JPH07198394A - 位相補正回路 - Google Patents
位相補正回路Info
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- JPH07198394A JPH07198394A JP5350084A JP35008493A JPH07198394A JP H07198394 A JPH07198394 A JP H07198394A JP 5350084 A JP5350084 A JP 5350084A JP 35008493 A JP35008493 A JP 35008493A JP H07198394 A JPH07198394 A JP H07198394A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 2つの信号の位相差を自動的に補正すること
ができる位相補正回路を得る。 【構成】 振動ジャイロ12の圧電素子16aを位相調
整回路32に接続する。位相調整回路32の出力信号を
分圧回路34で分圧し、圧電素子16bの出力信号を分
圧回路42で分圧する。分圧回路34,42の分圧比は
同じとする。位相補正回路32,圧電素子16bおよび
分圧回路34,42の出力信号を、第1および第2の差
動回路48,50に入力する。第1の差動回路48の出
力信号を、同期検波回路としてのFET54および平滑
回路62を介して、第3の差動回路78に入力する。第
2の差動回路50の出力信号を、同期検波回路としての
FET70および平滑回路72を介して、第3の差動回
路78に入力する。第3の差動回路78の出力信号を位
相調整回路32に入力し、この信号に応じて圧電素子1
6aの出力信号の位相を調整する。
ができる位相補正回路を得る。 【構成】 振動ジャイロ12の圧電素子16aを位相調
整回路32に接続する。位相調整回路32の出力信号を
分圧回路34で分圧し、圧電素子16bの出力信号を分
圧回路42で分圧する。分圧回路34,42の分圧比は
同じとする。位相補正回路32,圧電素子16bおよび
分圧回路34,42の出力信号を、第1および第2の差
動回路48,50に入力する。第1の差動回路48の出
力信号を、同期検波回路としてのFET54および平滑
回路62を介して、第3の差動回路78に入力する。第
2の差動回路50の出力信号を、同期検波回路としての
FET70および平滑回路72を介して、第3の差動回
路78に入力する。第3の差動回路78の出力信号を位
相調整回路32に入力し、この信号に応じて圧電素子1
6aの出力信号の位相を調整する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は位相補正回路に関し、
特にたとえば、2つの信号の差を測定することによって
回転角速度を検出する振動ジャイロ,加速度センサ,圧
力センサおよび変位センサなどに用いられる位相補正回
路に関する。
特にたとえば、2つの信号の差を測定することによって
回転角速度を検出する振動ジャイロ,加速度センサ,圧
力センサおよび変位センサなどに用いられる位相補正回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図15は、2つの出力信号を測定するこ
とによって回転角速度を検出するための振動ジャイロの
一例を示す図解図である。振動ジャイロ1は、たとえば
正3角柱状の振動体2を含む。振動体2の側面のほぼ中
央には、それぞれ圧電素子3a,3b,3cが形成され
る。圧電素子3a,3b間には、可変抵抗器4が接続さ
れる。この可変抵抗器4と圧電素子3cとの間に、発振
回路5が接続される。この発振回路5の信号が圧電素子
3a,3bに与えられ、圧電素子3cの出力信号が発振
回路5に帰還される。それによって、振動体2は、圧電
素子3c形成面に直交する方向に屈曲振動する。
とによって回転角速度を検出するための振動ジャイロの
一例を示す図解図である。振動ジャイロ1は、たとえば
正3角柱状の振動体2を含む。振動体2の側面のほぼ中
央には、それぞれ圧電素子3a,3b,3cが形成され
る。圧電素子3a,3b間には、可変抵抗器4が接続さ
れる。この可変抵抗器4と圧電素子3cとの間に、発振
回路5が接続される。この発振回路5の信号が圧電素子
3a,3bに与えられ、圧電素子3cの出力信号が発振
回路5に帰還される。それによって、振動体2は、圧電
素子3c形成面に直交する方向に屈曲振動する。
【0003】圧電素子3a,3bは、差動回路6に接続
される。この差動回路6の出力信号は同期検波回路7で
検波され、さらに平滑回路8で平滑される。振動ジャイ
ロ1に回転角速度が加わっていないとき、振動体2は圧
電素子3c形成面に直交する方向に屈曲振動しているた
め、圧電素子3a,3bの出力信号は共に等しくなる。
このとき、振動ジャイロ1には回転角速度が加わってい
ないため、この出力信号は駆動信号である。ところが、
実際には、圧電素子3a,3bの出力信号に差が生じる
ため、差動回路6に入力される信号が同じになるよう
に、可変抵抗器4が調整される。したがって、このと
き、差動回路6の出力信号は0である。
される。この差動回路6の出力信号は同期検波回路7で
検波され、さらに平滑回路8で平滑される。振動ジャイ
ロ1に回転角速度が加わっていないとき、振動体2は圧
電素子3c形成面に直交する方向に屈曲振動しているた
め、圧電素子3a,3bの出力信号は共に等しくなる。
このとき、振動ジャイロ1には回転角速度が加わってい
ないため、この出力信号は駆動信号である。ところが、
実際には、圧電素子3a,3bの出力信号に差が生じる
ため、差動回路6に入力される信号が同じになるよう
に、可変抵抗器4が調整される。したがって、このと
き、差動回路6の出力信号は0である。
【0004】振動ジャイロ1が振動体2の軸を中心とし
て回転すると、コリオリ力によって振動体2の屈曲振動
の方向が変わり、圧電素子3a,3bに発生する信号に
差が生じる。この信号の変化は振動体2の振動方向の変
化に対応するため、圧電素子3a,3bに発生する信号
は回転角速度に対応した信号となる。この回転角速度に
対応した信号は、図16に示すように、駆動信号と90
°の位相差を有している。したがって、差動回路6で圧
電素子3a,3bの出力信号の差をとれば、駆動信号は
互いに相殺され、回転角速度に対応した信号の差のみが
出力される。この差動回路6からの出力信号を同期検波
して平滑することにより、振動ジャイロ1に加わった回
転角速度を検出することができる。
て回転すると、コリオリ力によって振動体2の屈曲振動
の方向が変わり、圧電素子3a,3bに発生する信号に
差が生じる。この信号の変化は振動体2の振動方向の変
化に対応するため、圧電素子3a,3bに発生する信号
は回転角速度に対応した信号となる。この回転角速度に
対応した信号は、図16に示すように、駆動信号と90
°の位相差を有している。したがって、差動回路6で圧
電素子3a,3bの出力信号の差をとれば、駆動信号は
互いに相殺され、回転角速度に対応した信号の差のみが
出力される。この差動回路6からの出力信号を同期検波
して平滑することにより、振動ジャイロ1に加わった回
転角速度を検出することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような振動ジャイ
ロでは、予め無回転時の差動回路の出力が0となるよう
に、可変抵抗器が調整されている。しかしながら、雰囲
気温度が変化したり、経時変化などにより、振動ジャイ
ロの特性が変動することがある。このような場合、2つ
の圧電素子の駆動信号に差が生じ、差動回路から駆動信
号成分が出力される場合がある。たとえば、図17に示
すように、2つの圧電素子の駆動信号にレベル差が生じ
た場合、その差に相当する信号が差動回路から出力され
る。しかしながら、レベル差による出力信号は、図17
の斜線部で示すように、駆動信号と90°の位相差をも
つ信号に同期して検波をすることにより、正部分と負部
分とが同じになる。したがって、差動回路の出力信号を
同期検波したのち平滑すれば、駆動信号成分を相殺する
ことができる。
ロでは、予め無回転時の差動回路の出力が0となるよう
に、可変抵抗器が調整されている。しかしながら、雰囲
気温度が変化したり、経時変化などにより、振動ジャイ
ロの特性が変動することがある。このような場合、2つ
の圧電素子の駆動信号に差が生じ、差動回路から駆動信
号成分が出力される場合がある。たとえば、図17に示
すように、2つの圧電素子の駆動信号にレベル差が生じ
た場合、その差に相当する信号が差動回路から出力され
る。しかしながら、レベル差による出力信号は、図17
の斜線部で示すように、駆動信号と90°の位相差をも
つ信号に同期して検波をすることにより、正部分と負部
分とが同じになる。したがって、差動回路の出力信号を
同期検波したのち平滑すれば、駆動信号成分を相殺する
ことができる。
【0006】しかしながら、図18に示すように、2つ
の圧電素子の駆動信号に位相差が生じた場合、差動回路
の出力信号を駆動信号と90°の位相差をもつ信号に同
期して検波しても、正部分と負部分とが同じにならな
い。そのため、差動回路から出力された駆動信号成分を
同期検波して平滑しても、相殺することができない。し
たがって、この駆動信号成分がドリフトとなり、回転角
速度を正確に検出することができない。このような場
合、可変抵抗器を再調整して、差動回路からの出力信号
が0となるようにする必要がある。
の圧電素子の駆動信号に位相差が生じた場合、差動回路
の出力信号を駆動信号と90°の位相差をもつ信号に同
期して検波しても、正部分と負部分とが同じにならな
い。そのため、差動回路から出力された駆動信号成分を
同期検波して平滑しても、相殺することができない。し
たがって、この駆動信号成分がドリフトとなり、回転角
速度を正確に検出することができない。このような場
合、可変抵抗器を再調整して、差動回路からの出力信号
が0となるようにする必要がある。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、2
つの信号の位相差を自動的に補正することができる位相
補正回路を提供することである。
つの信号の位相差を自動的に補正することができる位相
補正回路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、2つの信号
の位相差を補正するための位相補正回路であって、倍率
Aで振幅変調した第1の信号と倍率Bで振幅変調した第
2の信号の差をとるための第1の差動回路と、第1の差
動回路の出力信号を同期検波するための第1の同期検波
回路と、第1の同期検波回路の出力信号を平滑するため
の第1の平滑回路と、倍率Cで振幅変調した第1の信号
と倍率Dで振幅変調した第2の信号の差をとるための第
2の差動回路と、第2の差動回路の出力信号を第1の同
期検波回路と同じ同期信号に同期して検波するための第
2の同期検波回路と、第2の差動回路の出力信号を平滑
するための第2の平滑回路と、第1の平滑回路の出力信
号と第2の平滑回路の出力信号の差をとるための第3の
差動回路と、第3の差動回路の出力信号に応じて第1の
信号または第2の信号の位相を調整するための位相調整
回路とを含み、倍率A,B,CおよびDが、A+B=C
+DかつA≠Cの関係を有する、位相補正回路である。
また、倍率AおよびDが、A=Dの関係を有することが
好ましい。
の位相差を補正するための位相補正回路であって、倍率
Aで振幅変調した第1の信号と倍率Bで振幅変調した第
2の信号の差をとるための第1の差動回路と、第1の差
動回路の出力信号を同期検波するための第1の同期検波
回路と、第1の同期検波回路の出力信号を平滑するため
の第1の平滑回路と、倍率Cで振幅変調した第1の信号
と倍率Dで振幅変調した第2の信号の差をとるための第
2の差動回路と、第2の差動回路の出力信号を第1の同
期検波回路と同じ同期信号に同期して検波するための第
2の同期検波回路と、第2の差動回路の出力信号を平滑
するための第2の平滑回路と、第1の平滑回路の出力信
号と第2の平滑回路の出力信号の差をとるための第3の
差動回路と、第3の差動回路の出力信号に応じて第1の
信号または第2の信号の位相を調整するための位相調整
回路とを含み、倍率A,B,CおよびDが、A+B=C
+DかつA≠Cの関係を有する、位相補正回路である。
また、倍率AおよびDが、A=Dの関係を有することが
好ましい。
【0009】
【作用】2つの信号に位相差がある場合、倍率A,B,
C,Dで第1の信号と第2の信号とを振幅変調すること
によって、第1の差動回路と第2の差動回路から互いに
位相差を有する駆動信号成分が出力される。これらの差
動回路の出力信号を同じ同期信号に同期して検波し、平
滑することによって、異なる直流信号を得ることができ
る。これらの直流信号の差が、第3の差動回路から出力
される。第3の差動回路の出力信号に応じて、位相調整
回路で2つの信号の位相差がなくなるように調整され
る。
C,Dで第1の信号と第2の信号とを振幅変調すること
によって、第1の差動回路と第2の差動回路から互いに
位相差を有する駆動信号成分が出力される。これらの差
動回路の出力信号を同じ同期信号に同期して検波し、平
滑することによって、異なる直流信号を得ることができ
る。これらの直流信号の差が、第3の差動回路から出力
される。第3の差動回路の出力信号に応じて、位相調整
回路で2つの信号の位相差がなくなるように調整され
る。
【0010】2つの信号の位相差がなくなれば、第1の
差動回路および第2の差動回路からは、信号の倍率に応
じて、レベル差成分のみが出力される。駆動信号のレベ
ル差成分は、同期検波し平滑することによって相殺され
る。したがって、第1の平滑回路および第2の平滑回路
の出力信号は0となり、第3の差動回路の出力信号も0
となる。第3の差動回路の出力信号が0になれば、位相
調整回路における位相調整が停止する。
差動回路および第2の差動回路からは、信号の倍率に応
じて、レベル差成分のみが出力される。駆動信号のレベ
ル差成分は、同期検波し平滑することによって相殺され
る。したがって、第1の平滑回路および第2の平滑回路
の出力信号は0となり、第3の差動回路の出力信号も0
となる。第3の差動回路の出力信号が0になれば、位相
調整回路における位相調整が停止する。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、2つの信号の位相差
がなくなるように、自動的に調整することができる。し
たがって、雰囲気温度の変化や経時変化などで2つの信
号に位相差が生じても、可変抵抗器などを用いて手動で
調整することなく、信号間の位相差によるドリフトを除
去することができる。そのため、この位相補正回路を使
用することによって、使用中にドリフト調整をする必要
のない装置を得ることができる。
がなくなるように、自動的に調整することができる。し
たがって、雰囲気温度の変化や経時変化などで2つの信
号に位相差が生じても、可変抵抗器などを用いて手動で
調整することなく、信号間の位相差によるドリフトを除
去することができる。そのため、この位相補正回路を使
用することによって、使用中にドリフト調整をする必要
のない装置を得ることができる。
【0012】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詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の位相補正回路10を振動
ジャイロ12に応用した例を示す図解図である。振動ジ
ャイロ12は、図2に示すように、たとえば正3角柱状
の振動体14を含む。振動体14は、たとえばエリン
バ,鉄−ニッケル合金,石英,ガラス,水晶,セラミッ
クなど、一般的に振動を生じる材料で形成される。振動
体14の3つの側面のほぼ中央には、それぞれ圧電素子
16a,16b,16cが形成される。圧電素子16a
は、図3に示すように、たとえば圧電セラミックなどか
らなる圧電層18aを含む。この圧電層18aの両面
に、電極20a,22aが形成されている。そして、一
方の電極22aが、振動体14に接着剤などで接着され
る。同様に、圧電素子16b,16cは圧電層18b,
18cを含み、その両面に電極20b,22bおよび電
極20c,22cが形成される。そして、一方の電極2
2b,22cが、振動体14に接着剤などで接着され
る。
ジャイロ12に応用した例を示す図解図である。振動ジ
ャイロ12は、図2に示すように、たとえば正3角柱状
の振動体14を含む。振動体14は、たとえばエリン
バ,鉄−ニッケル合金,石英,ガラス,水晶,セラミッ
クなど、一般的に振動を生じる材料で形成される。振動
体14の3つの側面のほぼ中央には、それぞれ圧電素子
16a,16b,16cが形成される。圧電素子16a
は、図3に示すように、たとえば圧電セラミックなどか
らなる圧電層18aを含む。この圧電層18aの両面
に、電極20a,22aが形成されている。そして、一
方の電極22aが、振動体14に接着剤などで接着され
る。同様に、圧電素子16b,16cは圧電層18b,
18cを含み、その両面に電極20b,22bおよび電
極20c,22cが形成される。そして、一方の電極2
2b,22cが、振動体14に接着剤などで接着され
る。
【0014】圧電素子16a,16bには、それぞれ抵
抗24,26が接続される。これらの抵抗24,26と
圧電素子16cとの間に、発振回路28が接続される。
この発振回路28の信号が圧電素子16a,16bに与
えられ、圧電素子16cの出力信号が発振回路28に帰
還される。それによって、振動体14は、圧電素子16
c形成面に直交する方向に屈曲振動する。さらに、圧電
素子16aは、バッファ30を介して、位相調整回路3
2に接続される。位相調整回路32は、後述の第3の差
動回路からの信号に応じて、圧電素子16aの出力信号
の位相を調整するためのものである。
抗24,26が接続される。これらの抵抗24,26と
圧電素子16cとの間に、発振回路28が接続される。
この発振回路28の信号が圧電素子16a,16bに与
えられ、圧電素子16cの出力信号が発振回路28に帰
還される。それによって、振動体14は、圧電素子16
c形成面に直交する方向に屈曲振動する。さらに、圧電
素子16aは、バッファ30を介して、位相調整回路3
2に接続される。位相調整回路32は、後述の第3の差
動回路からの信号に応じて、圧電素子16aの出力信号
の位相を調整するためのものである。
【0015】位相調整回路32は、分圧回路34に接続
される。分圧回路34は2つの抵抗36,38の直列回
路からなり、位相調整回路32の出力信号が分圧回路3
4で分圧される。また、圧電素子16bは、バッファ4
0を介して、分圧回路42に接続される。分圧回路42
は2つの抵抗44,46の直列回路からなり、バッファ
40からの信号が分圧回路42で分圧される。位相調整
回路32の出力信号は、第1の差動回路48の非反転入
力端に入力される。また、第1の差動回路48の反転入
力端には、分圧回路42で分圧された圧電素子16bの
出力信号が入力される。さらに、分圧回路34で分圧さ
れた位相調整回路32の出力信号は、第2の差動回路5
0の非反転入力端に入力される。また、第2の差動回路
50の反転入力端には、バッファ40の出力信号が入力
される。
される。分圧回路34は2つの抵抗36,38の直列回
路からなり、位相調整回路32の出力信号が分圧回路3
4で分圧される。また、圧電素子16bは、バッファ4
0を介して、分圧回路42に接続される。分圧回路42
は2つの抵抗44,46の直列回路からなり、バッファ
40からの信号が分圧回路42で分圧される。位相調整
回路32の出力信号は、第1の差動回路48の非反転入
力端に入力される。また、第1の差動回路48の反転入
力端には、分圧回路42で分圧された圧電素子16bの
出力信号が入力される。さらに、分圧回路34で分圧さ
れた位相調整回路32の出力信号は、第2の差動回路5
0の非反転入力端に入力される。また、第2の差動回路
50の反転入力端には、バッファ40の出力信号が入力
される。
【0016】第1の差動回路48の出力端は、抵抗52
を介して、第1の同期検波回路としてのFET54に接
続される。FET54は、抵抗52と電源電圧の中間点
との間に接続される。FET54を制御するための同期
信号を得るために、位相調整回路32の出力端とバッフ
ァ40の出力端との間に、抵抗56,58が接続され
る。これらの抵抗56,58によって位相調整回路32
とバッファ40の出力信号が合成され、移相回路60に
入力される。移相回路60では、入力信号が90°移相
され、同期信号としてFET54のゲートに入力され
る。さらに、抵抗52は、第1の平滑回路62に接続さ
れる。第1の平滑回路62は、抵抗64とコンデンサ6
6とで構成される。したがって、FET54がOFF状
態のときだけ、第1の平滑回路62に信号が送られる。
を介して、第1の同期検波回路としてのFET54に接
続される。FET54は、抵抗52と電源電圧の中間点
との間に接続される。FET54を制御するための同期
信号を得るために、位相調整回路32の出力端とバッフ
ァ40の出力端との間に、抵抗56,58が接続され
る。これらの抵抗56,58によって位相調整回路32
とバッファ40の出力信号が合成され、移相回路60に
入力される。移相回路60では、入力信号が90°移相
され、同期信号としてFET54のゲートに入力され
る。さらに、抵抗52は、第1の平滑回路62に接続さ
れる。第1の平滑回路62は、抵抗64とコンデンサ6
6とで構成される。したがって、FET54がOFF状
態のときだけ、第1の平滑回路62に信号が送られる。
【0017】第2の差動回路50の出力端は、抵抗68
を介して、第2の同期検波回路としてのFET70に接
続される。FET70は、抵抗68と電源電圧の中間点
との間に接続される。そして、FET70のゲートに
は、移相回路60の出力信号が同期信号として入力され
る。さらに、抵抗68は、第2の平滑回路72に接続さ
れる。第2の平滑回路72は、抵抗74とコンデンサ7
6とで構成される。したがって、FET70がOFF状
態のときだけ、第2の平滑回路72に信号が送られる。
を介して、第2の同期検波回路としてのFET70に接
続される。FET70は、抵抗68と電源電圧の中間点
との間に接続される。そして、FET70のゲートに
は、移相回路60の出力信号が同期信号として入力され
る。さらに、抵抗68は、第2の平滑回路72に接続さ
れる。第2の平滑回路72は、抵抗74とコンデンサ7
6とで構成される。したがって、FET70がOFF状
態のときだけ、第2の平滑回路72に信号が送られる。
【0018】第1の平滑回路62の出力信号は、第3の
差動回路78の非反転入力端に入力される。また、第2
の平滑回路72の出力信号は、第3の差動回路78の反
転入力端に入力される。第3の差動回路78の出力信号
は位相調整回路32に入力され、この信号に応じて圧電
素子16aの出力信号の位相が調整される。
差動回路78の非反転入力端に入力される。また、第2
の平滑回路72の出力信号は、第3の差動回路78の反
転入力端に入力される。第3の差動回路78の出力信号
は位相調整回路32に入力され、この信号に応じて圧電
素子16aの出力信号の位相が調整される。
【0019】発振回路28によって、振動ジャイロ12
の振動体14が、圧電素子16cの形成面に直交する方
向に屈曲振動する。振動ジャイロ12に回転角速度が加
わっていないときには、圧電素子16a,16bの出力
信号は同じである。このとき、振動ジャイロ12には回
転角速度が加わっていないため、この出力信号は駆動信
号である。そして、振動ジャイロ12が振動体14の軸
を中心として回転すると、コリオリ力によって振動体1
4の屈曲振動の方向が変わる。それにより、圧電素子1
6a,16bには互いに異なった信号が発生する。この
信号の変化は振動体14の振動方向の変化に対応するた
め、圧電素子16a,16bに発生する信号は、回転角
速度に対応した信号となる。
の振動体14が、圧電素子16cの形成面に直交する方
向に屈曲振動する。振動ジャイロ12に回転角速度が加
わっていないときには、圧電素子16a,16bの出力
信号は同じである。このとき、振動ジャイロ12には回
転角速度が加わっていないため、この出力信号は駆動信
号である。そして、振動ジャイロ12が振動体14の軸
を中心として回転すると、コリオリ力によって振動体1
4の屈曲振動の方向が変わる。それにより、圧電素子1
6a,16bには互いに異なった信号が発生する。この
信号の変化は振動体14の振動方向の変化に対応するた
め、圧電素子16a,16bに発生する信号は、回転角
速度に対応した信号となる。
【0020】圧電素子16a,16bの出力信号は、分
圧回路34,42で分圧される。そして、分圧回路3
4,42からは、それぞれ位相調整回路32および圧電
素子16bの出力信号のたとえば0.7倍の信号が出力
される。したがって、第1の差動回路48には、位相調
整回路32の出力信号および圧電素子16bの出力信号
の0.7倍の信号が入力される。また、第2の差動回路
50には、位相調整回路32の出力信号の0.7倍の信
号および圧電素子16bの出力信号が入力される。
圧回路34,42で分圧される。そして、分圧回路3
4,42からは、それぞれ位相調整回路32および圧電
素子16bの出力信号のたとえば0.7倍の信号が出力
される。したがって、第1の差動回路48には、位相調
整回路32の出力信号および圧電素子16bの出力信号
の0.7倍の信号が入力される。また、第2の差動回路
50には、位相調整回路32の出力信号の0.7倍の信
号および圧電素子16bの出力信号が入力される。
【0021】無回転時においては、圧電素子16a,1
6bの出力信号にドリフトが含まれていない場合、それ
らの信号はレベルも位相も同じである。そのため、位相
調整回路32は作動せず、第1の差動回路48および第
2の差動回路50からは、圧電素子16a,16bの出
力信号の0.3倍の信号が出力される。圧電素子16
a,16bの出力信号は同位相であるため、第1の差動
回路48および第2の差動回路50の出力信号は、圧電
素子16a,16bの出力信号と同位相である。したが
って、圧電素子16a,16bの出力信号を合成して9
0°移相した信号を同期信号とすることにより、正部分
と負部分とが等しい信号が検波される。そのため、検波
された信号を平滑すれば、正部分と負部分とが相殺さ
れ、平滑回路62,72からは信号が出力されない。
6bの出力信号にドリフトが含まれていない場合、それ
らの信号はレベルも位相も同じである。そのため、位相
調整回路32は作動せず、第1の差動回路48および第
2の差動回路50からは、圧電素子16a,16bの出
力信号の0.3倍の信号が出力される。圧電素子16
a,16bの出力信号は同位相であるため、第1の差動
回路48および第2の差動回路50の出力信号は、圧電
素子16a,16bの出力信号と同位相である。したが
って、圧電素子16a,16bの出力信号を合成して9
0°移相した信号を同期信号とすることにより、正部分
と負部分とが等しい信号が検波される。そのため、検波
された信号を平滑すれば、正部分と負部分とが相殺さ
れ、平滑回路62,72からは信号が出力されない。
【0022】振動ジャイロ12に回転角速度が加わる
と、振動体14の振動方向が変わって、圧電素子16
a,16bに異なる信号が発生するが、これらの信号は
駆動信号と90°の位相差を有している。そのため、第
1の差動回路48および第2の差動回路50の出力信号
を移相回路60の信号に同期して検波し、平滑しても相
殺されない。したがって、平滑回路62,72からは、
回転角速度に対応した信号のみを出力させることができ
る。図1では、第1の平滑回路62の出力信号を回転角
速度を検出するための出力端としているが、第2の平滑
回路72の出力信号を測定しても、回転角速度を検出す
ることができる。
と、振動体14の振動方向が変わって、圧電素子16
a,16bに異なる信号が発生するが、これらの信号は
駆動信号と90°の位相差を有している。そのため、第
1の差動回路48および第2の差動回路50の出力信号
を移相回路60の信号に同期して検波し、平滑しても相
殺されない。したがって、平滑回路62,72からは、
回転角速度に対応した信号のみを出力させることができ
る。図1では、第1の平滑回路62の出力信号を回転角
速度を検出するための出力端としているが、第2の平滑
回路72の出力信号を測定しても、回転角速度を検出す
ることができる。
【0023】雰囲気温度の変化などにより、圧電素子1
6a,16bの出力信号にドリフトが含まれた場合、た
とえば図4に示すように、2つの出力信号間にレベル差
が生じる。この場合、圧電素子16a,16bの出力信
号に位相差がないため、位相調整回路32は作動しな
い。したがって、第1の差動回路48からは、図5に示
すように、圧電素子16aの出力信号と圧電素子16b
の出力信号を0.7倍した信号との差が出力される。ま
た、第2の差動回路50からは、図6に示すように、圧
電素子16aの出力信号の0.7倍の信号と圧電素子1
6bの出力信号との差が出力される。これらの差動回路
48,50の出力信号は、圧電素子16a,16bの出
力信号と同位相であるため、移相回路60の信号に同期
して検波することにより、図5および図6の斜線部で示
すように、正部分と負部分とが等しい信号が得られる。
これらの信号を平滑することにより、正部分と負部分と
が相殺されて、平滑回路62,72からは信号が出力さ
れない。したがって、第3の差動回路78の出力信号は
0であり、位相調整回路32は働かない。
6a,16bの出力信号にドリフトが含まれた場合、た
とえば図4に示すように、2つの出力信号間にレベル差
が生じる。この場合、圧電素子16a,16bの出力信
号に位相差がないため、位相調整回路32は作動しな
い。したがって、第1の差動回路48からは、図5に示
すように、圧電素子16aの出力信号と圧電素子16b
の出力信号を0.7倍した信号との差が出力される。ま
た、第2の差動回路50からは、図6に示すように、圧
電素子16aの出力信号の0.7倍の信号と圧電素子1
6bの出力信号との差が出力される。これらの差動回路
48,50の出力信号は、圧電素子16a,16bの出
力信号と同位相であるため、移相回路60の信号に同期
して検波することにより、図5および図6の斜線部で示
すように、正部分と負部分とが等しい信号が得られる。
これらの信号を平滑することにより、正部分と負部分と
が相殺されて、平滑回路62,72からは信号が出力さ
れない。したがって、第3の差動回路78の出力信号は
0であり、位相調整回路32は働かない。
【0024】次に、雰囲気温度の変化などによって圧電
素子16aの出力信号が圧電素子16bの出力信号より
遅れた場合、図7に示すように、第1の差動回路48に
は、圧電素子16aの出力信号と第2の圧電素子16b
の出力信号の0.7倍の信号とが入力される。したがっ
て、図8に示すように、第1の差動回路48からは、2
つの入力信号の差が出力される。そして、第1の差動回
路48の出力信号が、図8の斜線部で示すように、移相
回路60の信号に同期して検波される。圧電素子16
a,16bの位相差は結果的に位相調整回路32で調整
されるため、移相回路32への入力信号は圧電素子16
bの出力信号と同位相である。したがって、図8では、
第1の差動回路48の出力信号が、圧電素子16bの出
力信号と90°の位相差のある位置で検波されている。
そして、検波された信号が第1の平滑回路62で平滑さ
れることによって、図9に示すような正の直流信号が得
られる。
素子16aの出力信号が圧電素子16bの出力信号より
遅れた場合、図7に示すように、第1の差動回路48に
は、圧電素子16aの出力信号と第2の圧電素子16b
の出力信号の0.7倍の信号とが入力される。したがっ
て、図8に示すように、第1の差動回路48からは、2
つの入力信号の差が出力される。そして、第1の差動回
路48の出力信号が、図8の斜線部で示すように、移相
回路60の信号に同期して検波される。圧電素子16
a,16bの位相差は結果的に位相調整回路32で調整
されるため、移相回路32への入力信号は圧電素子16
bの出力信号と同位相である。したがって、図8では、
第1の差動回路48の出力信号が、圧電素子16bの出
力信号と90°の位相差のある位置で検波されている。
そして、検波された信号が第1の平滑回路62で平滑さ
れることによって、図9に示すような正の直流信号が得
られる。
【0025】また、第2の差動回路50には、図10に
示すように、圧電素子16aの出力信号を0.7倍した
信号と圧電素子16bの出力信号とが入力される。そし
て、図11に示すように、第2の差動回路50からは、
2つの入力信号の差が出力される。そして、第2の差動
回路50の出力信号は、図11の斜線部分で示すよう
に、第1の差動回路48の出力信号と同じ位置で同期検
波される。検波された信号は第2の平滑回路72で平滑
され、図12に示すように、第1の平滑回路62の出力
信号より低いレベルの正の直流信号が得られる。
示すように、圧電素子16aの出力信号を0.7倍した
信号と圧電素子16bの出力信号とが入力される。そし
て、図11に示すように、第2の差動回路50からは、
2つの入力信号の差が出力される。そして、第2の差動
回路50の出力信号は、図11の斜線部分で示すよう
に、第1の差動回路48の出力信号と同じ位置で同期検
波される。検波された信号は第2の平滑回路72で平滑
され、図12に示すように、第1の平滑回路62の出力
信号より低いレベルの正の直流信号が得られる。
【0026】第1の平滑回路62の出力信号と第2の平
滑回路72の出力信号は、第3の差動回路78に入力さ
れる。したがって、第3の差動回路78からは、2つの
入力信号の差が出力される。この実施例の場合、第3の
差動回路78の出力信号は、正の直流信号である。この
信号が位相調整回路32に入力され、それに応じて圧電
素子16aの出力信号が、その位相を進ませるように調
整される。そして、位相調整回路32の出力信号と圧電
素子16bの出力信号とが同位相になると、第3の差動
回路78の出力信号は0となり、位相調整が終了する。
滑回路72の出力信号は、第3の差動回路78に入力さ
れる。したがって、第3の差動回路78からは、2つの
入力信号の差が出力される。この実施例の場合、第3の
差動回路78の出力信号は、正の直流信号である。この
信号が位相調整回路32に入力され、それに応じて圧電
素子16aの出力信号が、その位相を進ませるように調
整される。そして、位相調整回路32の出力信号と圧電
素子16bの出力信号とが同位相になると、第3の差動
回路78の出力信号は0となり、位相調整が終了する。
【0027】圧電素子16aの出力信号が圧電素子16
bの出力信号より進んだ場合、上述の動作と同様にし
て、第3の差動回路78から負の直流信号が出力され
る。したがって、位相調整回路32では、圧電素子16
aの出力信号が、その位相を遅らせるように調整され
る。
bの出力信号より進んだ場合、上述の動作と同様にし
て、第3の差動回路78から負の直流信号が出力され
る。したがって、位相調整回路32では、圧電素子16
aの出力信号が、その位相を遅らせるように調整され
る。
【0028】位相調整回路32としては、たとえば図1
3に示すような、カラーテレビの色同期回路などに用い
られる位相調整回路が使用可能である。この位相調整回
路では、第3の差動回路78からのコントロール信号に
よってトランジスタTr1,Tr2のON,OFFが制
御される。それによって、コンデンサCの接続のしかた
が変わり、位相調整が行われる。
3に示すような、カラーテレビの色同期回路などに用い
られる位相調整回路が使用可能である。この位相調整回
路では、第3の差動回路78からのコントロール信号に
よってトランジスタTr1,Tr2のON,OFFが制
御される。それによって、コンデンサCの接続のしかた
が変わり、位相調整が行われる。
【0029】また、図14に示すように、圧電素子16
aを抵抗80とコンデンサ82とを介して電源電圧の中
間点に接続し、圧電素子16bを抵抗84,コンデンサ
86,FET88を介して電源電圧の中間点に接続して
もよい。この回路では、コンデンサ86の静電容量が、
コンデンサ82の静電容量より大きくなるように設定さ
れている。したがって、圧電素子16aの出力信号が遅
れて、第3の差動回路78からのコントロール信号が正
になった場合、FET88がONとなり、圧電素子16
bの出力信号が遅れる。また、第3の差動回路78から
のコントロール信号が負になると、FET88はOFF
となって、コンデンサ82により圧電素子16aの出力
信号が遅れる。このように、図13または図14に示す
回路を用いて、位相調整を行うことができる。
aを抵抗80とコンデンサ82とを介して電源電圧の中
間点に接続し、圧電素子16bを抵抗84,コンデンサ
86,FET88を介して電源電圧の中間点に接続して
もよい。この回路では、コンデンサ86の静電容量が、
コンデンサ82の静電容量より大きくなるように設定さ
れている。したがって、圧電素子16aの出力信号が遅
れて、第3の差動回路78からのコントロール信号が正
になった場合、FET88がONとなり、圧電素子16
bの出力信号が遅れる。また、第3の差動回路78から
のコントロール信号が負になると、FET88はOFF
となって、コンデンサ82により圧電素子16aの出力
信号が遅れる。このように、図13または図14に示す
回路を用いて、位相調整を行うことができる。
【0030】このように、この位相補正回路10を用い
れば、圧電素子16a,16bの出力信号の位相差を補
正できるので、同期検波および平滑を行うことにより、
駆動信号成分を相殺することができる。したがって、回
転角速度に対応した信号のみを取り出すことができ、正
確に回転角速度を検出することができる。しかも、位相
補正は自動的に行われるため、振動ジャイロ12の使用
中に、可変抵抗器などを再調整する必要がない。
れば、圧電素子16a,16bの出力信号の位相差を補
正できるので、同期検波および平滑を行うことにより、
駆動信号成分を相殺することができる。したがって、回
転角速度に対応した信号のみを取り出すことができ、正
確に回転角速度を検出することができる。しかも、位相
補正は自動的に行われるため、振動ジャイロ12の使用
中に、可変抵抗器などを再調整する必要がない。
【0031】なお、上述の実施例では、位相調整回路3
2と圧電素子16bの出力信号を1倍および0.7倍し
て差動回路48,50に入力したが、これらの倍率は変
更可能である。たとえば、位相調整回路32の出力信号
をA倍およびB倍して差動回路48,50に入力し、圧
電素子16bの出力信号をC倍およびD倍して差動回路
48,50に入力する場合、A+B=C+DかつA≠C
の関係を満足するようにすればよい。さらに、A=Dの
関係を有していれば好ましい。また、上述の実施例で
は、この発明の位相補正回路を振動ジャイロに用いた
が、この位相補正回路は、加速度センサ,圧力センサ,
変位センサなど、2つの信号を処理する回路に用いるこ
とができる。
2と圧電素子16bの出力信号を1倍および0.7倍し
て差動回路48,50に入力したが、これらの倍率は変
更可能である。たとえば、位相調整回路32の出力信号
をA倍およびB倍して差動回路48,50に入力し、圧
電素子16bの出力信号をC倍およびD倍して差動回路
48,50に入力する場合、A+B=C+DかつA≠C
の関係を満足するようにすればよい。さらに、A=Dの
関係を有していれば好ましい。また、上述の実施例で
は、この発明の位相補正回路を振動ジャイロに用いた
が、この位相補正回路は、加速度センサ,圧力センサ,
変位センサなど、2つの信号を処理する回路に用いるこ
とができる。
【図1】この発明の位相補正回路を用いた振動ジャイロ
を示す図解図である。
を示す図解図である。
【図2】図1の位相補正回路を用いた振動ジャイロの斜
視図である。
視図である。
【図3】図2に示す振動ジャイロの断面図である。
【図4】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号にレ
ベル差があるときの波形図である。
ベル差があるときの波形図である。
【図5】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号にレ
ベル差があるときの第1の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
ベル差があるときの第1の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
【図6】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号にレ
ベル差があるときの第2の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
ベル差があるときの第2の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
【図7】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に位
相差があるときの第1の差動回路の入力信号を示す波形
図である。
相差があるときの第1の差動回路の入力信号を示す波形
図である。
【図8】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に位
相差があるときの第1の差動回路の出力信号を示す波形
図である。
相差があるときの第1の差動回路の出力信号を示す波形
図である。
【図9】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に位
相差があるときの第1の平滑回路の出力信号を示す波形
図である。
相差があるときの第1の平滑回路の出力信号を示す波形
図である。
【図10】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に
位相差があるときの第2の差動回路の入力信号を示す波
形図である。
位相差があるときの第2の差動回路の入力信号を示す波
形図である。
【図11】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に
位相差があるときの第2の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
位相差があるときの第2の差動回路の出力信号を示す波
形図である。
【図12】振動ジャイロの2つの圧電素子の出力信号に
位相差があるときの第2の平滑回路の出力信号を示す波
形図である。
位相差があるときの第2の平滑回路の出力信号を示す波
形図である。
【図13】図1の位相補正回路に用いられる位相調整回
路の一例を示す回路図である。
路の一例を示す回路図である。
【図14】図1の位相補正回路に用いられる位相調整回
路の他の例を示す回路図である。
路の他の例を示す回路図である。
【図15】従来の位相補正方法を用いた振動ジャイロの
一例を示す図解図である。
一例を示す図解図である。
【図16】振動ジャイロの圧電素子の出力信号を示す波
形図である。
形図である。
【図17】図15に示す振動ジャイロの出力信号にレベ
ル差があるときの圧電素子および差動回路の出力信号を
示す波形図である。
ル差があるときの圧電素子および差動回路の出力信号を
示す波形図である。
【図18】図15に示す振動ジャイロの出力信号に位相
差があるときの圧電素子および差動回路の出力信号を示
す波形図である。
差があるときの圧電素子および差動回路の出力信号を示
す波形図である。
10 位相補正回路 12 振動ジャイロ 28 発振回路 32 位相調整回路 48 第1の差動回路 50 第2の差動回路 54 第1の同期検波回路としてのFET 62 第1の平滑回路 70 第2の同期検波回路としてのFET 72 第2の平滑回路 78 第3の差動回路
Claims (2)
- 【請求項1】 2つの信号の位相差を補正するための位
相補正回路であって、 倍率Aで振幅変調した第1の信号と倍率Bで振幅変調し
た第2の信号の差をとるための第1の差動回路、 前記第1の差動回路の出力信号を同期検波するための第
1の同期検波回路、 前記第1の同期検波回路の出力信号を平滑するための第
1の平滑回路、 倍率Cで振幅変調した前記第1の信号と倍率Dで振幅変
調した前記第2の信号の差をとるための第2の差動回
路、 前記第2の差動回路の出力信号を前記第1の同期検波回
路と同じ同期信号に同期して検波するための第2の同期
検波回路、 前記第2の差動回路の出力信号を平滑するための第2の
平滑回路、 前記第1の平滑回路の出力信号と前記第2の平滑回路の
出力信号の差をとるための第3の差動回路、および前記
第3の差動回路の出力信号に応じて前記第1の信号また
は前記第2の信号の位相を調整するための位相調整回路
を含み、 前記倍率A,B,CおよびDが、A+B=C+DかつA
≠Cの関係を有する、位相補正回路。 - 【請求項2】 前記倍率AおよびDが、A=Dの関係を
有する、請求項1の位相補正回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5350084A JPH07198394A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 位相補正回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5350084A JPH07198394A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 位相補正回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07198394A true JPH07198394A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18408131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5350084A Pending JPH07198394A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 位相補正回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07198394A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007178297A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
JP2008082924A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 位相補償同期検波回路、振動ジャイロ |
JP2009042063A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感知装置 |
JP2011137777A (ja) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 角速度センサ |
US8013647B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-09-06 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
US8069009B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP5350084A patent/JPH07198394A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007178297A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
JP2008082924A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 位相補償同期検波回路、振動ジャイロ |
JP2009042063A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感知装置 |
US8013647B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-09-06 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
US8069009B2 (en) | 2008-04-04 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Physical quantity detection circuit and physical quantity sensor device |
JP2011137777A (ja) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 角速度センサ |
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