischen Element 4b wird als Reaktion auf die Drehwinkelgeschwindigkeit kleiner.
Folglich ist das piezoelektrische Element 4c des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 2 mit einer Eingangsanschlußklemme einer oszillationsschaltung 5 verbunden, die z.B. aus einem Verstärker besteht. Eine Ausgangsanschlußklemme der oszillationsschaltung 5 ist mit Enden von zwei Widerständen 6a und 6b verbunden, wobei die anderen Enden der Widerstände 6a und 6b mit den zwei piezoelektrischen Elementen 4a bzw. 4b verbunden sind. Die piezoelektrischen Elemente 4a und 4b sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer Differenzverstärkerschaltung 7 verbunden.
Dementsprechend kann bei dem Schwinggyroskop 1 durch ein Ausgangssignal von der Differenzverstärkerschaltung 7 erfaßt werden, daß keine Drehwinkelgeschwindigkeit angelegt ist, oder es kann eine angelegte Drehwinkelgeschwindigkeit erfaßt werden.
Wenn jedoch bei dem Schwinggyroskop 1, da der Widerstand 6a und das piezoelektrische Element 4a seriell verbunden sind, und der Widerstand 6b und das piezoelektrische Element 4b seriell verbunden sind, wie es in Fig. 20 gezeigt ist, eine Resonanzcharakteristik des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 2 verschoben wird, und jede Impedanz der piezoelektrischen Elemente 4a und 4b verändert wird, und dieselben sich voneinander durch Verändern einer atmosphärischen Temperatur oder einer Umgebung unterscheiden, unterscheiden sich Phasen von Treibsignalen L und R, die an die piezoelek trischen Elemente 4a und 4b angelegt sind, voneinander, z. B. wie L = Vsin(x+5) und R = Vsin(x-5), die in Fig. 21 gezeigt sind.
Da die Treibsignale L und R an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme und die invertierende Eingangsanschluß klemme der Differenzverstärkerschaltung 7 angelegt werden, wird, wenn keine Drehwinkelgeschwindigkeit speziell an das Schwinggyroskop 1 angelegt wird, wie es in Fig. 21 gezeigt ist, das Ausgangssignal L - R, das nicht Null ist, von der Ausgangsanschlußklemme der Differenzverstärkerschaltung 7 erhalten, d.h. es wird eine Versatzänderung (= Offsetänderung) (eine Drift) erzeugt. Folglich besteht ein Problem darin, daß durch das Ausgangssignal von der Differenzverstärkerschaltung 7 nicht erfaßt wird, daß keine Drehwinkelgeschwindigkeit an das Schwinggyroskop 1 angelegt ist.
Um das vorhergehende Problem zu lösen, gibt es ein Verfahren zum Korrigieren des Ausgangssignals von der Differenzverstärkerschaltung unter Verwendung einer Schaltung zum Behandeln eines Signals oder einer Schaltung mit einer Lernfunktion. Bei dem Verfahren wird jedoch eine Schaltung eine hochintegrierte und komplexe Struktur, und dieselbe reicht für eine gute Charakteristik nicht aus, dä es notwendig ist, daß eine Schaltung auf einen speziellen Zustand eingestellt wird. Derselben gelingt es nicht, zwischen einer Veränderung eines Signals, die durch Verändern der Resonanzcharakteristik des Schwingungserzeugers erzeugt wird, und einer Veränderung eines Signals, die durch Verändern der angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit erzeugt wird, zu unterscheiden, und derselben gelingt es nicht, eine Verschiebung der Resonanzcharakteristik, die keine Richtcharakteristik aufweist, zu unterscheiden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schwinggyroskop zu schaffen, das eine einfache Struktur aufweist, und das eine Drift unterdrücken kann.
Ein Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Schwinggyroskop mit zwei Treiberfassungsschaltungen, das eine erste Teileinrichtung zum Teilen eines Signals an einer Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen, eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die erste Teileinrichtung geteilt wurden, eine zweite Teileinrichtung zum Teilen eines Signals an der anderen Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Signals mit einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die zweite Teileinrichtung geteilt wurden, und eine erste Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Erfassungseinrichtung und eines Signals von der zweiten Erfassungseinrichtung, aufweist.
Das andere Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Schwinggyroskop mit einer Treiberfassungsschaltung, das eine Teileinrichtung zum Teilen eines Signals an der Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die Teileinrichtung geteilt wurden, und eine erste Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals von der Erfassungseinrichtung aufweist.
Bei dem Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Signal an einer der Treiberfassungsschaltungen in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen, durch die erste Teileinrichtung geteilt. Das Signal der Differenz zwischen den zwei Signalen wird durch die erste Erfassungseinrichtung erfaßt. Folglich wird, selbst wenn eine Phase eines Treibsignals an einer Treiberfassungsschaltung verschoben wird, in Verbindung mit dem Treibsignal ein ähnliches Signal von der ersten Erfassungseinrichtung erhalten. Außerdem wird ein Signal, das proportional zu einem Erfassungssignal an einer Treiberfassungsschaltung ist, von der ersten Erfassungseinrichtung erhalten.
Durch die zweite Teileinrichtung wird das Signal an der anderen Treiberfassungsschaltung in zwei Signale geteilt, die unterschiedliche Pegel aufweisen. Das Signal der Differenz zwischen den zwei Signalen wird durch die zweite Erfassungseinrichtung erfaßt. Folglich wird, selbst wenn eine Phase eines Treibsignals an der anderen Treiberfassungsschaltung verschoben wird, in Verbindung mit dem Treibsignal ein ähnliches Signal von der zweiten Erfassungseinrichtung erhalten. Außerdem wird ein zweites Signal, das proportional zu dem anderen Erfassungssignal an der anderen Treiberfassungsschaltung ist, von der zweiten Erfassungseinrichtung erhalten.
Das Signal von der ersten Erfassungseinrichtung und das Signal von der zweiten Erfassungseinrichtung werden durch die erste Zusammensetzeinrichtung zusammengesetzt. Folglich sind in Verbindung mit den Treibsignalen, wenn das Signal, das aus dem Signal von der ersten Erfassungseinrichtung und dem Signal von der zweiten Erfassungseinrichtung zusammengesetzt ist, auf etwa Null eingestellt wird, selbst, wenn die Phasen des einen Treibsignals und des anderen Treibsignals verschoben sind, Signale, die diesen Treibsignalen zugeordnet sind, gegeneinander versetzt. Das Signal von der ersten Zusammensetzeinrichtung wird ein Signal, das nahezu proportional zu einer Differenz zwischen dem einen Erfassungssignal und dem anderen Erfassungssignal ist, d.h. ein Signal nahezu proportional zu einer angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit.
Bei dem anderen Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Signal an der Treiberfassungsschaltung durch die Teileinrichtung in zwei Signale geteilt, die un terschiedliche Pegel aufweisen. Das Signal der Differenz zwischen den zwei Signalen wird durch die Erfassungseinrichtung erfaßt. Folglich wird in Verbindung mit dem Treibsignal, selbst wenn eine Phase des Treibsignals an der Treiberfassungsschaltung verschoben ist, ein ähnliches Signal von der Erfassungseinrichtung erhalten. Außerdem wird ein Signal, das proportional zu einem Erfassungssignal an der Treiberfassungsschaltung ist, von der Erfassungseinrichtung erhalten. In diesem Fall besteht eine Phasendifferenz von 90º zwischen dem Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und dem Signal, das proportional zu dem Erfassungssignal ist, auf dem Signal, das von der Erfassungseinrichtung erhalten wird.
Durch die erste Synchronerfassungseinrichtung wird das von der Erfassungseinrichtung erhaltene Signal synchron mit dem Erfassungssignal erfaßt. Folglich ist das Signal, das dem Treibsignal auf dem Signal, das von der Erfassungseinrichtung erhalten wurde, zugeordnet ist, bei einem positiven Teil und einem negativen Teil versetzt. Dementsprechend wird das Signal, das von der ersten Synchronerfassungseinrichtung erhalten wurde, das Signal, das proportional zu dem Erfassungssignal ist, d.h. ein Signal, das nahezu proportional zu einer angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man ein Schwinggyroskop erhalten, bei dem die Signale, die den Treibsignalen zugeordnet sind, gegeneinander versetzt sind, und eine Drift kaum erzeugt wird, sogar wenn die Phasen des einen Treibsignals und des anderen Treibsignals durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung verschoben sind. Folglich kann bei dem Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung, sogar wenn eine Veränderung der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung vorliegt, eine angelegte Drehwinkelgeschwindigkeit erfaßt werden.
Das Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine einfache Struktur, da zwei Teileinrichtungen, zwei Erfassungseinrichtungen und eine Zusammensetzeinrichtung verwendet werden, und es nicht notwendig ist, eine Schaltung zum Behandeln eines Signals oder eine Schaltung mit einer Lemfunktion zu verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man das andere Schwinggyroskop erhalten, bei dem das Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, versetzt ist, und eine Drift kaum erzeugt wird, sogar wenn die Phase des Treibsignals durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung verschoben wird. Folglich kann bei dem anderen Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung, sogar wenn eine Veränderung der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung vorliegt, eine angelegte Drehwinkelgeschwindigkeit erfaßt werden.
Das andere Schwinggyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine einfache Struktur, da es nicht notwendig ist, eine Schaltung zum Behandeln eines Signals oder eine Schaltung mit einer Lemfunktion zu verwenden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Signale an einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite einer ersten Differenzverstärkerschaltung (einer zweiten Differenzverstärkerschaltung) zeigt, die durch ein Treibsignal in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 3 ist ein Graph, der ein Beispiel von Signalen an den Eingangsseiten und der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch das Treibsignal in dem in Fig. 1 gezeigten bewirkt werden.
Fig. 4 ist ein Graph, der ein Beispiel von Signalen an den Eingangsseiten und der Ausgangsseite der zweiten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch Treibsignale in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 5 ist ein Graph, der ein Beispiel von Signalen an den Eingangsseiten und an einer Ausgangsseite einer dritten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch das Treibsignal in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Signale an den Eingangsseiten und der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung (der zweiten Differenzverstärkerschaltung) zeigt, die durch ein Erfassungssignal in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
Fig. 7 ist ein Graph, der ein Beispiel von Ausgangssignalen an dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel und dem in Fig. 19 gezeigten Stand der Technik zeigt.
Fig. 8 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Signale an den Eingangsseiten und an einer Ausgangsseite einer ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch ein Treibsignal in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 10 ist ein Graph, der ein Beispiel von Signalen an den Eingangsseiten und der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch das Treibsignal in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das Signale an den Eingangsseiten und der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch ein Erfassungssignal in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
Fig. 12 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Signals an der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, das durch das Erfassungssignal in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt wird.
Fig. 13 ist ein Graph, der ein Beispiel jedes Signals an der Ausgangsseite der ersten Differenzverstärkerschaltung zeigt, das durch das Treibsignal und das Erfassungssignal in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt wird.
Fig. 14 ist ein Schaltungsdiagramm, das noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 15 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt.
Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere Modifikation des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt.
Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt.
Fig. 18 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere Modifikation des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt.
Fig. 19 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein bekanntes Schwinggyroskop zeigt.
Fig. 20 ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm, das einen wesentlichen Teil des in Fig. 19 gezeigten Schwinggyroskops zeigt.
Fig. 21 ist ein Graph, der ein Beispiel von Signalen an den Eingangsseiten und an einer Ausgangsseite einer Differenzverstärkerschaltung zeigt, die durch ein Treibsignal in dem in Fig. 19 gezeigten Schwinggyroskop bewirkt werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Schwinggyroskop 10 umfaßt einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger 12, der ähnlich zu dem Schwingungserzeuger 2 des in Fig. 19 gezeigten Schwinggyroskops 1 ist.
Das heißt, der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12 umfaßt z.B. einen regulären dreieckigen prismenförmigen Schwingkörper 14. Der Schwingkörper 14 ist aus einem Material geformt, das allgemein eine mechanische Schwingung erzeugt, wie z.B. eine Elinvarlegierung, eine Eisennickellegierung, Quarz, Glas, Kristall, Keramik und dergleichen. In der Nähe der Mitten der drei Seitenflächen des Schwingkörpers 14 sind drei piezoelektrische Elemente 16a, 16b bzw. 16c gebildet.
Bei dem Ausführungsbeispiel werden beispielsweise zwei piezoelektrische Elemente 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 für sowohl das Treiben als auch das Erfassen verwendet, das andere piezoelektrische Element 16c wird zur Rückkopplung verwendet.
Mit den drei piezoelektrischen Elementen 16a, 16b und 16c des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 ist eine Treib- und Erfassungs-Schaltung 20 verbunden.
Die Treib- und Erfassungs-Schaltung 20 umfaßt z.B. einen Verstärker 22 zum Erzeugen eines Treibsignals. Mit einer Eingangsanschlußklemme des Verstärkers 22 ist das piezoelektrische Element 16c zur Rückkopplung verbunden. Eine Ausgangsanschlußklemme des Verstärkers 22 ist mit einer Eingangsanschlußklemme einer Phasenkorrekturschaltung 24 verbunden. Die Phasenkorrekturschaltung 24 dient zum Korrigieren einer Phase des Treibsignals.
Eine Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 ist mit einem piezoelektrischen Element 16a für sowohl das Treiben als auch das Erfassen über zwei Widerstände 26a und 28a, die seriell verbunden sind und den gleichen Widerstandswert aufweisen, als eine erste Teileinrichtung verbunden. Eine Treiberfassungsschaltung ist mit der ersten Teileinrichtung in Verbindung mit dem Verstärker 22, der Phasenkorrekturschaltung 24 usw. gebildet, und die erste Teileinrichtung dient zum Teilen eines Signals an der Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen.
Außerdem ist die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 mit dem anderen piezoelektrischen Element 16b sowohl zum Treiben als auch zum Erfassen über zwei Widerstände 26b und 28b, die seriell miteinander verbunden sind und den gleichen Widerstand aufweisen, als eine zweite Teileinrichtung verbunden. Die andere Treiberfassungsschaltung ist mit der zweiten Teileinrichtung in Verbindung mit dem Verstärker 22, der Phasenkorrekturschaltung 24 usw. gebildet, und die zweite Teileinrichtung dient zum Teilen eines Signals an der Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen.
Inzwischen wird an den Schwingkörper 14 des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 ein elektrisches Zwischenpotential zwischen dem elektrischen Potential der Leistungsversorgungsspannung Vcc und dem erdenden elektrischen Potential, beispielsweise die Hälfte des elektrischen Potentials der Leistungsversorgungsspannung Vcc, angelegt.
Beide Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer ersten Differenzverstärkerschaltung 30a als eine erste Erfassungseinrichtung verbunden. Die erste Erfassungseinrichtung dient zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die erste Teileinrichtung geteilt werden.
Außerdem sind zwei Enden des Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b als eine zweite Erfassungseinrichtung verbunden. Die zweite Teileinrichtung dient zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die zweite Teileinrichtung geteilt werden.
Eine Ausgangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und eine Ausgangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer dritten Differenzverstärkerschaltung 32 als eine erste Zusammensetzeinrichtung verbunden. Die erste Zusammensetzeinrichtung dient zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und eines Signals von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b und zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen diesen Signalen.
Außerdem ist eine Ausgangsanschlußklemme der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 mit einer Eingangsanschlußklemme einer ersten Glättungsschaltung 50a über eine erste Synchronerfassungsschaltung 40a verbunden. Die erste Synchronerfassungsschaltung 40a dient zum Erfassen eines Signals von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 synchron mit einem Erfassungssignal, das später erwähnt wird. Die erste Synchronerfassungsschaltung 40a umfaßt z.B. einen FET 42a als ein Schaltelement Mit einer Drain des FET 42a ist die Ausgangsanschlußklemme der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 verbunden. An eine Source des FET 42a ist die Hälfte des elektrischen Potentials der Leistungsversorgungsspannung Vcc angelegt. Außerdem ist mit einem Gate des FET 42a die Ausgangsanschlußklemme des Verstärkers 32 verbunden.
Die erste Glättungsschaltung 50a dient zum Glätten eines Signals von der ersten Synchronerfassungsschaltung 40a. Die erste Glättungsschaltung 50a ist mit zwei Widerständen 52a und 54a und zwei Kondensatoren 56a und 58a verbunden.
Eine Ausgangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a ist mit einer Eingangsanschlußklemme einer Verstärkerschaltung 60 verbunden. Die Verstärkerschaltung 60 dient zum Verstärken eines Signals von der ersten Glättungsschaltung 50a.
Als nächstes wird der Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Schwinggyroskops 10 beschrieben.
Zuerst wird dasselbe in Verbindung mit Treibsignalen beschrieben, die an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 angelegt sind.
Bei dem Schwinggyroskop 10 werden Treibsignale, die durch den Verstärker 22 erzeugt werden, an den Widerstand 26a der ersten Teileinrichtung bzw. den Widerstand 26b der zweiten Teileinrichtung über die Phasenkorrekturschaltung 24 angelegt. Bei diesem Fall werden die Phasen der Treibsignale durch die Phasenkorrekturschaltung 24 korrigiert, um stabile Treibsignale zu erhalten.
Ein Treibsignal, das die Widerstände 26a und 28a als die erste Teileinrichtung durchläuft, wird an das piezoelektrische Element 16a angelegt, ähnlich wird das andere Treibsignal, das die Widerstände 26b und 28b als die zweite Teileinrichtung durchläuft, an das piezoelektrische Element 16b angelegt. Bei diesem Fall werden an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b ähnliche Treibsignale angelegt. Folglich biegt sich und schwingt der Schwingkörper 14 des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche des piezoelektrischen Elements 16c.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Treibsignal an einer Treiberfassungsschaltung in zwei unterschiedliche Signale L1 und L2 an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist das Signal L1 gleich dem Treibsignal, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist. Da die Widerstandswerte der Widerstände 26a und 28a der ersten Teileinrichtung gleich sind, wird die Spannung des Signals L2 die doppelte Spannung der Spannung des Signals L1, und die Phase desselben wird die Hälfte der Phase des Signals L1. Die zwei Signale L1 und L2 werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärker schaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L = L1 - L2 der Differenz zwischen den zwei Signalen L1 und L2 durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt.
Ähnlich wird das Treibsignal an der anderen Treiberfassungsschaltung in zwei unterschiedliche Signale R1 und R2 an beiden Enden des Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist das Signal R1 gleich dem Treibsignal, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist. Da die Widerstandswerte der Widerstände 26b und 28b der zweiten Teileinrichtung gleich sind, wird die Spannung des Signals R2 die doppelte Spannung der Spannung des Signals R1, und die Phase desselben wird die Hälfte der Phase des Signals R1. Die zwei Signale R1 und R2 werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt. Folglich wird ein Signal R = R1 - R2 der Differenz zwischen den zwei Signalen R1 und R2 durch die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b erfaßt.
Außerdem werden durch die dritte Differenzverstärkerschaltung 32 das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und das Signal R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b zusammengesetzt, und das Signal L - R der Differenz zwischen diesen Signalen wird erfaßt.
Als nächstes wird beschrieben, daß die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich voneinander durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B. als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5), unterscheiden.
Durch die oben erwähnte erste Teileinrichtung wird das Signal L1, das an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, Vsin(x+5), das Signal L2, das an die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, wird 2vsin(x+2,5). Die Amplitude des Signals L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a wird etwa V, die Phase desselben wird etwa 180º, das Signal L wird etwa Vsin(x-180). Die Beziehung zwischen den Signalen L1, L2 und L ist in Fig. 3 gezeigt.
Durch die oben erwähnte zweite Teileinrichtung wird das Signal R1, das an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt ist, Vsin(x-5), das Signal R2, das an die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt ist, wird 2vsin(x-2,5). Die Amplitude des Signals R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b wird etwa V, die Phase desselben wird etwa 180º, das Signal R wird etwa Vsin(x-180). Die Beziehung zwischen den Signalen R1, R2 und R ist in Fig. 4 gezeigt.
Außerdem werden diese Signale L und R an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme und die invertierende Eingangsanschlußklemme der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 angelegt. Da diese Signale L und R ähnlich sind, wird das Signal L - R von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 etwa Null. Die Beziehung zwischen diesen Signalen L, R und L - R ist in Fig. 5 gezeigt.
Dementsprechend wird bei dem Schwinggyroskop 10, sogar wenn die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B. als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5), voneinander unterscheiden, das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 etwa Null.
Bei dem Schwinggyroskop 10 werden das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und das Signal R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b kaum verändert, sogar wenn die Phasen der Treibsignale L1 und R1, die an die piezoelektrische Elemente 16a und 16b angelegt sind, zu anderen Phasen durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung verändert werden, da die Phasen der Signale L2 und R2 proportional zu den veränderten Phasen geändert werden. Folglich wird das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 etwa Null.
Inzwischen werden, wenn die Treibsignale L1 und R1 gleich sind, die Signale L2 und R2 gleich, und das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 wird Null.
Wie oben erwähnt, wird bei dem Schwinggyroskop 10 in Verbindung mit den Treibsignalen, die an das piezoelektrische Element 16a und 16b angelegt sind, das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 etwa Null oder weniger.
Bei dem Schwinggyroskop 10 biegt sich und schwingt der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12 in der Richtung senkrecht zu der Hauptoberfläche des piezoelektrischen Elements 16c, wenn ähnliche Treibsignale an die zwei piezoelektrischen Elemente 16a und 16b, wie oben erwähnt, angelegt werden. Es werden ähnliche Erfassungssignale an den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b erzeugt. Wenn bei diesem Zustand eine Drehwinkelgeschwindigkeit an den piezoelektrischen Schwingungserzeuger 12 des Schwinggyroskops 10 um eine Achse des Schwingkörpers 14 angelegt wird, wird die Biegeund Schwingrichtung des Schwingkörpers 14 durch eine Corioliskraft verändert, Erfassungssignale, die auf die Drehwinkelgeschwindigkeit ansprechen, werden an den zwei piezoelektrischen Elementen 16a bzw. 16b erzeugt. Bei diesem Fall wird als Reaktion auf den Betrag der Drehwinkelgeschwindigkeit beispielsweise ein Erfassungssignal mit positiver Phase an einem piezoelektrischen Element 16a erzeugt, ein Erfassungssignal mit negativer Phase wird an dem anderen piezoelektrischen Element 16b erzeugt.
Als nächstes wird dasselbe in Verbindung mit den Erfassungssignalen, die an den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 erzeugt werden, beschrieben.
Wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein Erfassungssignal, das an einem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, in zwei un terschiedliche Signale L1' und L2' an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist, da die Widerstandswerte der Widerstände 26a und 28a als die erste Teileinrichtung gleich sind, ein Signal L1' gleich dem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, das andere Signal L2' ist die Hälfte der Amplitude des Erfassungssignals. Inzwischen werden die Phasen dieser zwei Signale L1' und L2' gleich. Diese zwei Signale L1' und L2' werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L' = L1' - L2' der Differenz zwischen diesen zwei Signalen L1' und L2' durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt. Dementsprechend wird das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a die Hälfte eines Erfassungssignals, das an dem piezoelektrischen Element 16a proportional zu dem Erfassungssignal erzeugt wird.
Ähnlich wird das andere Erfassungssignal, das an dem anderen piezoelektrischen Element 16b erzeugt wird, in zwei Differenzsignale R1' und R2' an beiden Enden des Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist, da die Widerstandswerte der Widerstände 26b und 28b als die zweite Teileinrichtung gleich sind, ein Signal R1' gleich dem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16b erzeugt wird, das andere Signal R2' ist die Hälfte der Amplitude des Erfassungssignals. Inzwischen werden die Phasen dieser zwei Signale R1' und R2' gleich. Diese zwei Signale R1' und R2' werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt. Folglich wird das Signal R' = R1' - R2' der Differenz zwischen diesen zwei Signalen R1' und R2' durch die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b erfaßt. Dementsprechend wird das Signal R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b die Hälfte des anderen Erfassungssignals, das an dem piezoelektrischen Element 16b proportional zu dem Erfassungssignal erzeugt wird.
Außerdem werden das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und das Signal R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme und die invertierende Eingangsanschlußklemme der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 angelegt. Folglich ist das Signal L' - R' von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 das Signal proportional zu dem Signal der Differenz zwischen dem einen Erfassungssignal und dem anderen Erfassungssignal. Das heißt z.B., wie es in Fig. 7 gezeigt ist, daß das Signal L' - R' von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 das Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit ist, die an das Schwinggyroskop 10 angelegt ist. Inzwischen hat das Signal eine Phase von 90º, da das Signal L' - R' das Signal ist, das den Erfassungssignalen zugeordnet ist, die an den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b erzeugt werden.
Wie oben erwähnt, wird bei dem Schwinggyroskop 10 in Verbindung mit den Erfassungssignalen, die an den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b erzeugt werden, das Signal L' - R' von der dtitten Differenzverstärkerschaltung 32 das Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit.
Bei jedem Teil des Schwinggyroskops 10 wird das Signal erhalten, das aus dem Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und dem Signal, das dem Erfassungssignal zugeordnet ist, zusammengesetzt ist. Folglich wird bei dem Schwinggyroskop 10, selbst wenn eine Veränderung der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung vorliegt, ein Driften unterdrückt, und es wird immer ein Ausgangssignal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 erhalten, das nahezu proportional zu einer Drehwinkelgeschwindigkeit ist. Das heißt, wie in Fig. 7 gezeigt, daß bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verglichen mit dem in Fig. 19 gezeigten Stand der Technik das Signal L - R, das den Treibsignalen zugeordnet ist, kaum erhalten wird.
Außerdem wird bei dem Schwinggyroskop 10 das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 synchron mit dem negativen Teil des Signals L' - R', das den Erfassungssignalen zugeordnet ist, durch die erste Synchronerfassungsschaltung 40a erfaßt, durch die erste Glättungsschaltung 50a geglättet, und durch die Verstärkerschaltung 60 verstärkt. Folglich wid das Signal von der Verstärkerschaltung 60 das große Signal, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit ist. Inzwischen wird das Signal L - R, das den Treibsignalen zugeordnet ist, bei dem positiven Teil und dem negativen Teil durch die erste Synchronerfassungsschaltung 40a versetzt, da eine Phasendifferenz von 90º zwischen dem Signal L' - R', das den Erfassungssignalen zugeordnet ist, und dem Signal L - R, das den Treibsignalen zugeordnet ist, auf dem Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 32 besteht.
Fig. 8 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel werden, im Vergleich mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b und die dritte Differenzverstärkerschaltung 32 nicht verwendet. Die Ausgangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a ist mit der Eingangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50 über die erste Synchronerfassungsschaltung 40a verbunden.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Schwinggyroskop 10 werden beispielsweise die zwei piezoelektrischen Elemente 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 zum Treiben verwendet, das andere piezoelektrische Element 16c wird zur Rückkopplung verwendet. Das piezoelektrische Element 16a wird ferner zum Erfassen verwendet.
Als nächstes wird der Betrieb des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeiten der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12, der Verstärker 22, die Phasenkorrekturschaltung 24, die Widerstände 26a, 26b, 28a und 28b und die erste Differenzverstärkerschaltung 30a genauso wie das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel
Zuerst wird dasselbe in Verbindung mit den Treibsignalen beschrieben, die an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 angelegt sind.
Es wird beschrieben, daß die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich voneinander durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B. als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5) unterscheiden.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, das Treibsignal an der Treiberfassungsschaltung, wie in Fig. 9 gezeigt, in zwei unterschiedliche Signale L1 und L2 an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Diese zwei Signale L1 und L2 werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L = L1 - L2 der Differenz zwischen diesen zwei Signalen L1 und L2 durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt. Bei diesem Fall wird das Signal L1, das an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, Vsin(x+5), das Signal L2, das an die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, wird 2vsin(x+2,5). Der Betrag des Signals L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a wird etwa V, die Phase desselben wird etwa 180º, das Signal L wird etwa Vsin(x-180). Die Beziehung zwischen diesen Signalen L1, L2 und L ist in Fig. 10 gezeigt.
Dementsprechend wird bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a etwa Vsin(x-180), sogar wenn die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich durch Verändem der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5), unterscheiden.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a kaum verändert, sogar wenn die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, zu der anderen Phase durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung verändert wird, da die Phase des Signals L2 proportional zu der veränderten Phase verändert wird. Folglich wird das Signal von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a etwa Vsin(x-180).
Wie oben erwähnt, wird bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Treibsignalen, die an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b angelegt sind, das Signal von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a etwa Vsin(x-180).
Als nächstes wird das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel in Verbindung mit dem Erfassungssignal beschrieben, das an dem piezoelektrischen Element 16a des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 erzeugt wird.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Erfassungssignal, wie in Fig. 11 gezeigt, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, in zwei unterschiedliche Signale L1' und L2' an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Diese zwei Signale L1' und L2' wer den an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L' = L1' - L2' der Differenz zwischen diesen zwei Signalen L1' und L2' durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt. Dementsprechend wird das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a die Hälfte des Signals proportional zu dem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird. Inzwischen weist das Signal L' z.B. eine Phase von 90º auf, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, da das Signal L' das Signal ist, das dem Erfassungssignal zugeordnet ist, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird.
Wie es oben erwähnt wurde, wird in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit dem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a das Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird von der Ausgangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a das Signal erhalten, das aus dem Signal L, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und dem Signal L', das dem Erfassungssignal zugeordnet ist, zusammengesetzt ist. Bei diesem Fall besteht, wie in Fig. 13 gezeigt, eine Phasendifferenz von 90º zwischen diesen Signalen L und L'. Das Signal von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a wird synchron mit dem negativen Teil des Signals L', das dem Erfassungssignal zugeordnet ist, durch die erste Synchronerfassungsschaltung 40a erfaßt und durch die erste Glättungsschaltung 50a geglättet. Folglich wird auf dem Signal von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a das Signal L, das dem Treibsignal zugeordnet ist, an dem positiven Teil und dem negativen Teil versetzt. Dementsprechend wird das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a das Signal proportional zu dem Erfassungssignal, d.h. das Signal proportional zu der angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit. Das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a wird durch die Verstärkerschaltung 60 verstärkt. Folglich wird das Signal von der Verstärkerschaltung 60 das große Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit.
Wie es oben erwähnt wurde, wird bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Drift unterdrückt, wenn eine Veränderung der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung vorliegt, da das Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, versetzt wird, und es wird immer ein Ausgangssignal nahezu proportional zu einer Drehwinkelgeschwindigkeit von der ersten Glättungsschaltung 50a oder der Verstärkerschaltung 60 erhalten.
Fig. 14 ist ein Schaltungsdiagramm, das noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Vergleich mit dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel die Widerstände 26b und 28b als zweite Teileinrichtung verwendet. Obwohl die andere Treiberfassungsschaltung durch die zweite Teileinrichtung, den Verstärker 22, die Phasenkorrekturschaltung 24 usw. gebildet ist, dient die zweite Teileinrichtung zum Teilen des Signals an der Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen.
Beide Enden eines Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b als eine zweite Erfassungseinrichtung verbunden. Die zweite Erfassungseinrichtung dient zum Erfassen des Signals der Differenz zwischen den zwei Signalen, die durch die zweite Teileinrichtung geteilt werden.
Außerdem ist eine Ausgangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b mit einer Eingangsanschlußklemme einer zweiten Glättungsschaltung 50b über eine Synchronerfassungsschaltung 40b verbunden. Die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b dient zum Erfassen des Signals von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b synchron mit dem Erfassungssignal. Die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b umfaßt z.B. einen FET 42b als ein Schaltelement Die Ausgangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b ist mit einer Drain des FET 42b verbunden. Die Hälfte des elektrischen Potentials der Leistungsversorgungsspannung Vcc ist an eine Source des FET 42b angelegt. Die Ausgangsanschlußklemme des Verstärkers 22 ist mit einem Gate des FET 42b verbunden.
Die zweite Glättungsschaltung 50b dient zum Glätten des Signals von der zweiten Synchronerfassungsschaltung 40b. Die zweite Glättungsschaltung Sob ist aus zwei Widerständen 52b und 54b und zwei Kondensatoren 56b und 58b gebildet.
Außerdem sind die Ausgangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a und die Ausgangsanschlußklemme der zweiten Glättungsschaltung 50b mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme und einer invertierenden Eingangsanschlußklemme einer dritten Differenzverstärkerschaltung 70 als eine Zusammensetzeinrichtung verbunden. Die dritte Differenzverstärkerschaltung 70 dient zum Zusammensetzen des Signals von der ersten Glättungsschaltung 50a und des Signals von der zweiten Glättungsschaltung 50b und zum Erfassen des Signals der Differenz zwischen diesen Signalen.
Als nächstes wird der Betrieb des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Grob gesagt arbeiten bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12, der Verstärker 22, die Phasenkorrekturschaltung 24, die Widerstände 26a und 28a als die erste Teileinrichtung, die erste Differenzverstärkerschaltung 30a, die erste Synchronerfassungsschaltung 40a und die erste Glättungsschaltung 50a genauso wie das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel Im Vergleich mit dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeiten die Widerstände 26b und 28b als die zweite Teileinrichtung, die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b, die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b, die zweite Glättungsschaltung 50b und die dritte Differenzverstärkerschaltung 70 neu.
Das in Fig. 14 gezeigte Ausführungsbeispiel wird in Verbindung mit den Treibsignalen beschrieben, die an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 angelegt sind.
Es wird beschrieben, daß die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich voneinander durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B. als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5), unterscheiden.
Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wie bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel, das Treibsignal an einer Treiberfassungsschaltung in zwei unterschiedliche Signale L1 und L2 an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Diese zwei Signale L1 und L2 werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L = L1 - L2 der Differenz zwischen diesen zwei Signalen L1 und L2 durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt. Bei diesem Fall wird das Signal L1, das an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, Vsin(x+5), das Signal L2, das an die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt ist, wird 2vsin(x+2,5). Der Betrag des Signals L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a wird etwa V, die Phase desselben wird etwa 180º, das Signal L wird etwa Vsin(x-180).
Ähnlich wird das Treibsignal an der anderen Treiberfassungsschaltung in zwei unterschiedliche Signale R1 und R2 an beiden Enden des Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist das Signal R1 gleich dem Treibsignal, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist. Da die Widerstandswerte der Widerstände 26b und 28b der zweiten Teileinrichtung gleich sind, wird die Spannung des Signals R2 das Doppelte der Spannung des Signals R1, die Phase desselben wird die Hälfte der Phase des Signals R1. Diese zwei Signale R1 und R2 werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt. Folglich wird das Signal R = R1 - R2 der Differenz zwischen diesen zwei Signalen R1 und R2 durch die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b erfaßt. Bei diesem Fall wird das Signal R1, das an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt ist Vsin(x-5), das Signal R2, das an die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt ist, wird 2Vsin(x-2,5). Der Betrag des Signals R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b wird etwa V, die Phase desselben wird etwa 180º, das Signal R wird etwa Vsin(x-180).
Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wie bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel, das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a synchron durch die erste Synchronerfassungsschaltung 40a erfaßt, danach wird dasselbe durch die erste Glättungsschaltung 50a geglättet. Folglich wird das Signal L, das dem Treibsignal an der einen Treiberfassungsschaltung zugeordnet ist, an dem positiven Teil und dem negativen Teil versetzt.
Ähnlich wird das Signal R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b synchron durch die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b erfaßt, danach wird dasselbe durch die zweite Glättungsschaltung 50b geglättet. Folglich wird das Signal R, das dem Treibsignal an der anderen Treiberfassungsschaltung zugeordnet ist, an dem positiven Teil und dem negativen Teil ebenfalls versetzt.
Das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a und das Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b werden durch die dritte Differenzverstärkerschaltung 70 zusammengesetzt. Das Signal der Differenz zwischen diesen Signalen wird erfaßt. Bei diesem Fall wird das Signal, das dem Treibsignal an der Treiberfassungsschaltung von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 zugeordnet ist, etwa Null, da die Signale L und R, die den Treibsignalen an beiden Treiberfassungsschaltungen zugeordnet sind, ähnlich versetzt sind.
Dementsprechend wird bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 etwa Null, sogar wenn die Phase des Treibsignals L1, das an das piezoelektrische Element 16a angelegt ist, und die Phase des Treibsignals R1, das an das piezoelektrische Element 16b angelegt ist, sich voneinander durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung, z.B. als L1 = Vsin(x+5) und R1 = Vsin(x-5), unterscheiden.
Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel werden da die Phasen der Signale L2 und R2 proportional zu den veränderten Phasen verändert werden, das Signal L von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und das Signal R von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b kaum verändert, sogar wenn die Phasen der Treibsignale L1 und R1, die an die piezoelektrische Elemente 16a und 16b angelegt sind, zu den anderen Phasen durch Verändern der atmosphärischen Temperatur oder der Umgebung verändert werden. Folglich wird das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 etwa Null.
Inzwischen wird, wenn die Treibsignale L1 und R1 gleich sind, die Signale L2 und R2 gleich sind, das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 Null.
Wie es oben erwähnt wurde, wird bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Treibsignalen, die an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b angelegt sind, das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 etwa Null.
Als nächstes wird das in Fig. 14 gezeigte Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Erfassungssignalen beschrieben, die an den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 12 erzeugt werden. Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel wird wie bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Erfassungssignal, das an einem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, in zwei unterschiedliche Signale L1' und L2' an beiden Enden des Widerstands 28a der ersten Teileinrichtung geteilt. Diese zwei Signale L1' und L2' werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a angelegt. Folglich wird das Signal L' = L1' - L2' der Differenz zwischen diesen zwei Signalen L1' und L2' durch die erste Differenzverstärkerschaltung 30a erfaßt. Dementsprechend wird das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a die Hälfte des Signals proportional zu einem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird.
Ähnlich wird das andere Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16b erzeugt wird, in zwei Differenzsignale R1' und R2' an beiden Enden des Widerstands 28b der zweiten Teileinrichtung geteilt. Bei diesem Fall ist, da die Widerstandswerte der Widerstände 26b und 28b der zweiten Teileinrichtung gleich sind, ein Signal R1' gleich dem Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16b erzeugt wird. Das andere Signal R2' wird die Hälfte des Erfassungssignals. Inzwischen weisen diese zwei Signale R1' und R2' die gleiche Phase auf. Diese zwei Signale R1' und R2' werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b angelegt. Folglich wird das Signal R' = R1' - R2' der Differenz zwischen diesen zwei Signalen R1' und R2' durch die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b erfaßt. Dementsprechend wird das Signal R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b die Hälfte des Signals proportional zu dem anderen Erfassungssignal, das an dem piezoelektrischen Element 16 erzeugt wird.
Inzwischen sind die Phasen des Signals L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und des Signals R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b gegensinnig, da die Phasen eines Erfassungssignals, das an einem piezoelektrischen Element 16a erzeugt wird, und des anderen Erfassungssignals, das an dem anderen piezoelektrischen Element 16b erzeugt wird, gegensinnig werden.
Das Signal L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a wird ähnlich wie bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel synchron durch die erste Synchronerfassungsschaltung 40a erfaßt, danach wird dasselbe durch die erste Glättungsschaltung 50a geglättet. Folglich wird das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a das Signal proportional zu einem Erfassungssignal, d.h. das Signal proportional zu der angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit.
Ähnlich wird das Signal R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b synchron durch die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b erfaßt, danach wird dasselbe durch die zweite Glättungsschaltung 50b geglättet. Folglich wird das Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b das Signal proportional zu dem anderen Erfassungssignal, d.h. das Signal proportional zu der angelegten Drehwinkelgeschwindigkeit.
Inzwischen sind, die Phasen des Signals von der ersten Glättungsschaltung 50a und des Signals von der zweiten Glättungsschaltung 50b gegensinnig, da die Phasen des Signals L' von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und des Signals R' von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b gegensinnig sind.
Das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a und das Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b werden an die nichtinvertierende Eingangsanschlußklemme bzw. die invertierende Eingangsanschlußklemme der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 angelegt. Folglich wird das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 das Signal proportional zu dem Signal der Differenz zwischen dem einen Erfassungssignal und dem anderen Erfassungssignal. Das heißt das Signal von der dritten Differenzverstärkerschaltung 70 wird das große Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit, die an das Schwinggyroskop 10 angelegt ist.
Fig. 15 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt. Bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Vergleich zu dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Synchronerfassungsschaltung 80a als eine zweite Synchronerfassungseinrichtung, eine Glättungsschaltung 90a als eine zweite Glättungseinrichtung und ein Differenzverstärker 100a als eine Zusammensetz einrichtung verwendet.
Die Synchronerfassungsschaltung 80a dient zum Erfassen des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist, das synchron zu dem Erfassungssignal ist. Die Synchronerfassungsschaltung 80a umfaßt z.B. einen FET 82a als ein Schaltelement Die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 ist mit einer Drain des FET 82a verbunden, die Hälfte des elektrischen Potentials der Leistungsversorgungsspannung Vcc wird an eine Source des FET 82a angelegt. Die Ausgangsanschlußklemme des Verstärkers 22 ist mit einem Gate des FET 82a verbunden.
Die Glättungsschaltung 90a dient zum Glätten des Signals von der Synchronerfassungsschaltung 80a. Die Glättungsschaltung 90a ist aus zwei Widerständen 92a und 94a und zwei Kondensatoren 96a und 98a ebenfalls gebildet.
Der Differenzverstärker 100a dient zum Zusammensetzen des Signals von der ersten Glättungsschaltung 50a und des Signals von der zweiten Glättungsschaltung 90a und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Die Ausgangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a und die Ausgangsanschlußklemme der Glättungsschaltung 90a sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100a verbunden.
Als nächstes wird der Betrieb des in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeiten der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12, der Verstärker 22, die Phasenkorrekturschaltung 24, die Widerstände 26a und 28a als die erste Teileinrichtung, die erste Differenzverstärkerschaltung 30a, die erste Synchronerfassungsschaltung 40a und die erste Glättungsschaltung 50a genauso wie bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel Folglich wird das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a das Signal, das aus dem Signalversatz des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und dem Signal, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit ist, zusammengesetzt ist.
Bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, synchron mit dem Erfassungssignal durch die Synchronerfassungsschaltung 80a erfaßt, und dasselbe wird durch die Glättungsschaltung 90a geglättet. Folglich wird das Signal von der Glättungsschaltung 90a der Signalversatz des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist.
Außerdem werden bei dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a und das Signal von der Glättungsschaltung 90a durch den Differenzverstärker 100a zusammengesetzt, das Signal der Differenz zwischen diesen Signalen wird erfaßt. Dementsprechend wird das Signal von dem Differenzverstärker 100a das Signal proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit, wobei das Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, genügend versetzt ist, sogar wenn das Signal, das dem Treibsignal zugeordnet ist, nicht genügend auf dem Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a versetzt ist.
Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere Modifikation des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt. Bei dem in Fig. 16 gezeigten Ausführungsbeispiel wird im Vergleich zu dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Differenzverstärker 100a als eine Zusammensetzeinrichtung verwendet. Der Differenzverstärker 100a dient zum Zusammensetzen des Signals von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und des Signals, das dem Treibsignal von der Phasenkorrekturschaltung 24 zugeordnet ist, und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Folglich sind die Ausgangsanschlußklemme der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100a verbunden. Eine Ausgangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100a ist mit der Eingangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a über die erste Synchronerfassungsschaltung 40a verbunden. Bei dem in Fig. 16 gezeigten Ausführungsbeispiel wird im Vergleich mit dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal, das dem Treibsignal auf dem Signal von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a zugeordnet ist, durch den Differenzverstärker 100a vor der ersten Glättungsschaltung 50a ebenfalls versetzt.
Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Modifikation des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt. Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Vergleich zu dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Synchronerfassungsschaltungen 80a und 80b als eine dritte und eine vierte Synchronerfassungseinrichtung, zwei Glättungsschaltungen 90a und 90b als eine dritte und eine vierte Glättungseinrichtung und zwei Differenzverstärker 100a und 100b als eine zweite und eine dritte Zusammensetzeinrichtung verwendet.
Die dritte und die vierte Synchronerfassungsschaltung 80a und 80b dienen zum Erfassen des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist, jeweils synchron mit dem Erfassungssignal. Diese Synchronerfassungsschaltungen 80a und 80b umfassen beispielsweise einen FET 82a und einen FET 82b als ein Schaltelement Die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 ist mit einer Drain des FET 82a und einer Drain des FET 82b verbunden. Die Hälfte des elektrischen Potentials der Leistungsversorgungsspannung Vcc wird an eine Source des FET 82a und eine Source des FET 82b angelegt. Ferner ist die Ausgangsanschlußklemme des Verstärkers 22 mit einem Gate des FET 82a und einem Gate des FET 82b verbunden.
Die dritte und die vierte Glättungsschaltung 90a und 90b dienen zum Glätten des Signals von der dritten und der vierten Synchronerfassungsschaltung 80a bzw. 80b. Die dritte Glättungsschaltung 90a ist aus zwei Widerständen 92a und 94a und zwei Kondensatoren 96a und 98a gebildet. Die vierte Glättungsschaltung 90b ist ebenfalls aus zwei Widerständen 92b und 94b und zwei Kondensatoren 96b und 98b gebildet.
Der Differenzverstärker 100a dient zum Zusammensetzen des Signals von der ersten Glättungsschaltung 50a und des Signals von der dritten Glättungsschaltung 90a und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Die Ausgangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a und die Ausgangsanschlußklemme der dritten Glättungsschaltung 90a sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100a verbunden.
Der Differenzverstärker 100b dient zum Zusammensetzen des Signals von der zweiten Glättungsschaltung 50b und des Signals von der vierten Glättungsschaltung 90b und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Die Ausgangsanschlußklemme der zweiten Glättungsschaltung 50b und die Ausgangsanschlußklemme der vierten Glättungsschaltung 90b sind mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100b verbunden. Inzwischen sind die Ausgangsanschlußklemmen der Differenzverstärker 100a und 100b mit der nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. der invertierenden Eingangsanschlußklemme der Differenzverstärkerschaltung 70 verbunden.
Als nächstes wird der Betrieb des in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeiten der piezoelektrische Schwingungserzeuger 12, der Verstärker 22, die Phasenkorrekturschaltung 24, die Widerstände 26a und 28a als die erste Teileinrichtung, die Widerstände 26b und 28b als die zweite Teileinrichtung, die erste Differenzverstärkerschaltung 30a, die zweite Differenzverstärkerschaltung 30b, die erste Synchronerfassungsschaltung 40a, die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b, die erste Glättungsschaltung 50a und die zweite Glättungsschaltung 50b ähnlich zu dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel Dementsprechend wird das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a das Signal, das aus dem Signalversatz des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und z.B. dem Signal mit positiver Phase, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit ist, zusammengesetzt ist. Das Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b wird das Signal, das aus dem Signalversatz des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist, und z. B. dem Signal mit negativer Phase, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit ist, zusammengesetzt ist.
Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Signale, die den Treibsignalen zugeordnet sind, synchron mit den Erfassungssignalen durch die dritte und die vierte Synchronerfassungsschaltung 80a und 80b erfaßt, und dieselben werden durch die dritte und die vierte Glättungsschaltung 90a bzw. 90b geglättet. Folglich werden die Signale der dritten und der vierten Glättungsschaltung 90a und 90b jeweils die Signale, die versetzt zu den Signalen sind, die den Treibsignalen zugeordnet sind.
Außerdem werden bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a und das Signal von der dritten Glättungsschaltung 90a durch den Differenzverstärker 100a zusammengesetzt, das Signal der Differenz zwischen diesen Signalen wird erfaßt. Dementsprechend wird, sogar wenn das Signal, das dem Treibsignal auf dem Signal von der ersten Glättungsschaltung 50a zugeordnet ist, nicht genügend versetzt ist, das Signal von dem Differenzverstärker ldoa beispielsweise das Signal mit positiver Phase, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit und versetzt zu dem Signal ist, das dem Treibsignal zugeordnet ist.
Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel werden das Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b und das Signal von der vierten Glättungsschaltung 90b durch den Differenzverstärker 100b zusammengesetzt, das Signal der Differenz zwischen diesen Signalen wird erfaßt. Dementsprechend wird das Signal von dem Differenzverstärker 100b beispielsweise das Signal mit negativer Phase, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit und versetzt zu dem Signal ist, das dem Treibsignal zugeordnet ist, sogar wenn das Signal, das dem Treibsignal auf dem Signal von der zweiten Glättungsschaltung 50b zugeordnet ist, nicht genügend versetzt ist.
Dementsprechend wird bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel im Vergleich zu dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel das Signal von dem Differenzverstärker 70 das große Signal, das proportional zu der Drehwinkelgeschwindigkeit und versetzt zu den Signalen ist, die den Treibsignalen zugeordnet sind, sogar wenn die Signale, die den Treibsignalen auf den Signalen von der ersten und der zweiten Glättungsschaltung 50a und 50b zugeordnet sind, nicht genügend versetzt sind.
Fig. 18 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere Modifikation des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt. Bei dem in Fig. 18 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Vergleich zu dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Differenzverstärker 100a und 100b als eine zweite und eine dritte Zusammensetzeinrichtung verwendet. Der Differenzverstärker 100a dient zum Zusammensetzen des Signals von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und des Signals, das dem Treibsignal von der Phasenkorrekturschaltung 24 zugeordnet ist, und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Folglich sind die Ausgangsanschlußklemmen der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers boa verbunden. Eine Ausgangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100a ist mit der Eingangsanschlußklemme der ersten Glättungsschaltung 50a über die erste Synchronerfassungsschaltung 40a verbunden. Der Differenzverstärker 100b dient zum Zusammensetzen des Signals von der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b und des Signals, das dem Treibsignal von der Phasenkorrekturschaltung 24 zugeordnet ist, und zum Erfassen der Differenz zwischen diesen Signalen. Folglich ist die Ausgangsanschlußklemme der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b und die Ausgangsanschlußklemme der Phasenkorrekturschaltung 24 mit einer nichtinvertierenden Eingangsanschlußklemme bzw. einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100b verbunden. Eine Ausgangsanschlußklemme des Differenzverstärkers 100b ist mit der Eingangsanschlußklemme der zweiten Glättungsschaltung 50b über die zweite Synchronerfassungsschaltung 40b verbunden. Bei dem in Fig. 18 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Vergleich zu dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel die Signale, die den Treibsignalen auf den Signalen von der ersten Differenzverstärkerschaltung 30a und der zweiten Differenzverstärkerschaltung 30b zugeordnet sind, ebenfalls durch die Differenzverstärker 100a bzw. 100b vor der ersten und der zweiten Synchronerfassungsschaltung 40a und 40b versetzt.
Inzwischen können bei jedem der vorher erwähnten Ausführungsbeispiele, obwohl das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 26a und 28a ein Verhältnis von 1:1 und das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände 26b und 28b ein Verhältnis von 1:1 ist, diese Verhältnisse zu den anderen Verhältnissen verändert werden, die ein Verhältnis von 1:1 ausschließen. Außerdem können die Widerstände 26a bzw. 26b durch Leiter ersetzt werden.
Bei jedem der vorher erwähnten Ausführungsbeispiele kann, obwohl der piezoelektrische Schwingungserzeuger einen regulären dreieckigen prismenförmigen Schwingkörper aufweist, und die drei piezoelektrischen Elemente an der Oberfläche desselben gebildet sind, die vorliegende Erfindung auf ein anderes Schwinggyroskop mit einer oder mehreren Treiberfassungsschaltungen angewendet werden.
Es ist aus dem vorhergehenden offensichtlich, daß obwohl die vorliegende Erfindung detailliert und veranschaulicht beschrieben wurde, dies lediglich spezielle Veranschaulichungen und Beispiele sind, und die vorliegende Erfindung nicht auf dieselben beschränkt ist. Der Bereich der vorliegenden Erfindung wird lediglich durch die beigefügten Ansprüche 1 - 9 begrenzt.

Claims

1. Ein Schwinggyroskop mit zwei Treiberfassungsschaltungen, mit folgenden Merkmalen:

einer ersten Teileinrichtung (26a, 28a) zum Teilen eines Signals an einer Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen;

einer ersten Erfassungseinrichtung (30a) zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die erste Teileinrichtung geteilt wurden;

einer zweiten Teileinrichtung (26b, 28b) zum Teilen eines Signals an einer anderen Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen;

einer zweiten Erfassungseinrichtung (30b) zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die zweite Teileinrichtung geteilt wurden; und

einer ersten Zusammensetzeinrichtung (32) zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Erfassungseinrichtung (30a) und eines Signals von der zweiten Erfassungseinrichtung (30b).

2. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals von der ersten Zusammensetzeinrichtung; und

eine Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der Synchronerfassungseinrichtung.

3. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine erste Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals von der ersten Erfassungseinrichtung;

eine erste Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der ersten Synchronerfassungseinrichtung;

eine zweite Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals von der zweiten Erfassungseinrichtung; und

eine zweite Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der zweiten Synchronerfassungseinrichtung; wobei

die erste Zusammensetzeinrichtung ein Signal von der ersten Glättungseinrichtung und ein Signal von der zweiten Glättungseinrichtung zusammensetzt.

4. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 3, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine dritte Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals, das einem Treibsignal zugeordnet ist;

eine dritte Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der dritten Synchronerfassungseinrichtung;

eine zweite Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Glättungseinrichtung und eines Signals von der dritten Glättungseinrichtung;

eine vierte Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist;

eine vierte Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der vierten Synchronerfassungseinrichtung; und

eine dritte zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der zweiten Glättungseinrichtung und eines Signals von der vierten Glättungseinrichtung;

wobei

die erste Zusammensetzeinrichtung ein Signal von der zweiten Zusammensetzeinrichtung und ein Signal von der dritten Zusammensetzeinrichtung zusammensetzt.

5. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 3, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine zweite Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Erfassungseinrichtung und eines Signals, das einem Treibsignal zugeordnet ist; und

eine dritte Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der zweiten Erfassungseinrichtung und des Signals, das dem Treibsignal zugeordnet ist; wobei

die erste Synchronerfassungseinrichtung synchron ein Signal von der zweiten Zusammensetzeinrichtung erfaßt;

die zweite Synchronerfassungseinrichtung synchron ein Signal von der dritten Zusammensetzeinrichtung erfaßt.

6. Ein Schwinggyroskop mit einer Treiberfassungsschaltung mit folgenden Merkmalen:

einer Teileinrichtung zum Teilen eines Signals an der Treiberfassungsschaltung in zwei Signale, die unterschiedliche Pegel aufweisen;

einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Signals einer Differenz zwischen zwei Signalen, die durch die Teileinrichtung geteilt wurden; und

eine erste Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals von der Erfassungseinrichtung.

7. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 6, das ferner eine erste Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der ersten Synchronerfassungseinrichtung aufweist.

8. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 7, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine zweite Synchronerfassungseinrichtung zum synchronen Erfassen eines Signals, das einem Treibsignal zugeordnet ist;

eine zweite Glättungseinrichtung zum Glätten eines Signals von der zweiten Synchronerfassungseinrichtung; und

eine Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der ersten Glättungseinrichtung und eines Signals von der zweiten Glättungseinrichtung.

9. Ein Schwinggyroskop gemäß Anspruch 7, das ferner folgende Merkmale aufweist:

eine Zusammensetzeinrichtung zum Zusammensetzen eines Signals von der Erfassungseinrichtung und eines Signals, das einem Treibsignal zugeordnet ist,

wobei

die erste Synchronerfassungseinrichtung synchron ein Signal von der Zusammensetzeinrichtung erfaßt.