JP6291596B2 - 高感度センサシステム、検出回路、及び、検出方法 - Google Patents
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Description
Y:量子化器の出力信号
X:入力信号の真の値
Vref:サーボ制御用基準電圧
K:変換回路によって定まる定数
Xmeas:測定された入力信号
図3に本発明が着目する、基準電圧の低周波ノイズについて説明する。
Vref = Vref* + ΔVref
Vref*:理想的なサーボ制御用基準電圧
ΔVref:低周波ノイズ成分
となる。ΔVrefは、例えば数十〜数百nVである。
Y*K*ΔVref
で示される、電圧源の低周波ノイズに起因する測定誤差を含むことになる。しかし、低周波ノイズ成分をサーボ制御用電圧源110から完全に除くことは困難である。
(本発明の目的)
102:MEMS
103:信号検出回路
104:ノイズシェイピングイピングフィルタ
105:位相補正器
106:1ビット量子化回路
107:ローパスフィルタ
108:変換回路
109:1ビットD/Aコンバータ
110:サーボ制御用電圧源
510:基準電源変動検出回路
520:出力信号誤差算出回路
530:演算回路
Claims (16)
- 加速度センサと、
前記加速度センサからの出力を検出する検出回路系と、
前記検出回路系の出力を基に、前記加速度センサに帰還する帰還信号を生成するための基準電圧電源を有する帰還回路系と、
補正回路系を備え、
前記補正回路系は、
前記基準電圧電源の基準電圧からの変動成分を検出する基準電源変動検出回路と、
前記基準電源変動検出回路の出力を入力とし、前記変動成分の前記加速度センサを経て前記検出回路系の出力に至るまでの変化を算出する出力信号誤差算出回路と、
前記出力信号誤差算出回路の出力を前記検出回路系の出力から差し引く演算回路を備える高感度センサシステム。 - 前記検出回路系は、
加速度センサであるMEMSからの出力を電圧信号に変換する信号検出回路と、
前記信号検出回路からの出力を入力とするノイズシェイピングフィルタと、
前記ノイズシェイピングフィルタの出力の位相を補正する位相補正器と、
前記位相補正器の出力を量子化する量子化回路と、
を備える請求項1記載の高感度センサシステム。 - 前記帰還回路系は、
前記基準電圧電源からの基準電圧を入力とするD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータの出力を前記加速度センサへの入力とするための変換回路と、
を備える請求項1記載の高感度センサシステム。 - 前記補正回路系は、
前記基準電源変動検出回路として、
前記基準電圧電源の出力を入力とする容量素子と、
前記容量素子の出力を入力とする変調器と、
前記変調器の出力を入力とするバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力を入力とするアナログ・デジタル変換器と、
前記アナログ・デジタル変換器の出力を入力とする復調器と、
前記復調器の出力を入力とするローパスフィルタと、
を備える請求項1記載の高感度センサシステム。 - 前記検出回路系の出力から1kHz以下の周波数帯を取り出すための、出力側ローパスフィルタを備える、請求項1記載のセンサシステム。
- 加速度センサからの信号を検出する検出回路系と、
前記検出回路系の出力を基に、前記加速度センサに帰還する帰還信号を生成するための基準電圧電源を有する帰還回路系と、
補正回路系を備え、
前記補正回路系は、
前記基準電圧電源の基準電圧からの変動成分を検出する基準電源変動検出回路と、
前記基準電源変動検出回路の出力を入力とし、前記変動成分の前記加速度センサを経て前記検出回路系の出力に至るまでの変化を算出する出力信号誤差算出回路と、
前記出力信号誤差算出回路の出力を前記検出回路系の出力から差し引く演算回路を備える高感度検出回路。 - 前記検出回路系は、
加速度センサであるMEMSからの出力を電圧信号に変換する信号検出回路と、
前記信号検出回路からの出力を入力とするノイズシェイピングフィルタと、
前記ノイズシェイピングフィルタの出力の位相を補正する位相補正器と、
前記位相補正器の出力を量子化する量子化回路と、
を備える請求項6記載の高感度検出回路。 - 前記帰還回路系は、
前記基準電圧電源からの基準電圧を入力とするD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータの出力を前記加速度センサへの入力とするための変換回路と、
を備える請求項6記載の高感度検出回路。 - 前記補正回路系は、
前記基準電源変動検出回路として、
前記基準電圧電源の出力を入力とする容量素子と、
前記容量素子の出力を入力とする変調器と、
前記変調器の出力を入力とするバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力を入力とするアナログ・デジタル変換器と、
前記アナログ・デジタル変換器の出力を入力とする復調器と、
前記復調器の出力を入力とするローパスフィルタと、
を備える請求項6記載の高感度検出回路。 - 前記検出回路系の出力から1kHz以下の周波数帯を取り出すための、出力側ローパスフィルタを備える、請求項6記載の高感度検出回路。
- 加速度センサからの出力を電気的に検出する検出処理と、
前記検出処理で検出された検出信号を基に、前記加速度センサに帰還する帰還信号を、基準電圧を用いて生成する帰還処理と、
補正処理を備え、
前記補正処理は、
前記基準電圧の変動成分を検出する基準電源変動検出処理と、
前記変動成分が前記検出信号に与える変化分を算出する出力信号誤差算出処理と、
前記変化分を前記検出処理で検出された検出信号から差し引く演算処理を行う高感度検出方法。 - 前記検出処理には、
加速度センサであるMEMSからの出力を電圧信号に変換する信号検出回路と、
前記信号検出回路からの出力を入力とするノイズシェイピングフィルタと、
前記ノイズシェイピングフィルタの出力の位相を補正する位相補正器と、
前記位相補正器の出力を量子化する量子化回路と、
を用いる請求項11記載の高感度検出方法。 - 前記帰還処理には、
前記基準電圧を入力とするD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータの出力を前記加速度センサへの入力とするための変換回路と、
を用いる請求項11記載の高感度検出方法。 - 前記補正処理には、
前記基準電圧を入力とする容量素子と、
前記容量素子の出力を入力とする変調器と、
前記変調器の出力を入力とするバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力を入力とするアナログ・デジタル変換器と、
前記アナログ・デジタル変換器の出力を入力とする復調器と、
前記復調器の出力を入力とするローパスフィルタと、
を用いる請求項11記載の高感度検出方法。 - 前記検出処理の出力から1kHz以下の周波数帯を取り出すための、出力側ローパスフィルタを用いる、請求項11記載の高感度検出方法。
- 前記高感度検出方法を実施するための高感度センサシステムを複数準備し、
地中資源探査を行う、請求項11記載の高感度検出方法。
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