JP6589333B2 - 回路装置、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態の回路装置の構成例を示す。回路装置20は、物理量トランスデューサー12を駆動する駆動回路30と、駆動回路30からの信号を基準クロック信号CKFとしてクロック信号OSQを生成するFLL(Frequency Locked Loop)回路130と、物理量トランスデューサー12からの検出信号TQの検出処理を行う検出回路60と、を含む。
図4に、本実施形態のFLL回路の第1の構成例を示す。このFLL回路130は、周波数比較器132、ループフィルター136、発振器134を含む。周波数比較器132は、比較器131、分周回路133、カウンター135を含む。
図5に、本実施形態のFLL回路の第2の構成例を示す。このFLL回路130は、周波数比較器132、ループフィルター136、発振器134を含む。周波数比較器132は、比較器131、分周回路133、カウンター135を含む。ループフィルター136は、積分器137、ゲイン処理部139を含む。なお以下では、既に説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
以下、発振器134がCR発振回路である場合を例にとって、発振器134の詳細について説明する。
次に可変抵抗回路196を用いた発振周波数の調整手法について説明する。発振周波数の調整については、半導体ウェハープロセスによるトランジスターや抵抗などの素子ばらつきに対して、可変抵抗回路196を用いて所望の発振周波数に調整することを目的としている。
ヒューズ値=a×fr+b (1)
以上では発振器134がCR発振回路である場合を例に説明したが、発振器134はこの構成に限定されない。例えば、発振器134は、図15に示す構成であってもよい。
また以上ではFLL回路130の周波数比較器132とループフィルター136がロジック回路で構成される場合を例に説明したが、FLL回路130はこの構成に限定されない。例えば、図16に示すように、周波数比較器132やループフィルター136がアナログ回路で構成されてもよい。
以上で説明したFLL回路130によれば、駆動回路30からの基準クロック信号CKFをSC/DR倍したクロック信号OSQ(又は、それを分周した動作クロック信号)でA/D変換回路100やDSP部110を動作させることが可能になる。
CF=1/(360×SEN×fxt×(SC/DR)/DO) (2)
図18に、本実施形態の回路装置20、この回路装置20を含むジャイロセンサー510(広義には物理量検出装置)、このジャイロセンサー510を含む電子機器500の詳細な構成例を示す。
図20(A)に本実施形態の回路装置20を含む移動体の例を示す。本実施形態の回路装置20は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。図20(A)は移動体の具体例としての自動車206を概略的に示している。自動車206には、振動片10と回路装置20を有するジャイロセンサー510(センサー)が組み込まれている。ジャイロセンサー510は車体207の姿勢を検出することができる。ジャイロセンサー510の検出信号は車体姿勢制御装置208に供給される。車体姿勢制御装置208は例えば車体207の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり個々の車輪209のブレーキを制御したりすることができる。その他、こういった姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種の移動体において利用されることができる。姿勢制御の実現にあたってジャイロセンサー510は組み込まれることができる。
12 物理量トランスデューサー、20 回路装置、30 駆動回路、
32 増幅回路、40 ゲイン制御回路、41 分周回路、42 差分器、
43 ループフィルター、44 加算器、45 周波数比較器、46 遅延回路、
48 発振器、50 駆動信号出力回路、52 同期信号出力回路、
60 検出回路、61 増幅回路、70 クロック信号生成回路、
72 D/A変換回路、74 電圧制御発振器、81 同期検波回路、
90 フィルター部、100 A/D変換回路、110 DSP部、
130 FLL回路、131 比較器、132 周波数比較器、
133 分周回路、134 発振器、135 カウンター、
136 ループフィルター、137 積分器、139 ゲイン処理部、
140 制御部、142 レジスター部、144 出力部、
146 不揮発性メモリー、150 演算処理部、155 乗算処理部、
156 積分処理部、160 浮動小数積分器、162 検出器、
164 固定小数積分器、166 固定小数変換部、168 レジスター、
169 レジスター、180 増幅回路、196 可変抵抗回路、
197 可変容量回路、206 自動車、207 車体、
208 車体姿勢制御装置、209 車輪、500 電子機器、
510 ジャイロセンサー、520 処理部、530 メモリー、
540 操作部、550 表示部、
CF 乗算係数、CKF 基準クロック信号、CTQ 比較対象値、
DQ 駆動信号、DR 分周比、DVQ 分周クロック信号、FR 駆動周波数、
FU1 ヒューズ素子、FV 発振周波数、OSQ クロック信号、
R1 抵抗素子、SC 基準値、TRM 発振周波数設定値、TQ 検出信号
Claims (15)
- 物理量トランスデューサーを駆動する駆動回路と、
周波数比較器と発振器とを有し、前記駆動回路からの信号を基準クロック信号としてクロック信号を生成するFLL(Frequency Locked Loop)回路と、
前記物理量トランスデューサーからの検出信号の検出処理を行う検出回路と、
を含み、
前記検出回路は、
前記検出信号に基づく信号を同期検波する同期検波回路と、
前記クロック信号に基づく動作用信号により動作し、前記同期検波回路の出力信号に基づく信号をA/D変換するA/D変換回路と、
を有し、
前記駆動回路からの信号の周波数をFRとし、前記発振器が出力する前記クロック信号の周波数をFVとし、iを1以上の整数とし、jを1以上の整数とし、前記動作用信号の周波数をFV/iとする場合に、
j×FR≠FV/iであることを特徴とする回路装置。 - 請求項1において、
前記周波数比較器は、
前記基準クロック信号を分周する分周回路と、
前記分周回路からの分周クロック信号と前記発振器からの前記クロック信号とに基づく比較対象値と、前記比較対象値の基準値との比較処理を行う比較器と、
を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項2において、
前記周波数比較器は、
前記分周クロック信号で規定される計測期間を、前記クロック信号によってカウントすることで計測されたカウント値を、前記比較対象値として出力するカウンターを有することを特徴とする回路装置。 - 請求項2又は3において、
前記基準値をSCとし、前記分周回路の分周比をDRとする場合に、
FV=(SC/DR)×FRであり、
j×FR≠FV/iとなるようにSC/DRが設定されることを特徴とする回路装置。 - 請求項4において、
SC/DRは小数であることを特徴とする回路装置。 - 請求項4において、
SCは小数であることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記発振器は、
前記周波数比較器の出力に基づく発振周波数設定値が設定され、前記発振周波数設定値に基づいて発振するCR発振回路を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項7において、
前記CR発振回路は、
可変容量回路及び可変抵抗回路の少なくとも一方を有し、
前記発振周波数設定値に応じて前記可変容量回路の容量値又は前記可変抵抗回路の抵抗値が設定されることで、前記CR発振回路の発振周波数が設定されることを特徴とする回
路装置。 - 請求項7において、
前記CR発振回路は、
可変容量回路と可変抵抗回路とを有し、
前記可変抵抗回路は、
直列接続される複数の抵抗素子と、
前記複数の抵抗素子の各抵抗素子に対して各ヒューズ素子が並列に設けられる複数のヒューズ素子と、
を有し、
前記可変容量回路は、
前記発振周波数設定値に応じて容量値が設定される回路であることを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項において、
前記周波数比較器と前記発振器の間に設けられるループフィルターを含むことを特徴とする回路装置。 - 請求項10において、
前記ループフィルターは、
前記周波数比較器の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力にゲイン処理を行うゲイン処理部と、
を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至11のいずれか一項において、
前記検出回路は、
前記クロック信号に基づいて動作し、前記A/D変換回路の出力信号をデジタル処理するデジタル信号処理部を有することを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至12のいずれか一項において、
前記クロック信号に基づいて動作し、前記駆動回路と前記検出回路を制御する制御部を含むことを特徴とする回路装置。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載された回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載された回路装置を含むことを特徴とする移動体。
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