JPH02223818A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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JPH02223818A
JPH02223818A JP1044807A JP4480789A JPH02223818A JP H02223818 A JPH02223818 A JP H02223818A JP 1044807 A JP1044807 A JP 1044807A JP 4480789 A JP4480789 A JP 4480789A JP H02223818 A JPH02223818 A JP H02223818A
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piezoelectric element
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武 中村
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Abstract

PURPOSE:To make a vibrator, which has two piezoelectric elements for detection and one piezoelectric element for driving, drive itself efficiently by connecting a resistor between two terminals of the oscillation circuit and connecting the input side of an amplifier to an intermediate point of the resistor. CONSTITUTION:The two input terminals of the oscillation circuit are connected to the two piezoelectric elements for detection of the vibrator of, for example, a vibration gyro, the output terminal of the oscillation circuit is connected to the piezoelectric element for driving of the vibrator, and the outputs of the two piezoelectric elements for detection are synthesized and applied to the piezoelectric element for driving. At this time, the connection point between the input side of the amplifier of the oscillator and the intermediate point of the resistor is adjusted to correct a voltage error and a phase difference generated between the outputs of the two piezoelectric elements for detection. In concrete, the oscillation circuit 30 as a feedback loop for making the vibration gyro 10 drive itself is connected between the piezoelectric elements 14b and 14c for detection and the piezoelectric element 14a for driving. Further, the fixed terminals 32a and 32b of a variable resistor 32 are connected to the electrode 20b of the element 14b and the electrode 20c of the element 14c respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は発振回路に関し、特にたとえば振動ジャイロ
などの振動子を自動振駆動させるための発振回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an oscillation circuit, and particularly to an oscillation circuit for automatically driving a vibrator such as a vibrating gyroscope.

(従来技術) 第5図および第6図は、それぞれ、この発明の背景とな
る従来の振動ジャイロの一例および他の例を示す図解図
である。
(Prior Art) FIGS. 5 and 6 are illustrative views showing one example and another example of a conventional vibrating gyroscope, respectively, which are the background of the present invention.

第5図に示す振動ジャイロ1では、4角柱状の振動体2
の一方の対向側面に、駆動用圧電素子3aおよび3bが
それぞれ形成され、他方の対向側面に、検出用圧電素子
4aおよび4bがそれぞれ形成されている。
In the vibrating gyroscope 1 shown in FIG.
Drive piezoelectric elements 3a and 3b are formed on one opposing side surface, respectively, and detection piezoelectric elements 4a and 4b are formed on the other opposing side surface, respectively.

また、第6図に示す振動ジャイロlでは、3角柱状の振
動体2の1つの側面に2つの駆動用圧電素子3aおよび
3bが間隔を隔てて形成され、他の2つの側面に検出用
圧電素子4aおよび4bがそれぞれ形成されている。
Further, in the vibrating gyroscope l shown in FIG. 6, two drive piezoelectric elements 3a and 3b are formed at a distance from each other on one side of the triangular prism-shaped vibrating body 2, and a detection piezoelectric element is formed on the other two sides. Elements 4a and 4b are formed, respectively.

ところが、第5図に示す振動ジャイロ■では、その回転
時に、検出用圧電素子4aおよび4bの屈曲量の差が小
さいので、それらの出力差があまり得られない。そのた
め、その回転角速度を正確に知ることが困難である。
However, in the vibrating gyroscope (2) shown in FIG. 5, the difference in the amount of bending of the detecting piezoelectric elements 4a and 4b during rotation is small, so that the output difference between them cannot be obtained much. Therefore, it is difficult to accurately know the rotational angular velocity.

一方、第6図に示す振動ジャイロlでは、その回転時に
、検出用圧電素子4aおよび4bの屈曲量の差が大きく
なるので、それらの出力差が大きくなり、その回転角速
度を正確に知ることができるが、振動体2の1つの側面
に2つの駆動用圧電素子3aおよび3bを形成しなけれ
ばならないので、その構造が複雑となり、コストが高く
なってしまう。
On the other hand, in the vibrating gyroscope l shown in FIG. 6, when it rotates, the difference in the amount of bending of the detection piezoelectric elements 4a and 4b increases, so the output difference between them increases, making it difficult to accurately know the rotational angular velocity. However, since the two driving piezoelectric elements 3a and 3b must be formed on one side of the vibrating body 2, the structure becomes complicated and the cost increases.

そこで、本願発明者は、回転角速度を正確に知ることが
でき、しかも、構造が簡単である、新規な振動ジャイロ
を考え出した。この新規な振動ジャイロは、たとえば、
3角柱状の振動体の3つの側面に圧電素子がそれぞれ形
成され、それらの圧電素子のうちいずれかが駆動用とし
て、他の2つの圧電素子が検出用として用いられるムの
である。
Therefore, the inventors of the present application have devised a new vibrating gyroscope that can accurately determine the rotational angular velocity and has a simple structure. This new vibrating gyro, for example,
Piezoelectric elements are formed on each of the three side surfaces of the triangular prism-shaped vibrating body, and one of these piezoelectric elements is used for driving, and the other two piezoelectric elements are used for detection.

この新規な振動ジャイロでは、2つの検出用の圧電素子
からの出力を合成して駆動用の圧電素子に印加すれば、
環8a的にみて、それを効率よく自動振駆動することが
できる。
In this new vibrating gyroscope, if the outputs from the two detection piezoelectric elements are combined and applied to the driving piezoelectric element,
From the perspective of the ring 8a, it is possible to efficiently drive the ring 8a in an automatic vibration manner.

(発明が解決しようとする課題) ところが、この新規な振動ジャイロでは、2つの検出用
の圧電素子からの出力間に電圧誤差や位相差が生じた場
合、従来の発振回路では、それを効率よく自励振駆動す
ることができなかった。
(Problem to be solved by the invention) However, in this new vibrating gyroscope, if a voltage error or phase difference occurs between the outputs from the two detection piezoelectric elements, the conventional oscillation circuit cannot efficiently correct it. Self-oscillation drive was not possible.

それゆえに、この発明の主たる目的は、その新規な振動
ジャイロなどのように2つの検出用の圧電素子と1つの
駆動用の圧電素子とを有する振動子を、効率よく自動振
駆動することができ、しかも、構造が簡単である、発振
回路を提供することである。
Therefore, the main object of the present invention is to be able to efficiently drive a vibrator, such as a new vibrating gyroscope, with two piezoelectric elements for detection and one piezoelectric element for drive into automatic vibration. Moreover, it is an object of the present invention to provide an oscillation circuit having a simple structure.

(課題を解決するための手段) この発明は、2つの入力端を有する発振回路であって、
2つの入力端間に接続される抵抗器、およびその入力側
が抵抗器の中間に接続される増幅器を含む、発振回路で
ある。
(Means for Solving the Problems) The present invention is an oscillation circuit having two input terminals,
This is an oscillation circuit that includes a resistor connected between two input terminals and an amplifier whose input side is connected between the resistors.

(作用) 発振回路の2つの入力端をたとえば振動ジャイロなどの
振動子の2つの検出用の圧電素子にそれぞれ接続し、こ
の発振回路の出力端を振動子の駆動用の圧電素子に接続
すれば、2つの検出用の圧電素子からの出力が合成され
た形で駆動用の圧電素子に印加される。この場合、発振
回路の増幅器の入力側と抵抗器の中間との接続点を調整
すれば、2つの検出用の圧電素子の出力間に生じる電圧
誤差および位相差を補正することができる。そのため、
振動子の駆動用の圧電素子には、最適な駆動信号が印加
される。したがって、振動子を効率よく自動振駆動する
ことができる。
(Function) If the two input terminals of the oscillation circuit are connected to two detection piezoelectric elements of a vibrator such as a vibrating gyro, and the output terminal of this oscillation circuit is connected to the piezoelectric element for driving the vibrator. , the outputs from the two detection piezoelectric elements are combined and applied to the drive piezoelectric element. In this case, by adjusting the connection point between the input side of the amplifier of the oscillation circuit and the middle of the resistor, it is possible to correct the voltage error and phase difference that occur between the outputs of the two detection piezoelectric elements. Therefore,
An optimal drive signal is applied to the piezoelectric element for driving the vibrator. Therefore, the vibrator can be efficiently driven to vibrate automatically.

(発明の効果) この発明によれば、2つの検出用の圧電素子と1つの駆
動用の圧電素子とを有する振動子を、効率よく自動振駆
動することができ、しかも、構造が簡単である、発振回
路が得られる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a vibrator having two piezoelectric elements for detection and one piezoelectric element for driving can be efficiently driven in automatic oscillation, and the structure is simple. , an oscillation circuit is obtained.

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の説明が一層明ら
かとなろう。
The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

(実施例) 第2A図および第2B図は、それぞれ、この発明が適用
される振動子の例としての新規な振動ジャイロの一例を
示し、第2A図はその斜視図であり、第2B図は第2A
図の線IIB−nBにおける断面図である。なお、実施
例では、振動ジャイロを用いた場合について説明するが
、振動子としては、振動ジャイロ以外にたとえば速度セ
ンサおよび加速度センサなと任意のものが考えられる、
ということを予め指摘しておく。
(Example) Fig. 2A and Fig. 2B respectively show an example of a novel vibrating gyroscope as an example of a vibrator to which the present invention is applied, Fig. 2A is a perspective view thereof, and Fig. 2B is a 2nd A
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line IIB-nB in the figure. In the embodiment, a case will be described in which a vibrating gyroscope is used, but other than the vibrating gyroscope, any other vibrator can be considered, such as a speed sensor and an acceleration sensor.
I would like to point out this in advance.

振動ジャイロlOは、たとえば正3角柱状の振動体12
を含む。この振動体12は、たとえばエリンバ、鉄−ニ
ッケル合金1石英、ガラス、水晶セラミックなど、一般
的に機械的な振動を生じる材料で形成される。
The vibrating gyroscope lO includes, for example, a regular triangular prism-shaped vibrating body 12.
including. The vibrating body 12 is generally made of a material that generates mechanical vibration, such as Erimba, iron-nickel alloy 1 quartz, glass, and crystal ceramic.

この振動体12には、その3つの側面の中央部にそれぞ
れ圧電素子14a、14bおよび14Cが形成される。
This vibrating body 12 has piezoelectric elements 14a, 14b, and 14C formed at the center of its three side surfaces, respectively.

圧電素子14aは、たとえば磁器からなる圧電層16a
を含み、圧電層16aの両主面にはそれぞれ電極18a
および20aが形成される。なお、これらの電極18a
および20aは、たとえば金、銀、アルミニウム、ニッ
ケル。
The piezoelectric element 14a is a piezoelectric layer 16a made of porcelain, for example.
electrodes 18a on both main surfaces of the piezoelectric layer 16a.
and 20a are formed. Note that these electrodes 18a
and 20a is, for example, gold, silver, aluminum, or nickel.

銅−ニッケル合金(モネルメタル)などの雪掻材料で、
たとえばスパンタリング、蒸着等の薄膜技術であるいは
その材料によっては印刷技術で形成される。同様に、他
の圧電素子14bおよび14Cも、それぞれ、たとえば
磁器からなる圧電層16bおよび16cを含み、それら
の圧電層16bと16cとの両主面にも、電極18bお
よび20bと18cおよび20cとが、それぞれ形成さ
れている。そして、これらの圧電素子14a〜14Cの
一方の電極183〜18Cは、たとえば導電接着剤で振
動体12に接着される。
With snow shoveling materials such as copper-nickel alloy (monel metal),
For example, it is formed by thin film techniques such as sputtering, vapor deposition, etc. or, depending on the material, by printing techniques. Similarly, other piezoelectric elements 14b and 14C each include piezoelectric layers 16b and 16c made of, for example, porcelain, and electrodes 18b and 20b and 18c and 20c are also provided on both main surfaces of these piezoelectric layers 16b and 16c. are formed respectively. One of the electrodes 183 to 18C of these piezoelectric elements 14a to 14C is bonded to the vibrating body 12 using, for example, a conductive adhesive.

さらに、振動体12のノード点近傍は、たとえば金属線
からなる支持部材22および24で支持される。この支
持部材22および24は、たとえば切接することによっ
て、振動体12のノード点近傍に固着される。なお、こ
れらの支持部材22および24は、導電性ペーストで固
着されてもよい。これらの支持部材22および24は、
振動ジャイロ10のアース端子として用いられる。
Furthermore, the vicinity of the node points of the vibrating body 12 is supported by support members 22 and 24 made of metal wires, for example. The support members 22 and 24 are fixed near the node points of the vibrating body 12, for example, by cutting. Note that these support members 22 and 24 may be fixed with conductive paste. These support members 22 and 24 are
It is used as a ground terminal for the vibrating gyroscope 10.

この振動ジャイロlOでは、圧電素子14a〜14cの
うち任意のものを駆動用に用いれば、他の2つの圧電素
子を検出用に用いることができる。
In this vibrating gyroscope lO, if any one of the piezoelectric elements 14a to 14c is used for driving, the other two piezoelectric elements can be used for detection.

この実施例では、たとえば、圧電素子14aが駆動用と
して用いられ、他の圧電素子14bおよび14Cが検出
用として用いられる。そして、駆動用の圧電素子14a
に駆動信号を印加すれば、振動体12が振動し、検出用
の圧電素子14bおよび14Cから同様の正弦波が出力
される。また、その状態で振動ジャイロ10をその軸を
中心として回転すれば、検出用の一方の圧電素子の出力
は回転角速度に従って大きくなり、逆に検出用の他方の
圧電素子の出力は小さくなる。
In this embodiment, for example, piezoelectric element 14a is used for driving, and other piezoelectric elements 14b and 14C are used for detection. And piezoelectric element 14a for driving
When a drive signal is applied to the vibrating body 12, the vibrating body 12 vibrates, and a similar sine wave is output from the detection piezoelectric elements 14b and 14C. Furthermore, if the vibrating gyroscope 10 is rotated about its axis in this state, the output of one piezoelectric element for detection increases in accordance with the rotational angular velocity, and conversely, the output of the other piezoelectric element for detection decreases.

第1図を参照して説明すると、この振動ジャイロIOの
検出用の圧電素子14bおよび14cと、駆動用の圧電
素子14aとの間には、振動ジャイロ10を自動振駆動
するための帰還ループとして発振回路30が接続される
To explain with reference to FIG. 1, a feedback loop for automatically driving the vibrating gyroscope 10 is provided between the piezoelectric elements 14b and 14c for detection of the vibrating gyroscope IO and the piezoelectric element 14a for driving. An oscillation circuit 30 is connected.

すなわち、この発振回路30は、検出用の圧電素子14
bおよび14cの出力を合成した形で駆動用の圧電素子
14aに印加するためのものであって、入力端としての
2つの固定端子32aおよび32bを有する可変抵抗器
32を含む。そして、可変抵抗器32の固定端子32a
および32bは、圧電素子14bの電極20bおよび圧
電素子14Cの電極20cにそれぞれ接続される。この
可変抵抗器32は、圧電素子14bおよび14Cからの
出力間に生じる電圧誤差および位相差を補正し、かつ、
それらの出力を合成するためのものである。
That is, this oscillation circuit 30 includes a piezoelectric element 14 for detection.
The variable resistor 32 is for applying the combined outputs of the outputs b and 14c to the driving piezoelectric element 14a, and has two fixed terminals 32a and 32b as input terminals. Then, the fixed terminal 32a of the variable resistor 32
and 32b are connected to the electrode 20b of the piezoelectric element 14b and the electrode 20c of the piezoelectric element 14C, respectively. This variable resistor 32 corrects the voltage error and phase difference occurring between the outputs from the piezoelectric elements 14b and 14C, and
It is for compositing those outputs.

なお、この可変抵抗器32の代わりに、2つの固定抵抗
器でそれらの出力を合成するようにしてもよい。
Note that instead of the variable resistor 32, two fixed resistors may be used to combine their outputs.

さらに、この可変抵抗器32の可動端子32cは、反転
増幅器34の入力側に接続される。この反転増幅器34
は、1つのオペアンプ36を含み、可変抵抗器32から
の出力の位相を反転し、かつ、その信号を増幅するため
のものである。
Furthermore, the movable terminal 32c of the variable resistor 32 is connected to the input side of the inverting amplifier 34. This inverting amplifier 34
includes one operational amplifier 36, and is for inverting the phase of the output from the variable resistor 32 and amplifying the signal.

反転増幅器34の出力側は、ローパスフィルタ38の入
力側に接続される。ローパスフィルタ38は、たとえば
2段のRCフィルタ40および42を含み、それらのR
Cフィルタ40および42は、それぞれ、たとえば45
度の遅れ力率を有する。このローパスフィルタ38は、
反転増幅器34からの出力の位相を90度遅らせ、かつ
その出力に含まれる高調波成分を抑制するためのもので
ある。そして、このローパスフィルタ38の出力側は、
抵抗42を介して、駆動用の圧電素子14aの電極20
aに接続される。
The output side of the inverting amplifier 34 is connected to the input side of a low pass filter 38. The low-pass filter 38 includes, for example, two stages of RC filters 40 and 42, and their R
C filters 40 and 42 each have, for example, 45
It has a lagging power factor of . This low-pass filter 38 is
This is to delay the phase of the output from the inverting amplifier 34 by 90 degrees and to suppress harmonic components contained in the output. The output side of this low-pass filter 38 is
The electrode 20 of the driving piezoelectric element 14a is connected via the resistor 42.
connected to a.

さらに、振動ジャイロ10の圧電素子14bおよび圧電
素子14cの出力は、それらの出力差を検出するための
差動回路50の2つの入力端にそれぞれ人力される。
Further, the outputs of the piezoelectric elements 14b and 14c of the vibrating gyroscope 10 are respectively inputted to two input terminals of a differential circuit 50 for detecting the difference between the outputs.

すなわち、この差動回路50は、理想ダイオード回路5
2を含み、この理想ダイオード回路52の入力側には、
検出用の一方の圧電素子14bの電極20bが接続され
る。この理想ダイオード回路52は、1つのオペアンプ
54とそれぞれが順方向に接続された2つのダイオード
56および58を含み、圧電素子14bからの正弦波出
力を正の信号に半波整流するためのものである。
That is, this differential circuit 50 is an ideal diode circuit 5
2, and on the input side of this ideal diode circuit 52,
The electrode 20b of one piezoelectric element 14b for detection is connected. This ideal diode circuit 52 includes one operational amplifier 54 and two diodes 56 and 58 each connected in the forward direction, and is for half-wave rectifying the sine wave output from the piezoelectric element 14b into a positive signal. be.

また、検出用の他方の圧電素子14cの電極20Cは、
上述の理想ダイオード回路52とは極性の異なる別の理
想ダイオード回路60の入力側に接続される。この別の
理想ダイオード回路60は、1つのオペアンプ62とそ
れぞれが逆方向に接続された2つのダイオード64およ
び66と含み、圧電素子14cからの正弦波出力を負の
信号に半波整流するためのものである。
Moreover, the electrode 20C of the other piezoelectric element 14c for detection is
It is connected to the input side of another ideal diode circuit 60 having a different polarity from the ideal diode circuit 52 described above. This other ideal diode circuit 60 includes one operational amplifier 62 and two diodes 64 and 66 connected in opposite directions, and is for half-wave rectifying the sine wave output from the piezoelectric element 14c into a negative signal. It is something.

さらに、理想ダイオード回路52および60の出力側は
、それぞれ、たとえばRCフィルタからなる平滑回路6
8および70の入力側に接続される。そして、それらの
平滑回路68および70の出力側は、それぞれ、合成手
段としての可変抵抗器72の固定端子72aおよび72
bに接続される。この可変抵抗器72は、可動端子72
cを有する。
Furthermore, the output sides of the ideal diode circuits 52 and 60 are each connected to a smoothing circuit 6 made of, for example, an RC filter.
8 and 70 input side. The output sides of these smoothing circuits 68 and 70 are connected to fixed terminals 72a and 72, respectively, of a variable resistor 72 as a combining means.
connected to b. This variable resistor 72 has a movable terminal 72
It has c.

次に、第1図、第3A図および第3B図を参照して、振
動ジャイロ10の無回転時およ、び回転時における各回
路の動作などについて説明する。なお、第1図には、振
動ジャイロ10の無回転時の各部の出力波形を、回路と
ともに示した。また、第3A図には、振動ジャイロ10
の無回転時における検出用の圧電素子14bおよび14
cの出力。
Next, the operation of each circuit when the vibrating gyroscope 10 is not rotating and when it is rotating will be described with reference to FIGS. 1, 3A, and 3B. Note that FIG. 1 shows the output waveforms of each part of the vibrating gyroscope 10 when it is not rotating, together with the circuit. In addition, FIG. 3A shows a vibrating gyro 10
Piezoelectric elements 14b and 14 for detection during non-rotation
The output of c.

発振回路30の可変抵抗器32の出力、差動回路50の
出力を示し、第3B図には、振動ジャイロ10を一方向
に回転している場合のそれらの出力を示した。この場合
、第3A図および第3B図には、それらの出力の大きさ
および波形を略正確に表し、それらの位相を正確に表し
ていない。
The output of the variable resistor 32 of the oscillation circuit 30 and the output of the differential circuit 50 are shown, and FIG. 3B shows those outputs when the vibrating gyroscope 10 is rotating in one direction. In this case, Figures 3A and 3B approximately accurately represent the magnitudes and waveforms of those outputs, but do not accurately represent their phases.

振動ジャイロ10の無回転時には、振動ジャイロ10が
駆動用の圧電素子1・4aの主面に直交する方向に屈曲
振動をするので、圧電素子14bおよび14cは同様に
屈曲する。そのため、これらの圧電素子14bおよび1
4cからは、特に第3A図に示すように、同様な正弦波
が出力される。
When the vibrating gyroscope 10 is not rotating, the vibrating gyroscope 10 performs bending vibration in a direction perpendicular to the main surfaces of the drive piezoelectric elements 1 and 4a, so the piezoelectric elements 14b and 14c bend in the same way. Therefore, these piezoelectric elements 14b and 1
A similar sine wave is outputted from 4c, especially as shown in FIG. 3A.

発振回路30では、圧電素子14bおよびI4Cからの
出力が、合成された形で可変抵抗器32の可動端子32
cから出力される。この場合、圧電素子14bおよび1
4cの合成出力は、理想状態においては、振動ジャイロ
IOの駆動側を基準にして一90度の位相を有する所定
の正弦波になる。ところが、圧電素子14bおよび14
cの出力間に電圧誤差や位相差が生じる場合には、圧電
素子14bおよび14Cの出力を単に合成しただけでは
、上述の所定の正弦波が得られない。
In the oscillation circuit 30, the outputs from the piezoelectric element 14b and the I4C are combined and sent to the movable terminal 32 of the variable resistor 32.
Output from c. In this case, piezoelectric elements 14b and 1
In an ideal state, the combined output of 4c becomes a predetermined sine wave having a phase of 190 degrees with respect to the drive side of the vibrating gyro IO. However, piezoelectric elements 14b and 14
If a voltage error or phase difference occurs between the outputs of piezoelectric elements 14b and 14C, the above-mentioned predetermined sine wave cannot be obtained by simply combining the outputs of piezoelectric elements 14b and 14C.

しかしながら、その可変抵抗器32を調整することによ
って、圧電素子14bおよび14Cの出力間の電圧誤差
および位相差を補正することができる。したがって、可
変抵抗器32を調整することによって、可動端子32c
からの出力を、駆動側を基準にして一90度の位相を有
する所定の正弦波に補正することができる。
However, by adjusting the variable resistor 32, the voltage error and phase difference between the outputs of the piezoelectric elements 14b and 14C can be corrected. Therefore, by adjusting the variable resistor 32, the movable terminal 32c
can be corrected to a predetermined sine wave having a phase of 190 degrees with respect to the drive side.

そして、反転増幅器34では、この可変抵抗器32から
の正弦波出力の位相が反転され、かつ、その信号が増幅
される。したがって、この反転増幅器34からは、振動
ジャイロ10の駆動側を基準にして90度の位相を有す
る信号が出力される。
Then, in the inverting amplifier 34, the phase of the sine wave output from the variable resistor 32 is inverted, and the signal is amplified. Therefore, the inverting amplifier 34 outputs a signal having a phase of 90 degrees with respect to the drive side of the vibrating gyro 10.

そして、ローパスフィルタ38では、反転増幅器34か
らの出力の位相が90度遅れ、かつその出力に含まれる
高調波成分が抑制される。したがって、ローパスフィル
タ38からは、高調波成分によるスプリアスのない、か
つ°振動ジャイロ10の駆動側と同相で常に一定な信号
が出力される。
In the low-pass filter 38, the phase of the output from the inverting amplifier 34 is delayed by 90 degrees, and harmonic components included in the output are suppressed. Therefore, the low-pass filter 38 outputs a constant signal that is free of spurious signals due to harmonic components and is in phase with the drive side of the vibration gyroscope 10.

そして、このローパスフィルタ38からの出力は、結合
用の抵抗42を介して、駆動用の圧電素子14aの電極
20aに印加される。したがって、この実施例では、振
動ジャイロ10を効率よく自励振駆動することができる
The output from this low-pass filter 38 is applied to the electrode 20a of the driving piezoelectric element 14a via the coupling resistor 42. Therefore, in this embodiment, the vibrating gyroscope 10 can be efficiently self-oscillated.

一方、差動回路50では、理想ダイオード回路52によ
りて、圧電素子14bの正弦波出力が順方向に半波整流
される。そのため、理想ダイオード回路52からは、圧
電素子14bからの正弦波出力の正の信号が出力される
On the other hand, in the differential circuit 50, the ideal diode circuit 52 performs half-wave rectification of the sine wave output of the piezoelectric element 14b in the forward direction. Therefore, the ideal diode circuit 52 outputs a positive signal of the sine wave output from the piezoelectric element 14b.

また、別の理想ダイオード回路60によって、圧電素子
14cからの正弦波出力が逆方向に半波整流され、その
正弦波出力の負の信号が出力される。
Further, the sine wave output from the piezoelectric element 14c is half-wave rectified in the opposite direction by another ideal diode circuit 60, and a negative signal of the sine wave output is output.

そして、平滑回路68および70によって、理想ダイオ
ード回路52および60からの出力は、それぞれ、正の
直流および負の直流に平滑される。
Then, the outputs from the ideal diode circuits 52 and 60 are smoothed by the smoothing circuits 68 and 70 into positive direct current and negative direct current, respectively.

そして、これらの直流出力は、合成手段としての可変抵
抗器72の固定端子72aおよび72bに与えられる。
These DC outputs are then applied to fixed terminals 72a and 72b of a variable resistor 72 as a combining means.

し、たがって、この可変抵抗器72の可動端子72Cか
らは、平滑回路68および70からの直流出力が合成さ
れた形で出力される。
Therefore, the movable terminal 72C of the variable resistor 72 outputs the combined DC outputs from the smoothing circuits 68 and 70.

この差動回路50では、圧電素子14bの出力を順方向
に半波整流して平滑しかつ圧電素子14Cの出力を逆方
向に半波整流して平滑しそれから合成するため、それら
の出力間に位相差があっても、その位相差による誤差は
生じない。
In this differential circuit 50, the output of the piezoelectric element 14b is half-wave rectified in the forward direction and smoothed, and the output of the piezoelectric element 14C is half-wave rectified in the reverse direction to be smoothed and then combined, so that there is a gap between these outputs. Even if there is a phase difference, no error occurs due to the phase difference.

しかも、それらの出力間に電圧誤差があっても、合成手
段としての可変抵抗器72を調整することによって、そ
れらの電圧誤差を補正することができる。なお、この実
施例では、振動ジャイロ10の無回転時における差動回
路50の出力が0になるように調整される。したがって
、差動回路50からの出力が0であることを確認すれば
、振動ジャイロlOが回転していないことがわかる。
Furthermore, even if there are voltage errors between these outputs, those voltage errors can be corrected by adjusting the variable resistor 72 as a combining means. In this embodiment, the output of the differential circuit 50 is adjusted to zero when the vibrating gyroscope 10 is not rotating. Therefore, by confirming that the output from the differential circuit 50 is 0, it can be seen that the vibrating gyroscope lO is not rotating.

一方、振動ジャイロ10をその軸を中心として一方向に
回転した場合、振動ジャイロ10の振動方向と直交する
方向にコリオリカが働(。そのため、振動ジャイロIO
の振動方向は、無回転時の振動方向からずれる。この時
、たとえば、検出用の一方の圧電素子14bはその主面
に直交する方向に近い方向に、検出用の他方の圧電素子
14cはその主面に平行する方向に近い方向に、それぞ
れ屈曲振動する。
On the other hand, when the vibrating gyroscope 10 is rotated in one direction around its axis, Coriolis acts in a direction perpendicular to the vibrating direction of the vibrating gyroscope 10 (.Therefore, the vibrating gyroscope IO
The direction of vibration deviates from the direction of vibration when there is no rotation. At this time, for example, one of the piezoelectric elements 14b for detection vibrates in a direction close to a direction perpendicular to its principal surface, and the other piezoelectric element 14c for detection vibrates in a direction close to a direction parallel to its principal surface. do.

この場合、特に第3B図に示すように、検出用の一方の
圧電素子14bからの出力は大きくなり、逆に、検出用
の他方の圧電素子14Cからの出力は、圧電素子14b
の出力が大きくなる分だけ小さくなる。したがって、こ
の場合も、発振回路30の可変抵抗器32からの出力は
、無回転時の出力と同じになる。
In this case, especially as shown in FIG. 3B, the output from one piezoelectric element 14b for detection becomes large, and conversely, the output from the other piezoelectric element 14C for detection becomes large.
becomes smaller as the output of becomes larger. Therefore, in this case as well, the output from the variable resistor 32 of the oscillation circuit 30 is the same as the output when the motor is not rotating.

そして、可変抵抗器32からの出力は、無回転時の場合
と同様に、反転増幅器34およびローパスフィルタ38
などを介して、駆動用の圧電素子14aに印加される。
Then, the output from the variable resistor 32 is transferred to the inverting amplifier 34 and the low-pass filter 38, as in the case of no rotation.
The voltage is applied to the piezoelectric element 14a for driving via, etc.

したがって、振動ジャイロ10の回転時にも、その無回
転時と同様に、振動ジャイロ10を効率よく自動振駆動
することができる。
Therefore, even when the vibrating gyroscope 10 is rotating, the vibrating gyroscope 10 can be driven to automatically oscillate efficiently in the same manner as when it is not rotating.

一方、差動回路50では、圧電素子14bの出力が圧電
素子14cの出力より大きくなるため、平滑回路68の
出力の絶対値が他方の平滑回路70の出力の絶対値より
大きくなる。したがって、合成手段としての可変抵抗器
72からは第3B図に示すように正の直流が出力され、
振動ジャイロ10が一方向に回転していることがわかる
On the other hand, in the differential circuit 50, since the output of the piezoelectric element 14b is larger than the output of the piezoelectric element 14c, the absolute value of the output of the smoothing circuit 68 becomes larger than the absolute value of the output of the other smoothing circuit 70. Therefore, a positive direct current is output from the variable resistor 72 as a combining means, as shown in FIG. 3B,
It can be seen that the vibrating gyroscope 10 is rotating in one direction.

なお、振動ジャイロ10の回転角速度が大きくなればな
るほど、圧電素子14bおよび14cの出力差が大きく
なるので、差動回路50からの出力も大きくなる。した
がって、差動回路50の出力の大きさから、振動ジャイ
ロ10の回転角速度を知ることができる。この場合も、
この差動回路50では、圧電素子14bの出力を順方向
に半波整流して平滑しかつ圧電素子14cの出力を逆方
向に半波整流して平滑しそれから合成するため、それら
の出力間に位相差があっても、その位相差による誤差は
生じない。
Note that as the rotational angular velocity of the vibrating gyroscope 10 increases, the output difference between the piezoelectric elements 14b and 14c increases, and therefore the output from the differential circuit 50 also increases. Therefore, the rotational angular velocity of the vibrating gyroscope 10 can be determined from the magnitude of the output of the differential circuit 50. In this case too,
In this differential circuit 50, the output of the piezoelectric element 14b is half-wave rectified in the forward direction to smooth it, and the output of the piezoelectric element 14c is half-wave rectified in the reverse direction to be smoothed and then combined, so that there is a gap between these outputs. Even if there is a phase difference, no error occurs due to the phase difference.

なお、振動ジャイロ10が逆方向に回転している場合は
、圧電素♀14bおよび14cの出力の大きさが逆にな
るので、差動回路50からは、負の直流が出力される。
Note that when the vibrating gyroscope 10 is rotating in the opposite direction, the magnitudes of the outputs of the piezoelectric elements #14b and 14c are reversed, so that the differential circuit 50 outputs a negative direct current.

したがって、差動回路50の出力の極性から、振動ジャ
イロ10の回転方向を知ることができる。
Therefore, the rotation direction of the vibrating gyroscope 10 can be determined from the polarity of the output of the differential circuit 50.

発明者の実験によれば、この実施例では、振動ジャイロ
10の回転角速度と差動回路50の出力電圧とは、それ
らの関係を第4図のグラフに示すように、S/N比ない
しは精度のよいリニアな関係を有する。
According to the inventor's experiments, in this embodiment, the rotational angular velocity of the vibrating gyroscope 10 and the output voltage of the differential circuit 50 have a relationship between them as shown in the graph of FIG. It has a good linear relationship.

なお、上述の実施例の発振回路30では、その入力端と
して可変抵抗器32の固定端子32aおよび32bが用
いられ、可変抵抗器32の可動端子32cが反転増幅器
34の入力側に直接接続されているが、その入力端と可
変抵抗器32の固定端子32aおよび32cとを、可変
抵抗器32の可動端子32cと反転増幅器34の入力側
とを、それぞれ、抵抗器を介して接続してもよい。
In the oscillation circuit 30 of the above-described embodiment, the fixed terminals 32a and 32b of the variable resistor 32 are used as the input terminals, and the movable terminal 32c of the variable resistor 32 is directly connected to the input side of the inverting amplifier 34. However, the input terminal may be connected to the fixed terminals 32a and 32c of the variable resistor 32, and the movable terminal 32c of the variable resistor 32 and the input side of the inverting amplifier 34 may be connected via resistors, respectively. .

また、上述の実施例において、振動ジャイロlOの回転
角速度を検出するために、特別な差動回路50が用いら
れているが、2つの検出用の圧電素子14bおよび14
cの出力間に電圧誤差や位相差が生じない場合などには
、上述の差動回路50に代えて通常の差動増幅器が用い
られてもよい。
Further, in the above embodiment, a special differential circuit 50 is used to detect the rotational angular velocity of the vibrating gyro lO, but two detection piezoelectric elements 14b and 14 are used.
If there is no voltage error or phase difference between the outputs of the circuit 50, a normal differential amplifier may be used instead of the differential circuit 50 described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す回路図である。 第2A図および第2B図は、それぞれ、この発明が適用
される振動ジャイロの一例を示し、第2A図はその斜視
図であり、第2B図は第2A図の線■B−IIBにおけ
る断面図である。 第3A図および第3B図は、それぞれ、第1図実施例の
各部における出力を示すグラフであり、第3A図は振動
ジャイロの無回転時の出力を示し、第3B図はその回転
時の出力を示す。 第4図は第1図実施例における振動ジャイロの回転角速
度と差動回路の出力電圧との関係を示すグラフである。 第5図および第6図は、それぞれ、この発明の背景とな
る従来の振動ジャイロの一例および他の例を示す図解図
である。 図において、lOは振動ジャイロ、30は発振回路、3
2は可変抵抗器、34は反転増幅器、38はローパスフ
ィルタを示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 1) 全 啓 第2A図 第2B図 第3A図 &動w鯵50 n出力 第3B図 是り田450のtカ 第 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. 2A and 2B each show an example of a vibrating gyroscope to which the present invention is applied, and FIG. 2A is a perspective view thereof, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line ■B-IIB in FIG. 2A. It is. 3A and 3B are graphs showing the output of each part of the embodiment in FIG. 1, respectively. FIG. 3A shows the output when the vibrating gyroscope is not rotating, and FIG. 3B shows the output when it is rotating. shows. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotational angular velocity of the vibrating gyroscope and the output voltage of the differential circuit in the embodiment of FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are illustrative views showing one example and another example of a conventional vibrating gyroscope, respectively, which are the background of the present invention. In the figure, lO is a vibration gyro, 30 is an oscillation circuit, 3
2 is a variable resistor, 34 is an inverting amplifier, and 38 is a low-pass filter. Patent Applicant Murata Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent Attorney Oka 1) Zen Kei Figure 2A Figure 2B Figure 3A & Motion w Horse Mackerel 50 n Output Figure 3B Korita 450 T diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2つの入力端を有する発振回路であって、前記2つ
の入力端間に接続される抵抗器、および その入力側が前記抵抗器の中間に接続される増幅器を含
む、発振回路。 2 前記抵抗器は可変抵抗器を含む、特許請求の範囲第
1項記載の発振回路。 3 さらに、前記増幅器に直列に接続されるローパスフ
ィルタを含む、特許請求の範囲第1項または第2項記載
の発振回路。 4 前記ローパスフィルタは、RCフィルタを含む、特
許請求の範囲第3項記載の発振回路。
[Scope of Claims] 1. An oscillation circuit having two input terminals, including a resistor connected between the two input terminals, and an amplifier whose input side is connected between the resistors. circuit. 2. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the resistor includes a variable resistor. 3. The oscillation circuit according to claim 1 or 2, further comprising a low-pass filter connected in series to the amplifier. 4. The oscillation circuit according to claim 3, wherein the low-pass filter includes an RC filter.
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