JP6289171B2 - ジャイロスコープをモニタリングするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
Claims (20)
- センシングデバイスの動作をモニタリングするためのシステムであって、前記センシングデバイスは、微小電気機械(MEMS)ジャイロスコープと、該MEMSジャイロスコープに結合されているレート・フィードバック・ループと、前記MEMSジャイロスコープに結合されている直交フィードバックループとを含み、該システムは、
テスト信号生成器であって、該テスト信号生成器は、テスト信号を生成し、該テスト信号を前記MEMSジャイロスコープの動作中に前記レート・フィードバック・ループに印加するように構成されている、テスト信号生成器と、
テスト信号検出器であって、該テスト信号検出器は前記直交フィードバックループに結合されており、該直交フィードバックループから直交出力信号を受信し、前記直交出力信号内の前記テスト信号の効果を検出するように構成されており、該テスト信号検出器は前記テスト信号の前記検出された効果に少なくとも部分的に基づいて前記センシングデバイスの前記動作を示すモニタ出力を生成するようにさらに構成されている、テスト信号検出器とを備える、システム。 - 前記テスト信号生成器は前記テスト信号検出器に復調信号を提供するために前記テスト信号検出器に結合されており、前記復調信号は前記テスト信号と等価であり、前記テスト信号検出器は、前記復調信号を使用して前記直交出力信号を復調することによって、前記直交出力信号内の前記テスト信号の前記効果を検出するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号生成器によって生成される前記テスト信号は変調信号である、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号生成器によって生成される前記テスト信号は、前記MEMSジャイロスコープにフィードバックされるレートフィードバック信号上のキャリアに対して直交位相にあるキャリアを有して生成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号生成器は、前記テスト信号を生成するために方形波を異なる周波数と組み合わせる、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号生成器は、前記テスト信号の振幅を設定するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号検出器は、前記検出されたテスト信号の前記振幅を検出するようにさらに構成されている、請求項6に記載のシステム。
- 前記テスト信号検出器は、前記テスト信号生成器から受信された復調信号を使用して前記直交出力信号を復調することによって、前記直交出力信号内の前記テスト信号の前記効果を検出するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記テスト信号検出器は比較器およびアキュムレータを含み、前記テスト信号検出器は、前記比較器を使用して前記復調された出力信号を閾値と比較し、前記テスト信号検出器は、前記アキュムレータを使用して前記比較器の出力を累積し、前記モニタ出力は前記比較器の前記累積された出力に少なくとも部分的に基づいて生成される、請求項8に記載のシステム。
- センシングデバイスであって、
微小電気機械(MEMS)ジャイロスコープと、
前記MEMSジャイロスコープに結合されているレート・フィードバック・ループであって、該レート・フィードバック・ループはレート出力信号を生成し、レートフィードバック信号を前記MEMSジャイロスコープにフィードバックする、レート・フィードバック・ループと、
前記MEMSジャイロスコープに結合されている直交フィードバックループであって、該直交フィードバックループは直交出力信号を生成し、直交フィードバック信号を前記MEMSジャイロスコープにフィードバックする、直交フィードバックループと、
テスト信号生成器であって、該テスト信号生成器はテスト信号および復調信号を生成するように構成されており、前記テスト信号は前記レートフィードバック信号のキャリアの位相に対して直交位相にあるキャリアを有して生成され、該テスト信号生成器は該センシングデバイスの動作中に前記テスト信号を前記レート・フィードバック・ループに印加するように構成されている、テスト信号生成器と、
テスト信号検出器であって、該テスト信号検出器は、前記直交フィードバックループから前記直交出力信号を受信し、前記テスト信号の効果を検出するために前記復調信号を使用して前記直交出力信号を復調するように構成されており、該テスト信号検出器は、前記テスト信号の前記検出された効果に少なくとも部分的に基づいて該センシングデバイスの前記動作を示すモニタ出力を生成するようにさらに構成されている、テスト信号検出器とを備える、センシングデバイス。 - 前記テスト信号生成器は、前記テスト信号を生成するために方形波を異なる周波数と組み合わせる、請求項10に記載のセンシングデバイス。
- 前記テスト信号検出器は、前記テスト信号の前記検出された効果の大きさの測度を求めるようにさらに構成されている、請求項11に記載のセンシングデバイス。
- 前記テスト信号検出器は比較器およびアキュムレータを含み、前記テスト信号検出器は、前記比較器を使用して前記復調された出力信号を閾値と比較することによって前記テスト信号の効果を検出し、前記テスト信号検出器は、前記アキュムレータを使用して前記比較器の出力を累積し、前記モニタ出力は前記比較器の前記累積された出力に少なくとも部分的に基づいて生成される、請求項10に記載のセンシングデバイス。
- センシングデバイスの動作をモニタリングする方法であって、前記センシングデバイスは、微小電気機械(MEMS)ジャイロスコープと、該MEMSジャイロスコープに結合されているレート・フィードバック・ループと、前記MEMSジャイロスコープに結合されている直交フィードバックループとを含み、該方法は、
テスト信号を生成するステップと、
前記テスト信号を前記MEMSジャイロスコープの動作中に前記レート・フィードバック・ループに印加するステップと、
前記直交フィードバックループから直交出力信号を受信するステップと、
前記直交出力信号内の前記テスト信号の効果を検出するステップと、
前記テスト信号の前記検出された効果に少なくとも部分的に基づいて前記センシングデバイスの前記動作を示すモニタ出力を生成するステップとを備える、方法。 - 前記直交出力信号内の前記テスト信号の効果を検出するステップは、前記テスト信号と等価な復調信号を使用して前記直交出力信号を復調するステップを備える、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト信号は変調信号を備える、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト信号を印加するステップは、前記MEMSジャイロスコープにフィードバックされるレートフィードバック信号上のキャリアの位相に対して直交位相においてキャリアを変調するステップを備える、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト信号を生成するステップは、前記テスト信号の振幅を設定するステップを備え、前記直交出力信号内の前記テスト信号の効果を検出するステップは、前記テスト信号の前記検出された効果の大きさの測度を求めるステップを備える、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト信号の前記検出された効果に少なくとも部分的に基づいて前記センシングデバイスの前記動作を示す前記モニタ出力を生成するステップは、前記テスト信号の前記検出された効果の前記大きさの前記求められた測度に基づいて前記モニタ出力を生成するステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記テスト信号の前記検出された効果に少なくとも部分的に基づいて前記センシングデバイスの前記動作を示す前記モニタ出力を生成するステップは、比較器を使用して前記テスト信号の前記検出された効果を閾値と比較するステップと、前記比較器の出力を累積するステップとを備える、請求項14に記載の方法。
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US9869552B2 (en) | 2015-03-20 | 2018-01-16 | Analog Devices, Inc. | Gyroscope that compensates for fluctuations in sensitivity |
US9885577B2 (en) * | 2015-07-30 | 2018-02-06 | Invensense, Inc. | Reducing resonance peaks and drive tones from a micro-electro-mechanical system gyroscope response |
DE102016207887A1 (de) * | 2016-05-09 | 2017-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Verarbeiten von Signalen und Vorrichtung |
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US11047684B2 (en) * | 2019-02-28 | 2021-06-29 | Nxp Usa, Inc. | System and method for continuous monitoring of a gyroscope |
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DE102009026508A1 (de) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Robert Bosch Gmbh | Sensor und Verfahren zum Betreiben eines Sensors |
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US20140013845A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-16 | Robert E. Stewart | Class ii coriolis vibratory rocking mode gyroscope with central fixed post |
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