(57)【要約】【課題】容易かつ適確にアイドルトーンの影響を抑制することができる周波数比測定装置および物理量センサーを提供すること。【解決手段】被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部と、を備え、前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする周波数比測定装置。【選択図】図１
2018136208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする周波数比測定装置。
【請求項２】
前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項１に記載の周波数比測定装置。
【請求項３】
前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから少なくとも１つを除いてなる前記データの組み合せのうちから、属する前記データの分散が最小である組を選択し、前記組に属する前記データに基づいて求めた値を出力する請求項１に記載の周波数比測定装置。
【請求項４】
前記統計処理部は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力する請求項３に記載の周波数比測定装置。
【請求項５】
前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項３に記載の周波数比測定装置。
【請求項６】
前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記組に属する前記データのうちから、中央値を選択して出力する請求項３に記載の周波数比測定装置。
【請求項７】
被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、いずれか１つを選択する選択部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする周波数比測定装置。
【請求項８】
前記選択部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項７に記載の周波数比測定装置。
【請求項９】
前記周波数デルタシグマ変調部の出力側にローパスフィルターを有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の周波数比測定装置。
【請求項１０】
前記周波数デルタシグマ変調部の出力側に、信号に対して重み付けを行う重み付け部を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載の周波数比測定装置。
【請求項１１】
共通の信号を分周して前記複数の基準信号を生成する分周部を有する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の周波数比測定装置。
【請求項１２】
物理量を検出する検出部と、
前記検出部から出力された被測定信号が入力される請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の周波数比測定装置と、を備えることを特徴とする物理量センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数比測定装置および物理量センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基準信号（基準クロック）の周波数と被測定信号の周波数との比に対応する信号であるデルタシグマ変調信号を生成する周波数デルタシグマ変調信号出力装置が知られている。
周波数デルタシグマ変調信号出力装置は、周波数デルタシグマ変調部（以下、「ＦＤＳＭ（Frequency Delta Sigma Modulator）」と言う）を有し、そのＦＤＳＭにより、基準信号を用いて被測定信号を周波数デルタシグマ変調し、デルタシグマ変調信号を生成し、出力する。
【０００３】
この周波数デルタシグマ変調信号出力装置では、アイドルトーンと呼ばれる周期的な量子化雑音が発生する。すなわち、ＦＤＳＭの出力信号は、被測定信号のベースバンド信号成分にアイドルトーンが重畳した信号となる。
特許文献１には、動作周波数の異なる２つのＦＤＳＭを切り替えて使用することにより、アイドルトーンを抑制することが可能な周波数測定装置（周波数比測定装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、最適な動作点で駆動させるため、アイドルトーンが大きくなる動作点の情報を予め記憶しておき、逐次、前記情報を参照する必要があった。また、動作点が急激に変化する場合には、それに追従することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができる周波数比測定装置および物理量センサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
本発明の周波数比測定装置は、被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の周波数比測定装置では、前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力することが好ましい。
これにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の周波数比測定装置では、前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから少なくとも１つを除いてなる前記データの組み合せのうちから、属する前記データの分散が最小である組を選択し、前記組に属する前記データに基づいて求めた値を出力することが好ましい。
アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属するデータの分散が大きい。このため、分散が最小である組を選択することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の周波数比測定装置では、前記統計処理部は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力することが好ましい。
これにより、前記組にアイドルトーンの影響の大きいデータが含まれていたとしてもそのアイドルトーンの影響の大きいデータを単独で選択してしまうことを避けることができ、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明の周波数比測定装置では、前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記複数のデータのうちから、中央値を選択して出力することが好ましい。
分散が閾値よりも小さい場合は、選択された分散が最小である組は、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組である確率が高い。このため、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力することにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、元の全データのうちから、中央値を選択して出力することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の周波数比測定装置では、前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記組に属する前記データのうちから、中央値を選択して出力することが好ましい。
分散が閾値よりも小さい場合は、選択された分散が最小である組は、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組である確率が高い。このため、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力することにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、分散が最小である組に属するデータのうちから、中央値を選択して出力することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明の周波数比測定装置は、被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、いずれか１つを選択する選択部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明の周波数比測定装置では、前記選択部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力することが好ましい。
これにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１６】
本発明の周波数比測定装置では、前記周波数デルタシグマ変調部の出力側にローパスフィルターを有することが好ましい。
これにより、測定精度をさらに向上させることができる。
【００１７】
本発明の周波数比測定装置では、前記周波数デルタシグマ変調部の出力側に、信号に対して重み付けを行う重み付け部を有することが好ましい。
これにより、適確に測定を行うことができる。
【００１８】
本発明の周波数比測定装置では、共通の信号を分周して前記複数の基準信号を生成する分周部を有することが好ましい。
これにより、１つのクロック信号（信号）から複数の基準信号を生成することができる。これによって、複数の基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。
【００１９】
本発明の物理量センサーは、物理量を検出する検出部と、
前記検出部から出力された被測定信号が入力される本発明の周波数比測定装置と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の周波数比測定装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の周波数比測定装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の周波数比測定装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の周波数比測定装置の第４実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の物理量センサーの１例である加速度センサーの実施形態における検出部の内部構造を示す図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図９】実験における被測定信号の周波数（真値）を示すグラフである。
【図１０】実験結果を示すグラフである。
【図１１】実験結果を示すグラフである。
【図１２】実験結果を示すグラフである。
【図１３】実験結果を示すグラフである。
【図１４】実験結果を示すグラフである。
【図１５】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の周波数比測定装置および物理量センサーを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の周波数比測定装置の第１実施形態を示すブロック図である。図２は、図１に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。図３は、図１に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。
なお、以下の説明では、信号のレベルが「ロー（Ｌｏｗ）」の場合を「０」、信号のレベルが「ハイ（Ｈｉｇｈ）」の場合を「１」とも言う。
まず、周波数比測定装置１の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
【００２３】
図１に示す周波数比測定装置１は、被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、被測定信号と基準信号との周波数比を測定する装置である。周波数比測定装置１は、基準信号と、被測定信号とが入力され、入力された基準信号と被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部２と、複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部５とを備えている。複数の周波数デルタシグマ変調部２に入力される基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有している。
この周波数比測定装置１によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００２４】
また、統計処理部５は、複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
【００２５】
図１に示す周波数比測定装置１は、周波数が既知である基準信号（基準クロック）Ｆｓの周波数と被測定信号Ｆｘの周波数との比（周波数比）に対応する値（または前記値を生成するために用いられる値）であるカウント値（カウント値を示す信号）を生成する装置（回路）である。すなわち、周波数比測定装置１の測定値（出力）が前記カウント値である。また、周波数比測定装置１では、直接カウント方式とレシプロカルカウント方式とのいずれも採用することが可能である。なお、以下では、代表的に、直接カウント方式を例に挙げて説明する。
【００２６】
図１に示すように、周波数比測定装置１は、複数の周波数デルタシグマ変調部２（以下、「ＦＤＳＭ（Frequency Delta Sigma Modulator）」と言う）と、複数のローパスフィルター３（フィルター）と、複数の重み付け部の１例である複数のスケーラー４と、統計処理部５とを備えている。
【００２７】
ＦＤＳＭ２の数は、複数であれば特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では、３つである。但し、本実施形態のように、統計処理部５が中央値を選択する構成では、ＦＤＳＭ２の数は、３つ以上であることが好ましい。これにより、測定精度を向上させることができる。また、ＦＤＳＭ２の数の上限値は、特に限定されないが、ＦＤＳＭ２の数は、２５５以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。これは、平均を計算する場合等の積算値を扱うためのビット数が、１つのデータを扱う際のビット数より４ｂｉｔもしくは８ｂｉｔの増加に抑えられるためで、４ｂｉｔの倍数はデジタルデータを取り扱う際の単位ユニットとして扱い易いためである。また、ＦＤＳＭ２の数が多過ぎると、回路構成が大規模となり、また、消費電力が増大する。
また、ローパスフィルター３およびスケーラー４の数は、それぞれ、ＦＤＳＭ２の数と同一である。
【００２８】
また、周波数比測定装置１では、ＦＤＳＭ２の出力側（後段）に、ローパスフィルター３が電気的に接続（以下、単に「接続」とも言う）され、ローパスフィルター３の出力側に、スケーラー４が接続されている。また、ＦＤＳＭ２、ローパスフィルター３およびスケーラー４で構成される直列回路が、３つ、並列に接続されている。そして、各スケーラー４の出力側に、統計処理部５が接続されている。
なお、ローパスフィルター３とスケーラー４の順序は、前記と逆でもよく、スケーラー４の出力側に、ローパスフィルター３が接続されていてもよい。また、ローパスフィルター３は、図示の位置に代えて、統計処理部５の出力側に接続されていてもよい。この場合は、ローパスフィルター３の数を１つに低減することができる。
【００２９】
また、被測定信号は、各ＦＤＳＭ２に入力され、周波数が既知である基準信号（基準クロック）は、各ＦＤＳＭ２に入力される。但し、各ＦＤＳＭ２に入力される基準信号の周波数は、それぞれ、互いに異なっている。具体的には、１つ目のＦＤＳＭ２には、基準信号ＣＬＫ１が入力され、２つ目のＦＤＳＭ２には、基準信号ＣＬＫ２が入力され、３つ目のＦＤＳＭ２には、基準信号ＣＬＫ３が入力される。そして、基準信号ＣＬＫ１の周波数と基準信号ＣＬＫ２の周波数とは異なり、基準信号ＣＬＫ１の周波数と基準信号ＣＬＫ３の周波数とは異なり、基準信号ＣＬＫ２の周波数と基準信号ＣＬＫ３の周波数とは異なる。
基準信号ＣＬＫ１、基準信号ＣＬＫ２、基準信号ＣＬＫ３の生成方法は、特に限定されず、例えば、共通のクロック信号（信号）を分周して生成してもよく、また、それぞれを個別に生成してもよい。
【００３０】
また、ＦＤＳＭ２は、基準信号に基づいて（基準信号を用いて）、被測定信号を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する機能を有している（直接カウント方式）。なお、被測定信号に基づいて（被測定信号を用いて）、基準信号を周波数デルタシグマ変調してもよい（レシプロカルカウント方式）。
【００３１】
ＦＤＳＭ２としては、例えば、出力信号をビットストリーム形式で出力するＦＤＳＭ（以下、「ビットストリーム構成のＦＤＳＭ（ビットストリーム型ＦＤＳＭ）」とも言う）、出力信号をデータストリーム形式で出力するＦＤＳＭ（以下、「データストリーム構成のＦＤＳＭ（データストリーム型ＦＤＳＭ）」とも言う）等を用いることができる。
ビットストリーム構成のＦＤＳＭを用いる場合は、他の信号処理回路を簡素化することができる。また、データストリーム構成のＦＤＳＭを用いる場合は、周波数変動が大きい場合にも対応することができる。
【００３２】
次に、データストリーム構成のＦＤＳＭ２と、ビットストリーム構成のＦＤＳＭ２とを説明するが、まずは、データストリーム構成のＦＤＳＭ２について説明する。
図２に示すように、データストリーム構成のＦＤＳＭ２は、被測定信号の立ち上がりエッジをカウントしてカウント値を示すカウントデータＤｃを出力するアップカウンター２１と、基準信号の立ち上がりエッジに同期してカウントデータＤｃをラッチして第１データＤ１を出力する第１ラッチ２２と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第１データＤ１をラッチして第２データＤ２を出力する第２ラッチ２３と、第１データＤ１から第２データＤ２を減算して出力データＯＵＴを生成する減算器２４とを備える。なお、第１ラッチ２２および第２ラッチ２３は、例えばＤフリップフロップ回路等で構成される。
【００３３】
この例のＦＤＳＭ２は、１次の周波数デルタシグマ変調器とも呼ばれ、被測定信号のカウント値を基準信号により２回ラッチしており、基準信号の立ち上がりエッジをトリガーとして被測定信号のカウント値を順次保持する。この例では、立ち上がりエッジでラッチ動作を行う場合を想定しているが、立ち下りエッジもしくは立ち上がり立ち下りエッジの両方でラッチ動作を行ってもよい。また減算器２４は保持されている２つのカウント値の差分を演算することで基準信号が１周期推移する間に観測される被測定信号のカウント値の増分を時間経過と共に不感期間無く出力する。被測定信号の周波数をｆｘ、基準信号の周波数をｆｃとしたとき、周波数の比はｆｘ／ｆｃとなる。ＦＤＳＭ２は、周波数の比を示す周波数デルタシグマ変調信号をデジタル信号列として出力するものである。
このデジタル信号列は、データ列・データストリームと呼ばれる。また、後述する１ビットで表されるデジタル信号列は、ビット列・ビットストリームと呼ばれる。
【００３４】
次に、ビットストリーム構成のＦＤＳＭ２について説明する。
図３に示すように、ビットストリーム構成のＦＤＳＭ２は、基準信号の立ち上がりエッジに同期して被測定信号をラッチして第１データｄ１を出力する第１ラッチ２２と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第１データｄ１をラッチして第２データｄ２を出力する第２ラッチ２３と、第１データｄ１と第２データｄ２の排他的論理和を演算して出力データＯＵＴを生成する排他的論理和回路２５とを備える。なお、第１ラッチ２２および第２ラッチ２３は、例えばＤフリップフロップ回路等で構成される。
【００３５】
このＦＤＳＭ２が前記データストリーム構成のＦＤＳＭ２と相違するのは、前記データストリーム構成のＦＤＳＭ２では、第１ラッチ２２によってカウントデータＤｃを保持し、基準信号が１周期推移する間に観測される被測定信号の立ち上がりエッジをカウントして得たカウントデータＤｃの増分を出力データＯＵＴとして出力するのに対し、このＦＤＳＭ２では、第１ラッチ２２によって被測定信号のＨｉｇｈもしくはＬｏｗの状態を保持し、基準信号が１周期推移する間の反転回数の偶奇を出力データＯＵＴとして出力する点である（反転回数が偶数であれば０、奇数であれば１を出力する）。
【００３６】
ところで、被測定信号の１周期はＨｉｇｈとＬｏｗの反転遷移２回で構成されることから、基準信号に対する被測定信号の変動が、出力データＯＵＴに及ぼす変化の度合いは、前記データストリーム構成のＦＤＳＭ２においてカウント値を保持する場合に比べ２倍となる。従って、ビットストリーム構成のＦＤＳＭ２におけるアイドルトーンの振る舞いは、前記データストリーム構成のＦＤＳＭ２において、２倍の周波数の被測定信号がＦＤＳＭ２に入力された場合の振る舞いと一致する。ビットストリーム構成のＦＤＳＭ２の動作については、上記の性質を考慮し、必要に応じて被測定信号の周波数ｆｘを周波数２ｆｘに置き換えて考えればよい。
【００３７】
また、周波数比測定装置１は、周波数デルタシグマ変調部２の出力側にローパスフィルター３を有している。これにより、測定精度をさらに向上させることができる。
ローパスフィルター３としては、特に限定されず、例えば、一般的なローパスフィルターや、ラグリードフィルター、ラグフィルター、移動平均フィルター等が挙げられる。
このローパスフィルター３により、所定のカットオフ周波数（遮断周波数）以上の周波数成分が遮断または低減される。これにより、ＦＤＳＭ２から出力される信号に含まれるノイズ成分を除去または低減することができる。
【００３８】
また、周波数比測定装置１は、周波数デルタシグマ変調部２の出力側、厳密には、ローパスフィルター３の出力側に、信号に対して重み付けを行う重み付け部の１例であるスケーラー４を有している。これにより、適確に測定を行うことができる。
スケーラー４は、ローパスフィルター３から出力された信号、すなわち、周波数デルタシグマ変調信号に対して重み付けを行う機能を有している。
この重み付けは、周波数デルタシグマ変調信号、すなわち、周波数デルタシグマ変調信号が表すデータと、スケーラー４の重み付け係数（倍率）とを乗算して行う。
【００３９】
各スケーラー４の重み付け係数（倍率）は、それぞれ、ｋ１、ｋ２、ｋ３であり、その値は、諸条件に応じて適宜設定される。なお、ｋ１、ｋ２、ｋ３は、それぞれ、１より大きくてもよく、また、１でもよく、また、１より小さくてもよい。
ここで、本実施形態では、ｋ１、ｋ２、ｋ３は、被測定信号の周波数が変化した場合、各周波数デルタシグマ変調信号が表すデータ（周波数比）がすべて同じ比率で変化するように、予め設定されている。したがって、各周波数デルタシグマ変調信号に対する重み付けは、被測定信号の周波数が変化した場合、各周波数デルタシグマ変調信号が表す周波数比がすべて同じ比率で変化するように行われる。前記「同じ比率」とは、完全に同一の比率のみならず、１０％以下の範囲内で異なる場合も含む。また、重み付けの方法は、前記の方法に限定されない。
【００４０】
また、統計処理部５は、統計処理を行う機能を有している。この統計処理部５は、３つ（複数）のＦＤＳＭ２から出力される３つ（複数）の周波数デルタシグマ変調信号が表す３つ（複数）のデータを用いて統計処理を行う。
本実施形態では、統計処理部５は、３つのデータから、中央値を選択して（求めて）出力する。
中央値とは、有限個のデータを小さい順または大きい順に並べたとき、中央（真ん中）に位置する値を言う。但し、データの数が偶数の場合は、中央値は、中央に最も近い２つのデータの平均値であってもよく、また、中央値として前記２つのデータのいずれか一方を選択してもよい。
【００４１】
本実施形態では、データの数が３つであるので、統計処理部５は、３つのデータのうち、２番目に大きい値、もしくは２つデータが同値であればその同値である値を選択して出力する。この出力は、基準信号と被測定信号との周波数比に対応する値（以下、「周波数比」とも言う）、すなわち、カウント値である。
このように、周波数比測定装置１では、統計処理部５を有する簡易かつ小規模な回路構成で、かつ、中央値を求めるという簡易な統計処理で、周波数比を求めることができる。
また、中央値を選択することで周波数比を求めることにより、アイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００４２】
アイドルトーンの影響を抑制することができる理由を説明する。まず、アイドルトーンは、基準信号が所定の周波数のときに大きくなり、その所定の周波数の近傍の他の周波数では小さくなる性質がある。また、アイドルトーンは、真値よりもプラス側に大きく突出するように発生するか、または、真値よりもマイナス側に大きく突出するように発生し、方向（プラス側であるか、マイナス側であるか）は、周波数に依存するがその周波数の変化をあらかじめ知ることは困難である。したがって、３つのデータのうちの最大値と最小値とのうちのいずれか一方に影響の大きなアイドルトーンが含まれている可能性が高いことを利用する。３つのデータから中央値を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待される。
また、データの数が５つ以上である場合、例えば、データの数が５つの場合も同様に、５つのデータのうちの最大値と最小値とのうちのいずれか一方に影響の大きなアイドルトーンが含まれている可能性が高い。このため、最大値および最小値を除く３つのデータのうちから、いずれか１つのデータを選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外できることが期待される。本実施形態では、中央値を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが除外され、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択される確率を高めることができる。
【００４３】
次に、周波数比測定装置１の動作について説明する。
図１に示すように、周波数比測定装置１の各ＦＤＳＭ２には、被測定信号と、基準信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３とが入力されている。この場合、各ＦＤＳＭ２には、共通の被測定信号が入力されている。一方、基準信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の周波数は、それぞれ、互いに異なっている。
【００４４】
まず、各ＦＤＳＭ２では、それぞれ、前述した所定の処理が行われ、周波数デルタシグマ変調信号が生成される。
各周波数デルタシグマ変調信号は、それぞれ、対応するローパスフィルター３で所定の処理が行われ、対応するローパスフィルター３から出力される。
【００４５】
各ローパスフィルター３から出力された周波数デルタシグマ変調信号は、対応するスケーラー４で重み付けが行われ、ｋ１倍、ｋ２倍、ｋ３倍される。
重み付けされた各周波数デルタシグマ変調信号は、統計処理部５に入力される。統計処理部５は、３つの周波数デルタシグマ変調信号が表す３つのデータから、中央値を選択し（求め）、その中央値を出力する。前記各処理は、所定のタイミングで逐次行われる。
【００４６】
このような周波数比測定装置１は、前述した各部に対応する機能を実現するハードウェアで構成することが可能である。また、周波数比測定装置１は、前述した各部に対応する機能を実現するプログラムやモジュール等により、ソフトウェア的に構成することも可能である。また、周波数比測定装置１は、前述した各部に対応する機能を実現するハードウェアとソフトウェアとを組み合わせて構成することも可能である。
【００４７】
以上説明したように、周波数比測定装置１によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、統計処理部５が行う統計処理は、本実施形態では、中央値を選択する（求める）ことであるが、これに限らず、この他、例えば、平均値を求めること等が挙げられる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の周波数比測定装置の第２実施形態を示すブロック図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態は、主として、統計処理部５に代えて、選択部６を設けたこと以外は前記第１実施形態と同様である。
まず、周波数比測定装置１の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
【００４９】
周波数比測定装置１は、被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、被測定信号と基準信号との周波数比を測定する装置である。周波数比測定装置１は、基準信号と、被測定信号とが入力され、入力された基準信号と被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部２（ＦＤＳＭ）と、複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、いずれか１つを選択する選択部６とを備えている。複数の周波数デルタシグマ変調部２に入力される基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有している。
この周波数比測定装置１によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００５０】
また、選択部６は、複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
【００５１】
図４に示すように、第２実施形態の周波数比測定装置１は、複数（本実施形態では３つ）のＦＤＳＭ２と、複数（本実施形態では３つ）のローパスフィルター３と、複数（本実施形態では３つ）のスケーラー４と、選択部６とを備えている。
選択部６は、選択を行う機能を有している。この選択部６は、３つ（複数）のＦＤＳＭ２から出力される３つ（複数）の周波数デルタシグマ変調信号が表す３つ（複数）のデータのうちから、いずれか１つを選択する。
本実施形態では、選択部６は、３つのデータから、中央値を選択して（求めて）出力する。すなわち、選択部６は、３つのデータのうち、２番目に大きい値、もしくは２つデータが同値であればその同値である値を選択して出力する。
【００５２】
以上のような第２実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
また、選択部６が行う選択は、本実施形態では、中央値を選択することであるが、これに限らず、この他、例えば、平均値に最も近い値を選択すること等が挙げられる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の周波数比測定装置の第３実施形態を示すブロック図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態は、主として、さらに分周部７を設けたこと以外は前記第１実施形態と同様である。
すなわち、周波数比測定装置１は、共通の信号を分周して複数の基準信号を生成する分周部７を有している。
これにより、１つのクロック信号（信号）から複数の基準信号を生成することができる。これによって、複数の基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。以下、具体的に説明する。
【００５４】
図５に示すように、第３実施形態の周波数比測定装置１は、分周部７と、複数（本実施形態では３つ）のＦＤＳＭ２と、複数（本実施形態では３つ）のローパスフィルター３と、複数（本実施形態では３つ）のスケーラー４と、統計処理部５とを備えている。分周部７は、各ＦＤＳＭ２の入力側に接続されている。
【００５５】
分周部７は、分周を行って、基準信号ＣＬＫ１、基準信号ＣＬＫ２、基準信号ＣＬＫ３を生成する機能を有している。
この分周部７は、基準信号の元信号である共通（１つ）のクロック信号（信号）が入力される分周器７１と、分周器７２と、分周器７３とを有している。各分周器７１、７２、７３は、それぞれ、対応するＦＤＳＭ２の入力側に接続されている。
【００５６】
また、分周器７１の分周比（ｎ１）と、分周器７２の分周比（ｎ２）と、分周器７３の分周比（ｎ３）とは、それぞれ、互いに異なっている。これにより、互いに周波数の異なる基準信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を生成することできる。なお、分周器７１、７２、７３の分周比は、それぞれ、入力されるクロック信号の周波数と、生成する基準信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の周波数とに基づいて適宜設定される。
【００５７】
以上のような第３実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
また、第３実施形態では、１つのクロック信号から３つの基準信号を生成することができる。これにより、３つの基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。
また、第３実施形態は、第２実施形態、第４実施形態および第５実施形態にも適用することができる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の周波数比測定装置の第４実施形態を示すブロック図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態は、主として、統計処理部５の構成が異なること以外は前述した第１実施形態と同様である。
まず、統計処理部５の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
【００５９】
第４実施形態では、統計処理部５は、複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから少なくとも１つを除いてなるデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択し、その分散が最小である組に属するデータに基づいて求めた値を出力する。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００６０】
また、第４実施形態では、分散が最小である組に属するデータに基づいて求めた値は、分散が最小である組に属するデータの平均値である。すなわち、統計処理部５は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
【００６１】
図６に示すように、第４実施形態の周波数比測定装置１は、複数（本実施形態では５つ）のＦＤＳＭ２と、複数（本実施形態では５つ）のローパスフィルター３と、複数（本実施形態では５つ）のスケーラー４と、統計処理部５とを備えている。各スケーラー４の重み付け係数（倍率）は、それぞれ、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５である。また、各ＦＤＳＭ２には、互いに周波数の異なる基準信号ＣＬＫ１、基準信号ＣＬＫ２、基準信号ＣＬＫ３、基準信号ＣＬＫ４、基準信号ＣＬＫ５が入力される。
【００６２】
統計処理部５は、５つ（複数）のＦＤＳＭ２から出力される５つ（複数）の周波数デルタシグマ変調信号が表す５つ（複数）のデータを用いて統計処理を行う。
すなわち、統計処理部５は、５つのデータのうちから少なくとも１つを除いてなるデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択し（求め）、その組に属するデータに基づいて求めた値を出力する。本実施形態では、統計処理部５は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。ここで、各組のデータの数は、４つの場合と、３つの場合と、２つの場合とがある。すなわち、各組のデータの数の最小数は、２つである。
なお、本実施形態では、分散を用いているが、例えば、標準偏差を用い、標準偏差が最小である組を選択する場合は、分散が最小である組を選択することと等しいので、標準偏差を用いる場合も「分散が最小である組を選択する」に含まれる。
【００６３】
以下、５つのデータのうちから１つを除いてなるデータの組み合せを用いる場合（各組のデータの数が４つの場合）を例に挙げて、具体的に説明する。
まず、５つのデータを「ａ１」、「ａ２」、「ａ３」、「ａ４」、「ａ５」とする。この５つのデータのうちから１つを除いてなるデータの組み合せは、「ａ１、ａ２、ａ３、ａ４」、「ａ１、ａ２、ａ３、ａ５」、「ａ１、ａ２、ａ４、ａ５」、「ａ１、ａ３、ａ４、ａ５」、「ａ２、ａ３、ａ４、ａ５」の５通りである。「ａ１、ａ２、ａ３、ａ４」を組Ｃ１、「ａ１、ａ２、ａ３、ａ５」を組Ｃ２、「ａ１、ａ２、ａ４、ａ５」を組Ｃ３、「ａ１、ａ３、ａ４、ａ５」を組Ｃ４、「ａ２、ａ３、ａ４、ａ５」を組Ｃ５とする。
【００６４】
統計処理部５は、まず、組Ｃ１、組Ｃ２、組Ｃ３、組Ｃ４、組Ｃ５について、それぞれ、その組に属するデータの分散を求める。そして、統計処理部５は、組Ｃ１〜組Ｃ５のうちから、分散が最小である組を選択する。
次に、統計処理部５は、選択した組、すなわち、分散が最小である組に属する４つのデータの平均値を求めて出力する。この出力は、周波数比である。
【００６５】
このようにして周波数比を求めることにより、アイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
アイドルトーンの影響を抑制することができる理由は、第１実施形態で述べたアイドルトーンの性質上、５つの組のうち、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属する４つのデータの分散が大きい。そこで、５つの組から分散が最小である組を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。
【００６６】
以上のような第４実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
また、統計処理部５が行う統計処理では、本実施形態では、分散を用いているが、これに限らず、この他、例えば、各組において、それぞれ、各データを２乗して加算した値を求め、前記加算した値のうちの中央値に対応する組を選択すること等が挙げられる。
【００６７】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態は、主として、統計処理部５の構成が異なること以外は前述した第４実施形態と同様である。また、第５実施形態の周波数比測定装置１のブロック図は、第４実施形態の周波数比測定装置１のブロック図（図６）と同様であるので、第５実施形態の説明では、図６を参照する。
【００６８】
第５実施形態の周波数比測定装置１では、統計処理部５は、５つ（複数）のＦＤＳＭ２から出力される５つ（複数）の周波数デルタシグマ変調信号が表す５つ（複数）のデータを用いて統計処理を行う。
すなわち、統計処理部５は、５つのデータのうちから少なくとも１つを除いてなるデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択する（求める）。そして、統計処理部５は、選択した組（分散が最小である組）に属するデータの分散と閾値とを比較し、分散が閾値よりも小さい場合は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。また、統計処理部５は、分散が閾値以上の場合は、元の５つのデータ（全データ）のうちから、中央値を選択して（求めて）出力する。
また、統計処理部５は、分散が閾値以上の場合に、分散が最少である組に属するデータのうちから、中央値を選択して（求めて）出力してもよい。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
【００６９】
以下、５つのデータのうちから１つを除いてなるデータの組み合せを用いる場合（各組のデータの数が４つの場合）を例に挙げて、具体的に説明する。
統計処理部５は、まず、５つのデータ「ａ１」、「ａ２」、「ａ３」、「ａ４」、「ａ５」のうちから１つを除いてなるデータの組み合せを求め、５つの組Ｃ１、組Ｃ２、組Ｃ３、組Ｃ４、組Ｃ５について、それぞれ、その組に属するデータの分散を求める。そして、統計処理部５は、組Ｃ１〜組Ｃ５のうちから、分散が最小である組を選択する。
【００７０】
次に、統計処理部５は、選択した組（分散が最小である組）に属するデータの分散を求め、求めた分散と閾値とを比較する。なお、閾値は、諸条件に応じて適宜設定される。
比較した結果、分散が閾値よりも小さい場合は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。この出力は、周波数比である。
また、比較した結果、分散が閾値以上の場合は、元の５つのデータのうちから、中央値を選択して（求めて）出力するか、または、分散が最小である組に属するデータのうちから、中央値を選択して（求めて）出力する。この出力は、周波数比である。
【００７１】
このようにして周波数比を求めることにより、アイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
アイドルトーンの影響を抑制することができる理由は、第１実施形態で述べたアイドルトーンの性質上、５つの組のうち、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属する４つのデータの分散が大きい。そこで、５つの組から分散が最小である組を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。
【００７２】
そして、分散が閾値よりも小さい場合は、選択された分散が最小である組は、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組である確率が高い。このため、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力することで、アイドルトーンの影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、元の５つのデータのうちから、中央値を選択して出力することで、アイドルトーンの影響を抑制する効果が期待でき、測定精度を向上させることができる。中央値を選択する利点は、第１実施形態で述べた通りである。
また、分散が最小である組に属するデータのうちから中央値を選択して出力しても、アイドルトーンの影響を抑制する効果が期待でき、測定精度を向上させることができる。
以上のような第５実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７３】
＜物理量センサーの実施形態＞
図７は、本発明の物理量センサーの１例である加速度センサーの実施形態における検出部の内部構造を示す図である。図８は、図７中のＡ−Ａ線での断面図である。
以下、物理量センサーの１例である加速度センサーの実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７４】
図７および図８に示すように、本実施形態の加速度センサー１００（物理量センサー）は、物理量（振動に関する物理量）の１例である加速度を検出する検出部２００と、検出部２００から出力された被測定信号が入力される周波数比測定装置１（周波数比測定装置１については、図１等を参照）とを備えている。検出部２００と周波数比測定装置１とは電気的に接続されている。なお、周波数比測定装置１については、既に説明したので、その説明は省略する。
【００７５】
検出部２００は、平板状のベース部２１０と、ベース部２１０に継ぎ手部２１１を介して接続された略矩形平板状の可動部２１２と、ベース部２１０と可動部２１２とに掛け渡された物理量検出素子の１例である加速度検出素子２１３と、少なくとも上記各構成要素を内部に収納するパッケージ２２０とを備えている。
この検出部２００は、外部端子２２７、２２８、内部端子２２４、２２５、外部接続端子２１４ｅ、２１４ｆ、接続端子２１０ｂ、２１０ｃ等を経由して加速度検出素子２１３の励振電極に印加される駆動信号によって、加速度検出素子２１３の振動梁２１３ａ、２１３ｂが所定の周波数で発振（共振）する。そして、検出部２００は、加わる加速度に応じて変化する加速度検出素子２１３の共振周波数を被測定信号（検出信号）として出力する。
【００７６】
この被測定信号は、周波数比測定装置１に入力され、周波数比測定装置１は、前記実施形態で説明したように動作する。
また、検出部２００の数は、本実施形態では１つであるが、これに限らず、例えば、２つ、または３つでもよい。検出部２００を３つ設け、各検出部２００の検出軸を互いに直交（交差）させることにより、互いに直交する３つの検出軸のそれぞれの軸方向の加速度を検出することが可能である。
以上のような加速度センサー１００によっても、その加速度センサー１００が備える周波数比測定装置１は、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。これにより、加速度センサー１００は、加速度を精度良く検出することができる。
【００７７】
前述した周波数比測定装置１の効果を確認するため、次のような実験を行なった。
図９は、実験における被測定信号の周波数（真値）を示すグラフである。図１０〜図１５は、それぞれ、実験結果を示すグラフである。
【００７８】
＜実験方法＞
周波数比測定装置を用いて被測定信号と基準信号の周波数比の測定を行った。
被測定信号としては、周波数が、１８０２８３．２Ｈｚから１８０２８３．８Ｈｚまで変化する信号を使用した。この被測定信号の周波数を「真値」と呼ぶ。また、被測定信号は、図９に示す通りである。
また、測定で得られた周波数比から被測定信号の周波数を求め、グラフにした。
また、得られた被測定信号の周波数について、真値からの差の分散を求めた。この分散は、小さいほど好ましい。
各実施例、各比較例は、下記の通りである。
【００７９】
（実施例１）
ＦＤＳＭの数が３つである第１実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、３つのデータの平均値を求めて出力する。
基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２６分周してなる信号と、１２７分周してなる信号と、１２８分周してなる信号と（３つの基準信号）を使用した。
結果は、図１０に示す通りである。
【００８０】
（実施例２）
ＦＤＳＭの数が３つである第１実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、３つのデータから中央値を選択して出力する。
基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２６分周してなる信号と、１２７分周してなる信号と、１２８分周してなる信号と（３つの基準信号）を使用した。
結果は、図１１に示す通りである。
【００８１】
（比較例１）
ＦＤＳＭの数が１つである周波数比測定装置を用いた。
基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２７分周してなる信号（１つの基準信号）を使用した。
結果は、図１２に示す通りである。
【００８２】
（実施例３）
ＦＤＳＭの数が５つである第４実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、５つのデータのうちから１つを除いてなる４つのデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択し、その組に属する４つのデータの平均値を求めて出力する。
基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２５分周してなる信号と、１２６分周してなる信号と、１２７分周してなる信号と、１２８分周してなる信号と、１２９分周してなる信号と（５つの基準信号）を使用した。
結果は、図１３に示す通りである。
【００８３】
（実施例４）
ＦＤＳＭの数が５つである第５実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、５つのデータのうちから１つを除いてなる４つのデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択する。そして、統計処理部は、その組に属する４つのデータの分散と閾値とを比較し、分散が閾値（１０−５）よりも小さい場合は、その組に属する４つのデータの平均値を求めて出力し、分散が閾値（１０−５）以上の場合は、元の５つのデータから中央値を選択して出力する。
基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２５分周してなる信号と、１２６分周してなる信号と、１２７分周してなる信号と、１２８分周してなる信号と、１２９分周してなる信号と（５つの基準信号）を使用した。
結果は、図１４に示す通りである。
【００８４】
（比較例２）
ＦＤＳＭの数が５つである第５実施形態と同様の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、実施例４と同様の処理を行う。
但し、基準信号としては、周波数が３０ＭＨｚの信号を１２８分周してなる信号であって、互いに位相がずれた５つの信号（基準信号）を使用した。
結果は、図１５に示す通りである。
【００８５】
＜実験結果＞
実施例１の真値からの差の分散：０．６４１×１０−４
実施例２の真値からの差の分散：０．２５７×１０−４
比較例１の真値からの差の分散：０．８５２×１０−４
実施例３の真値からの差の分散：０．１９９×１０−４
実施例４の真値からの差の分散：０．１７８×１０−４
比較例２の真値からの差の分散：１．３６４×１０−４
以上の実験結果から、実施例１〜４では、真値からの差の分散が小さく、特に、実施例２、３、４では、真値からの差の分散が非常に小さく、測定精度が良いことが判る。これは、アイドルトーンの影響が抑制されているためである。
【００８６】
以上、本発明の周波数比測定装置および物理量センサーを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８７】
また、前記実施形態では、物理量センサーとして、加速度センサーを例に挙げて説明したが、本発明では、物理量センサーは、物理量の変化を周波数変化として検出することが可能なものであれば、これに限定されず、この他、例えば、質量センサー、超音波センサー、角加速度センサー、容量センサー等が挙げられる。
また、本発明の物理量センサーは、例えば、傾斜計、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話、スマートフォン、デジタルスチルカメラ等の各種の電子機器や、自動車等の各種の移動体等に適用することが可能である。すなわち、本発明では、本発明の物理量センサーを備えた電子機器、本発明の物理量センサーを備えた移動体等を提供することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１…周波数比測定装置、２…ＦＤＳＭ（周波数デルタシグマ変調部）、３…ローパスフィルター、４…スケーラー、５…統計処理部、６…選択部、７…分周部、２１…アップカウンター、２２…第１ラッチ、２３…第２ラッチ、２４…減算器、２５…排他的論理和回路、７１…分周器、７２…分周器、７３…分周器、１００…加速度センサー、２００…検出部、２１０…ベース部、２１０ｂ…接続端子、２１０ｃ…接続端子、２１１…継ぎ手部、２１２…可動部、２１３…加速度検出素子、２１３ａ…振動梁、２１３ｂ…振動梁、２１４ｅ…外部接続端子、２１４ｆ…外部接続端子、２２０…パッケージ、２２４…内部端子、２２５…内部端子、２２７…外部端子、２２８…外部端子
【図１】
2018136208.tif 000003
【図２】
2018136208.tif 000004
【図３】
2018136208.tif 000005
【図４】
2018136208.tif 000006
【図５】
2018136208.tif 000007
【図６】
2018136208.tif 000008
【図７】
2018136208.tif 000009
【図８】
2018136208.tif 000010
【図９】
2018136208.tif 000011
【図１０】
2018136208.tif 000012
【図１１】
2018136208.tif 000013
【図１２】
2018136208.tif 000014
【図１３】
2018136208.tif 000015
【図１４】
2018136208.tif 000016
【図１５】
2018136208.tif 000017