JP2012117984A - 振動型ジャイロセンサ及び振動型ジャイロ用回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タイミング信号出力部24は、ローパスフィルタ29と、コンパレータ30と、第1の位相シフト器31とを有する。コンパレータ30は、ローパスフィルタ29により取り出された駆動モニタ信号の低周波成分を閾値として、駆動モニタ信号を2値化信号に変換する。第1の位相シフト器31は、2値化信号の位相をシフトさせて、同期検波用のタイミング信号として出力する。コンパレータ30は、ローパスフィルタ29により取り出された駆動モニタ信号の低周波成分を閾値として、駆動モニタ信号を2値化信号に変換するので、駆動モニタ信号の低周波成分が変動したとしても、"H"区間と、"L"区間とが略等しい2値化信号を生成することができる。
【選択図】図3
Description
前記同期検波器は、前記振動部の検出信号を同期検波用のタイミング信号のタイミングに合わせて同期検波する。
前記タイミング信号出力部は、ローパスフィルタと、コンパレータと、第1の位相シフト器とを有する。
前記ローパスフィルタは、前記振動部の振動状態を示す振動モニタ信号の低周波成分を取り出す。
前記コンパレータは、前記ローパスフィルタにより取り出された前記振動モニタ信号の低周波成分を閾値として、前記振動モニタ信号を2値化信号に変換する。
前記第1の位相シフト器は、前記振動モニタ信号の位相をシフトする。
前記タイミング信号出力部は、2値化され、かつ、位相がシフトされた前記振動モニタ信号を前記同期検波用のタイミング信号として出力する。
位相比較器は、前記コンパレータにより2値化された前記振動モニタ信号と、比較信号との位相差に応じた位相差信号を出力する。
前記ループフィルタは、前記位相差信号を平滑化して、周波数制御信号を出力する。
前記電圧制御発振器は、前記周波数制御信号に応じた周波数特性の発振信号を出力する。
前記分周器は、前記発振信号を所定の倍率で分周した分周信号を前記比較信号として出力する。
前記タイミング生成器は、前記発振信号と、前記分周信号とを入力し、2値化された前記振動モニタ信号の位相をシフトさせた信号を出力する。
前記駆動信号出力部は、第2の位相シフト器と、振幅調整器とを有する。
前記第2の位相シフト器は、前記振動モニタ信号の位相をシフトする。
前記振幅調整器は、前記振動モニタ信号の振幅を調整する。
前記駆動信号出力部は、位相がシフトされ、かつ、振幅が調整された前記振動モニタ信号を、前記振動部の駆動信号として出力する。
この場合、前記2の位相シフト器は、前記振動モニタ信号が前記振幅調整器により振幅の調整がされる前に、前記振動モニタ信号の位相をシフトしてもよい。
この場合、前記第1の位相シフト器及び第2の位相シフト器は、共通の1つの位相シフト器が用いられてもよい。
前記同期検波器は、振動部の検出信号を同期検波用のタイミング信号のタイミングに合わせて同期検波する。
前記タイミング信号出力部は、ローパスフィルタと、コンパレータと、第1の位相シフト器とを有する。
前記ローパスフィルタは、振動部の振動状態を示す振動モニタ信号の低周波成分を取り出す。
前記コンパレータは、前記ローパスフィルタにより取り出された前記振動モニタ信号の低周波成分を閾値として、前記振動モニタ信号を2値化信号に変換する。
前記第1の位相シフト器は、前記振動モニタ信号の位相をシフトする。
前記タイミング信号出力部は、2値化され、かつ、位相がシフトされた前記振動モニタ信号を前記同期検波用のタイミング信号として出力する。
[振動ジャイロセンサの全体構成及び各部の構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動型ジャイロセンサ100の振動部10を示す模式図である。図2は、振動部10と、振動型ジャイロ用回路20との結線図である。図3は、振動型ジャイロ用回路20を示す模式図である。図4は、振動型ジャイロセンサ100動作時の各信号の出力波形を示す図である。
位相シフト量=tan−1−2RC/{1−(RC)2}・・・(1)
遮断周波数fc=1/2πRC・・・(2)
遮断周波数fc=Cifsw/2πCo・・・(3)
次に、第1実施形態に係る振動型ジャイロセンサ100の作用等について説明する。
なお、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサ100の作用等を説明するのに先立って、まず、比較例に係る振動型ジャイロ用回路120について説明する。
図9は、比較例に係る振動型ジャイロ用回路120を示す図である。
次に、本実施形態に係る振動型ジャイロセンサ100について説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態以降の説明では、上述の第1実施形態と同様の構成及び機能を有する部分については、説明を省略又は簡略化する。
図13は、振動部の他の例を示す図である。図14は、図13に示す振動部が用いられた場合の、振動部と、振動型ジャイロ用回路との結線図である。
11…振動子
14…圧電素子
20、70…振動型ジャイロ用回路
23、71…駆動信号出力部
24、72…タイミング信号出力部
25…同期検波器
26…フィルタ
27、31、73…位相シフト器
28…自動利得制御部
29…ローパスフィルタ
30…コンパレータ
61…位相比較器
62…ループフィルタ
63…電圧制御発振器
64…第1のフリップフロップ
65…第2のフリップフロップ
66…インバータ
100…振動型ジャイロセンサ
Claims (10)
- 振動部と、
前記振動部の検出信号を同期検波用のタイミング信号のタイミングに合わせて同期検波する同期検波器と、
前記振動部の振動状態を示す振動モニタ信号の低周波成分を取り出すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタにより取り出された前記振動モニタ信号の低周波成分を閾値として、前記振動モニタ信号を2値化信号に変換するコンパレータと、前記振動モニタ信号の位相をシフトする第1の位相シフト器とを有し、2値化され、かつ、位相がシフトされた前記振動モニタ信号を前記同期検波用のタイミング信号として出力するタイミング信号出力部と
を具備する振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記第1の位相シフト器は、前記振動モニタ信号が前記コンパレータにより2値化された後に、2値化された前記振動モニタ信号の位相をシフトする
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記第1の位相シフト器は、前記振動モニタ信号が前記コンパレータにより2値化される前に、前記振動モニタ信号の位相をシフトする
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項2に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記第1の位相シフト器は、
前記コンパレータにより2値化された前記振動モニタ信号と、比較信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相差信号を平滑化して、周波数制御信号を出力するループフィルタと、
前記周波数制御信号に応じた周波数特性の発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記発振信号を所定の倍率で分周した分周信号を前記比較信号として出力する分周器と、
前記発振信号と、前記分周信号とを入力し、2値化された前記振動モニタ信号の位相をシフトさせた信号を出力するタイミング生成器とを有する
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記振動モニタ信号の位相をシフトする第2の位相シフト器と、前記振動モニタ信号の振幅を調整する振幅調整器とを有し、位相がシフトされ、かつ、振幅が調整された前記振動モニタ信号を、前記振動部の駆動信号として出力する駆動信号出力部をさらに具備する
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項5に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記第1の位相シフト器は、前記振動モニタ信号が前記コンパレータにより2値化される前に、前記振動モニタ信号の位相をシフトし、
前記2の位相シフト器は、前記振動モニタ信号が前記振幅調整器により振幅の調整がされる前に、前記振動モニタ信号の位相をシフトし、
前記第1の位相シフト器及び前記第2の位相シフト器は、共通の1つの位相シフト器が用いられる
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記ローパスフィルタの遮断周波数は、100Hz以上である
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記ローパスフィルタは、抵抗及びコンデンサにより構成される
振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記ローパスフィルタは、スイッチドキャパシタを含むフィルタ回路により構成される
振動型ジャイロセンサ。 - 振動部の検出信号を同期検波用のタイミング信号のタイミングに合わせて同期検波する同期検波器と、
前記振動部の振動状態を示す振動モニタ信号の低周波成分を取り出すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタにより取り出された前記振動モニタ信号の低周波成分を閾値として、前記振動モニタ信号を2値化信号に変換するコンパレータと、前記振動モニタ信号の位相をシフトする第1の位相シフト器とを有し、2値化され、かつ、位相がシフトされた前記振動モニタ信号を前記同期検波用のタイミング信号として出力するタイミング信号出力部と
を具備する振動型ジャイロ用回路。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019138710A (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-22 | Tdk株式会社 | 信号処理回路及び磁気検出装置 |
KR20220080982A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | 주식회사 한화 | 주파수 변경이 가능한 진동기와 이를 포함하는 관성항법장치용 링 레이저 자이로스코프 구조체 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9506757B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-29 | Invensense, Inc. | Duty-cycled gyroscope |
JP5813151B2 (ja) | 2014-02-21 | 2015-11-17 | ファナック株式会社 | 制御ループの周波数特性を算出する機能を有する数値制御装置 |
CN106404157B (zh) * | 2016-11-02 | 2023-03-24 | 成都前锋电子仪器有限责任公司 | 低功耗振动检测电路 |
CN111010089B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-09-06 | 电子科技大学 | 一种抗振型晶体振荡器 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06261538A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Motorola Inc | 高電圧チャ−ジ・ポンプ |
JPH08147708A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Nec Corp | 光情報記録媒体再生装置 |
JPH09250929A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 角速度検出装置 |
JP2726426B2 (ja) * | 1988-02-09 | 1998-03-11 | シャープ株式会社 | イメージデータ処理装置 |
JPH1089971A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-10 | Sony Corp | 角速度センサ |
JPH1168468A (ja) * | 1997-08-12 | 1999-03-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | ミクサ回路および直交ミクサ回路 |
JP2002174520A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Kinseki Ltd | 発振回路及びこれを用いた角速度センサ |
JP2003046584A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Adc Technology Kk | 信号処理装置及び相関器 |
JP2003294449A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 振動型角速度センサの駆動装置 |
JP2005083836A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Ricoh Co Ltd | マーク検出装置、ベルト搬送装置及び画像形成装置 |
JP2006105896A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Sony Corp | 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 |
JP2008070229A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Seiko Epson Corp | 検出装置、センサ及び電子機器 |
JP2008175805A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Epson Toyocom Corp | 振動ジャイロセンサ |
JP2010025696A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Epson Toyocom Corp | 角速度検出回路及び角速度検出装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1518091B1 (de) * | 2003-06-30 | 2006-08-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Drehratensensor mit einem vibrationskreisel |
JP5088540B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2012-12-05 | ソニー株式会社 | 検出装置、検出方法及び電子機器 |
IT1394898B1 (it) * | 2009-06-03 | 2012-07-20 | St Microelectronics Rousset | Giroscopio microelettromeccanico con attuazione a controllo di posizione e metodo per il controllo di un giroscopio microelettromeccanico |
-
2010
- 2010-12-02 JP JP2010269772A patent/JP6009142B2/ja active Active
-
2011
- 2011-11-17 US US13/298,431 patent/US8656775B2/en active Active
- 2011-11-24 CN CN201110377979.0A patent/CN102564411B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2726426B2 (ja) * | 1988-02-09 | 1998-03-11 | シャープ株式会社 | イメージデータ処理装置 |
JPH06261538A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Motorola Inc | 高電圧チャ−ジ・ポンプ |
JPH08147708A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Nec Corp | 光情報記録媒体再生装置 |
JPH09250929A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 角速度検出装置 |
JPH1089971A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-10 | Sony Corp | 角速度センサ |
JPH1168468A (ja) * | 1997-08-12 | 1999-03-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | ミクサ回路および直交ミクサ回路 |
JP2002174520A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Kinseki Ltd | 発振回路及びこれを用いた角速度センサ |
JP2003046584A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Adc Technology Kk | 信号処理装置及び相関器 |
JP2003294449A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 振動型角速度センサの駆動装置 |
JP2005083836A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Ricoh Co Ltd | マーク検出装置、ベルト搬送装置及び画像形成装置 |
JP2006105896A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Sony Corp | 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 |
JP2008070229A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Seiko Epson Corp | 検出装置、センサ及び電子機器 |
JP2008175805A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Epson Toyocom Corp | 振動ジャイロセンサ |
JP2010025696A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Epson Toyocom Corp | 角速度検出回路及び角速度検出装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019138710A (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-22 | Tdk株式会社 | 信号処理回路及び磁気検出装置 |
JP7067097B2 (ja) | 2018-02-07 | 2022-05-16 | Tdk株式会社 | 信号処理回路及び磁気検出装置 |
KR20220080982A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | 주식회사 한화 | 주파수 변경이 가능한 진동기와 이를 포함하는 관성항법장치용 링 레이저 자이로스코프 구조체 |
KR102483780B1 (ko) | 2020-12-08 | 2022-12-30 | 주식회사 한화방산 | 주파수 변경이 가능한 진동기와 이를 포함하는 관성항법장치용 링 레이저 자이로스코프 구조체 |
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---|---|
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