檢測(cè)裝置、傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種檢測(cè)裝置、傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體，其能夠通過間歇驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)低噪聲性能和低耗電化等。檢測(cè)裝置（20）包括：驅(qū)動(dòng)電路（30），其對(duì)振子（10）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；檢測(cè)電路（60），其接收來自振子（10）的檢測(cè)信號(hào)，并實(shí)施從檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)出與物理量相對(duì)應(yīng)的物理量信號(hào)的檢測(cè)處理。驅(qū)動(dòng)電路（30）實(shí)施在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)對(duì)振子（10）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而在非驅(qū)動(dòng)期間被不對(duì)振子（10）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)電路（60）在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，實(shí)施物理量信號(hào)的檢測(cè)處理。
【專利說明】檢測(cè)裝置、傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置、傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體等。

【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)電話、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等的電子設(shè)備中，安裝有用于對(duì) 因外部的因素而發(fā)生變化的物理量進(jìn)行檢測(cè)的陀螺傳感器。這種陀螺傳感器對(duì)角速度等的 物理量進(jìn)行檢測(cè)，并被用于所謂的手抖補(bǔ)正、姿態(tài)控制、GPS自主導(dǎo)航等中。
[0003] 作為這種陀螺傳感器的一種，已知水晶壓電振動(dòng)陀螺傳感器等的振動(dòng)陀螺傳感 器。在振動(dòng)陀螺傳感器中，對(duì)與因旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的科里奧利力相對(duì)應(yīng)的物理量進(jìn)行檢測(cè)。作 為這種振動(dòng)陀螺傳感器的檢測(cè)裝置，例如已知在專利文獻(xiàn)1中所公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004] 在該專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，通過矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這是 由于，即使通過矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但由于振子本身所具有的頻率濾波 器的作用，也能夠減少無用的諧波，從而獲得所期望的共振頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0005] 但是，在通過這種驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，明確可知，用于安裝振子的TAB (Tape-automated bonding)安裝用的基板和封裝材等周邊部件將與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的諧波成分 發(fā)生共振，由于該共振會(huì)對(duì)振子造成影響，因而容易使檢測(cè)信號(hào)中出現(xiàn)無用信號(hào)。另外，從 低功耗的觀點(diǎn)來看，在振子成為平穩(wěn)振動(dòng)狀態(tài)之后，繼續(xù)持續(xù)地對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)可能會(huì)成 為無用的驅(qū)動(dòng)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-31007號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的的幾個(gè)方式，能夠提供一種可實(shí)現(xiàn)低噪聲性能和低功耗等的檢測(cè)裝 置、傳感器、電子設(shè)備以及移動(dòng)體等。
[0008] 本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種檢測(cè)裝置，包括：驅(qū)動(dòng)電路和其對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；檢 測(cè)電路，其接收來自所述振子的檢測(cè)信號(hào)，并實(shí)施從所述檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)出與物理量相對(duì) 應(yīng)的物理量信號(hào)的檢測(cè)處理，所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)對(duì)所述振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而在 非驅(qū)動(dòng)期間不對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)，所述檢測(cè)電路在所述間歇驅(qū)動(dòng)中的所述非驅(qū)動(dòng) 期間，實(shí)施所述物理量信號(hào)的所述檢測(cè)處理。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，驅(qū)動(dòng)電路而實(shí)施間歇性地對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)。 并且，檢測(cè)電路接收來自以這種方式被驅(qū)動(dòng)的振子的檢測(cè)信號(hào)，并在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期 間內(nèi)，實(shí)施物理量信號(hào)的檢測(cè)處理。如果采用這種方式，則能夠在被設(shè)想處于低噪聲狀態(tài)下 的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施物理量信號(hào)的檢測(cè)處理。此外，通過間歇驅(qū)動(dòng)還能夠降低消耗電力。因 此，能夠提供一種能夠通過間歇驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)低噪聲性能和低耗電化等的檢測(cè)裝置。
[0010] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述驅(qū)動(dòng)電路包括向所述 振子輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路包括在所述非驅(qū)動(dòng)期間 內(nèi)，輸出固定電壓的電路、和將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路的輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)的電 路中的至少一種電路。
[0011] 如此，通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路輸出固定電壓、或者使其輸出節(jié)點(diǎn)成為高阻抗?fàn)顟B(tài)， 從而能夠?qū)崿F(xiàn)間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路的非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。并且，即使驅(qū)動(dòng)電路以 這種方式成為非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，通過繼續(xù)進(jìn)行振子的振蕩，從而能夠?qū)崿F(xiàn)非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)的檢測(cè) 電路的檢測(cè)處理。
[0012] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路在 所述振子的所述驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)輸出矩形波的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0013] 如此，即使以矩形波來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過振子的頻率濾波器的作用，也能夠減少無用 的諧波，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的驅(qū)動(dòng)頻率的驅(qū)動(dòng)。
[0014] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述檢測(cè)電路包括實(shí)施同 步檢波的同步檢波電路、和實(shí)施所述檢測(cè)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路中的至少一種電 路，在所述驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，所述同步檢波電路的同步檢波動(dòng)作和所述A/D轉(zhuǎn)換電路的A/D轉(zhuǎn)換 動(dòng)作中的至少一個(gè)動(dòng)作停止。
[0015] 如此，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，通過停止同步檢波動(dòng)作或A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)作，從而能夠降低消耗 電力。此外，即使在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)停止同步檢波動(dòng)作或A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)作，通過在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)使 檢測(cè)電路實(shí)施檢測(cè)處理，從而也能夠?qū)崿F(xiàn)物理量信號(hào)的適當(dāng)?shù)臋z測(cè)處理。
[0016] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述驅(qū)動(dòng)電路包括：放大電 路，其對(duì)來自所述振子的所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大；增益控制電路，其根據(jù)所述放大電路的輸 出信號(hào)而實(shí)施增益控制，在所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，所述放大電路的動(dòng)作不停止，而所述增益控 制電路中的至少一部分電路的動(dòng)作停止。
[0017] 如此，通過在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止增益控制電路中的一部分電路的動(dòng)作，從而能夠 實(shí)現(xiàn)低耗電化。此外，通過在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)將放大電路的動(dòng)作設(shè)為不停止，從而能夠使驅(qū)動(dòng) 電路向檢測(cè)電路輸出同步信號(hào)，并且檢測(cè)電路使用該同步信號(hào)而執(zhí)行檢測(cè)處理。
[0018] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述檢測(cè)電路具有低通濾 波器，所述低通濾波器具有使與所述物理量相對(duì)應(yīng)的物理量信號(hào)通過并衰減無用信號(hào)的頻 率特性，在將所述低通濾波器的截止頻率設(shè)定為fc，將所述驅(qū)動(dòng)期間、所述非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng) 度分別設(shè)定為ΤΙ、T2時(shí)，1/ (T1 + T2) > fc。
[0019] 如果采用這種方式，則能夠抑制因間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的反復(fù)頻率 而導(dǎo)致物理量信號(hào)的檢測(cè)性能劣化的情況等。
[0020] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，S卩，所述檢測(cè)電路在所述驅(qū)動(dòng) 期間內(nèi)不實(shí)施所述物理量信號(hào)的所述檢測(cè)處理，而在所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施所述物理量信 號(hào)的所述檢測(cè)處理。
[0021] 如此，通過使檢測(cè)電路在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不實(shí)施檢測(cè)處理，從而能夠抑制在驅(qū)動(dòng)期間 所產(chǎn)生的無用信號(hào)等對(duì)檢測(cè)電路的檢測(cè)性能造成惡劣影響的情況。
[0022] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，S卩，所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施使所述 振子的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū)動(dòng)期間反復(fù)交替的所述間歇驅(qū)動(dòng)。
[0023] 如此，通過反復(fù)交替驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間，從而即使非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路成 為非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，也能夠繼續(xù)進(jìn)行振子的振蕩動(dòng)作。
[0024] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，S卩，所述檢測(cè)裝置包括模式切 換寄存器，所述模式切換寄存器實(shí)施在實(shí)施所述間歇驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)模式、和連續(xù)地實(shí)施 驅(qū)動(dòng)的通常驅(qū)動(dòng)模式之間的切換的設(shè)定。
[0025] 如果采用這種方式，則能夠根據(jù)各種情況來切換間歇驅(qū)動(dòng)模式和通常驅(qū)動(dòng)模式， 從而能夠提高便利性。
[0026] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，S卩，所述檢測(cè)裝置包括期間設(shè) 定寄存器，所述期間設(shè)定寄存器用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)期間、所述非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度。
[0027] 如果采用這種方式，則能夠根據(jù)優(yōu)先考慮靈敏度的情況或優(yōu)先考慮檢測(cè)效率的情 況等各種情況來設(shè)定驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度。
[0028] 此外，本發(fā)明的另一方式涉及一種檢測(cè)裝置，包括驅(qū)動(dòng)電路，其對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 檢測(cè)電路，其接收來自所述振子的檢測(cè)信號(hào)，并實(shí)施從所述檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)出與物理量相 對(duì)應(yīng)的物理量信號(hào)的檢測(cè)處理，所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施使所述振子的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū) 動(dòng)期間反復(fù)交替的間歇驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)電路包括向所述振子輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出 電路，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路包括在所述間歇驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū)動(dòng)期間中的 所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，輸出固定電壓的電路、和將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路的輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為 高阻抗?fàn)顟B(tài)的電路中的至少一種電路。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)施行反復(fù)交替振子的驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū) 動(dòng)期間的間歇驅(qū)動(dòng)。并且，驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，輸出 固定電壓、或者將其輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)。如此，如果反復(fù)交替驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期 間，并在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，輸出固定電壓或者將輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)，則即使驅(qū)動(dòng)電路 在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)成為非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，也能夠繼續(xù)進(jìn)行振子的振蕩動(dòng)作。因此，能夠抑制無謂的 電力消耗，從而實(shí)現(xiàn)由間歇驅(qū)動(dòng)而形成的低耗電化等。
[0030] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式以及另一方式中，可以采用如下方式，即，所述檢測(cè)電 路包括：第一電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，其被輸入有第一檢測(cè)信號(hào)；第二電流-電壓轉(zhuǎn)換電路， 其被輸入有第二檢測(cè)信號(hào)；第一增益調(diào)節(jié)放大器，其對(duì)所述第一電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸 出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)并進(jìn)行放大；第二增益調(diào)節(jié)放大器，其對(duì)所述第二電流-電壓轉(zhuǎn)換電 路的輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)并進(jìn)行放大；開關(guān)混頻器，所述第一增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信 號(hào)被輸入至所述開關(guān)混頻器的第一輸入節(jié)點(diǎn)，所述第二增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信號(hào)被輸入 至所述開關(guān)混頻器的第二輸入節(jié)點(diǎn)，所述開關(guān)混頻器通過來自所述驅(qū)動(dòng)電路的同步信號(hào)， 而實(shí)施對(duì)于差動(dòng)的所述第一增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信號(hào)和所述第二增益調(diào)節(jié)放大器的輸 出信號(hào)的同步檢波，并向第一輸出節(jié)點(diǎn)輸出作為差動(dòng)信號(hào)的、第一輸出信號(hào)和第二輸出信 號(hào)中的所述第一輸出信號(hào)，而向第二輸出節(jié)點(diǎn)輸出所述第二輸出信號(hào)；第一濾波器，其被輸 入有來自所述開關(guān)混頻器的所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的所述第一輸出信號(hào)；第二濾波器，其被輸 入有來自所述開關(guān)混頻器的所述第二輸出節(jié)點(diǎn)的所述第二輸出信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換電路，其接 收來自所述第一濾波器的輸出信號(hào)和來自所述第二濾波器的輸出信號(hào)，并實(shí)施差動(dòng)的A/D 轉(zhuǎn)換。
[0031] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的檢測(cè)電路，與模擬同步檢波方式的檢測(cè)電路相比，能夠減少電路 模塊數(shù)量，并且能夠通過開關(guān)混頻器的頻率轉(zhuǎn)換和第一、第二濾波器的濾波器特性降低或 去除在第一、第二的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路或第一、第二的增益調(diào)節(jié)放大器中所產(chǎn)生的噪聲 等。因此，能夠在抑制電路的大規(guī)?；耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)低噪聲下的檢測(cè)處理。此外，來自振子的 差動(dòng)的信號(hào)以保持差動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)被實(shí)施增益調(diào)節(jié)、同步檢波處理、濾波處理，并被輸入至 A/D轉(zhuǎn)換電路而實(shí)施A/D轉(zhuǎn)換。因此，與以單端信號(hào)的狀態(tài)被實(shí)施濾波處理、同步檢波處理、 增益調(diào)節(jié)處理等的電路結(jié)構(gòu)相比，在降低噪聲這一點(diǎn)上成為有利的結(jié)構(gòu)。
[0032] 此外，本發(fā)明的另一方式涉及一種傳感器，包括：上述任一方式所記載的檢測(cè)裝 置；所述振子。
[0033] 此外，本發(fā)明的另一方式涉及一種電子設(shè)備，包括上述任一方式所記載的檢測(cè)裝 置。
[0034] 本發(fā)明的另一方式涉及一種移動(dòng)體，包括上述任一方式所記載的檢測(cè)裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1為電子設(shè)備、陀螺傳感器的結(jié)構(gòu)例。
[0036] 圖2為檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)例。
[0037] 圖3為本實(shí)施方式的間歇驅(qū)動(dòng)的方法的說明圖。
[0038] 圖4為驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0039] 圖5為驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0040] 圖6 (A)?圖6 (C)為比長(zhǎng)儀的輸出部的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0041] 圖7 (A)、圖7 (B)為全差分開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0042] 圖8為全差分開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0043] 圖9 (A)?圖9 (C)為直接采樣方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0044] 圖10 (A)、圖10 (B)為模擬陀螺儀方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0045] 圖11為模擬陀螺儀方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0046] 圖12為全差分開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路的詳細(xì)的第一結(jié)構(gòu)例。
[0047] 圖13為檢測(cè)電路的各個(gè)信號(hào)的信號(hào)波形例。
[0048] 圖14為全差分開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路的詳細(xì)的第二結(jié)構(gòu)例。
[0049] 圖15 (A)、圖15 (B)為噪聲電壓的頻率特性圖。
[0050] 圖16為簡(jiǎn)要地表示作為移動(dòng)體的一個(gè)具體示例的汽車的結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051] 以下，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，以下所說明的本實(shí)施方式 并非對(duì)權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定的方式，并且在本實(shí)施方式中所 說明的全部結(jié)構(gòu)未必都是作為本發(fā)明的解決方案所必需的。例如，以下，雖然以物理量轉(zhuǎn)換 器為壓電型的振子(振動(dòng)陀螺儀)，傳感器為陀螺傳感器的情況為例來進(jìn)行說明，但是本發(fā) 明并不限定于此。例如，本發(fā)明也可以應(yīng)用于由硅基板等形成的靜電電容檢測(cè)方式的振子 (振動(dòng)陀螺儀)、用于對(duì)與角速度信息相對(duì)應(yīng)的物理量或角速度信息以外的物理量進(jìn)行檢測(cè) 的物理量轉(zhuǎn)換器、傳感器等。
[0052] 1.電子設(shè)備、陀螺傳感器
[0053] 在圖1中，圖示了本實(shí)施方式的包括檢測(cè)裝置20的陀螺傳感器510 (廣義而言為 傳感器)、和包括陀螺傳感器510的電子設(shè)備500的結(jié)構(gòu)例。另外，電子設(shè)備500、陀螺傳感 器510并不限定于圖1的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行如下的各種改變來實(shí)施，S卩，省略電子設(shè)備500、陀 螺傳感器510的構(gòu)成要素的一部分、或者追加其他的構(gòu)成要素等。此外，作為本實(shí)施方式的 電子設(shè)備500,可以假定為數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)電話、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人、游戲機(jī)、 時(shí)鐘、健身器材、或者便攜式信息終端等各種設(shè)備。
[0054] 電子設(shè)備500包括陀螺傳感器510和處理部520。此外，還可以包括存儲(chǔ)器530、 操作部 540、顯示部 550。處理部 520 (CPU (Central Processing Unit:中央處理器)、MPU (Micro Processing Unit :微處理器）等）實(shí)施陀螺傳感器510等的控制以及電子設(shè)備500 的整體控制。此外，處理部520根據(jù)由陀螺傳感器510檢測(cè)出的角速度信息(廣義而言為物 理量)來進(jìn)行處理。例如，根據(jù)角速度信息來實(shí)施用于手抖補(bǔ)正、姿態(tài)控制、GPS自主導(dǎo)航等 的處理。存儲(chǔ)器 530 (R0M(Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器）、RAM(Random Access Memory: 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)）對(duì)控制程序和各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)，或者作為工作區(qū)域和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域而 發(fā)揮功能。操作部540為用于供用戶對(duì)電子設(shè)備500進(jìn)行操作的構(gòu)件，顯示部550向用戶 顯不各種?目息。
[0055] 陀螺傳感器510包括振子10和檢測(cè)裝置20。圖1的振子10 (廣義而言為物理量 轉(zhuǎn)換器）為，由水晶等的壓電材料的薄板形成的音叉型的壓電振子，并具有驅(qū)動(dòng)用振子11、 12和檢測(cè)用振子16、17。在驅(qū)動(dòng)用振子11、12上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)端子2、4,在檢測(cè)用振子16、17 上設(shè)置有檢測(cè)端子6、8。
[0056] 檢測(cè)裝置20所包含的驅(qū)動(dòng)電路30輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)電壓）來驅(qū)動(dòng)振子10。并 且，該驅(qū)動(dòng)電路30從振子10接收反饋信號(hào)，由此激勵(lì)振子10。檢測(cè)電路60從通過驅(qū)動(dòng)信 號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的振子10接收檢測(cè)信號(hào)(檢測(cè)電流、電荷)，并從檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)(提取）出與作 為物理量信號(hào)的預(yù)期信號(hào)(科里奧利力信號(hào))。
[0057] 具體而言，來自驅(qū)動(dòng)電路30的交流的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)電壓）被施加給驅(qū)動(dòng)用振子 11的驅(qū)動(dòng)端子2。于是，驅(qū)動(dòng)用振子11因逆電壓效應(yīng)而開始振動(dòng)，并且驅(qū)動(dòng)用振子12也由 于音叉振動(dòng)而開始振動(dòng)。此時(shí)，因驅(qū)動(dòng)用振子12的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的電流（電荷)作為反饋 信號(hào)從驅(qū)動(dòng)端子4被反饋至驅(qū)動(dòng)電路30。由此，形成了包括振子10在內(nèi)的振蕩回路。
[0058] 當(dāng)驅(qū)動(dòng)用振子11、12進(jìn)行振動(dòng)時(shí)，檢測(cè)用振子16、17在圖1所示方向上以振動(dòng)速 度ν進(jìn)行振動(dòng)。于是，因檢測(cè)用振子16、17的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的電流（電荷）作為檢測(cè)信號(hào) (第一、第二檢測(cè)信號(hào))而從檢測(cè)端子6、8被輸出。于是，檢測(cè)電路60接收來自該振子10的 檢測(cè)信號(hào)，并且對(duì)與科里奧利力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)、即預(yù)期信號(hào)(預(yù)期波）進(jìn)行檢測(cè)。即，當(dāng)振子 10 (陀螺傳感器）以檢測(cè)軸線19為中心而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，將在與振動(dòng)速度ν的振動(dòng)方向正交 的方向上產(chǎn)生有科里奧利力Fc。例如在將以檢測(cè)軸線19為中心而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度設(shè) 定為ω，將振子的質(zhì)量設(shè)定為 m，將振子的振動(dòng)速度設(shè)定為ν時(shí)，科里奧利力被表示為，F(xiàn)c = 2m· ν · ω。因此，檢測(cè)電路60通過對(duì)與科里奧利力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)、即預(yù)期信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)， 從而能夠求出陀螺傳感器的旋轉(zhuǎn)角速度ω。并且，通過利用所求出的角速度ω，從而處理 部520能夠?qū)嵤┯糜谑侄堆a(bǔ)正、姿態(tài)控制或GPS自主導(dǎo)航等的各種處理。
[0059] 另外，雖然在圖1中，圖示了振子10為音叉型時(shí)的示例，但是，本實(shí)施方式的振子 10并不限定于這種結(jié)構(gòu)。例如，也可以為Τ字型或雙Τ字型等。此外，振子10的壓電材料 也可以為水晶以外的材料。
[0060] 2.檢測(cè)裝置
[0061] 在圖2中，圖示了本實(shí)施方式的檢測(cè)裝置20的結(jié)構(gòu)例。檢測(cè)裝置20包括：驅(qū)動(dòng)電 路30,其對(duì)振子10 (物理量轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；檢測(cè)電路60,其接收來自振子10的第一、第 二的檢測(cè)信號(hào)IQ1、IQ2,并實(shí)施對(duì)預(yù)期信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)處理。
[0062] 驅(qū)動(dòng)電路30包括：放大電路32,其被輸入來自振子10的信號(hào)DI ;增益控制電路 40 (AGC Automatic Gain Control)，其實(shí)施自動(dòng)增益控制；驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50,其向振 子10輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ ;同步信號(hào)輸出電路52,其向檢測(cè)電路60輸出同步信號(hào)SYC。另外， 驅(qū)動(dòng)電路30的結(jié)構(gòu)并不限定于圖2,能夠進(jìn)行如下的各種改變來實(shí)施，S卩，省略這些構(gòu)成要 素的一部分、或者追加其他的構(gòu)成要素等。
[0063] 放大電路32 (I/V轉(zhuǎn)換電路）將來自振子10的電流的信號(hào)DI轉(zhuǎn)換成電壓的信號(hào) DV后輸出。該放大電路32能夠通過電容器、電阻元件、運(yùn)算放大器等來實(shí)現(xiàn)。
[0064] 增益控制電路40 (AGC)對(duì)信號(hào)DV進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)振蕩回路的增益進(jìn)行控制。具 體而言，向驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50輸出用于對(duì)振蕩回路的增益進(jìn)行控制的控制電壓DS。例 如，在驅(qū)動(dòng)電路30中，為了將陀螺傳感器的靈敏度保持固定，需要將向振子10 (驅(qū)動(dòng)用振 子）供給的驅(qū)動(dòng)電壓的振幅保持固定。因此，在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的振蕩回路內(nèi)，設(shè)置用于對(duì)增 益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的增益控制電路40。增益控制電路40以可變的方式對(duì)增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)， 以使從振子10反饋回來的信號(hào)DI的振幅(振子的振動(dòng)速度v)固定。此外，在振蕩啟動(dòng)時(shí)， 為了能夠?qū)崿F(xiàn)高速的振蕩啟動(dòng)，振蕩回路的增益被設(shè)定為大于1的增益。該增益控制電路 40可以包括全波整流電路和積分器等，其中，所述全波整流電路用于將來自放大電路32的 交流的信號(hào)DV轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，所述積分器輸出與來自全波整流電路的直流信號(hào)的電壓 和基準(zhǔn)電壓之間的差分相對(duì)應(yīng)的控制電壓DS。
[0065] 驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50從放大電路32接收信號(hào)DV，并向振子10輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。 具體而言，輸出與來自增益控制電路40的控制電壓DS相對(duì)應(yīng)的振幅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。例如， 輸出矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50能夠通過比較儀等來實(shí)現(xiàn)。
[0066] 同步信號(hào)輸出電路52從放大電路32接收信號(hào)DV，并向檢測(cè)電路60輸出同步信 號(hào)SYC (參考信號(hào))。該同步信號(hào)輸出電路52能夠通過比較儀或相位調(diào)節(jié)電路(移相器）等 來實(shí)現(xiàn)，其中，所述比較儀實(shí)施正弦波(交流）的信號(hào)DV的二值化處理并生成矩形波的同步 信號(hào)SYC，所述相位調(diào)節(jié)電路實(shí)施同步信號(hào)SYC的相位調(diào)節(jié)。
[0067] 檢測(cè)電路60包括放大電路61、同步檢波電路81及A/D轉(zhuǎn)換電路100。放大電路 61接收來自振子10的第一、第二的檢測(cè)信號(hào)IQ1、IQ2,并實(shí)施信號(hào)放大以及電荷-電壓轉(zhuǎn) 換。同步檢波電路81根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路30的同步信號(hào)SYC而實(shí)施同步檢波。A/D轉(zhuǎn)換電 路100實(shí)施同步檢波后的信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。另外，作為檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)，可以采用后述 所示的各種方式中的結(jié)構(gòu)。關(guān)于這些結(jié)構(gòu)，后文會(huì)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0068] 檢測(cè)電路20還可以包括寄存器部150。寄存器部150具有模式切換寄存器152、 期間設(shè)定寄存器154等各種寄存器。模式切換寄存器152為，用于實(shí)施間歇驅(qū)動(dòng)模式和通 常驅(qū)動(dòng)模式的切換的設(shè)定構(gòu)件，其中，在所述間歇驅(qū)動(dòng)模式下實(shí)施間歇驅(qū)動(dòng)，在所述通常驅(qū) 動(dòng)模式下不實(shí)施間歇驅(qū)動(dòng)而實(shí)施通常驅(qū)動(dòng)。另外，通常驅(qū)動(dòng)模式為，連續(xù)地對(duì)振子10進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)的模式。期間設(shè)定寄存器154為，用于設(shè)定間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間、非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度的 構(gòu)件。對(duì)寄存器部150的各個(gè)寄存器的緩存值的設(shè)定處理通過未圖示的控制部來實(shí)施。
[0069] 3.間歇驅(qū)動(dòng)
[0070] 在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電路30實(shí)施間歇性地對(duì)振子10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)。具 體而言，驅(qū)動(dòng)電路30實(shí)施反復(fù)交替振子10的驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的間歇驅(qū)動(dòng)。
[0071] 此處，間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間為，通過基于從振子10反饋回來的信號(hào)DI的驅(qū)動(dòng)信號(hào) DQ而對(duì)振子10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的期間。例如，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，通過增益控制電路40來實(shí)施增益控 制，以使振蕩回路的增益、即回路增益成為1。驅(qū)動(dòng)電路30的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50在驅(qū)動(dòng) 期間從實(shí)施這種控制的增益控制電路40接收控制電壓DS，并向振子10輸出被控制為使回 路增益成為1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。
[0072] 另一方面，間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間為，基于從振子10反饋回來的信號(hào)DI的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)DQ (被控制為使回路增益成為1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)）未從驅(qū)動(dòng)電路30被輸出的期間。具體而 言，在該非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50輸出固定電壓、或者將其輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高 阻抗?fàn)顟B(tài)。即，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50不輸出矩形波（或者正弦波）的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)DQ。
[0073] 并且，檢測(cè)電路60在間歇驅(qū)動(dòng)的振子10的驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間中的非驅(qū)動(dòng)期 間內(nèi)，實(shí)施作為物理量信號(hào)的預(yù)期信號(hào)(科里奧利信號(hào)）的檢測(cè)處理。具體而言，檢測(cè)電路 60在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，不實(shí)施預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)處理，而在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)， 實(shí)施預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)處理。
[0074] 此外，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電路30包括：放大電路32,其對(duì)來自振子的檢測(cè)信號(hào)DI進(jìn) 行放大；增益控制電路40,其根據(jù)放大電路32的輸出信號(hào)DV來實(shí)施增益控制。并且，可以 采用如下方式，即，在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，放大電路32的動(dòng)作為非停止，而增益控制 電路40的至少一部分電路(例如積分器）的動(dòng)作停止。例如，增益控制電路40的至少一部 分電路可以被設(shè)定為動(dòng)作禁止?fàn)顟B(tài)(例如停止動(dòng)作電流)。
[0075] 另一方面，檢測(cè)電路60包括實(shí)施同步檢波的同步檢波電路81和實(shí)施檢測(cè)信號(hào)的 A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路100中的至少一方。并且，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，同步檢波電路81的同步 檢波動(dòng)作和A/D轉(zhuǎn)換電路100的A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)作中的至少一方停止。例如，停止向同步檢波 電路81供給同步信號(hào)SYC，從而停止同步檢波動(dòng)作?；蛘?，A/D轉(zhuǎn)換電路100停止輸入信號(hào) 的采樣動(dòng)作，從而停止A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)作。
[0076] 在圖3中圖示了驅(qū)動(dòng)電路30的各個(gè)信號(hào)的信號(hào)波形例。在圖3中，實(shí)施驅(qū)動(dòng)期間 和非驅(qū)動(dòng)期間反復(fù)交替的間歇驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)電路30在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)輸出矩形波的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)DQ，而在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)將其輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0077] 如圖3所示，即使在因間歇驅(qū)動(dòng)而存在驅(qū)動(dòng)電路30的非驅(qū)動(dòng)期間的情況下，振子 10的振動(dòng)動(dòng)作也不會(huì)停止，而是持續(xù)進(jìn)行振蕩動(dòng)作。例如，即使驅(qū)動(dòng)電路30在非驅(qū)動(dòng)期間 將其輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)，振子10的振蕩動(dòng)作也不會(huì)停止而是持續(xù)進(jìn)行。因此，在 驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的節(jié)點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)正弦波的信號(hào)。并且，不僅在驅(qū)動(dòng)期間而且在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)， 也不會(huì)停止輸出來自同步信號(hào)輸出電路52的同步信號(hào)SYC。此外，對(duì)于放大電路32的輸出 信號(hào)DV而言，雖然表現(xiàn)出以非驅(qū)動(dòng)期間為主要原因的振幅的衰減，但仍會(huì)成為表示振蕩狀 態(tài)的信號(hào)。
[0078] 如此，如果實(shí)施反復(fù)驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的間歇驅(qū)動(dòng)，由于降低了非驅(qū)動(dòng)期間 內(nèi)的消耗電流，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗。并且，由于即使在以這種方式通過間歇驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)低 功耗的情況下，振子10的振蕩動(dòng)作也不會(huì)停止，而能夠向檢測(cè)電路60輸出同步信號(hào)SYC，因 此能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行由檢測(cè)電路60實(shí)施的檢測(cè)處理。即，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗和適當(dāng)?shù)臋z測(cè) 處理。
[0079] 此外，例如在驅(qū)動(dòng)電路30通過矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ而對(duì)振子10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，在 驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ中不僅包含驅(qū)動(dòng)頻率的頻率成分還包含諧波成分。并且，由于安裝振子10的 TAB及封裝材等的周邊部件會(huì)與該諧波成分發(fā)生共振等原因，因此有可能產(chǎn)生無用信號(hào)。 艮P，當(dāng)周邊部件的共振頻率與驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的諧波成分的頻率一致時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)的共振 現(xiàn)象，從而在檢測(cè)信號(hào)中產(chǎn)生無用信號(hào)。因此，可能會(huì)因該無用信號(hào)而使檢測(cè)信號(hào)的S/N比 (信號(hào)與噪聲之比）劣化，從而導(dǎo)致檢測(cè)電路60的檢測(cè)性能降低。
[0080] 因此，在本實(shí)施方式中，檢測(cè)電路60在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不實(shí)施預(yù)期信號(hào)的 檢測(cè)處理，而在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，實(shí)施預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)處理。即，如圖3所示，著眼于即使在間 歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)振蕩動(dòng)作也不會(huì)停止，并且同步信號(hào)SYC照常被輸出至檢測(cè)電路60 的情況，從而利用該同步信號(hào)SYC在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施檢測(cè)處理。
[0081] 即，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的驅(qū)動(dòng)頻率中，振子10的Q值較高，而上述周邊部件的Q值較 低。因此，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)由驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)停止的情況下，雖然Q值較高的振子 10的振蕩動(dòng)作持續(xù)進(jìn)行，但是Q值較低的周邊部件的暫時(shí)的共振動(dòng)作將會(huì)停止。因此，在費(fèi) 驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，去除了因周邊部件的暫時(shí)的共振動(dòng)作而產(chǎn)生的無用信號(hào)。因此，通過使檢測(cè)電 路60在去除了無用信號(hào)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施檢測(cè)處理，從而能夠?qū)/N比較高的檢測(cè)信號(hào) 實(shí)施檢測(cè)處理，由此能夠提高檢測(cè)電路60的檢測(cè)性能。
[0082] 另外，在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，只需在從非驅(qū)動(dòng)期間的開始時(shí)間點(diǎn)起，例如經(jīng) 過了驅(qū)動(dòng)頻率(例如50?150KHz)的時(shí)鐘中的至少一個(gè)時(shí)鐘后，使檢測(cè)電路60開始實(shí)施檢 測(cè)處理即可。例如，在非驅(qū)動(dòng)期間的開始時(shí)間點(diǎn)處，上述周邊部件的共振動(dòng)作可能還未停 止。但是，可以假定驅(qū)動(dòng)頻率中的周邊部件的Q值非常低。因此，如果在從非驅(qū)動(dòng)期間的開 始時(shí)間點(diǎn)起經(jīng)過至少一個(gè)時(shí)鐘期間后實(shí)施檢測(cè)動(dòng)作，則能夠?qū)崿F(xiàn)避免了因周邊部件的共振 動(dòng)作而產(chǎn)生的無用信號(hào)的檢測(cè)處理。
[0083] 此外，當(dāng)在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施檢測(cè)動(dòng)作時(shí)，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)使檢測(cè)電路 60進(jìn)行動(dòng)作將會(huì)造成電力的無謂消耗。因此，在驅(qū)動(dòng)期間，使同步檢波電路81的同步檢波 動(dòng)作和A/D轉(zhuǎn)換電路100的A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)作停止。如果采用這種方式，則通過在不實(shí)施檢測(cè) 動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止同步檢波電路81和A/D轉(zhuǎn)換電路100的動(dòng)作，從而抑制了電力的 無謂消耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了低功耗。并且，如果在驅(qū)動(dòng)期間后的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，使同步檢波電路 81和A/D轉(zhuǎn)換電路100進(jìn)行動(dòng)作并實(shí)施檢測(cè)處理，則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)預(yù)期信號(hào)的適當(dāng)?shù)臋z測(cè)處 理。
[0084] 此外，在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不需要維持振蕩回路，用于形成振蕩回路的電 路中的電力消耗為無謂的電力消耗。因此，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止增益控制電路40的至少 一部分電路(例如積分器等）的動(dòng)作。此外，還停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的驅(qū)動(dòng)。另一方 面，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，對(duì)于放大電路32的動(dòng)作設(shè)為非停止。
[0085] 如此，通過在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止增益控制電路40的動(dòng)作，從而能夠防止無謂的 電力消耗。此外，當(dāng)增益控制電路40的動(dòng)作停止時(shí)，雖然AGC回路的路徑被切斷，但是由于 在非驅(qū)動(dòng)期間不需要維持AGC回路，因此不會(huì)產(chǎn)生問題。另一方面，由于在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)檢 測(cè)電路60以上述方式實(shí)施檢測(cè)處理，因此需要同步信號(hào)SYC的供給。因此，在非驅(qū)動(dòng)期間 內(nèi)，對(duì)于放大電路32而言并不停止而進(jìn)行動(dòng)作，從而向同步信號(hào)輸出電路52輸出來自放大 電路32的信號(hào)DV。由此，同步信號(hào)輸出電路52能夠向檢測(cè)電路60供給通過對(duì)信號(hào)DV進(jìn) 行二值化而得到的同步信號(hào)SYC。因此，檢測(cè)電路60能夠使用該同步信號(hào)SYC而在非驅(qū)動(dòng) 期間內(nèi)執(zhí)行檢測(cè)處理。
[0086] 此外，在圖3中，在將驅(qū)動(dòng)期間、非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度分別設(shè)定為T1、T2的情況下，例 如以ΤΙ = Τ2的方式實(shí)施間歇驅(qū)動(dòng)。這些驅(qū)動(dòng)期間、非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度ΤΙ、Τ2可以使用圖 2中的期間設(shè)定寄存器154而設(shè)定為任意的長(zhǎng)度。
[0087] 例如，當(dāng)實(shí)施間歇驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于實(shí)際的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變短，因此預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)的靈敏 度可能會(huì)降低。另一方面，當(dāng)檢測(cè)電路60在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不實(shí)施檢測(cè)動(dòng)作，而僅在非驅(qū)動(dòng)期 間內(nèi)實(shí)施檢測(cè)動(dòng)作時(shí)，檢測(cè)效率可能會(huì)降低。尤其是，在作為A/D轉(zhuǎn)換電路100而采用Λ Σ 方式時(shí)，由于檢測(cè)時(shí)間的減少而導(dǎo)致檢測(cè)效率降低。如圖3所示，如果將驅(qū)動(dòng)期間、非驅(qū)動(dòng) 期間的長(zhǎng)度ΤΙ、Τ2設(shè)定為ΤΙ = Τ2,則能夠去除靈敏度的降低和檢測(cè)效率的降低之間的偏 頗，而保持兩者之間的平衡。
[0088] 另一方面，在與檢測(cè)效率相比而優(yōu)先考慮靈敏度的情況下，只需設(shè)定為Τ1>Τ2即 可，在與靈敏度相比而優(yōu)先考慮檢測(cè)效率的情況下，只需設(shè)定為ΤΙ < Τ2即可。如果設(shè)置如 圖2所示這種期間設(shè)定寄存器154,由于能夠任意地設(shè)定ΤΙ、Τ2,因此能夠應(yīng)對(duì)上述各種情 況。
[0089] 此外，在圖2中，設(shè)置有模式切換寄存器152,通過該模式切換寄存器152的設(shè)定， 從而能夠?qū)嵤?shí)施間歇驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)模式和實(shí)施通常驅(qū)動(dòng)的通常驅(qū)動(dòng)模式之間的切換。 通常驅(qū)動(dòng)為，不存在非驅(qū)動(dòng)期間而持續(xù)驅(qū)動(dòng)期間的驅(qū)動(dòng)。例如，在TAB及封裝件的共振的影 響較小、或者不優(yōu)選降低靈敏度或降低檢測(cè)效率的這種情況下，只需通過模式切換寄存器 152而將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)定為通常驅(qū)動(dòng)模式即可。另一方面，在與靈敏度的降低及檢測(cè)效率的降 低相比而優(yōu)先考慮無用信號(hào)等的減少及低功耗的情況下，只需通過模式切換寄存器152而 將驅(qū)動(dòng)模式設(shè)定為間歇驅(qū)動(dòng)模式即可。如此能夠應(yīng)對(duì)各種情況。
[0090] 此外，當(dāng)實(shí)施圖3所示的這種間歇驅(qū)動(dòng)時(shí)，存在驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的重復(fù)頻 率的信號(hào)被看成檢測(cè)信號(hào)的調(diào)制信號(hào)，從而在檢測(cè)電路60中檢測(cè)出該調(diào)制信號(hào)的可能性。 例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的重復(fù)頻率為數(shù)十Hz的頻率時(shí)，該重復(fù)頻率將與預(yù)期信號(hào) 的頻帶重疊，從而導(dǎo)致預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)性能劣化。
[0091] 例如，在檢測(cè)電路60上設(shè)置有低通濾波器(例如，被設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換電路的前段 的濾波器及DSP部的數(shù)字濾波器)，所述低通濾波器具有使預(yù)期信號(hào)通過而使無用信號(hào)衰減 (截?cái)?的頻率特性。并且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的重復(fù)頻率與預(yù)期信號(hào)的頻帶重疊時(shí)， 將無法通過該低通濾波器而將預(yù)期信號(hào)與該重復(fù)頻率的信號(hào)分離，從而導(dǎo)致預(yù)期信號(hào)的檢 測(cè)性能劣化。
[0092] 因此，在將該低通濾波器的截止頻率設(shè)定為fc，將驅(qū)動(dòng)期間、非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度分 別設(shè)定為ΤΙ、T2時(shí)，優(yōu)選為，設(shè)定為1/ (T1 + T2) > fc。即，將驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的 重復(fù)頻率設(shè)定為與低通濾波器的截止頻率相比非常高的頻率。例如，在低通濾波器的截止 頻率fc為10Hz?數(shù)十Hz的情況下，將通過1/ (ΤΙ + T2)而表示的重復(fù)頻率設(shè)定為例如 ΙΚΗζ?數(shù)十KHz左右。如此，能夠抑制因間歇驅(qū)動(dòng)中的驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的重復(fù)頻率 而導(dǎo)致預(yù)期信號(hào)的檢測(cè)性能劣化的情況。
[0093] 4.驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)作
[0094] 圖4、圖5為，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路30的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
[0095] 在圖4中，放大電路32為，具有低通濾波器特性的積分型的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路， 并具有運(yùn)算放大器0ΡΕ、電容器CE、以及電阻元件RE。運(yùn)算放大器0ΡΕ的非反相輸入端子 (第一輸入端子）被設(shè)定為預(yù)定電位(例如AGND)，來自振子10的信號(hào)DI被輸入至該運(yùn)算放 大器0ΡΕ的反轉(zhuǎn)輸入端子(第二輸入端子)輸入。電容器CE和電子兀件RE被設(shè)置在放大電 路32的輸出節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0ΡΕ的反轉(zhuǎn)輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間。
[0096] 增益控制電路40 (AGC)為，在振蕩穩(wěn)定狀態(tài)下對(duì)增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使回路增 益成為1的電路，并具有全波整流器42和積分器44。另外，也可以使增益控制電路40包括 對(duì)振蕩狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的振蕩檢測(cè)器。
[0097] 全波整流器42為，對(duì)放大電路320的輸出信號(hào)DV進(jìn)行全波整流的電路，并具有運(yùn) 算放大器0PF、電阻元件RF1、RF2、比較儀CP3、開關(guān)元件SF1、SF2、以及逆變器電路INV。 [0098] 電阻元件RF1被設(shè)置在信號(hào)DV的節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PF的反轉(zhuǎn)輸入端子的節(jié)點(diǎn) 之間，電阻元件RF2被設(shè)置在運(yùn)算放大器0ΡΕ的輸出節(jié)點(diǎn)和反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間。 [0099] 開關(guān)元件SF1被設(shè)置在運(yùn)算放大器0PF的輸出節(jié)點(diǎn)和積分器44的輸入節(jié)點(diǎn)之間， 開關(guān)元件SF2被設(shè)置在信號(hào)DV的節(jié)點(diǎn)和積分器44的輸入節(jié)點(diǎn)之間。并且，開關(guān)元件SF1、 SF2根據(jù)對(duì)信號(hào)DV和預(yù)定電位的電壓進(jìn)行比較的比較儀CP3的輸出信號(hào)，而排他性地被導(dǎo) 通/斷開控制。由此，信號(hào)DR成為對(duì)信號(hào)DV進(jìn)行了全波整流的信號(hào)。
[0100] 積分器44為，實(shí)施由全波整流器42進(jìn)行了全波整流的信號(hào)DR的積分處理的電 路，并具有運(yùn)算放大器0PG、電阻元件RG、以及電容器CG。運(yùn)算放大器0PG的非反相輸入端 子被設(shè)定為預(yù)定電壓VR3。電阻元件RG被設(shè)置在積分器44的輸入節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PG 的反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間，電容器CG設(shè)置在運(yùn)算放大器0PG的輸出節(jié)點(diǎn)和反相輸入端子 的節(jié)點(diǎn)之間。增益控制電路40的輸出信號(hào)即積分器44的輸出信號(hào)，作為控制信號(hào)DS而被 供給至驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比較儀CP1。
[0101] 在構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比較儀CP1中，非反相輸入端子被設(shè)定為預(yù)定電位 (例如AGND)，并且來自放大電路32的信號(hào)DV被輸入至反相輸入端子。并且，該比較儀CP1 輸出對(duì)信號(hào)DV進(jìn)行了二值化而形成的矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。即使向振子10輸出矩形波 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ，通過振子10所具有的頻率濾波器的作用而減少了無用的諧波，從而能夠獲 得預(yù)期的頻率(共振頻率)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該比較儀CP1具有差動(dòng)部和與差動(dòng)部相連接的輸出 部。并且，來自增益控制電路40 (積分器）的控制電壓DS作為比較儀CP1的輸出部的電源 電壓（高電位側(cè)電源電壓)而被供給。由此，比較儀CP1所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的振幅根據(jù)增 益控制電路40的控制電壓DS而發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了在振動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)下使回路增益成為1 的增益控制。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50也可以為不輸出矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ而輸出正 弦波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的電路。
[0102] 同步信號(hào)輸出電路52具有比較儀CP2和相位調(diào)節(jié)電路54(移相器)。在比較儀CP2 中，非反相輸入端子被設(shè)定為預(yù)定電位(例如AGND)，并且來自放大電路32的信號(hào)DV被輸 入至反相輸入端子。并且，該比較儀CP2輸出對(duì)信號(hào)DV進(jìn)行了二值化而形成的信號(hào)SDET。 相位調(diào)節(jié)電路54對(duì)信號(hào)SDET的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，并作為同步信號(hào)SYC而向檢測(cè)電路60的開 關(guān)混頻器80輸出，以便適當(dāng)?shù)貙?shí)施開關(guān)混頻器80中的同步檢波。
[0103] 另外，驅(qū)動(dòng)電路30的結(jié)構(gòu)并不限定于圖4的結(jié)構(gòu)，而能夠?qū)嵤└鞣N改變。例如，雖 然在圖4中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50由輸出矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的比較儀CP1構(gòu)成，但是也 可以由輸出正弦波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的增益放大器等來構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50。在這種情 況下，只需通過基于來自增益控制電路40的控制電壓DS而對(duì)增益放大器的增益進(jìn)行控制， 從而對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的振幅進(jìn)行控制即可。此外，雖然在圖4中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比 較儀CP1和同步信號(hào)輸出電路52的比較儀CP2作為分體電路而被圖示，但是并不限定于 此。例如，也可以使用在比較儀CP1和比較儀CP2中共用了該差動(dòng)部的復(fù)合型比較儀。
[0104] 圖4為，表示間歇驅(qū)動(dòng)的間歇區(qū)間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路30的狀態(tài)的圖，圖5為，表示間歇 驅(qū)動(dòng)的非間歇區(qū)間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路30的狀態(tài)的圖。如圖4、圖5所示，在積分器44的電阻元 件RG的一端和運(yùn)算放大器0PG的反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置有開關(guān)元件SW。
[0105] 如圖4所示，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，開關(guān)元件SW置于導(dǎo)通。由此，形成了由增益控制電路 40形成的AGC回路。并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比較儀CP1輸出通過增益控制電路40 的AGC回路而控制了振幅的矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。
[0106] 另一方面，如圖5所示，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，開關(guān)元件SW置于斷開，AGC回路被切斷。 并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比較儀CP 1輸出固定電壓、或者將其輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗 狀態(tài)。由此，實(shí)現(xiàn)了如圖3所示這種反復(fù)驅(qū)動(dòng)期間和非驅(qū)動(dòng)期間的間歇驅(qū)動(dòng)。
[0107] 另外，雖然在圖4、圖5中設(shè)置開關(guān)元件SW，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)期間或非驅(qū)動(dòng)期間而對(duì)該 開關(guān)元件SW進(jìn)行導(dǎo)通/斷開控制，但是并不一定必需設(shè)置該開關(guān)元件SW。例如，也可以采 用如下方式，即，不設(shè)置開關(guān)元件SW，在圖4的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)使積分器44進(jìn)行動(dòng)作，而在圖5 的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，通過停止動(dòng)作電流從而停止積分器44的動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)間歇驅(qū)動(dòng)。
[0108] 此外，如圖4所示，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，放大電路32、增益控制電路40、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電 路50、以及同步信號(hào)輸出電路52被設(shè)定為動(dòng)作狀態(tài)。另一方面，如圖5所示，在非驅(qū)動(dòng)期間 內(nèi)，放大電路32被設(shè)定為動(dòng)作狀態(tài)，而作為增益控制電路40的一部分電路的積分器44被 設(shè)定為停止?fàn)顟B(tài)。
[0109] 此外，雖然在圖5的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50停止矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào) DQ的輸出，但是同步信號(hào)輸出電路52被設(shè)定為動(dòng)作狀態(tài)，并向檢測(cè)電路60輸出矩形波的同 步信號(hào)SYC。另外，雖然在圖5中，全波整流器42被設(shè)定為動(dòng)作狀態(tài)，但是也可以設(shè)定為停 止?fàn)顟B(tài)。
[0110] 圖6 (A)?圖6 (C)為，對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的比較儀CP1的輸出部的結(jié)構(gòu)和 動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。比較儀CP1具有被輸入信號(hào)DV和預(yù)定電位（AGND)的差動(dòng)部、和與差動(dòng) 部相連接的輸出部。如圖6 (A)?圖6 (C)所示，該輸出部具有P型的晶體管TA1及N型 的晶體管TA2、和開關(guān)元件SA1?SA5。
[0111] 晶體管TA1、TA2被串聯(lián)連接在控制電壓DS的供給節(jié)點(diǎn)和預(yù)定電位（AGND)的供給 節(jié)點(diǎn)之間。開關(guān)元件SA1被設(shè)置在比較儀CP1的差動(dòng)部的輸出信號(hào)DFQ的輸入節(jié)點(diǎn)和晶體 管TA1的柵極節(jié)點(diǎn)之間。開關(guān)元件SA2被設(shè)置在差動(dòng)部的輸出信號(hào)DFQ的輸入節(jié)點(diǎn)和晶體 管TA2的柵極節(jié)點(diǎn)之間。開關(guān)元件SA3被設(shè)置在控制電壓DS的供給節(jié)點(diǎn)和晶體管TA1的柵 極節(jié)點(diǎn)之間。開關(guān)元件SA4被設(shè)置在預(yù)定電位的供給節(jié)點(diǎn)和晶體管TA2的柵極節(jié)點(diǎn)之間。 開關(guān)元件SA5被設(shè)置在輸出部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ的輸出節(jié)點(diǎn)和預(yù)定電位的供給節(jié)點(diǎn)之間。
[0112] 在如圖4的驅(qū)動(dòng)期間這種通常狀態(tài)時(shí)，如圖6中（A)所示，開關(guān)元件SA1、SA2置于 導(dǎo)通，開關(guān)元件SA3、SA4、SA5置于斷開。由此，來自差動(dòng)部的輸出信號(hào)DFQ通過輸出部而被 緩沖，從而輸出矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DQ。
[0113] 另一方面，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)輸出固定電壓的情況下，如圖6 (B)所示，開關(guān)元件 SA1、SA2置于斷開，開關(guān)元件SA3、SA4、SA5置于導(dǎo)通。通過開關(guān)元件SA3、SA4置于導(dǎo)通，從 而使晶體管TA1、TA2置于斷開。此外，通過開關(guān)元件SA5置于導(dǎo)通，從而使輸出部的輸出節(jié) 點(diǎn)被設(shè)定為固定電位(例如AGND)，從而驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50輸出固定電壓。
[0114] 此外，在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)的情況下，如圖6 (C)所示，開關(guān)元件 SA1、SA2、SA5置于斷開，開關(guān)元件SA3、SA4置于導(dǎo)通。通過開關(guān)元件SA3、SA4置于導(dǎo)通，從 而使晶體管TA1、TA2置于斷開。由此，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50的輸出節(jié)點(diǎn)、即輸出部的節(jié)點(diǎn) 被設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0115] 5.各種檢測(cè)方式的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作
[0116] 接下來，對(duì)各種檢測(cè)方式的檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行說明。圖7 (A)、圖7 (B)、圖8為全差動(dòng)開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0117] 如圖7 (A)所示，全差動(dòng)開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路60包括第一、第二Q/V轉(zhuǎn)換電 路62、64、第一、第二的增益調(diào)節(jié)放大器72、74、開關(guān)混頻器80、第一、第二的濾波器92、94、 A/D轉(zhuǎn)換電路100、DSP部110 (數(shù)字信號(hào)處理部)。
[0118] 來自振子10的差動(dòng)的第一、第二的檢測(cè)信號(hào)IQ1、IQ2被輸入至作為電流-電壓轉(zhuǎn) 換電路的一個(gè)示例的Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64(電荷-電壓轉(zhuǎn)換電路)。并且，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、 64將在振子10中所產(chǎn)生的電荷（電流）轉(zhuǎn)換成電壓。這些Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64為，具有反 饋電阻的連續(xù)型的電荷-電壓轉(zhuǎn)換電路。
[0119] 增益調(diào)節(jié)放大器72、74對(duì)Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64的輸出信號(hào)QA1、QA2進(jìn)行增益調(diào)節(jié) 并進(jìn)行放大。增益調(diào)節(jié)放大器72、74為所謂的可編程增益放大器，并以由未圖示的控制電 路所設(shè)定的增益來對(duì)信號(hào)QA1、QA2進(jìn)行放大。例如，放大為適合于A/D轉(zhuǎn)換電路100的電 壓轉(zhuǎn)換范圍的振幅的信號(hào)。
[0120] 開關(guān)混頻器80為，根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路30的同步信號(hào)SYC而實(shí)施差動(dòng)的同步檢波 的混頻器。具體而言，在開關(guān)混頻器80中，增益調(diào)節(jié)放大器72的輸出信號(hào)QB1被輸入至第 一輸入節(jié)點(diǎn)NI1，增益調(diào)節(jié)放大器72的輸出信號(hào)QB2被輸入至第二輸入節(jié)點(diǎn)NI2。并且， 根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路30的同步信號(hào)SYC來實(shí)施差動(dòng)的同步檢波，并向第一、第二的輸出節(jié)點(diǎn) NQ1、NQ2輸出差動(dòng)的第一、第二的輸出信號(hào)QC1、QC2。通過該開關(guān)混頻器80,從而前段的電 路（Q/V轉(zhuǎn)換電路、增益調(diào)節(jié)放大器）所產(chǎn)生的噪聲（Ι/f噪聲）等的無用信號(hào)被頻率轉(zhuǎn)換為 高頻帶。此外，作為與科里奧利力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的預(yù)期信號(hào)適用于直流信號(hào)。
[0121] 來自開關(guān)混頻器80的第一輸出節(jié)點(diǎn)NQ1的第一輸出信號(hào)QC1被輸入至濾波器92。 來自開關(guān)混頻器80的第二輸出節(jié)點(diǎn)NQ2的第二輸出信號(hào)QC2被輸入至濾波器94。這些濾 波器92、94為，例如具有去除(衰減)無用信號(hào)而使預(yù)期信號(hào)通過的頻率特性的低通濾波器。 例如，通過開關(guān)混頻器80而被頻率轉(zhuǎn)換為高頻帶的Ι/f噪聲等的無用信號(hào)被濾波器92、94 去除。此外，濾波器92、94為，例如由無源元件構(gòu)成的無源濾波器。即，作為濾波器92、94， 可以不使用運(yùn)算放大器，而采用由電阻元件或電容器等無源元件構(gòu)成的無源濾波器。
[0122] A/D轉(zhuǎn)換電路100接收來自濾波器92的輸出信號(hào)QD1和來自濾波器94的輸出信 號(hào)QD2,并實(shí)施差動(dòng)的A/D轉(zhuǎn)換。具體而言，A/D轉(zhuǎn)換電路100將濾波器92、94作為抗混疊 用的濾波器(前置濾波器)，實(shí)施輸出信號(hào)QD1、QD2的采樣并實(shí)施A/D轉(zhuǎn)換。并且，在本實(shí)施 方式中，來自濾波器92的輸出信號(hào)QD1和來自濾波器94的輸出信號(hào)QD2未經(jīng)由有源兀件 而被輸入至A/D轉(zhuǎn)換電路100。
[0123] 作為A/D轉(zhuǎn)換電路100,例如可以采用Λ Σ型或逐次比較型等各種方式的A/D 轉(zhuǎn)換電路。在采用Λ Σ型的A/D轉(zhuǎn)換電路的情況下，具有例如用于降低Ι/f噪聲的CDS (Correlated double sampling:相關(guān)雙采樣）或斷路器的功能等，可以使用例如由二次 Λ Σ調(diào)制器等構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換電路。此外，在采用逐次比較型的A/D轉(zhuǎn)換電路的情況下， 具有例如能夠抑制因DAC的元件誤差而產(chǎn)生的S/N比的劣化的DEM (Dynamic Element Matching :動(dòng)態(tài)元件匹配）的功能等，可以使用由電容DAC和逐次比較控制邏輯構(gòu)成的A/D 轉(zhuǎn)換電路。
[0124] DSP (Digital Signal Processing :數(shù)字式信號(hào)處理)部110實(shí)施各種數(shù)字信號(hào)處 理。例如DSP部110實(shí)施與預(yù)期信號(hào)的應(yīng)用相對(duì)應(yīng)的頻帶限制的數(shù)字濾波處理、以及去除 由A/D轉(zhuǎn)換電路100等產(chǎn)生的噪聲的數(shù)字濾波處理。此外，還實(shí)施增益補(bǔ)正(靈敏度調(diào)節(jié))、 偏移補(bǔ)正等數(shù)字補(bǔ)正處理。
[0125] 在該圖7 (A)的檢測(cè)電路60中，采用了全差動(dòng)開關(guān)混頻方式。即，來自振子10的 差動(dòng)的檢測(cè)信號(hào)IQ1、IQ2通過Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64、增益調(diào)節(jié)放大器72、74而被實(shí)施了信 號(hào)放大及增益調(diào)節(jié)，并作為差動(dòng)的信號(hào)QB1、QB2而被輸入至開關(guān)混頻器80。并且，對(duì)于這 些差動(dòng)的信號(hào)QB1、QB2,通過開關(guān)混頻器80而實(shí)施將無用信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換為高頻帶的同步檢 波處理。并且，通過濾波器92、94而去除被頻率轉(zhuǎn)換為高頻帶的無用信號(hào)，并作為差動(dòng)的信 號(hào)QD1、QD2而被輸入至A/D轉(zhuǎn)換電路100,并且實(shí)施差動(dòng)的A/D轉(zhuǎn)換。
[0126] 根據(jù)這種全差動(dòng)開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路60,在Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64和增益調(diào)節(jié) 放大器72、74中所產(chǎn)生的Ι/f噪聲等通過開關(guān)混頻器80中的頻率轉(zhuǎn)換和由濾波器92、94 所產(chǎn)生的低通濾波器特性而被去除。并且，采用如下的結(jié)構(gòu)，即，在增益調(diào)節(jié)放大器72、74 和A/D轉(zhuǎn)換器100之間，設(shè)置有雖然增益不發(fā)揮作用但產(chǎn)生的噪聲較少(不產(chǎn)生Ι/f噪聲） 的開關(guān)混頻器80、和由低噪聲的無源元件構(gòu)成的濾波器92、94。因此，由于去除了在Q/V轉(zhuǎn) 換電路62、64和增益調(diào)節(jié)放大器72、74中所產(chǎn)生的噪聲，并且開關(guān)混頻器80和濾波器92、 94所產(chǎn)生的噪聲也被抑制為最小值，因此能夠向A/D轉(zhuǎn)換電路100輸入低噪聲狀態(tài)的信號(hào) QD1、QD2并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。并且，由于能夠?qū)⑿盘?hào)QD1、QD2作為差動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換， 因此與通過單端信號(hào)來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的情況相比，能夠進(jìn)一步提高S/N比。
[0127] 并且，如前文所述，在本實(shí)施方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)檢測(cè)電路60實(shí) 施檢測(cè)處理，而在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，檢測(cè)電路60的至少一部分電路的動(dòng)作停止。由此，能夠?qū)崿F(xiàn) 低功耗。
[0128] 例如，在圖7 (A)所示的全停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，檢測(cè)電路60的 全部電路停止。S卩，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64、增益調(diào)節(jié)放大器72、74、開關(guān)混頻器80、A/D轉(zhuǎn)換 電路100、DSP部110均停止。根據(jù)該全停止方式，驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)的檢測(cè)電路60的電力消耗成 為最小值，從而消耗電力的降低效果變得最大。另外，電路動(dòng)作的停止例如可以通過停止供 給時(shí)鐘、或者使模擬電路的動(dòng)作電流斷開等方式來實(shí)現(xiàn)。
[0129] 另一方面，在圖7 (B)的ADC停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)停止A/D轉(zhuǎn)換 電路100和DSP部110的動(dòng)作。并且，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64、增益調(diào)節(jié)放大器72、74、開關(guān)混 頻器80在驅(qū)動(dòng)期間繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)作。例如，當(dāng)作為模擬電路的Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64、增益調(diào) 節(jié)放大器72、74暫時(shí)停止動(dòng)作時(shí)，有時(shí)恢復(fù)至穩(wěn)定的動(dòng)作狀態(tài)為止需要較長(zhǎng)的時(shí)間。因此， 在這種情況下，雖然與圖7 (A)所示的全停止方式相比消耗電力的降低效果較小，但是優(yōu)選 圖7 (B)的方式。即，由于在從驅(qū)動(dòng)期間切換為非驅(qū)動(dòng)期間，檢測(cè)電路60開始進(jìn)行檢測(cè)處 理時(shí)，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64等的模擬電路處于穩(wěn)定動(dòng)作狀態(tài)，因此能夠馬上開始進(jìn)行檢測(cè)處 理。另外，在圖7 (B)中，也可以停止開關(guān)混頻器80的動(dòng)作。
[0130] 此外，在圖8所示的檢波停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，僅開關(guān)混頻器80 停止動(dòng)作。例如，通過在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止向開關(guān)混頻器80供給同步信號(hào)SYC(將同步信號(hào) SYC的電壓電平固定為L(zhǎng)電平)，從而停止該開關(guān)混頻器80的動(dòng)作。并且，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、 64、增益調(diào)節(jié)放大器72、74、A/D轉(zhuǎn)換電路100及DSP部100在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)作。 如果采用這種方式，則即使在A/D轉(zhuǎn)換電路100和DSP部100從動(dòng)作停止起到恢復(fù)至穩(wěn)定 的動(dòng)作狀態(tài)為止需要較長(zhǎng)時(shí)間的情況下，也能夠進(jìn)行應(yīng)對(duì)。即，由于在從驅(qū)動(dòng)期間切換為非 驅(qū)動(dòng)期間，檢測(cè)電路60開始進(jìn)行檢測(cè)處理時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換電路100等處于穩(wěn)定動(dòng)作狀態(tài)，因此 能夠馬上開始進(jìn)行檢測(cè)處理。另一方面，開關(guān)混頻器80如后文所述為由開關(guān)元件構(gòu)成的構(gòu) 件，并不具有如運(yùn)算放大器這種模擬電路。因此，在從驅(qū)動(dòng)期間切換為非驅(qū)動(dòng)期間，檢測(cè)電 路60開始進(jìn)行檢測(cè)處理時(shí)，開關(guān)混頻器80能夠馬上開始進(jìn)行穩(wěn)定的同步檢波動(dòng)作。
[0131] 圖9 (A)?圖9 (C)為，直接采樣方式的檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。
[0132] 直接采樣方式的檢測(cè)電路60具有離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路260、A/D轉(zhuǎn)換電路270、以 及DSP部280。在電路的小規(guī)?；姆矫?，該直接采樣方式成為最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。但是，由于 在A/D轉(zhuǎn)換電路270的前段未配置有抗混疊濾波器，因此存在無法避免由折疊噪聲引起的 性能劣化的課題。此外，當(dāng)為了離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路260的低噪聲化而增大消耗電流時(shí)，會(huì) 出現(xiàn)頻帶延伸，折疊噪聲增加的結(jié)果，從而存在難以實(shí)現(xiàn)低噪聲化的課題。對(duì)此，在圖7(A) 的全差動(dòng)的開關(guān)混頻方式中，由于Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64被設(shè)為具有反饋電阻元件的連續(xù)型 的電荷-電壓轉(zhuǎn)換電路，因此能夠防止因在直接采樣方式中所產(chǎn)生的折疊噪聲而導(dǎo)致性能 劣化的問題，從而具有能夠以小規(guī)模的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)施低噪聲下的檢測(cè)處理的優(yōu)點(diǎn)。
[0133] 并且，作為該直接采樣方式的檢測(cè)電路的停止方式，也存在圖9(A)的全停止方式、 圖9 (B)的ADC停止方式、以及圖9 (C)的檢波停止方式。
[0134] 例如，在圖9 (A)的全停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，離散型Q/V轉(zhuǎn)換電 路260、A/D轉(zhuǎn)換電路270、DSP部280全部停止。由此，驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)的檢測(cè)電路60的電力消 耗成為最小值，從而消耗電力的降低效果變得最大。
[0135] 另一方面，在圖9 (B)的ADC停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，A/D轉(zhuǎn)換電 路270和DSP部280的動(dòng)作停止，而離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路260持續(xù)動(dòng)作狀態(tài)。由此，由于在 從驅(qū)動(dòng)期間切換為非驅(qū)動(dòng)期間，檢測(cè)電路60開始進(jìn)行檢測(cè)處理時(shí)，離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路260 處于穩(wěn)定動(dòng)作狀態(tài)，因此能夠馬上開始進(jìn)行檢測(cè)處理。
[0136] 此外，在圖9 (C)的檢波停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，僅離散型Q/V轉(zhuǎn) 換電路260停止動(dòng)作。并且，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，A/D轉(zhuǎn)換電路270和DSP部280持續(xù)動(dòng)作狀態(tài)。 如果采用這種方式，則即使在A/D轉(zhuǎn)換電路270和DSP部280從停止動(dòng)作起到恢復(fù)至穩(wěn)定 的動(dòng)作狀態(tài)為止需要較長(zhǎng)的時(shí)間的情況下，也能夠進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
[0137] 圖10 (A)、圖10 (B)、圖11為，模擬同步檢波方式的檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的 說明圖。
[0138] 模擬同步檢波方式的檢測(cè)電路60具有：Q/V轉(zhuǎn)換電路362、364、差動(dòng)放大電路 366、高通濾波器367、AC放大器368、偏移調(diào)節(jié)電路370、同步檢波電路380、低通濾波器 382、增益調(diào)節(jié)放大器384、DC放大器386、SCF388 (開關(guān)電容濾波器)。此外，例如作為檢測(cè) 裝置的外置的電路，設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路390和DSP部392 (數(shù)字濾波器)。
[0139] 在該模擬同步檢波方式中，例如通過增大檢測(cè)電路60中的信號(hào)的增益，從而具有 能夠提高增益特性的優(yōu)點(diǎn)。但由于電路模塊數(shù)量較多，使電路大規(guī)模化、或較多地消耗電流 的模擬的電路模塊較多，因此存在電力被無謂地消耗，導(dǎo)致消耗電力過大的課題。對(duì)此，圖 7 (A)的全差動(dòng)的開關(guān)混頻方式與模擬同步檢波方式相比電路模塊較少，因而具有容易實(shí) 現(xiàn)電路的小規(guī)?；约跋碾娏Φ慕档突膬?yōu)點(diǎn)。此外，在全差動(dòng)的開關(guān)混頻方式中，來自 振子10的差動(dòng)的信號(hào)IQ1、IQ2在保持差動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)下，被實(shí)施增益調(diào)節(jié)、同步檢波處理、 濾波處理，并被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器100而實(shí)施A/D轉(zhuǎn)換。因此，與在單端信號(hào)的狀態(tài)下實(shí)施 濾波處理、同步檢波處理、增益調(diào)節(jié)處理等的模擬同步檢波方式相比，在降低噪聲這一點(diǎn)上 該全差動(dòng)的開關(guān)混頻方式成為有利的結(jié)構(gòu)。例如，在模擬同步檢波方式中，在同步檢波電路 380的前段，通過反相放大器而將來自AC放大器368的一端的第一信號(hào)反相從而生成第二 信號(hào)，并且利用上述第一信號(hào)、第二信號(hào)來實(shí)施同步檢波。因此，第一信號(hào)的噪聲和第二信 號(hào)的噪聲并不相等，即使實(shí)施了由同步檢波電路380進(jìn)行的頻率轉(zhuǎn)換，仍會(huì)殘留有上述反 相放大器的噪聲等。對(duì)此，在全差動(dòng)開關(guān)混頻方式中，由于不會(huì)產(chǎn)生這種反相放大器的殘留 噪聲等，因此能夠提高S/N比。
[0140] 并且，作為該模擬同步檢波方式的檢測(cè)電路60的停止方式，也具有圖10 (A)的全 停止方式、圖10 (B)的ADC停止方式、圖11的檢波停止方式。
[0141] 例如，在圖10 (A)的全停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，檢測(cè)電路60的全 部電路均停止。由此，驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)的檢測(cè)電路60的電力消耗成為最小值，消耗電力的降低 效果變得最大。
[0142] 另一方面，在圖10 (B)的ADC停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，A/D轉(zhuǎn)換電 路390和DSP部392的動(dòng)作停止，而其他的模擬電路持續(xù)動(dòng)作狀態(tài)。由此，由于在從驅(qū)動(dòng) 期間切換為非驅(qū)動(dòng)期間，檢測(cè)電路60開始進(jìn)行檢測(cè)處理時(shí)，這些模擬電路處于穩(wěn)定動(dòng)作狀 態(tài)，因此能夠馬上開始進(jìn)行檢測(cè)處理。另外，也可以在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)使同步檢波電路380之后 的電路全部停止。
[0143] 此外，在圖11的停止方式中，在間歇驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，僅同步檢波電路380停止 動(dòng)作。例如，通過在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，停止向同步檢波電路380供給同步信號(hào)SYC，從而停止該同 步檢波電路380的動(dòng)作。并且，在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，其他電路持續(xù)動(dòng)作狀態(tài)。如果采用這種方式， 則即使在這些電路從停止動(dòng)作起到恢復(fù)至穩(wěn)定的動(dòng)作狀態(tài)為止需要較長(zhǎng)時(shí)間的情況下，也 能夠進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
[0144] 6.檢測(cè)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例
[0145] 在圖12中，圖示了圖7 (A)所說明的全差動(dòng)開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路60的詳細(xì) 的第一結(jié)構(gòu)例。
[0146] Q/V轉(zhuǎn)換電路62具有運(yùn)算放大器0PA1、電容器CA1、以及電阻元件RA1，Q/V轉(zhuǎn)換 電路64具有運(yùn)算放大器0PA2、電容器CA2、以及電阻元件RA2。
[0147] 在Q/V轉(zhuǎn)換電路62的運(yùn)算放大器0PA1中，其非反相輸入端子(廣義而言為第一輸 入端子)被設(shè)定為預(yù)定電位(例如AGND)。電容器CA1和電阻元件RA1被設(shè)置在Q/V轉(zhuǎn)換電 路62的輸出節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PA1的反相輸入端子(廣義而言為第二輸入端子)的節(jié)點(diǎn)之 間。
[0148] 在Q/V轉(zhuǎn)換電路642的運(yùn)算放大器0PA2中，其非反相輸入端子被設(shè)定為預(yù)定電位 (例如AGND)。電容器CA2和電阻元件RA2被設(shè)置在Q/V轉(zhuǎn)換電路64的輸出節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放 大器0PA2的反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間。
[0149] 如此，圖12的Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64成為具有反饋電阻元件RA1、RA2的連續(xù)型的電 荷-電壓轉(zhuǎn)換電路，與圖9 (A)所示的直接采樣方式的離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路260相比，在降 低噪聲的方面成為有利的結(jié)構(gòu)。
[0150] 增益調(diào)節(jié)放大器72具有運(yùn)算放大器0PB1、第一、第二的電容器CB1UCB12、以及電 阻元件RB1。增益調(diào)節(jié)放大器72具有運(yùn)算放大器0PB2、第一、第二的電容器CB2UCB22、以 及電阻元件RB2。
[0151] 增益調(diào)節(jié)放大器72的運(yùn)算放大器0PB1的非反相輸入端子(第一輸入端子）被設(shè) 定為預(yù)定電位（AGND)。電容器CB11被設(shè)置在增益調(diào)節(jié)放大器72的輸入節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器 0PB1的反相輸入端子(第二輸入端子）的節(jié)點(diǎn)之間。電容器CB12和電阻元件RB1被設(shè)置在 增益調(diào)節(jié)放大器72的輸出節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PB1的反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間。
[0152] 增益調(diào)節(jié)放大器74的運(yùn)算放大器0PB2的非反相輸入端子被設(shè)定為預(yù)定電位。電 容器CB21被設(shè)置在增益調(diào)節(jié)放大器74的輸入節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PB2的反相輸入端子(第 二輸入端子）的節(jié)點(diǎn)之間。電容器CB22和電阻元件RB2被設(shè)置在增益調(diào)節(jié)放大器74的輸 出節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算放大器0PB2的反相輸入端子的節(jié)點(diǎn)之間。
[0153] 在增益調(diào)節(jié)放大器72中，電容器CB11、CB12的至少一方為電容值可變的電容器。 在增益調(diào)節(jié)放大器74中，電容器CB2UCB22的至少一方為電容值可變的電容器。這些電容 器的電容值根據(jù)未圖示的控制電路(寄存器)而被可變地設(shè)定。并且，例如當(dāng)將電容器CB11、 CB12的電容值設(shè)定為C1、將電容器CB2UCB22的電容值設(shè)定為C2時(shí)，增益調(diào)節(jié)放大器72、 74的增益根據(jù)C1與C2的電容比C2/C1而被設(shè)定。
[0154] 此外，圖12的增益調(diào)節(jié)放大器72、74具有高通濾波器的頻率特性。即，由增益調(diào) 節(jié)放大器72的電容器CB11和電阻元件RB1構(gòu)成了高通濾波器，并由增益調(diào)節(jié)放大器74的 電容器CB21和電阻元件RB2構(gòu)成了高通濾波器。由此，增益調(diào)節(jié)放大器72具有降低(去除） Q/V轉(zhuǎn)換電路62的Ι/f噪聲的高通濾波器的頻率特性。此外，增益調(diào)節(jié)放大器74具有降低 (去除）Q/V轉(zhuǎn)換電路64的Ι/f噪聲的高通濾波器的頻率特性。
[0155] 開關(guān)混頻器80具有第一、第二、第3、第4的開關(guān)元件511、512、513、514。開關(guān)元 件SW1被設(shè)置在開關(guān)混頻器80的第一輸入節(jié)點(diǎn)Nil和第一輸出節(jié)點(diǎn)NQ1之間。開關(guān)元件 SW2被設(shè)置在開關(guān)混頻器80的第一輸入節(jié)點(diǎn)Nil和第二輸出節(jié)點(diǎn)NQ2之間。開關(guān)元件SW3 被設(shè)置在開關(guān)混頻器80的第二輸入節(jié)點(diǎn)NI2和第一輸出節(jié)點(diǎn)NQ1之間。開關(guān)元件SW4被 設(shè)置在第二輸入節(jié)點(diǎn)NI2和第二輸出節(jié)點(diǎn)NQ2之間。這些開關(guān)元件SW1?SW4例如能夠由 M0S晶體管(例如NM0S型晶體管或傳輸門）構(gòu)成。
[0156] 并且，根據(jù)來自驅(qū)動(dòng)電路30的同步信號(hào)SYC，開關(guān)元件SW1和SW2被排他性地導(dǎo) 通/斷開，并且開關(guān)元件SW3和SW4排他性地被導(dǎo)通/斷開。例如，在同步信號(hào)SYC為Η電 平(第一電平）的情況下，開關(guān)元件SW1、SW4置于導(dǎo)通，開關(guān)元件SW2、SW3置于斷開。另一 方面，在同步信號(hào)SYC為L(zhǎng)電平(第二電平）的情況下，開關(guān)元件SW2、SW3置于導(dǎo)通，開關(guān)元 件SW1、SW4置于斷開。由此，來自增益調(diào)增放大器72、74的差動(dòng)的信號(hào)QB1、QB2以差動(dòng)信 號(hào)的狀態(tài)而被同步檢波，同步檢波后的信號(hào)作為差動(dòng)的信號(hào)QC1、QC2而被輸出。例如，雖然 在圖10 (A)的模擬同步檢波方式中，以單端信號(hào)的狀態(tài)而被同步檢波，并輸出單端的信號(hào)， 但在圖12的全差動(dòng)開關(guān)混頻方式中，以差動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)而被同步檢波，且作為同步檢波后 的信號(hào)而輸出差動(dòng)的信號(hào)。
[0157] 濾波器92具有電阻元件RD1和電容器⑶1。濾波器94具有電阻元件RD2和電容 器 CD2。
[0158] 濾波器92的電阻元件RD1被設(shè)置在開關(guān)混頻器80的輸出接點(diǎn)NQ1和第一連接節(jié) 點(diǎn)ND1之間。該第一連接節(jié)點(diǎn)ND1為，與A/D轉(zhuǎn)換電路100的第一輸入節(jié)點(diǎn)相連接的節(jié)點(diǎn)。 電容器⑶1被設(shè)置在第一連接節(jié)點(diǎn)ND1和預(yù)定電位(例如AGND)的節(jié)點(diǎn)之間。
[0159] 濾波器94的電阻元件RD2被設(shè)置在開關(guān)混頻器80的輸出接點(diǎn)NQ2和第二連接節(jié) 點(diǎn)ND2之間。該第二連接節(jié)點(diǎn)ND2為，與A/D轉(zhuǎn)換電路100的第二輸入節(jié)點(diǎn)相連接的節(jié)點(diǎn)。 電容器⑶2被設(shè)置在第二連接節(jié)點(diǎn)ND2和預(yù)定電位(例如AGND)的節(jié)點(diǎn)之間。
[0160] 如此，濾波器92、94成為由電阻元件和電容器等無源元件構(gòu)成的無源濾波器。并 且，來自濾波器92的輸出信號(hào)QD1和來自濾波器94的輸出信號(hào)QD2不經(jīng)由有源元件被輸 入A/D轉(zhuǎn)換電路100。
[0161] 在圖13中，圖示了圖12的檢測(cè)電路的各個(gè)信號(hào)QA1及QA2、QB1及QB2、QC1及 QC2、QD1及QD2的信號(hào)波形例。
[0162] 如圖13所示，從Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64輸出的信號(hào)QA1、QA2通過增益調(diào)節(jié)放大器 72、74而被反相放大，并作為信號(hào)QB1、QB2而被輸出。具體而言，以上述的電容比C2/C1的 增益而被放大。
[0163] 從增益調(diào)節(jié)放大器72、74輸出的信號(hào)QB1、QB2通過開關(guān)混頻器80而被同步檢波， 并作為信號(hào)QC1、QC2而被輸出。通過同步檢波，從而Ι/f噪聲等無用信號(hào)被頻率轉(zhuǎn)換成高 頻帶。并且，通過濾波器92、94對(duì)這些信號(hào)QC1、QC2實(shí)施低通濾波處理，從而生成了信號(hào) QD1、QD2。在這些信號(hào)QD1、QD2中，通過低通濾波處理而去除了被頻率轉(zhuǎn)換成高頻帶的無用 信號(hào)，從而成為低噪聲信號(hào)。并且，該低噪聲的信號(hào)QD1、QD2作為差動(dòng)信號(hào)而被輸入至A/D 轉(zhuǎn)換電路100,并實(shí)施差動(dòng)的A/D轉(zhuǎn)換。
[0164] 在圖14中圖示了全差動(dòng)開關(guān)混頻方式的檢測(cè)電路的詳細(xì)的第二結(jié)構(gòu)例。
[0165] 如前文所述，在圖12的第一結(jié)構(gòu)例中，增益調(diào)節(jié)放大器72由電容器CB11、CB12、 電阻元件RB1及運(yùn)算放大器0PB1構(gòu)成。增益調(diào)節(jié)放大器74同樣也是同樣的。并且，增益 通過電容比而被設(shè)定。此外，增益調(diào)節(jié)放大器72、74具有高通濾波器的頻率特性。
[0166] 與之相對(duì)，在圖14的第二結(jié)構(gòu)例中，增益調(diào)節(jié)放大器72由電阻元件RB1URB12及 運(yùn)算放大器0PB1構(gòu)成。增益調(diào)節(jié)放大器74也是同樣的。并且，增益通過電阻比而被設(shè)定。 此外，增益調(diào)節(jié)放大器72、74不具有高通濾波器的頻率特性。
[0167] 圖15 (A)為，表示圖14的第二結(jié)構(gòu)例的噪聲電壓的頻率特性的圖。如A1所示， 在Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64的輸出中，在低頻帶中產(chǎn)生有較大的Ι/f噪聲。該A1的Ι/f噪聲通 過由增益調(diào)節(jié)放大器72、74實(shí)施的信號(hào)放大而如A2所示增加。并且，雖然通過由開關(guān)混頻 器80實(shí)施的頻率轉(zhuǎn)換和濾波器92、94的低通濾波器特性而降低了該Ι/f噪聲，但是如A3 所示，該降低的程度并不充分。例如，當(dāng)開關(guān)混頻器80的時(shí)鐘的占空比從50%起發(fā)生偏離 時(shí)，Ι/f噪聲將會(huì)泄漏，從而導(dǎo)致噪聲性能的降低。
[0168] 圖15 (B)為，表示圖12的第一結(jié)構(gòu)例的噪聲電壓的頻率特性的圖。如B1所示， 在Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64的輸出中，在低頻帶中產(chǎn)生有較大的Ι/f噪聲。該B1的Ι/f噪聲通 過增益調(diào)節(jié)放大器72、74高通濾波器特性，從而與圖15 (A)的A2相比，如B2所示被較大 地降低。并且該Ι/f噪聲通過由開關(guān)混頻器80實(shí)施的頻率轉(zhuǎn)換和濾波器92、94的低通濾 波器特性，從而與圖15 (A)的A3相比，如B3所示被充分地降低。例如，即使在開關(guān)混頻器 80的時(shí)鐘占空比從50%起發(fā)生了偏離的情況下，也能將Ι/f噪聲的泄漏抑制為最小值。因 此，A/D轉(zhuǎn)換電路100能夠?qū)Ζ?f噪聲等被充分降低了的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，從而能夠在抑 制電路的大規(guī)?；约跋碾娏Φ脑黾拥耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)低噪聲下的檢測(cè)處理。
[0169] 此外，圖14的第二結(jié)構(gòu)例為，由Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64實(shí)施的偏移通過增益調(diào)節(jié)放 大器72、74而被放大了的結(jié)構(gòu)。因此，從后段的電路(A/D轉(zhuǎn)換電路、DSP部)觀察時(shí)，根據(jù)由 增益調(diào)節(jié)放大器72、74設(shè)定的增益而使偏移也成為不同的值。例如，雖然當(dāng)在考慮在DSP部 110等后段的電路中實(shí)施偏移調(diào)節(jié)的情況時(shí)，優(yōu)選為通過一次的檢查來執(zhí)行偏移調(diào)節(jié)，但是 在圖14的第二結(jié)構(gòu)中存在需要針對(duì)每個(gè)由增益調(diào)節(jié)放大器72、74設(shè)定的增益進(jìn)行偏移調(diào) 節(jié)，從而處理將變得煩瑣的問題。
[0170] 關(guān)于這一點(diǎn)，在圖12的第一結(jié)構(gòu)例中，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64的偏移通過增益調(diào)節(jié) 放大器72、74的高通濾波器特性而被去除。因此，當(dāng)從DSP部110等后段的電路觀察時(shí)，在 不依靠增益調(diào)節(jié)放大器72、74的增益設(shè)定的情況下，便能夠僅觀察到增益調(diào)節(jié)放大器72、 74的偏移。此外，不需要針對(duì)由增益調(diào)節(jié)放大器72、74所設(shè)定的每個(gè)增益而實(shí)施偏移調(diào)節(jié)， 從而能夠?qū)崿F(xiàn)處理的簡(jiǎn)化。此外，如前文所述，Q/V轉(zhuǎn)換電路62、64的Ι/f噪聲通過增益調(diào) 節(jié)放大器72、74的高通濾波器特性而被去除，增益調(diào)節(jié)放大器72、74的Ι/f噪聲通過開關(guān) 混頻器80的頻率轉(zhuǎn)換和濾波器92、94的低通濾波器特性而被去除。因此，成為在A/D轉(zhuǎn)換 電路100的輸入段不會(huì)發(fā)現(xiàn)由有源電路產(chǎn)生的Ι/f噪聲的結(jié)構(gòu)，并且作為重視低頻帶中所 產(chǎn)生的噪聲的檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)而成為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
[0171] 此外，本實(shí)施方式的陀螺傳感器510 (傳感器）例如可以被安裝在汽車、飛機(jī)、摩托 車、自行車或者船舶等各種移動(dòng)體中。移動(dòng)體為，例如具備發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)等的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方 向盤或舵等的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、各種電子設(shè)備，并在陸地、空中或海上進(jìn)行移動(dòng)的設(shè)備或裝置。圖 16簡(jiǎn)要地表示作為移動(dòng)體的一個(gè)具體例的汽車206。在汽車206中安裝有具有振子10和 檢測(cè)裝置20的陀螺傳感器510。陀螺傳感器510能夠?qū)嚿?07的姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。陀螺 傳感器510的檢測(cè)信號(hào)能夠被供給至車身姿態(tài)控制裝置208。車身姿態(tài)控制裝置208例如 能夠根據(jù)車身207的姿態(tài)而對(duì)懸架的軟硬進(jìn)行控制、或者對(duì)每個(gè)車輪209的制動(dòng)進(jìn)行控制。 另外，這種姿態(tài)控制也可以被利用于雙足機(jī)器人、飛行器、直升機(jī)等各種移動(dòng)體。在實(shí)現(xiàn)姿 態(tài)控制時(shí)，可以安裝陀螺傳感器510。
[0172] 另外，如上所述雖然對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 能夠很容易地理解出未實(shí)際地脫離本發(fā)明的創(chuàng)新部分和效果的范圍的多種改變。因此，這 種改變例也全部包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或附圖中，至少一次與更廣義或同 義的不同用語(傳感器，物理量轉(zhuǎn)換器、物理量、第一輸入端子、第二輸入端子等）一起記載 的用語(陀螺傳感器、振子、角速度信息、非反相輸入端子、反相輸入端子等)，在說明書或附 圖的任何位置處均能夠被替換成該不同的用語。此外，檢測(cè)裝置、傳感器、電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)、 以及振子的結(jié)構(gòu)等也并不限定于本實(shí)施方式中所說明的情況，能夠進(jìn)行各種改變來實(shí)施。
[0173] 符號(hào)說明
[0174] 0?六1、0?六2、0?81、0卩82運(yùn)算放大器；〇六1、〇六2、〇811、〇812、〇821、〇822電容器 ；狀1、 RA2、RBI、RB2電阻元件；SW1、SW2、SW3、SW4開關(guān)元件；SYC同步信號(hào)；RD1、RD2電阻元件； CD1、CD2 電容器；0PE、0PF、0PG 運(yùn)算放大器；CP1、CP2、CP3 比較儀；CE、CG 電容器；RE、RF1、 RF2、RG電阻元件；SF1、SF2、SW開關(guān)元件；10振子；20檢測(cè)裝置；30驅(qū)動(dòng)電路；32放大電路； 40增益控制電路；42全波整流器；44積分器；50驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路；52同步信號(hào)輸出電路； 54相位調(diào)節(jié)電路；60檢測(cè)電路；61放大電路；62、64Q/V轉(zhuǎn)換電路；72、74增益調(diào)節(jié)放大器； 80開關(guān)混頻器；81同步檢波電路；92、94濾波器；100A/D轉(zhuǎn)換電路；110DSP部；150寄存器 部；152模式切換寄存器；154期間設(shè)定寄存器；206移動(dòng)體(汽車）；207車身；208車身姿態(tài) 控制裝置；209車輪；260離散型Q/V轉(zhuǎn)換電路；270A/D轉(zhuǎn)換電路；280DSP部；362、364Q/V 轉(zhuǎn)換電路；366差動(dòng)放大電路；367高通濾波器；368AC放大器；370偏移調(diào)節(jié)電路；380同步 檢波電路；382低通濾波器；384增益調(diào)節(jié)放大器；386DC放大器；388SCF ;390A/D轉(zhuǎn)換電路； 392DSP部；500電子設(shè)備；510陀螺傳感器；520處理部；530存儲(chǔ)器；540操作部；550顯示 部。
【權(quán)利要求】
1. 一種檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 驅(qū)動(dòng)電路，其對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 檢測(cè)電路，其接收來自所述振子的檢測(cè)信號(hào)，并實(shí)施從所述檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)出與物理 量相對(duì)應(yīng)的物理量信號(hào)的檢測(cè)處理， 所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施在驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)對(duì)所述振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而在非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不對(duì)所述振 子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)， 所述檢測(cè)電路在所述間歇驅(qū)動(dòng)中的所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，實(shí)施所述物理量信號(hào)的所述檢 測(cè)處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)電路包括向所述振子輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路， 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路包括在所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，輸出固定電壓的電路、和將所述驅(qū) 動(dòng)信號(hào)輸出電路的輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)的電路中的至少一種電路。
3. 如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路在所述振子的所述驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)輸出矩形波的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)電路包括實(shí)施同步檢波的同步檢波電路、和實(shí)施所述檢測(cè)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換的 A/D轉(zhuǎn)換電路中的至少一種電路， 在所述驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，所述同步檢波電路的同步檢波動(dòng)作和所述A/D轉(zhuǎn)換電路的A/D轉(zhuǎn) 換動(dòng)作中的至少一個(gè)動(dòng)作停止。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)電路包括： 放大電路，其對(duì)來自所述振子的所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大； 增益控制電路，其根據(jù)所述放大電路的輸出信號(hào)而實(shí)施增益控制， 在所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，所述放大電路的動(dòng)作不停止，而所述增益控制電路中的至少一 部分電路的動(dòng)作停止。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)電路具有低通濾波器，所述低通濾波器具有使與所述物理量相對(duì)應(yīng)的物理量 信號(hào)通過并衰減無用信號(hào)的頻率特性， 在將所述低通濾波器的截止頻率設(shè)定為fc，將所述驅(qū)動(dòng)期間、所述非驅(qū)動(dòng)期間的長(zhǎng)度 分別設(shè)定為 ΤΙ、T2 時(shí)，1/ (T1 + T2) > fc。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)電路在所述驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)不實(shí)施所述物理量信號(hào)的所述檢測(cè)處理， 而在所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)實(shí)施所述物理量信號(hào)的所述檢測(cè)處理。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施使所述振子的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū)動(dòng)期間反復(fù)交替的所述間 歇驅(qū)動(dòng)。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 包括模式切換寄存器，所述模式切換寄存器實(shí)施在實(shí)施所述間歇驅(qū)動(dòng)的間歇驅(qū)動(dòng)模 式、和連續(xù)地實(shí)施驅(qū)動(dòng)的通常驅(qū)動(dòng)模式之間的切換的設(shè)定。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 包括期間設(shè)定寄存器，所述期間設(shè)定寄存器用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)期間、所述非驅(qū)動(dòng)期間 的長(zhǎng)度。
11. 一種檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 驅(qū)動(dòng)電路，其對(duì)振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 檢測(cè)電路，其接收來自所述振子的檢測(cè)信號(hào)，并實(shí)施從所述檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)出與物理 量相對(duì)應(yīng)的物理量信號(hào)的檢測(cè)處理， 所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施使所述振子的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū)動(dòng)期間反復(fù)交替的間歇驅(qū) 動(dòng)， 所述驅(qū)動(dòng)電路包括向所述振子輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路， 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路包括在所述間歇驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)期間和所述非驅(qū)動(dòng)期間中的 所述非驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)，輸出固定電壓的電路、和將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路的輸出節(jié)點(diǎn)設(shè)定為 高阻抗?fàn)顟B(tài)的電路中的至少一種電路。
12. 如權(quán)利要求1或11所述的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)電路包括： 第一電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，其被輸入有第一檢測(cè)信號(hào)； 第二電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，其被輸入有第二檢測(cè)信號(hào)； 第一增益調(diào)節(jié)放大器，其對(duì)所述第一電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)并 進(jìn)行放大； 第二增益調(diào)節(jié)放大器，其對(duì)所述第二電流-電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)并 進(jìn)行放大； 開關(guān)混頻器，所述第一增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信號(hào)被輸入至所述開關(guān)混頻器的第一輸 入節(jié)點(diǎn)，所述第二增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信號(hào)被輸入至所述開關(guān)混頻器的第二輸入節(jié)點(diǎn)， 所述開關(guān)混頻器通過來自所述驅(qū)動(dòng)電路的同步信號(hào)，而實(shí)施對(duì)于差動(dòng)的所述第一增益調(diào)節(jié) 放大器的輸出信號(hào)和所述第二增益調(diào)節(jié)放大器的輸出信號(hào)的同步檢波，并向第一輸出節(jié)點(diǎn) 輸出作為差動(dòng)信號(hào)的、第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)中的所述第一輸出信號(hào)，而向第二輸 出節(jié)點(diǎn)輸出所述第二輸出信號(hào)； 第一濾波器，其被輸入有來自所述開關(guān)混頻器的所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的所述第一輸出信 號(hào)； 第二濾波器，其被輸入有來自所述開關(guān)混頻器的所述第二輸出節(jié)點(diǎn)的所述第二輸出信號(hào)； A/D轉(zhuǎn)換電路，其接收來自所述第一濾波器的輸出信號(hào)和來自所述第二濾波器的輸出 信號(hào)，并實(shí)施差動(dòng)的A/D轉(zhuǎn)換。
13. -種傳感器，其特征在于，包括： 權(quán)利要求1或11所記載的檢測(cè)裝置； 所述振子。
14. 一種電子設(shè)備，其特征在于， 包括權(quán)利要求1或11所記載的檢測(cè)裝置。
15. -種移動(dòng)體，其特征在于， 包括權(quán)利要求1或11所記載的檢測(cè)裝置。
【文檔編號(hào)】G01C19/5607GK104061923SQ201410106184
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】牧克彥, 野宮崇 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社