(57)【要約】【課題】従来の同期検波回路では、出力オフセット等の影響により高精度の角速度算出が困難であった。【解決手段】本発明にかかる同期検波回路は、振幅が変化する角速度検出信号が供給される検出信号入力端子１１９と、角速度検出信号を同期して検波するための基準信号が供給される基準信号入力端子１２１と、を備える。また、基準信号に基づいて角速度検出信号の極性を切替制御することにより、一方の極性のみからなる第１の検波信号及び第１の検波信号を反転した第２の検波信号を生成し、出力する検波信号制御回路１２２と、第１の検波信号及び第２の検波信号の電位差を増幅し同期検波信号として出力する差動アンプ１２７と、を備える。このような回路構成により、出力オフセットを抑制し、高精度の角速度算出が可能である。【選択図】図２
2010175503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅が変化する交流信号が供給される検出信号入力端子と、
前記交流信号を同期して検波するための基準信号が供給される基準信号入力端子と、
前記基準信号に基づいて前記交流信号の極性を切替制御することにより、一方の極性のみからなる第１の検波信号及び前記第１の検波信号を反転した第２の検波信号を生成し、出力する検波信号制御回路と、
前記第１の検波信号及び前記第２の検波信号の電位差を増幅し同期検波信号として出力する差動アンプと、を備えた同期検波回路。
【請求項２】
前記検波信号制御回路は、
前記交流信号の反転信号を出力する反転出力回路と、
前記交流信号の非反転信号を出力する非反転出力回路と、
前記基準信号に基づいて前記反転信号及び前記非反転信号のうちいずれかを選択し、前記第１の検波信号として出力する第１のスイッチ回路と、
前記基準信号に基づいて前記反転信号及び前記非反転信号のうちいずれかを選択し、前記第２の検波信号として出力する第２のスイッチ回路と、を備えた請求項１に記載の同期検波回路。
【請求項３】
前記検波信号制御回路は、
前記交流信号の反転信号を出力する第１の反転出力回路と、
前記交流信号の非反転信号を出力する非反転出力回路と、
前記基準信号に基づいて前記反転信号及び前記非反転信号のうちいずれかを選択し、前記第１の検波信号として出力する第１のスイッチ回路と、
前記第１の検波信号の反転信号を前記第２の検波信号として出力する第２の反転出力回路と、を備えた請求項１に記載の同期検波回路。
【請求項４】
発振信号を生成し出力する発振回路と、
前記発振信号により駆動され、角速度に応じて前記振幅が変化する前記交流信号を出力する振動子と、
前記交流信号が前記検出信号入力端子に供給され、前記発振回路の発振信号に基づいて生成された前記基準信号が前記基準信号入力端子に供給された請求項１〜３のいずれか一項に記載の同期検波回路と、
前記同期検波回路から出力される前記同期検波信号を直流に変換し、前記角速度に応じた直流信号を出力する検波信号直流化回路と、を備えた角速度センサ。
【請求項５】
前記差動アンプは、
前記直流信号を出力するための前記検波信号直流化回路に備えられた増幅回路の増幅率よりも小さい増幅率であることを特徴とする請求項４に記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期検波回路及びこれを用いた角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、角速度センサ等のセンサにおいて、高精度化の要求が高まっている。近年の同期検波回路及びこれを用いた角速度センサに関する技術として、例えば特許文献１に示すような回路が提案されている。図５に特許文献１に記載された同期検波回路及びこれを用いた角速度センサを示す。図５に示す回路は、発振信号を生成し出力する発振回路２０と、発振信号によって駆動され、角速度に応じた電流値を有する検出信号を出力する圧電振動子（振動子）１１と、その検出信号に基づいた直流信号を出力するコリオリ力検出回路４０と、を備える。さらに、コリオリ力検出回路４０は、角速度検出回路５０と、同期検波回路６０と、ＤＣ化出力回路（検波信号直流化回路）７０と、を備える。
【０００３】
発振回路２０において、圧電振動子１１の駆動電極１２ａから供給される電流が、Ｉ／Ｖ（電流／電圧）変換回路２１によって電圧に変換される。Ｉ／Ｖ変換回路２１の出力電圧は、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２３により高周波成分が除去される。ＬＰＦ２３から出力された信号は、増幅率の変化する起動補償回路２４によって増幅される。この増幅された信号の電圧は、ＡＧＣ回路（自動利得制御回路）２５及びバッファアンプ２６を介して駆動電極１２ｂに供給される。なお、ＡＧＣ回路２５は、制御電圧Ｖ３２に基づいて増幅率が制御される増幅回路である。このＡＧＣ回路２５により、電源電圧の変化や周囲温度の変化、あるいは回路部品のばらつき等を打ち消すことができる。つまり、発振回路２０は安定した振幅を有する発振信号を圧電振動子１１に供給することができる。このようにして、発振回路２０が生成する発振信号により、圧電振動子１１が一定の周波数で特定方向に振動する。
【０００４】
さらに、Ｉ／Ｖ変換回路２１の出力電圧はバッファアンプ２７、２８を介して整流回路３０に入力される。整流回路３０に入力された信号は、直流電流（または直流電圧）に変換されて比較手段３２の一方の端子に入力される。また、基準電源回路３１から出力された所定の基準電流（または直流電圧）は、比較手段３２の他方の端子に入力される。この比較手段３２による比較結果は、ＡＧＣ回路２５及び補償制御回路３３に入力される。補償制御回路３３は、比較手段３２による比較結果に基づいて圧電振動子１１が起動期間であるか起動期間経過後の安定期間であるかを検出する。起動補償回路２４は、補償制御回路３３から出力された補償信号Ｓ３３に応じて増幅率を変化させる。つまり、起動期間時において、起動補償回路２４の増幅率を増加させることにより、圧電振動子１１を短時間で起動することができる。
【０００５】
ここで、一定の周波数で特定方向に振動している圧電振動子１１に角速度が加わった場合を考える。このとき、圧電振動子１１に対してコリオリ力Ｆが作用するため、圧電振動子１１の特定方向の振動方向に対して垂直方向に振動が発生する。この振動に応じた電流値を有する検出信号が、圧電振動子１１の検出電極１３ａ、１３ｂから出力される。これらの検出信号の電流は、角速度検出回路５０に設けられたＩ／Ｖ変換回路５１、５２によってそれぞれ電圧に変換される。Ｉ／Ｖ変換回路５１、５２のそれぞれの出力電圧は、差動アンプ５３によって差動増幅された後、角速度検出信号Ｓ５３として出力される。角速度検出信号Ｓ５３は、同期検波回路６０の入力端子に入力される。
【０００６】
同期検波回路６０において、角速度検出信号Ｓ５３は反転出力回路６１に入力される。反転出力回路６１は、角速度検出信号Ｓ５３の反転信号を反転出力信号Ｓ６１として出力する。この反転出力信号Ｓ６１は、スイッチ６３の一方の入力端子に入力される。さらに、角速度検出信号Ｓ５３は非反転出力回路６２に入力される。非反転出力回路６２は、角速度検出信号Ｓ５３の非反転信号を非反転出力信号Ｓ６２として出力する。この非反転出力信号Ｓ６２は、スイッチ６３の他方の入力端子に入力される。スイッチ６３は、発振回路２０に備えられたアンプ２２から出力される基準信号Ｓ２２に基づいて、反転出力信号Ｓ６１と非反転出力信号Ｓ６２との接続の切り替えが制御される。この接続の切り替えによって選択された入力信号が、スイッチ６３の出力端子から検波信号（同期検波信号）Ｓ６３として出力される。このように、同期検波回路６０において、基準信号Ｓ２２に基づいた同期検波が実行される。
【０００７】
同期検波回路６０から出力された検波信号Ｓ６３は、ＤＣ化出力回路７０に入力される。ＤＣ化出力回路７０において、検波信号Ｓ６３はＬＰＦ７１に入力される。ＬＰＦ７１は、検波信号Ｓ６３の振幅に基づいた直流信号を出力する。ＬＰＦ７１から出力された直流信号は増幅回路７２に入力される。増幅回路７２において、感度制御回路７３から与えられる制御信号Ｓ７３に基づいて、ＬＰＦ７１から出力された直流信号に対して感度を補正（調整）する。同様に、増幅回路７２において、０点制御回路７４から与えられる制御信号Ｓ７４に基づいて、ＬＰＦ７１から出力された直流信号に対して０点電圧を補正（調整）する。そして、角速度に比例したＤＣ検出信号Ｓｏｕｔを出力端子７５へ出力する。このＤＣ検出信号Ｓｏｕｔにより、圧電振動子１１に加えられた角速度を算出することができる。
【０００８】
ここで、図５に示す回路の場合、同期検波回路６０から出力された同期検波信号は、後段の直流化出力回路７０に設けられた増幅回路等（例えば、増幅回路７２等）によって増幅された後、直流信号として出力される。このとき、同期検波信号は増幅率の大きな増幅回路等によって増幅させる必要があった。そのため、増幅回路等の出力結果として大きなオフセットが生じていた。なお、一般的に増幅回路等の増幅率が大きくなるほど、出力オフセットは大きくなることが知られている。したがって、図５に示すような回路では、高精度の角速度算出が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−８７０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、従来の同期検波回路では、出力オフセット等の影響により高精度の角速度算出が困難であるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる同期検波回路は、振幅が変化する交流信号（本発明の実施の形態１における角速度検出信号）が供給される検出信号入力端子（本発明の実施の形態１における検出信号入力端子１１９）と、前記交流信号を同期して検波するための基準信号が供給される基準信号入力端子（本発明の実施の形態１における基準信号入力端子１２１）と、前記基準信号に基づいて前記交流信号の極性を切替制御することにより、一方の極性のみからなる第１の検波信号及び前記第１の検波信号を反転した第２の検波信号を生成し、出力する検波信号制御回路（本発明の実施の形態１における検波信号制御回路１２２）と、前記第１の検波信号及び前記第２の検波信号の電位差を増幅し同期検波信号として出力する差動アンプ（本発明の実施の形態１における差動アンプ１２７）と、を備える。
【００１２】
上述のような回路構成により、出力オフセットを抑制し、高精度の角速度算出が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、出力オフセットを抑制し、高精度の角速度算出が可能な同期検波回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる同期検波回路及びそれを用いた角速度センサを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる同期検波回路を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる同期検波回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる同期検波回路を示す図である。
【図５】従来技術の同期検波回路及びそれを用いた角速度センサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１６】
発明の実施の形態１
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１における同期検波回路１０５及びこれを用いた角速度センサ１００である。
【００１７】
まず、図１に示す回路の構成について説明する。図１に示す角速度センサ１００は、発振信号を生成し出力する発振回路１０１と、発振信号によって駆動され、角速度に応じた電流値を有する検出信号を出力する振動子１０２と、その検出信号に基づいた直流信号を出力するコリオリ力検出回路１０３と、を備える。さらに、コリオリ力検出回路１０３は、角速度検出回路１０４と、同期検波回路１０５と、検波信号直流化回路１０６と、を備える。
【００１８】
発振回路１０１は、入力電流を電圧に変換するＩ／Ｖ（電流／電圧）変換回路１０７と、入力電圧を増幅して出力する増幅回路１０８、１１１と、安定した振幅を有する信号を出力するＡＧＣ回路（自動利得制御回路）１０９と、必要な周波数の信号のみを取り出して出力するＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１１０と、発振信号に基づいたパルス信号を出力する基準信号生成回路１１２と、を有する。また、角速度検出回路１０４は、Ｉ／Ｖ変換回路１１３と、Ｉ／Ｖ変換回路１１４と、差動アンプ１１５と、を有する。検波信号直流化回路１０６は、増幅回路１１６と、増幅回路１１８と、ＬＰＦ１１７と、を有する。
【００１９】
振動子１０２の駆動電極５０１ａは、発振回路１０１に設けられたＩ／Ｖ変換回路１０７の入力端子に接続される。発振回路１０１において、Ｉ／Ｖ変換回路１０７の出力端子は、増幅回路１０８の入力端子に接続される。増幅回路１０８の出力端子は、ＡＧＣ回路１０９の入力端子と、基準信号生成回路１１２の入力端子と、に接続される。ＡＧＣ回路１０９の出力端子は、ＢＰＦ１１０の入力端子に接続される。ＢＰＦ１１０の出力端子は、増幅回路１１１の入力端子に接続される。増幅回路１１１の出力端子は、振動子１０２の駆動電極５０１ｂに接続される。基準信号生成回路１１２の出力端子は、コリオリ力検出回路１０３に備えられた同期検波回路１０５の基準信号入力端子１２１に接続される。
【００２０】
振動子１０２の検出電極５０２ａは、角速度検出回路１０４に設けられたＩ／Ｖ変換回路１１４の入力端子に接続される。振動子１０２の検出電極５０２ｂは、角速度検出回路１０４に設けられたＩ／Ｖ変換回路１１３の入力端子に接続される。角速度検出回路１０４において、Ｉ／Ｖ変換回路１１３の出力端子は、差動アンプ１１５の一方の端子に接続される。Ｉ／Ｖ変換回路１１４の出力端子は、差動アンプ１１５の他方の端子に接続される。差動アンプ１１５の出力端子は、同期検波回路１０５の検出信号入力端子１１９に接続される。同期検波回路１０５の同期検波信号出力端子１２０は、検波信号直流化回路１０６に設けられた増幅回路１１６の入力端子に接続される。検波信号直流化回路１０６において、増幅回路１１６の出力端子は、ＬＰＦ１１７の入力端子に接続される。ＬＰＦ１１７の出力端子は、増幅回路１１８の入力端子に接続される。増幅回路１１８の出力端子は、角速度センサ１００の外部出力端子１２８に接続される。
【００２１】
同期検波回路１０５の詳細な回路構成を図２に示す。図２に示す回路は、検波信号制御回路１２２と、差動アンプ１２７と、を備える。また、検波信号制御回路１２２は、非反転出力回路１２３と、反転出力回路１２４と、スイッチ回路（第１のスイッチ回路）１２５と、スイッチ回路（第２のスイッチ回路）１２６と、を有する。
【００２２】
同期検波回路１０５において、検出信号入力端子１１９は、非反転出力回路１２３の入力端子と、反転出力回路１２４の入力端子と、に接続される。非反転出力回路１２３の出力端子は、スイッチ回路１２５の一方の入力端子と、スイッチ回路１２６の一方の入力端子と、に接続される。反転出力回路１２４の出力端子は、スイッチ回路１２５の他方の入力端子と、スイッチ回路１２６の他方の入力端子と、に接続される。また、基準信号入力端子１２１は、スイッチ回路１２５の切替制御端子と、スイッチ回路１２６の切替制御端子と、に接続される。スイッチ回路１２５の出力端子は、差動アンプ１２７の一方の入力端子に接続される。スイッチ回路１２６の出力端子は、差動アンプ１２７の他方の入力端子に接続される。差動アンプ１２７の出力端子は、同期検波信号出力端子１２０に接続される。
【００２３】
次に、図１及び図２に示す回路の動作について説明する。発振回路１０１において、振動子１０２の駆動電極５０１ａから供給される電流が、Ｉ／Ｖ変換回路１０７によって電圧に変換される。なお、Ｉ／Ｖ変換回路は、例えばカレントアンプ等で構成されている。Ｉ／Ｖ変換回路１０７の出力電圧は、増幅回路１０８によって増幅される。増幅回路１０８から出力された信号は、ＡＧＣ回路１０９に入力される。なお、ＡＧＣ回路１０９は、入力信号の電圧に応じて増幅率が制御される増幅回路である。このＡＧＣ回路１０９により、電源電圧の変化や周囲温度の変化、あるいは回路部品のばらつき等による発振信号の誤差成分を打ち消すことができる。つまり、ＡＧＣ回路１０９は、安定した振幅を有する発振信号を出力することができる。すなわち、発振回路１０１は安定した振幅を有する発振信号を振動子１０２に供給することができる。
【００２４】
ＡＧＣ回路１０９から出力された信号は、ＢＰＦ１１０によって所定の周波数の発振信号が出力される。ＢＰＦ１１０から出力された信号は、増幅回路１１１によって増幅される。増幅回路１１１から出力された信号は、振動子１０２の駆動電極５０１ｂに供給される。このように、発振回路１０１から出力された発振信号が振動子１０２に供給されることにより、振動子１０２が一定の周波数で特定方向に振動する。
【００２５】
増幅回路１０８から出力された信号は、さらに基準信号生成回路１１２に入力される。なお、増幅回路１０８から出力される信号は、振動子１０２に供給される発振信号と同一周波数及び同位相の交流信号である。基準信号生成回路１１２は、この交流信号と同じ周波数を有するパルス信号を基準信号として出力する。また、この基準信号は、基準信号生成回路１１２に入力される交流信号に対して９０度の位相差を有するように制御される。
【００２６】
ここで、一定の周波数で特定方向に振動している振動子１０２に角速度が加わった場合を考える。このとき、振動子１０２に対してコリオリ力が作用するため、振動子１０２の特定方向の振動に対して垂直方向に振動が発生する。つまり、基準信号生成回路１１２から出力される基準信号は、コリオリ力に基づいて検出される信号と同一周波数及び同位相のパルス信号である。
【００２７】
前述のように、振動子１０２に角速度が加わると、振動子１０２の特定方向の振動方向に対して垂直方向に振動が発生する。この振動に応じた電流値を有する検出信号が、振動子１０２の検出電極５０２ａ、５０２ｂから出力される。これらの検出信号の電流は、角速度検出回路１０４に設けられたＩ／Ｖ変換回路１１３、１１４によってそれぞれ電圧に変換される。Ｉ／Ｖ変換回路１１３、１１４のそれぞれの出力電圧は、差動アンプ１１５によって差動増幅された後、角速度検出信号として出力される。この角速度検出信号は、同期検波回路１０５の検出信号入力端子に入力される。
【００２８】
同期検波回路１０５において、角速度検出回路１０４に設けられた差動アンプ１１５から出力された角速度検出信号が、検出信号入力端子１１９に供給される。この角速度検出信号は、非反転出力回路１２３及び反転出力回路１２４に入力される。非反転出力回路１２３は、角速度検出信号の非反転信号（以下、単に非反転信号と称す）を出力する。反転出力回路１２４は、角速度検出信号の反転信号（以下、単に反転信号と称す）を出力する。非反転出力回路１２３から出力された非反転信号は、スイッチ回路１２５の一方の入力端子と、スイッチ回路１２６の一方の入力端子と、に入力される。反転出力回路１２４から出力された反転信号は、スイッチ回路１２５の他方の入力端子と、スイッチ回路１２６の他方の入力端子と、に入力される。
【００２９】
また、発振回路１０１に設けられた基準信号生成回路１１２から出力された基準信号が、基準信号入力端子１２１に供給される。この基準信号は、スイッチ回路１２５の切替制御端子と、スイッチ回路１２６の切替制御端子と、に入力される。ここで、スイッチ回路１２５は、基準信号に基づいて反転信号と非反転信号との接続の切り替えが制御される。この接続の切り替えによって選択された入力信号が、スイッチ回路１２５の出力端子から第１の検波信号として出力される。同様に、スイッチ回路１２６は、基準信号に基づいて反転信号と非反転信号との接続の切り替えが制御される。この接続の切り替えによって選択された入力信号が、スイッチ回路１２６の出力端子から第２の検波信号として出力される。
【００３０】
なお、基準信号生成回路１１２から出力される基準信号は、コリオリ力に基づいて検出される信号と同一周波数及び同位相のパルス信号である。したがって、検出信号入力端子１１９に供給される角速度検出信号から、コリオリ力に基づく振動成分を同期させて検波（同期検波）することが可能である。
【００３１】
また、例えば、基準信号の電圧がハイレベルのとき、スイッチ回路１２５の入力信号として非反転信号が選択されるとする。また、基準信号の電圧がロウレベルのとき、スイッチ回路１２５の入力信号として反転信号が選択されるとする。この場合、スイッチ回路１２６においては、基準信号の電圧がハイレベルのとき、スイッチ回路１２６の入力信号として反転信号が選択される。また、基準信号の電圧がロウレベルのとき、スイッチ回路１２６の入力信号として非反転信号が選択される。つまり、第２の検波信号は、第１の検波信号の反転信号である。
【００３２】
スイッチ回路１２５から出力された第１の検波信号は、差動アンプ１２７の一方の入力端子に入力される。スイッチ回路１２６から出力された第２の検波信号は、差動アンプ１２７の他方の入力端子に入力される。差動アンプ１２７は、第１の検波信号と第２の検波信号の電位差を増幅し、同期検波信号出力端子１２０に供給する。このように、同期検波回路１０５において、基準信号に基づいて角速度検出信号の同期検波が実行される。
【００３３】
同期検波回路１０５の動作について図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３に示すように、検出信号入力端子１１９に供給される角速度検出信号は、主として２種類の信号成分によって形成される。つまり、角速度検出信号は、発振回路１０１が振動子１０２に与える振動と同位相のノイズ等に基づく信号成分と、コリオリ力に基づいて検出される逆位相の信号成分と、によって形成される合成派である。
【００３４】
ここで、基準信号生成回路１１２から出力される基準信号は、コリオリ力に基づいて検出される信号成分と同一周波数及び同位相のパルス信号である。したがって、角速度検出信号から、コリオリ力に基づく信号成分のみを同期させて検波（同期検波）することが可能である。ここで、コリオリ力に基づく信号成分のみに着目して動作を説明する。前述のように、検出信号入力端子１１９に供給された角速度検出信号は、非反転出力回路１２３及び反転出力回路１２４に入力される。図３に示すように、非反転出力回路１２３から角速度検出信号の非反転信号が出力される。また、反転出力回路１２４から角速度検出信号の反転信号が出力される。
【００３５】
例えば、基準信号の電圧がハイレベルのとき、スイッチ回路１２５の入力信号として非反転信号が選択される。また、基準信号の電圧がロウレベルのとき、スイッチ回路１２５の入力信号として反転信号が選択される。一方、スイッチ回路１２６においては、基準信号の電圧がハイレベルのとき、スイッチ回路１２６の入力信号として反転信号が選択される。また、基準信号の電圧がロウレベルのとき、スイッチ回路１２６の入力信号として非反転信号が選択される。つまり、第２の検波信号は、第１の検波信号の反転信号である。
【００３６】
このとき、図３に示すように、スイッチ回路１２５から、正極性の同期検波信号が第１の検波信号として出力される。一方、スイッチ回路１２６から、負極性の同期検波信号が第２の検波信号として出力される。なお、図３に示すように、第２の検波信号は、第１の検波信号の反転信号である。第１の検波信号は差動アンプ１２７の一方の入力端子に入力される。第２の検波信号は、差動アンプ１２７の他方の入力端子に入力される。差動アンプ１２７は、第１の検波信号と第２の検波信号の電位差を増幅し、同期検波信号として出力する。
【００３７】
ここで、従来の同期検波回路及びこれを用いた角速度センサは、例えば、図３における第１の検波信号と同等の結果を後段の増幅回路により増幅させていた。このとき、第１の検波信号を増幅させるために大きな増幅率の増幅回路を備える必要があった。一方、図１及び図２に示す回路は、第１の検波信号とその反転信号である第２の検波信号とを差動増幅回路により増幅させている。つまり、第１の検波信号のみよりも大きな電位差を有する信号対により差動増幅させている。したがって、従来よりも小さな増幅率の増幅回路（例えば、図２における差動アンプ１２７）を用いることができる。それにより、増幅回路の出力オフセットを抑制することができる。つまり、角速度センサ１００は精度の高い角速度算出を行うことが可能である。
【００３８】
なお、ノイズ等に基づく不要信号成分は、基準信号によって同期検波されない。この不要信号成分は、例えば、図３に示すように同期検波信号の不要信号分として出力される。なお、同期検波信号は、コリオリ力に基づく信号成分と、ノイズ等に基づく不要信号成分と、によって形成される合成波であるが、図３では説明のため各波形を別々に表している。差動アンプ１２７から出力される同期検波信号の不要信号分の波形は、例えば、後段の検波信号直流化回路１０６に設けられたＬＰＦ１１７等によって取り除かれる。
【００３９】
図１において、同期検波回路１０５の同期検波信号出力端子１２０から出力された検波信号は、検波信号直流化回路１０６に入力される。検波信号直流化回路１０６において、入力された検波信号は、増幅回路１１６によって増幅される。増幅回路１１６から出力された信号は、ＬＰＦ１１７に入力される。ＬＰＦ１１７は、入力された信号の振幅に基づいた直流信号を出力する。ＬＰＦ１１７から出力された直流信号は増幅回路１１８によって増幅される。増幅回路１１８から出力された信号は、角速度センサ１００の外部出力端子１２８に供給される。角速度センサ１００において、外部出力端子１２８から出力された直流信号に基づいて振動子１０２に加えられた角速度を算出することができる。
【００４０】
以上のように、本発明の実施の形態では、同期検波回路１０５において、第１の検波信号と、第１の検波信号の反転信号である第２の検波信号を生成する。それにより、従来よりも増幅率の小さな増幅回路（例えば、図２における差動アンプ１２７）を用いて同期検波信号を増幅させることができる。そのため、角速度センサ１００の外部出力端子１２８から出力される信号は、増幅回路による出力オフセットの影響を抑制することができる。つまり、角速度センサ１００は精度の高い角速度算出を行うことが可能である。
【００４１】
なお、このような回路構成は、実施の形態の一例を示したに過ぎず、趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更が可能である。例えば、本実施の形態では、発振回路１０１に増幅回路１０８、１１１、ＢＰＦ１１０等が備えられた場合の例について説明したが、これに限られない。振動子１０２に対して安定した周波数の発振信号を供給できる発振回路であれば異なる回路構成でも良い。例えば、ＢＰＦ１１０の代わりにＬＰＦを用いる回路構成でも良い。
【００４２】
また、検波信号直流化回路１０６は、増幅回路１１６、１１８が設けられた場合の例について説明したが、これに限られない。すなわち、検波信号直流化回路１０６は、同期検波信号を所望の直流信号に変換できる回路構成であればよい。例えば、増幅回路が１つの場合の回路構成でも適用可能である。また、増幅回路を複数有する回路構成も適用可能である。あるいは、感度制御用回路や０点制御用回路等をさらに追加した回路構成でも適用可能である。
【００４３】
また、差動アンプ１２７が同期検波回路１０５に備えられた場合の例について説明したが、これに限られない。例えば、同期検波回路１０５に備えられた差動アンプ１２７を、検波信号直流化回路１０６の増幅回路１１６の代わりに備えた場合の回路構成でも良い。これにより、増幅率の大きな（出力オフセットの大きな）増幅回路１１６を、増幅率の小さな（出力オフセットの小さな）差動増幅回路１２７に置き換えることが可能である。
【００４４】
発明の実施の形態２
図４は本発明の実施の形態２における同期検波回路１０５ａである。図４に示す回路は、図２と比較してスイッチ回路１２６を備えない。そして、図４に示す回路は、図２と比較して反転出力回路１２９をさらに備える。なお、同期検波回路１０５ａは、図１に示す同期検波回路１０５の代わりに備えることにより、本発明の実施の形態１と同等の機能を有する角速度センサを構成することができる。
【００４５】
同期検波回路１０５ａにおいて、検出信号入力端子１１９は、非反転出力回路１２３の入力端子と、反転出力回路１２４の入力端子と、に接続される。非反転出力回路１２３の出力端子は、スイッチ回路１２５の一方の入力端子に接続される。反転出力回路１２４の出力端子は、スイッチ回路１２５の他方の入力端子に接続される。また、基準信号入力端子１２１は、スイッチ回路１２５の切替制御端子に接続される。スイッチ回路１２５の出力端子は、差動アンプ１２７の一方の入力端子に接続される。また、スイッチ回路１２５の出力端子は、反転出力回路１２９の入力端子に接続される。反転出力回路１２９の出力端子は、差動アンプ１２７の他方の入力端子に接続される。差動アンプ１２７の出力端子は、同期検波信号出力端子１２０に接続される。
【００４６】
発明の実施の形態１で説明したように、スイッチ回路１２５から第１の検波信号が出力される。第１の検波信号は、差動アンプ１２７の一方の入力端子に入力される。また、第１の検波信号は、反転出力回路１２９の入力端子に入力される。反転出力回路１２９は、第１の検波信号の反転信号を第２の検波信号として出力する。第２の検波信号は、差動アンプ１２７の他方の入力端子に入力される。差動アンプ１２７は、第１の検波信号と第２の検波信号の電位差を増幅し、同期検波信号として出力する。同期検波回路及びこれを用いた角速度センサにおいて、その他の動作は発明の実施の形態１の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
このように、同期検波回路１０５ａにおいて、第１の検波信号と、第１の検波信号の反転信号である第２の検波信号を生成する。それにより、従来よりも増幅率の小さな増幅回路（例えば、図４における差動アンプ１２７）を用いて同期検波信号を増幅させることができる。そのため、角速度センサ１００の外部出力端子１２８から出力される信号は、増幅回路による出力オフセットの影響を抑制することができる。つまり、角速度センサ１００は精度の高い角速度算出を行うことが可能である。
【００４８】
なお、このような回路構成は、実施の形態の一例を示したに過ぎず、趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更が可能である。例えば、本実施の形態では、スイッチ回路１２５から出力される信号が差動アンプ１２７の一方の端子に直接入力された場合の例について説明したがこれに限られない。例えば、スイッチ回路１２５の出力端子と、差動アンプ１２７の一方の入力端子との間に、非反転出力回路を介した回路構成も適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  角速度センサ
１０１  発振回路
１０２  振動子
１０３  コリオリ力検出回路
１０４  角速度検出回路
１０５  同期検波回路
１０５ａ  同期検波回路
１０６  検波信号直流化回路
１０７  Ｉ／Ｖ変換回路
１０８  増幅回路
１０９  ＡＧＣ回路
１１０  ＢＰＦ
１１１  増幅回路
１１２  基準信号生成回路
１１３  Ｉ／Ｖ変換回路
１１４  Ｉ／Ｖ変換回路
１１５  差動アンプ
１１６  増幅回路
１１７  ＬＰＦ
１１８  増幅回路
１１９  検出信号入力端子
１２０  同期検波信号出力端子
１２１  基準信号入力端子
１２２  検波信号制御回路
１２２ａ  検波信号制御回路
１２３  非反転出力回路
１２４  反転出力回路
１２５  スイッチ回路
１２６  スイッチ回路
１２７  差動アンプ
１２８  外部出力端子
１２９  反転出力回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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