振动型陀螺传感器和振动型陀螺电路制造技术

本发明专利技术公开了一种振动型陀螺传感器和振动型陀螺电路。所述振动型陀螺传感器包括：振动部；与用于同步检测的时序信号成时序匹配关系地对来自所述振动部的检测信号进行同步检测的同步检测器；以及输出用于同步检测的所述时序信号的时序信号输出部，所述时序信号输出部具有低通滤波器、比较器和第一移相器，将经过所述比较器二值化的且经过所述第一移相器移相的所述振动监控信号作为用于同步检测的所述时序信号。根据本发明专利技术，即使在振动监控信号的低频成分发生变化的情况下仍能够生成“H”间隔与“L”间隔彼此基本相等的用于同步检测的所述时序信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及振动型陀螺传感器(vibratory gyro-sensor)和在振动型陀螺传感器中使用的振动型陀螺电路。
技术介绍
迄今为止，振动型陀螺传感器已经被广泛地用作检测角速度的传感器(例如參见在下文中被称为专利文献1的日本专利公报特开第2006-105896号(第W026]段至第 段、第段以及图1、图6))。如专利文献1的图1中所示，在专利文献1中披露的振动型陀螺传感器设置有振动型陀螺仪31和振动型陀螺电路。振动型陀螺仪31包括布置在振动器32的侧面上的两个压电元件33a和33b。振动型陀螺电路包括加法电路1、振荡电路2、差分放大电路4、同步检测电路5、移相电路3和直流放大电路6。振荡电路2向振动型陀螺仪31输出驱动信号。加法电路1对来自振动型陀螺仪 31的两个压电元件33a和3 的输出信号进行加运算并输出和信号。振荡电路2调整来自加法电路1的和信号的振幅和相位，并且将调整后的信号作为驱动信号提供给振动型陀螺仪31。差分放大电路4根据来自压电元件33a的输出信号与来自压电元件3 的输出信号之间的差输出信号。同步检测电路5根据从移相电路3输出的时序信号同步地对从差分放大电路4输出的信号进行检測。直流放大电路6放大被同步检测电路5同步检测的信号， 并且输出放大后的信号。如专利文献1的图6中所示，移相电路3包括用于对来自加法电路1的输出信号进行移相的移相部(具有积分电路、运算放大器65等)以及比较器66，比较器66用于使从移相部输出的信号ニ值化并且将ニ值化的信号输出作为同步检测电路5的时序信号。一般用来自外围电路的基准变压来代表用作比较器66的阈值电压的信号。从加法电路1输出的信号(下文中称为振动监控信号)是仅在理想条件下具有振动频率成分的正弦波。然而实际上，由于振动型陀螺仪31的阻抗或者振动型陀螺电路的阻抗在电源接通之后随时间而变化，所以上述振动监控信号的低频成分会发生波动。如果发生了这样的现象，那么由于使用固定的基准电位作为比较器66的阈值，所以当振动监控信号被比较器66 ニ值化为时序信号吋，该时序信号就具有彼此不同的“H”间隔和“じ’间隔。当该时序信号被这样移位吋，同步检测电路5就无法准确地同步检测从差分放大电路4输出的信号，从而易于将噪声混入到角速度信号中。
技术实现思路
因此，期望提供例如振动型陀螺传感器等的技木，所述振动型陀螺传感器即使在振动监控信号的低频成分波动的情况下仍能够生成“H”间隔与“L”间隔彼此基本相等的用于同步检测的时序信号。本专利技术实施方案的振动型陀螺传感器包括振动部、同步检测器和时序信号输出部。所述同步检测器与用于同步检测的时序信号成时序匹配关系地对来自所述振动部的检测信号进行同步检測。所述时序信号输出部包括低通滤波器、比较器和第一移相器。所述低通滤波器提取出代表所述振动部的振动状态的振动监控信号的低频成分。所述比较器使用被所述低通滤波器提取出的所述振动监控信号的所述低频成分作为阈值将所述振动监控信号转化为ニ值信号。所述第一移相器对所述振动监控信号进行移相。所述时序信号输出部将经过所述比较器ニ值化的且经过所述第一移相器移相的所述振动监控信号输出作为用于同步检测的所述时序信号。在所述振动型陀螺传感器中，所述比较器使用被所述低通滤波器提取出的所述振动监控信号的所述低频成分作为阈值将所述振动监控信号转化为ニ值信号。由于使用所述振动监控信号的所述低频成分作为所述比较器的阈值，所以即使所述振动监控信号的所述低频成分由于例如所述振动部的阻抗随着时间变化而发生变化，所述比较器的阈值也以跟随所述振动监控信号的这样的变化的方式而发生变化。因此，即使所述振动监控信号的所述低频成分发生变化，所述比较器仍能够生成“H”间隔与“L”间隔彼此基本相等的ニ值信号。因而，所述同步检测器能够以适当的时序对检测信号进行同步检测，从而防止噪声被混入到角速度信号中。所述第一移相器可以在所述比较器将所述振动监控信号转化为所述ニ值信号之后，对所述振动监控信号进行移相。或者，所述第一移相器可以在所述比较器将所述振动监控信号转化为所述ニ值信号之前，对所述振动监控信号进行移相如果所述第一移相器在所述比较器将所述振动监控信号转化为所述ニ值信号之前对所述振动监控信号进行移相，那么所述第一移相器可以是用于对模拟信号进行移相的简单电路布置。由此可以降低所述振动型陀螺传感器的成本。如果所述第一移相器在所述比较器将所述振动监控信号转化为所述ニ值信号之后对所述振动监控信号进行移相，那么所述第一移相器可以包括相位比较器、环路滤波器、 压控振荡器、分频器和时序生成器。所述相位比较器根据由所述比较器转化为所述ニ值信号的所述振动监控信号与比较信号之间的相位差输出相位差信号。所述环路滤波器使所述相位差信号平滑化并且输出频率控制信号。所述压控振荡器输出具有取决于所述频率控制信号的频率特性的振荡信号。所述分频器输出分频信号作为所述比较信号，所述分频信号是通过以预定的比率对所述振荡信号进行分频产生的。所述时序生成器输入所述振荡信号和所述分频信号并且输出转换为所述ニ值信号且经过移相的所述振动监控信号。由于第一移相器具有锁相环(Phase Locked Loop, PLL)的电路布置，所以即使所述振动监控信号的频率发生变化，所述第一移相器也能够以跟随所述振动监控信号的频率的这样的变化的方式准确地对所述ニ值信号进行移相。所述振动型陀螺传感器还可以包括驱动信号输出部。所述驱动信号输出部包括第二移相器和振幅调整器。所述第二移相器对所述振动监控信号进行移相。所述振幅调整器调整所述振动监控信号的振幅。所述驱动信号输出部将经过所述第二移相器移相且经过所述振幅调整器调整振幅的所述振动监控信号输出作为用于所述振动部的驱动信号。在所述振动型陀螺传感器中，所述第一移相器在所述比较器将所述振动监控信号转化为所述ニ值信号之前，对所述振动监控信号进行移相。在此情况下，所述第二移相器可以在所述振幅调整器调整所述振动监控信号的振幅之前对所述振动监控信号进行移相。所述第一移相器与所述第二移相器可以是ー个共用的移相器。由于使用所述ー个共用的移相器作为所述第一移相器和所述第二移相器，所以降低了所述振动型陀螺传感器的成本。在所述振动型陀螺传感器中，所述低通滤波器具有IOOHz以上的截止频率。在所述低通滤波器的所述截止频率被设定为IOOHz以上的情况下，已经通过所述低通滤波器的信号，即用作比较器阈值的信号的任何相位延迟在IHz频率以下处均小于 1°。因此，已经通过所述低通滤波器的信号，即用作所述比较器阈值的信号能够准确地跟随所述振动监控信号的所述低频成分的变化。因此，所述比较器能够生成“H”间隔与“L” 间隔彼此基本相等的ニ值信号。所述低通滤波器可以包括电阻和电容。或者，所述低通滤波器可以包括含有开关电容器的滤波器电路。本专利技术实施方案的振动型陀螺电路包括同步检测器和时序信号输出部。所述同步检测器与用于同步检测的时序信号成时序匹配关系地对来自振动部的检测信号进行同步检測。所述时序信号输出部包括低通滤波器、比较器和第一移相器。所述低通滤波器提取出代表所述振动部的振动状态的振动监控信号的低频成分。所述比较器使用被所述低通滤波器提取出的所述振动监控信号的所述低频成分作为阈值将所述振动监控信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鲛岛寿尚，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：