(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が第１固定電極、可動電極、及び第２固定電極を有する振動式センサの何れか１つの電極に接続され、他端が第１電位に接続される第１抵抗と、
一端が前記第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源に接続される第１コンデンサと、
第１端子が前記第１コンデンサの他端に接続され、第２端子が第１出力端子に接続され、制御端子が第１電圧源と接続される第１トランジスタと、
一端が前記第１トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第２電位に接続される第２抵抗と、
を備えることを特徴とする電流電圧変換回路。
【請求項２】
一端が第１固定電極、可動電極、及び第２固定電極を有する振動式センサの何れか一方の固定電極に接続され、他端が第１電位に接続される第１抵抗と、
一端が前記第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源に接続される第１コンデンサと、
第１端子が前記第１コンデンサの他端に接続され、第２端子が第１出力端子に接続され、制御端子が第１電圧源と接続される第１トランジスタと、
一端が前記第１トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第２電位に接続される第２抵抗と、
一端が前記振動式センサの何れか他方の固定電極に接続され、他端が第３電位に接続される第３抵抗と、
一端が前記第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源に接続される第２コンデンサと、
第１端子が前記第２コンデンサの他端に接続され、第２端子が第２出力端子に接続され、制御端子が第２電圧源と接続される第２トランジスタと、
一端が前記第２トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第４電位に接続される第４抵抗と、
を備えることを特徴とする電流電圧変換回路。
【請求項３】
第１固定電極、バイアス電源に接続された可動電極としての振動子、及び第２固定電極を有する振動式センサと、
前記振動式センサの何れか一方の固定電極に接続された請求項１に記載の電流電圧変換回路と、
入力が前記電流電圧変換回路の出力に接続される振幅検出器と、
一方の入力が前記振幅検出器の出力に接続され、他方の入力が第３電圧源に接続される誤差積分器と、
一方の入力が前記電流電圧変換回路の出力に接続され、他方の入力が前記誤差積分器の出力に接続されるアッテネータと、
入力に前記アッテネータの出力が接続され、出力に前記振動式センサの何れか他方の固定電極が接続されるバッファと、
を備えることを特徴とする自励発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流電圧変換回路及び自励発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、振動子の静電容量変化を電圧変化に変換して出力する回路が提案されている。特許文献１に記載の技術では、演算増幅器、抵抗、及びコンデンサによって構成されている変換回路によって、振動子の静電容量変化を電圧変化に変換する。
【０００３】
また、特許文献２では、ベースを接地したトランジスタとコンデンサとを用いて電流変化を電圧変化に変換する回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７１４９８号公報
【特許文献２】特公昭４６−２７６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、演算増幅器において、入力が０の場合に出力に現れる電圧（出力オフセット）を入力値に換算した入力オフセット電圧が発生する。そして、この入力オフセット電圧は、温度、経年変化、高周波ほど確実に小さくなるフリッカー雑音などの影響によって変動する。入力オフセット電圧が変化すると、演算増幅器によって変換される振動子の電圧変化において、出力される電圧値の周波数や振幅に対する誤差となる。また、特許文献１に記載の技術では、演算増幅器を駆動するための消費電流が発生する。演算増幅器のＳＮ比（信号と雑音との比）を向上させたり、演算増幅器の帯域を広くすると、この消費電流は一般的に増加する。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術では、トランジスタを用いることで演算増幅器を用いる場合と比較して消費電流を低減できる場合がある。しかしながら、特許文献２に記載の技術では、出力電圧を得るために変換を行うトランジスタをＯＮ状態にして、トランジスタのコレクタに電流を流す必要がある。しかしながら、０．３〜０．６Ｖ程度のトランジスタにおけるベースとエミッタとの間の電圧差が必要なため、微小な入力信号を変換することができない。また、特許文献２に記載の技術では、入力電流の大きさが変化し、トランジスタにおけるベースとエミッタとの間の電圧差が０．３〜０．６Ｖ以下の場合、電流変換動作が停止してしまうため、トランジスタから出力される電流の波形が歪むときがある。さらに、特許文献２に記載の技術では、電流の検出にコンデンサを用いているため、このコンデンサのトランジスタに接続される端子側の電位が安定するまでに時間がかかる。このため、特許文献２に記載の技術を用いて、振動子の出力電流変化を電圧変化に変換しようとすると、上述したような問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、センサの出力電極の電位の変化を低減することができ、回路の消費電流を低減することができる電流電圧変換回路及び自励発振回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電流電圧変換回路（４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、４Ｊ、４Ｋ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１、振動子２２、第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１）と、一端が前記第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３、１１０３、１２０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２、１００２、１１０２、１２０２）と、第１端子が前記第１コンデンサの他端に接続され、第２端子が第１出力端子（Ｔ１、Ｔ１１、Ｔ１２）に接続され、制御端子が第１電圧源（電圧源１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５、８０５、９０５、１００５、１１０５、１２０５、５１５、６１５、７１５、８１５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、１２０４）と、一端が前記第１トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６、９０６、１００６、１１０６、１２０６）と、を備える。
（２）また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電流電圧変換回路（４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１または第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗５０１、６０１、７０１、８０１）と、一端が前記第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源５０３、６０３、７０３、８０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ５０２、６０２、７０２、８０２）と、第１端子が前記第１コンデンサの他端に接続され、第２端子が第１出力端子（Ｔ１１）に接続され、制御端子が第１電圧源（電圧源５０５、６０５、７０５、８０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ５０４、６０４、７０４、８０４）と、一端が前記第１トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗５０６、６０６、７０６、８０６）と、一端が前記センサの他方の電極（第１固定電極２１または第２固定電極２３）に接続され、他端が第３電位（Ｖ３）に接続される第３抵抗（抵抗５１１、６１１、７１１、８１１）と、一端が前記第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源（電流源５１３、６１３、７１３、８１３）に接続される第２コンデンサ（コンデンサ５１２、６１２、７１２、８１２）と、第１端子が前記第２コンデンサの他端に接続され、第２端子が第２出力端子（Ｔ１２）に接続され、制御端子が第２電圧源（電圧源５１５、６１５、７１５、８１５）と接続される第２トランジスタ（トランジスタ５１４、６１４、７１４、８１４）と、一端が前記第２トランジスタの前記第２端子に接続され、他端が第４電位（Ｖ４）に接続される第４抵抗（抵抗５１６、６１６、７１６、８１６）と、を備える。
（３）また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る自励発振回路１は、（１）に記載の電流電圧変換回路（４）と、入力が前記電流電圧変換回路の出力に接続される振幅検出器（５）と、一方の入力が前記振幅検出器の出力に接続され、他方の入力が電圧源に接続される誤差積分器（７）と、一方の入力が前記電流電圧変換回路の出力に接続され、他方の入力が前記誤差積分器の出力に接続されるアッテネータ（８）と、入力に前記アッテネータの出力が接続され、出力に前記センサ（振動式センサ２）の他方の電極（第１固定電極２１または第２固定電極２３）が接続されるバッファ（９）と、を備え、前記センサは、バイアス電源に接続された振動子（２２）を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、センサの出力電極の電位の変化を低減することができ、回路の消費電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る電流電圧変換回路を用いた自励発振回路の概略ブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るＰＭＯＳを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図３】第２実施形態に係るＮＭＯＳを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図４】第３実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図５】第４実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図６】第５実施形態に係るＰＭＯＳを用いた２系統の電流電圧変換回路の回路図である。
【図７】第６実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた２系統の電流電圧変換回路の回路図である。
【図８】第７実施形態に係るＮＭＯＳを用いた２系統の電流電圧変換回路の回路図である。
【図９】第８実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた２系統の電流電圧変換回路の回路図である。
【図１０】第９実施形態に係るＰＭＯＳを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図１１】第１０実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図１２】第１１実施形態に係るＮＭＯＳを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【図１３】第１２実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた電流電圧変換回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
【００１３】
図１は、本実施形態に係る電流電圧変換回路を用いた自励発振回路１の概略ブロック図である。
図１に示すように、自励発振回路１は、振動式センサ２、バイアス電源３、電流電圧変換回路４、振幅検出器５、電圧源６、誤差積分器７、アッテネータ８、及びバッファ９を含んで構成される。
【００１４】
振動式センサ２は、第１固定電極２１（入力電極）、振動子２２、及び第２固定電極２３（出力電極）を備えている。なお、本発明において、電極とは、第１固定電極２１（入力電極）、振動子２２、及び第２固定電極２３（出力電極）のうち、少なくとも１つをいう。第１固定電極２１には、バッファ９から駆動信号が入力される。振動子２２には、バイアス電源３からバイアス電圧が供給される。第２固定電極２３は、出力電流を電流電圧変換回路４に出力する。なお、出力電流は交流電流である。振動子２２が振動していない場合、第１固定電極２１と振動子２２とは第１間隔を有し、振動子２２と第２固定電極２３とは第２間隔を有している。振動子２２が自励発振によって振動すると第２間隔が変化するため、第１固定電極２１と振動子２２との間の静電容量が変化する。そして、振動式センサ２は、振動子２２が振動すると電荷を一定に保つため、静電容量の変化に応じて第２固定電極２３から出力電流を出力する。
【００１５】
バイアス電源３は、負極側が接地され、正極側が振動式センサ２の振動子２２に接続される。バイアス電源３は、直流電圧源である。
【００１６】
電流電圧変換回路４は、振動式センサ２の出力電極の電位を所定の電位に固定する。また、電流電圧変換回路４は、振動式センサ２から入力された電流を電圧に変換し、変換した電圧を振幅検出器５とアッテネータ８とに出力する。電流電圧変換回路４の構成については、後述する。
【００１７】
振幅検出器５は、電流電圧変換回路４から入力された電圧の振幅の大きさを検出し、検出した振幅の大きさを示す電圧を誤差積分器７に出力する。
電圧源６は、直流電圧源であり、負極側が接地され、正極側が誤差積分器７に接続される。電圧源６の電圧値は、振動子２２が、第１固定電極２１及び第２固定電極２３に衝突しないように振動できる電圧値である。
誤差積分器７は、電圧源６から入力される電圧と、振幅検出器５から入力される電圧との誤差を積分し、積分した信号を減衰比設定信号としてアッテネータ８に出力する。
【００１８】
アッテネータ８は、電流電圧変換回路４から入力された電圧の振幅の大きさを減衰比設定信号に応じて減衰させ、減衰させた信号を、バッファ９を介して第１固定電極２１に供給する。このように、アッテネータ８で第１固定電極２１に供給する信号の大きさを調整する理由は、振動子２２が、第１固定電極２１及び第２固定電極２３に衝突しないように振動するように制御するためである。
バッファ９は、増幅率が１倍のバッファ回路である。
【００１９】
以上のように、本実施形態の自励発振回路１は、電流電圧変換回路（４）と、入力が電流電圧変換回路の出力に接続される振幅検出器（５）と、一方の入力が振幅検出器の出力に接続され、他方の入力が電圧源に接続される誤差積分器（７）と、一方の入力が電流電圧変換回路の出力に接続され、他方の入力が誤差積分器の出力に接続されるアッテネータ（８）と、入力にアッテネータの出力が接続され、出力にセンサ（振動式センサ２）の他方の電極（第１固定電極２１または第２固定電極２３）が接続されるバッファ（９）と、を備え、センサは、バイアス電源に接続された振動子（２２）を備える。
【００２０】
この構成によって自励発振回路１では、振幅検出器５と誤差積分器７とによって、減衰比を随時調整することで、振動式センサ２によって発振された信号の振幅が一定値となるように調整することができる。また、この構成によって、電流電圧変換回路４が振動式センサ２の出力電極の電位を所定の電位に固定することができる。これにより、振動式センサ２の出力電極の電位の変化を低減することができるため、振動式センサ２の振動子２２のバイアス電圧が安定する。この結果、本実施形態の自励発振回路１によれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。このように、発振周波数を安定させることができるので、振動式センサ２を自励発振させ、発振信号を基準クロックとして用いた場合は、基準クロックの周波数の安定度を向上させることができる。
【００２１】
図２は、本実施形態に係るＰＭＯＳを用いた電流電圧変換回路４の回路図である。
図２に示すように、電流電圧変換回路４は、抵抗１０１（第１抵抗）、コンデンサ１０２（第１コンデンサ）、電流源１０３（第１電流源）、トランジスタ１０４（第１トランジスタ）、電圧源１０５（第１電圧源）、抵抗１０６（第２抵抗）、端子Ｔ１、及び端子Ｔ２を含んで構成される。また、電流電圧変換回路４には、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。なお、図２においては、振動式センサ２の第１固定電極２１を省略して図示している。
【００２２】
抵抗１０１は、一端が振動式センサ２の第２固定電極２３とコンデンサ１０２の一端とに接続され、他端が接地される。なお、抵抗１０１は、電流電圧変換回路４に入力される電位を固定する働きをする。このため、抵抗１０１の他端が接続される電位（第１電位Ｖ１）は、グランド（０Ｖ）でもよく、または正の電源電圧（ＶＤＤ）でもよく、負の電源電圧（ＶＥＥ）でもよく、所定の基準電圧（Ｖｒｅｆ）等でもよい。正の電源電圧（ＶＤＤ）とは、例えば５Ｖであり、負の電源電圧（ＶＥＥ）とは例えば−５Ｖであり、所定の基準電圧（Ｖｒｅｆ）とは、例えば２．５Ｖである。また、抵抗１０１のインピーダンスは、例えば１ＭΩである。また、バイアス電源３の負極側と、抵抗１０１との他端とは、配線パターンが近い方が、ノイズの影響を受けにくく、かつ電位の変動の影響を受けにくくなるため、好ましい。
【００２３】
コンデンサ１０２は、他端が電流源１０３の出力端とトランジスタ１０４のソース（第１端子）とに接続される。また、コンデンサ１０２の容量は、次式（１）の関係を満たす容量であり、例えば０．１μＦである。なお、下式において、ｆｃは、抵抗１０１とコンデンサ１０２とによる共振周波数である。
【００２４】
１／（２πｆｃ）＜＜抵抗１０１のインピーダンス［Ω］
【００２５】
電流源１０３は、トランジスタ１０４をオン状態にするためのアイドリング電流を供給する。また、電流源１０３は、正の電源電圧（ＶＤＤ）から電力の供給を受ける。電流源１０３のインピーダンスは、例えば数ＭΩである。また、電流源１０３からトランジスタ１０４に供給される電流値は、例えば１０μＡである。
【００２６】
トランジスタ１０４は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ（ＰＭＯＳ）である。トランジスタ１０４は、ゲート（制御端子）が電圧源１０５の正極側に接続され、ドレイン（第２端子）が抵抗１０６の一端と端子Ｔ１とに接続される。トランジスタ１０４のソースとドレインとの間のインピーダンスは、例えば数百ｋΩである。また、正の電源電圧（ＶＤＤ）が５Ｖの場合、コンデンサ１０２の他端とソースとの接点の電位は、例えば３．５Ｖであり、ドレインと抵抗１０６の一端と端子Ｔ１との接点の電位は、例えば２Ｖ（＝１０μＡ（電流源１０３から供給される電流値）×２００ｋΩ（抵抗１０６の抵抗値））である。
【００２７】
抵抗１０６は、他端が接地（第２電位Ｖ２）される。第２電位Ｖ２は、第１電位Ｖ１と同じであっても、異なっていてもよい。抵抗１０６の抵抗値は、例えば２００ｋΩである。
端子Ｔ２は、接地される。端子Ｔ１と端子Ｔ２の間の電圧が、電流電圧変換回路４の出力電圧である。
【００２８】
ここで、電流電圧変換回路４の動作について説明する。
振動式センサ２の第２固定電極２３から出力された出力電流は、最もインピーダンスの低い経路に流れる。上述したように、トランジスタ１０４のソースとドレインとの間のインインピーダンスが抵抗１０１及び電流源１０３のインピーダンスより低いため、ほとんど全ての出力電流は、トランジスタ１０４のソースに流れ込む。
そして、ソースに流れ込んだ電流は、ゲートが絶縁されているため、ドレインに流れる。
ドレインに流れた電流は、ドレインに接続されている抵抗１０６によって電圧に変換される。
【００２９】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗１０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源１０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ１０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源１０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ１０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗１０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４）において、第２電圧の電圧値は０Ｖであり、第１トランジスタ（トランジスタ１０４）は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタである。
【００３０】
この構成によって、本実施形態の電流電圧変換回路４によれば、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を抵抗１０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。これにより、振動式センサ２の出力電極の電位の変化を低減することができるため、振動式センサ２の振動子２２のバイアス電圧が安定する。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４によれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
このように、発振周波数を安定させることができるので、振動式センサ２を自励発振させ、発振信号を基準クロックとして用いた場合は、基準クロックの周波数の安定度を向上させることができる。
【００３１】
また、電流電圧変換回路４におけるトランジスタ１０４の駆動電流は、例えば１０μＡである。この駆動電流が、電流電圧変換回路４の消費電流に相当する。
一方、従来技術で説明したように演算増幅器を用いて電流電圧変換を行う場合、この演算増幅器の消費電流は、２００μＡ程度である。すなわち、本実施形態の電流電圧変換回路４によれば、従来例と比較して消費電流を１／２０程度に低減することができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、電流電圧変換回路４にＰＭＯＳを用いる例を説明したが、本実施形態ではＮ型ＭＯＳトランジスタ（ＮＭＯＳ）を用いる例を説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るＮＭＯＳを用いた電流電圧変換回路４Ａの回路図である。
図３に示すように、電流電圧変換回路４Ａは、抵抗２０１（第１抵抗）、コンデンサ２０２（第１コンデンサ）、電流源２０３（第１電流源）、トランジスタ２０４（第１トランジスタ）、電圧源２０５（第１電圧源）、及び抵抗２０６（第２抵抗）を含んで構成される。また、電流電圧変換回路４Ａには、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。なお、図３においては、端子Ｔ２、振動式センサ２の第１固定電極２１を省略して図示している。
また、この電流電圧変換回路４Ａの出力電圧を振幅検出器５及びアッテネータ８に出力することで、電流電圧検出回路（図１）を構成するようにしてもよい。
【００３４】
抵抗２０１は、抵抗１０１（図２）に相当する。抵抗２０１のインピーダンスは、例えば１ＭΩである。抵抗２０１は、抵抗１０１と同様に電流電圧変換回路４Ａに入力される電位を固定する働きをする。抵抗２０１の他端の第１電位Ｖ１は、グランド（０Ｖ）、正の電源電圧（ＶＤＤ）、負の電源電圧（ＶＥＥ）、所定の基準電圧（Ｖｒｅｆ）等のうち、いずれか１つであってもよい。
【００３５】
コンデンサ２０２は、コンデンサ１０２に相当する。コンデンサ２０２の容量は例えば０．１μＦである。コンデンサ２０２は、他端が電流源２０３の入力端とトランジスタ２０４のソース（第１端子）とに接続される。
【００３６】
電流源２０３は、トランジスタ２０４をオン状態にするためのアイドリング電流を供給する。電流源２０３のインピーダンスは、例えば数ＭΩである。また、正の電源電圧（ＶＤＤ）から抵抗２０６を介して、電流源２０３によってトランジスタ２０４に供給される電流値は、例えば１０μＡである。
【００３７】
トランジスタ２０４は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである。トランジスタ２０４は、ゲート（制御端子）が電圧源２０５の正極側に接続され、ドレイン（第２端子）が抵抗２０６の一端と出力端子とに接続される。トランジスタ２０４のソースとドレインとの間のインピーダンスは、例えば数百ｋΩである。
抵抗２０６は、他端が第２電位Ｖ２である正の電源電圧（ＶＤＤ）に接続される。抵抗２０６の抵抗値は、例えば２００ｋΩである。なお、抵抗２０６の他端が接続される第２電位Ｖ２は、正の電源電圧（ＶＤＤ）と異なる４Ｖ等の電位であってもよい。
【００３８】
次に、電流電圧変換回路４Ａの動作について説明する。
トランジスタ２０４のソースとドレインとの間のインインピーダンスが抵抗２０１及び電流源２０３のインピーダンスより低いため、ほとんど全ての出力電流は、トランジスタ２０４のソースに流れ込む。
そして、ソースに流れ込んだ電流は、ゲートが絶縁されているため、ドレインに流れる。
ドレインに流れた電流は、ドレインに接続されている抵抗２０６によって電圧に変換される。
【００３９】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ａ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗２０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源２０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ２０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源２０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ２０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗２０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ａ）において、第２電圧の電圧値は電源電圧（ＶＤＤ）の電圧値であり、第１トランジスタ（トランジスタ２０４）は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである。
【００４０】
この構成によって、本実施形態の電流電圧変換回路４Ａでは、第１実施形態と同様に、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を抵抗２０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ａによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
電流電圧変換回路４Ａにおけるトランジスタ２０４の駆動電流は、例えば１０μＡである。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ａによれば、従来例と比較して消費電流を１／２０程度に低減することができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
本実施形態では、電流電圧変換回路にＰＮＰトランジスタを用いる例を説明する。
【００４２】
図４は、本実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた電流電圧変換回路４Ｂの回路図である。
図４に示すように、電流電圧変換回路４Ｂは、抵抗３０１（第１抵抗）、コンデンサ３０２（第１コンデンサ）、電流源３０３（第１電流源）、トランジスタ３０４（第１トランジスタ）、電圧源３０５（第１電圧源）、及び抵抗３０６（第２抵抗）を含んで構成される。また、電流電圧変換回路４Ｂには、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。なお、図４においては、端子Ｔ２、振動式センサ２の第１固定電極２１を省略して図示している。
また、この電流電圧変換回路４Ｂの出力電圧を振幅検出器５及びアッテネータ８に出力することで、電流電圧検出回路（図１）を構成するようにしてもよい。
【００４３】
図４に示すよう、電流電圧変換回路４Ｂは、電流電圧変換回路４（図２）において、Ｐ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ１０４を、ＰＮＰトランジスタであるトランジスタ３０４に置き換えたものである。抵抗３０１、コンデンサ３０２、電流源３０３、トランジスタ３０４、電圧源３０５、及び抵抗３０６それぞれは、電流電圧変換回路４の抵抗１０１、コンデンサ１０２、電流源１０３、トランジスタ１０４、電圧源１０５、及び抵抗１０６に相当する。このため、電流電圧変換回路４と異なる構成について説明する。
【００４４】
コンデンサ３０２は、他端が電流源３０３の出力端とトランジスタ３０４のエミッタ（第１端子）とに接続される。
トランジスタ３０４は、ＰＮＰ型のトランジスタ（ＰＮＰトランジスタともいう）である。トランジスタ３０４は、ベース（制御端子）が電圧源３０５の正極側に接続され、コレクタ（第２端子）が抵抗３０６の一端と出力端子とに接続される。トランジスタ３０４のエミッタとコレクタとの間のインピーダンスは、例えば数百ｋΩである。
【００４５】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｂ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗３０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源３０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ３０２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源３０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ３０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗３０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｂ）において、第２電圧の電圧値は０Ｖであり、第１トランジスタ（トランジスタ３０４）は、ＰＮＰ型のトランジスタである。
【００４６】
この構成によって、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｂにおいても、第１実施形態と同様に、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を抵抗３０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｂによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
電流電圧変換回路４Ｂにおけるトランジスタ３０４の駆動電流は、例えば１０μＡである。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｂによれば、従来例と比較して消費電流を１／２０程度に低減することができる。
【００４７】
＜第４実施形態＞
本実施形態では、電流電圧変換回路にＮＰＮ型のトランジスタ（ＮＰＮトランジスタともいう）を用いる例を説明する。
【００４８】
図５は、本実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた電流電圧変換回路４Ｃの回路図である。
図５に示すように、電流電圧変換回路４Ｃは、抵抗４０１（第１抵抗）、コンデンサ４０２（第１コンデンサ）、電流源４０３（第１電流源）、トランジスタ４０４（第１トランジスタ）、電圧源４０５（第１電圧源）、及び抵抗４０６（第２抵抗）を含んで構成される。また、電流電圧変換回路４Ｃには、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。なお、図５においては、端子Ｔ２、振動式センサ２の第１固定電極２１を省略して図示している。
また、この電流電圧変換回路４Ｃの出力電圧を振幅検出器５及びアッテネータ８に出力することで、電流電圧検出回路（図１）を構成するようにしてもよい。
【００４９】
図５に示すよう、電流電圧変換回路４Ｃは、電流電圧変換回路４Ａ（図３）において、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ２０４を、ＮＰＮトランジスタであるトランジスタ４０４に置き換えたものである。抵抗４０１、コンデンサ４０２、電流源４０３、トランジスタ４０４、電圧源４０５、及び抵抗４０６それぞれは、電流電圧変換回路４Ａの抵抗２０１、コンデンサ２０２、電流源２０３、トランジスタ２０４、電圧源２０５、及び抵抗２０６に相当する。このため、電流電圧変換回路４Ａと異なる構成について説明する。
【００５０】
コンデンサ４０２は、他端が電流源４０３の入力端とトランジスタ４０４のエミッタ（第１端子）とに接続される。
トランジスタ４０４は、ＮＰＮトランジスタである。トランジスタ４０４は、ベース（制御端子）が電圧源４０５の正極側に接続され、コレクタ（第２端子）が抵抗４０６の一端と出力端子とに接続される。トランジスタ４０４のエミッタとコレクタとの間のインピーダンスは、例えば数百ｋΩである。
【００５１】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｃ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗４０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源４０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ４０２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源４０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ４０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗４０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｃ）において、第２電圧の電圧値は電源電圧であり、第１トランジスタ（トランジスタ４０４）は、ＮＰＮ型のトランジスタである。
【００５２】
この構成によって、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｃにおいても、第１実施形態と同様に、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を抵抗４０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｃによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
電流電圧変換回路４Ｃにおけるトランジスタ４０４の駆動電流は、例えば１０μＡである。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｃによれば、従来例と比較して消費電流を１／２０程度に低減することができる。
【００５３】
＜第５実施形態＞
第１実施形態〜第４実施形態では、第２固定電極２３から出力電流を得る例を説明したが、本実施形態では、第１固定電極２１からも出力電流を得て、この出力電流も電流電圧変換する例を説明する。
【００５４】
図６は、本実施形態に係るＰＭＯＳを用いた２系統の電流電圧変換回路４Ｄの回路図である。
図６に示すように、電流電圧変換回路４Ｄは、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２を備える。第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１は、出力端子Ｔ１１を有する。また、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２は、出力端子Ｔ１２を有する。
また、図６に示すように、振動式センサ２の振動子２２には、バイアス電源３が接続される。なお、バイアス電源３は、交流電源である。
【００５５】
第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１は、抵抗５０１（第１抵抗）、コンデンサ５０２（第１コンデンサ）、電流源５０３（第１電流源）、トランジスタ５０４（第１トランジスタ）、電圧源５０５（第１電圧源）、及び抵抗５０６（第２抵抗）を含んで構成される。また、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１には、振動式センサ２の第１固定電極２１が接続される。
【００５６】
第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２は、抵抗５１１（第３抵抗）、コンデンサ５１２（第２コンデンサ）、電流源５１３（第２電流源）、トランジスタ５１４（第２トランジスタ）、電圧源５１５（第２電圧源）、及び抵抗５１６（第４抵抗）を含んで構成される。また、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２には、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。
【００５７】
第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２それぞれの構成は、第１実施形態で説明した電流電圧変換回路４と同じである。
すなわち、抵抗５０１及び５１１、コンデンサ５０２及び５１２、電流源５０３及び５１３、トランジスタ５０４及び５１４、電圧源５０５及び５１５、及び抵抗５０６及び５１６それぞれは、電流電圧変換回路４の抵抗１０１、コンデンサ１０２、電流源１０３、トランジスタ１０４、電圧源１０５、及び抵抗１０６に相当する。
【００５８】
なお、抵抗５０１の他端の第１電位Ｖ１と抵抗５１１の他端の第３電位Ｖ３とは、同じ電位であれば接地されていてもよく、または正の電源電圧（ＶＤＤ）、負の電源電圧（ＶＥＥ）、基準電圧（Ｖｒｅｆ）等に接続されていてもよい。
また、抵抗５０６の他端の第２電位Ｖ２と抵抗５１６の他端の第４電位Ｖ４とは、同じ電位であれば接地されていてもよく、他の電位であってもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｄ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗５０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源５０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ５０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源５０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ５０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗５０６）と、一端がセンサの他方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第３電位（Ｖ３）に接続される第３抵抗（抵抗５１１）と、一端が第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源（電流源５１３）に接続される第２コンデンサ（コンデンサ５１２）と、第１端子（ソース）が第２コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第２出力端子（Ｔ１２）に接続され、制御端子（ゲート）が第２電圧源（電圧源５１５）と接続される第２トランジスタ（トランジスタ５１４）と、一端が第２トランジスタの第２端子に接続され、他端が第４電位（Ｖ４）に接続される第４抵抗（抵抗５１６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｄ）において、第２電圧及び第３電圧の電圧値は０Ｖであり、第１トランジスタ（トランジスタ５０４）及び第２トランジスタ（トランジスタ５１４）は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタである。
【００６０】
この構成により、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｄにおいても、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を、抵抗５０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定し、抵抗５１１によってＧＮＤレベル等の第３電位Ｖ３に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｄによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。また、本実施形態によれば、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２から出力電流を得ることができる。不図示の加算器によって、この２系統の出力電圧を加算することで、本実施形態では電流電圧変換回路４に対して出力電圧の振幅が２倍になる。このように、信号レベルを大きくすることができるので、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、ＳＮ比を向上することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１に第１固定電極２１が接続され、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２に第２固定電極２３が接続される例を説明したが、これに限られない。第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１に第２固定電極２３が接続され、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２に第１固定電極２１が接続されていてもよい。
【００６２】
＜第６実施形態＞
第５実施形態では、第１実施形態で説明した電流電圧変換回路４（図２）を２系統用いる例を説明したが、本実施形態では、第３実施形態で説明した電流電圧変換回路４Ｂ（図４）を２系統用いる例を説明する。
【００６３】
図７は、本実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた２系統の電流電圧変換回路４Ｅの回路図である。
図７に示すように、電流電圧変換回路４Ｅは、第１系統の電流電圧変換回路４Ｅ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｅ−２を備える。
また、図７に示すように、振動式センサ２の振動子２２には、バイアス電源３が接続される。なお、バイアス電源３は、交流電源である。第１系統の電流電圧変換回路４Ｅ−１は、出力端子Ｔ１１を有する。また、第２系統の電流電圧変換回路４Ｅ−２は、出力端子Ｔ１２を有する。
【００６４】
第１系統の電流電圧変換回路４Ｅ−１には、振動式センサ２の第１固定電極２１が接続される。第１系統の電流電圧変換回路４Ｅ−１は、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１（図６）において、ＰＭＯＳのトランジスタ５０４をＰＮＰトランジスタのトランジスタ６０４に置き換えたものである。
第２系統の電流電圧変換回路４Ｅ−２には、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。第２系統の電流電圧変換回路４Ｅ−２は、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２（図６）において、ＰＭＯＳのトランジスタ５１４をＰＮＰトランジスタのトランジスタ６１４に置き換えたものである。
【００６５】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｅ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗６０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源６０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ６０２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源６０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ６０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗６０６）と、一端がセンサの他方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第３電位（Ｖ３）に接続される第３抵抗（抵抗６１１）と、一端が第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源（電流源６１３）に接続される第２コンデンサ（コンデンサ６１２）と、第１端子（エミッタ）が第２コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第２出力端子（Ｔ１２）に接続され、制御端子（ベース）が第２電圧源（電圧源６１５）と接続される第２トランジスタ（トランジスタ６１４）と、一端が第２トランジスタの第２端子に接続され、他端が第４電位（Ｖ４）に接続される第４抵抗（抵抗６１６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｅ）において、第２電圧及び第３電圧の電圧値は０Ｖの電圧値であり、第１トランジスタ（トランジスタ６０４）及び第２トランジスタ（トランジスタ６１４）は、ＰＮＰ型のトランジスタである。
【００６６】
この構成により、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｅにおいても、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を、抵抗６０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定し、抵抗６１１によってＧＮＤレベル等の第３電位Ｖ３に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｅによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。また、本実施形態によれば、第１系統の電流電圧変換回路４Ｅ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｅ−２から出力電流を得ることができる。不図示の加算器によって、この２系統の出力電圧を加算することで、本実施形態では電流電圧変換回路４Ｂに対して出力電圧の振幅が２倍になる。このように、信号レベルを大きくすることができるので、本実施形態によれば、第３実施形態の効果に加え、ＳＮ比を向上することができる。
【００６７】
＜第７実施形態＞
第５実施形態では、第１実施形態で説明した電流電圧変換回路４（図２）を２系統用いる例を説明したが、本実施形態では、第２実施形態で説明した電流電圧変換回路４Ａ（図３）を２系統用いる例を説明する。
【００６８】
図８は、本実施形態に係るＮＭＯＳを用いた２系統の電流電圧変換回路４Ｆの回路図である。
図８に示すように、電流電圧変換回路４Ｆは、第１系統の電流電圧変換回路４Ｆ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｆ−２を備える。
また、図８に示すように、振動式センサ２の振動子２２には、バイアス電源３が接続される。なお、バイアス電源３は、交流電源である。第１系統の電流電圧変換回路４Ｆ−１は、出力端子Ｔ１１を有する。また、第２系統の電流電圧変換回路４Ｆ−２は、出力端子Ｔ１２を有する。
【００６９】
第１系統の電流電圧変換回路４Ｆ−１には、振動式センサ２の第１固定電極２１が接続される。第１系統の電流電圧変換回路４Ｆ−１は、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１（図６）において、Ｐ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ５０４を、Ｎ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ７０４に置き換えたものである。
第２系統の電流電圧変換回路４Ｆ−２には、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。第２系統の電流電圧変換回路４Ｆ−２は、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２（図６）において、ＰＭＯＳのトランジスタ５１４をＮＭＯＳのトランジスタ７１４に置き換えたものである。
【００７０】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｆ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗７０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源７０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ７０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源７０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ７０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗７０６）と、一端がセンサの他方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第３電位（Ｖ３）に接続される第３抵抗（抵抗７１１）と、一端が第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源（電流源７１３）に接続される第２コンデンサ（コンデンサ７１２）と、第１端子（ソース）が第２コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第２出力端子（Ｔ１２）に接続され、制御端子（ゲート）が第２電圧源（電圧源７１５）と接続される第２トランジスタ（トランジスタ７１４）と、一端が第２トランジスタの第２端子に接続され、他端が第４電位（Ｖ４）に接続される第４抵抗（抵抗７１６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｆ）において、第２電圧及び第４電圧の電圧値は電源電圧（ＶＤＤ）の電圧値であり、第１トランジスタ（トランジスタ７０４）及び第２トランジスタ（トランジスタ７１４）は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである。
【００７１】
この構成により、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｆにおいても、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を、抵抗７０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定し、抵抗７１１によってＧＮＤレベル等の第３電位Ｖ３に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｆによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。また、本実施形態によれば、第１系統の電流電圧変換回路４Ｆ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｆ−２から出力電流を得ることができる。不図示の加算器によって、この２系統の出力電圧を加算することで、本実施形態では電流電圧変換回路４Ａに対して出力電圧の振幅が２倍になる。このように、信号レベルを大きくすることができるので、本実施形態によれば、第２実施形態の効果に加え、ＳＮ比を向上することができる。
【００７２】
＜第８実施形態＞
第５実施形態では、第１実施形態で説明した電流電圧変換回路４（図２）を２系統用いる例を説明したが、本実施形態では、第４実施形態で説明した電流電圧変換回路４Ｃ（図５）を２系統用いる例を説明する。
【００７３】
図９は、本実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた２系統の電流電圧変換回路４Ｇの回路図である。
図９に示すように、電流電圧変換回路４Ｇは、第１系統の電流電圧変換回路４Ｇ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｇ−２を備える。
また、図９に示すように、振動式センサ２の振動子２２には、バイアス電源３が接続される。なお、バイアス電源３は、交流電源である。第１系統の電流電圧変換回路４Ｇ−１は、出力端子Ｔ１１を有する。また、第２系統の電流電圧変換回路４Ｇ−２は、出力端子Ｔ１２を有する。
【００７４】
第１系統の電流電圧変換回路４Ｇ−１には、振動式センサ２の第１固定電極２１が接続される。第１系統の電流電圧変換回路４Ｇ−１は、第１系統の電流電圧変換回路４Ｄ−１（図６）において、Ｐ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ５０４を、ＮＰＮトランジスタであるトランジスタ８０４に置き換えたものである。
第２系統の電流電圧変換回路４Ｇ−２には、振動式センサ２の第２固定電極２３が接続される。第２系統の電流電圧変換回路４Ｇ−２は、第２系統の電流電圧変換回路４Ｄ−２（図６）において、Ｐ型ＭＯＳトランジスタであるトランジスタ５１４を、ＮＰＮトランジスタであるトランジスタ８１４に置き換えたものである。
【００７５】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｇ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（第１固定電極２１）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗８０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源８０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ８０２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源８０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ８０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗８０６）と、一端がセンサの他方の電極（第２固定電極２３）に接続され、他端が第３電位（Ｖ３）に接続される第３抵抗（抵抗８１１）と、一端が第３抵抗の一端に接続され、他端が第２電流源（電流源８１３）に接続される第２コンデンサ（コンデンサ８１２）と、第１端子（エミッタ）が第２コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第２出力端子（Ｔ１２）に接続され、制御端子（ベース）が第２電圧源（電圧源８１５）と接続される第２トランジスタ（トランジスタ８１４）と、一端が第２トランジスタの第２端子に接続され、他端が第４電位（Ｖ４）に接続される第４抵抗（抵抗８１６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｇ）において、第２電圧及び第４電圧の電圧値は電源電圧（ＶＤＤ）の電圧値であり、第１トランジスタ（トランジスタ８０４）及び第２トランジスタ（トランジスタ８１４）は、ＮＰＮ型のトランジスタである。
【００７６】
この構成により、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｇにおいても、振動式センサ２の出力電極の中心となる電位を、抵抗８０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定し、抵抗８１１によってＧＮＤレベル等の第３電位Ｖ３に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｇによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。また、本実施形態によれば、第１系統の電流電圧変換回路４Ｇ−１及び第２系統の電流電圧変換回路４Ｇ−２から出力電流を得ることができる。不図示の加算器によって、この２系統の出力電圧を加算することで、本実施形態では電流電圧変換回路４Ｃに対して出力電圧の振幅が２倍になる。このように、信号レベルを大きくすることができるので、本実施形態によれば、第４実施形態の効果に加え、ＳＮ比を向上することができる。
【００７７】
＜第９実施形態＞
第１実施形態〜第４実施形態では、第２固定電極２３から出力電流を得る例を説明したが、本実施形態では、振動子２２から出力電流を得て、この出力電流を電流電圧変換する例を説明する。
【００７８】
図１０は、本実施形態に係るＰＭＯＳを用いた電流電圧変換回路４Ｈの回路図である。
図１０に示すように、振動式センサ２の第１固定電極２１には、バイアス電源３Ｈ−１が接続され、振動子２２には電流電圧変換回路４Ｈが接続され、第２固定電極２３には、バイアス電源３Ｈ−２が接続される。なお、バイアス電源３Ｈ−１及びバイアス電源３Ｈ−２は、交流電源である。
電流電圧変換回路４Ｈは、電流電圧変換回路４（図２）と同様の構成である。
【００７９】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｈ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（振動子２２）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗９０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源９０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ９０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源９０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ９０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗９０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｈ）において、第２電圧の電圧値は０Ｖであり、第１トランジスタ（トランジスタ９０４）は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタである。
【００８０】
この構成においても、第１実施形態の電流電圧変換回路４と同様に、振動式センサ２の振動子２２の中心となる電位を抵抗９０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｈによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
なお、図１０に示したように、電流電圧変換回路４Ｈを振動子２２に接続し、振動子２２の出力電流を検出することで、振動や温度や磁界などの変化を検出することができる。
【００８１】
＜第１０実施形態＞
第９実施形態では、電流電圧変換器にＰＭＯＳを用いる例を説明したが、本実施形態では、ＰＮＰトランジスタを用いる例を説明する。
【００８２】
図１１は、本実施形態に係るＰＮＰトランジスタを用いた電流電圧変換回路４Ｉの回路図である。
図１１に示すように、振動式センサ２の第１固定電極２１には、バイアス電源３Ｉ−１が接続され、振動子２２には電流電圧変換回路４Ｉが接続され、第２固定電極２３には、バイアス電源３Ｉ−２が接続される。なお、バイアス電源３Ｉ−１及びバイアス電源３Ｉ−２は、交流電源である。
電流電圧変換回路４Ｉは、電流電圧変換回路４Ｂ（図４）と同様の構成である。
【００８３】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｉ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（振動子２２）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗１００１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源１００３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ１００２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源１００５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ１００４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗１００６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｉ）において、第２電圧の電圧値は０Ｖであり、第１トランジスタ（トランジスタ１００４）は、ＰＮＰ型のトランジスタである。
【００８４】
この構成においても、第３実施形態の電流電圧変換回路４Ｂと同様に、振動式センサ２の振動子２２の中心となる電位を抵抗１００１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｉによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
なお、図１１に示したように、電流電圧変換回路４Ｉを振動子２２に接続し、振動子２２の出力電流を検出することで、振動や温度や磁界などの変化を検出することができる。
【００８５】
＜第１１実施形態＞
第９実施形態では、電流電圧変換器にＰＭＯＳを用いる例を説明したが、本実施形態では、ＮＭＯＳを用いる例を説明する。
【００８６】
図１２は、本実施形態に係るＮＭＯＳを用いた電流電圧変換回路４Ｊの回路図である。
図１２に示すように、振動式センサ２の第１固定電極２１には、バイアス電源３Ｊ−１が接続され、振動子２２には電流電圧変換回路４Ｊが接続され、第２固定電極２３には、バイアス電源３Ｊ−２が接続される。なお、バイアス電源３Ｊ−１及びバイアス電源３Ｊ−２は、交流電源である。
電流電圧変換回路４Ｊは、電流電圧変換回路４Ａ（図３）と同様の構成である。
【００８７】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｊ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（振動子２２）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗１１０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源１１０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ１１０２）と、第１端子（ソース）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（ドレイン）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ゲート）が第１電圧源（電圧源１１０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ１１０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗１１０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｊ）において、第２電圧の電圧値は電源電圧（ＶＤＤ）の電圧値であり、第１トランジスタ（トランジスタ１１０４）は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである。
【００８８】
この構成においても、第２実施形態の電流電圧変換回路４Ａと同様に、振動式センサ２の振動子２２の中心となる電位を抵抗１１０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｊによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
なお、図１２に示したように、電流電圧変換回路４Ｊを振動子２２に接続し、振動子２２の出力電流を検出することで、振動や温度や磁界などの変化を検出することができる。
【００８９】
＜第１２実施形態＞
第９実施形態では、電流電圧変換器にＰＭＯＳを用いる例を説明したが、本実施形態では、ＮＰＮトランジスタを用いる例を説明する。
【００９０】
図１３は、本実施形態に係るＮＰＮトランジスタを用いた電流電圧変換回路４Ｋの回路図である。
図１３に示すように、振動式センサ２の第１固定電極２１には、バイアス電源３Ｋ−１が接続され、振動子２２には電流電圧変換回路４Ｋが接続され、第２固定電極２３には、バイアス電源３Ｋ−２が接続される。なお、バイアス電源３Ｋ−１及びバイアス電源３Ｋ−２は、交流電源である。
電流電圧変換回路４Ｋは、電流電圧変換回路４Ｃ（図５）と同様の構成である。
【００９１】
以上のように、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｋ）は、一端がセンサ（振動式センサ２）の一方の電極（振動子２２）に接続され、他端が第１電位（Ｖ１）に接続される第１抵抗（抵抗１２０１）と、一端が第１抵抗の一端に接続され、他端が第１電流源（電流源１２０３）に接続される第１コンデンサ（コンデンサ１２０２）と、第１端子（エミッタ）が第１コンデンサの他端に接続され、第２端子（コレクタ）が第１出力端子（Ｔ１）に接続され、制御端子（ベース）が第１電圧源（電圧源１２０５）と接続される第１トランジスタ（トランジスタ１２０４）と、一端が第１トランジスタの第２端子に接続され、他端が第２電位（Ｖ２）に接続される第２抵抗（抵抗１２０６）と、を備える。
また、本実施形態の電流電圧変換回路（４Ｋ）において、第２電圧の電圧値は電源電圧であり、第１トランジスタ（トランジスタ１２０４）は、ＮＰＮ型のトランジスタである。
【００９２】
この構成においても、第４実施形態の電流電圧変換回路４Ｃと同様に、振動式センサ２の振動子２２の中心となる電位を抵抗１２０１によってＧＮＤレベル等の第１電位Ｖ１に固定することができる。この結果、本実施形態の電流電圧変換回路４Ｋによれば、振動式センサ２によって得られる発振周波数を安定させることができる。
なお、図１３に示したように、電流電圧変換回路４Ｋを振動子２２に接続し、振動子２２の出力電流を検出することで、振動や温度や磁界などの変化を検出することができる。
【００９３】
なお、第１実施形態〜第１２実施形態において説明したトランジスタは、ジャンクションＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＭＯＳ  ＦＥＴ等であってもよい。
【００９４】
なお、第１実施形態〜第１２実施形態においては、振動式センサ２の出力電流を電圧に変換する例を説明したが、これにかぎられない。電流値の電位が温度、湿度、周辺の磁界、振動等の影響によって変化する出力電流に対して適用するようにしてもよい。
また、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各部の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。
【符号の説明】
【００９５】
１…自励発振回路、２…振動式センサ、２１…第１固定電極、２２…振動子、２３…第２固定電極、３、３、３Ｈ−１、３Ｈ−２、３Ｉ−１、３Ｉ−２、３Ｊ−１、３Ｊ−２、３Ｋ−１、３Ｋ−２…バイアス電源、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、４Ｊ、４Ｋ…電流電圧変換回路、５…振幅検出器、６…電圧源、７…誤差積分器、８…アッテネータ、９…バッファ、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１、５１１、６１１、７１１、８１１、１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６、９０６、１００６、１１０６、１２０６、５１６、６１６、７１６、８１６…抵抗、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２、１００２、１１０２、１２０２、５１２、６１２、７１２、８１２…コンデンサ、１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３、１１０３、１２０３、５１３、６１３、７１３、８１３…電流源、１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、１２０４、５１４、６１５、７１５、８１５…トランジスタ、１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５、８０５、９０５、１００５、１１０５、１２０５、５１５、６１５、７１５、８１５…電圧源
【図１】
0006032243.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006032243.tif 000008
【図８】
0006032243.tif 000009
【図９】
0006032243.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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