"1次素子と2次素子を有するリング型センサを備える角速度センサであって、前記センサが、前記1次素子と2次素子に接続された1次チャネルと2次チャネルをさらに備え、前記1次チャネルが、前記1次素子内で共振振動を始動および維持する1次ドライバ手段を備え、前記2次チャネルが、前記センサの動きに応じて前記2次素子によって生成される信号を検出するための検出手段を備え、前記検出手段が、差動増幅器と前記センサの動きに応じて出力信号を生成する同期検出器を有し、前記2次チャネルが、前記2次チャネルの信号における直角位相除去を改善するための手段をさらに備え、前記手段が、同期検出器、受動および能動フィルタ、ならびにデシメータを含む一連の回路を備え、前記出力信号を前記一連の回路を通過させ、それによって高レベルの直角位相信号を抑制する、角速度センサ。前記一連の回路が、同期検出器を備える第1の段を含む、請求項1に記載のセンサ。前記同期検出器がスイッチを備え、前記スイッチによって、交差スイッチングが、正確な同期復調を確実にすることができる、請求項2に記載のセンサ。前記一連の回路が、復調された波形の高速エッジを除去する受動ローパスフィルタを備える第2の段をさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサ。前記一連の回路が、入力波形の復調によるリップルをさらに低減する能動ローパスフィルタを備える第3の段をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のセンサ。前記一連の回路が、直角位相信号の残留成分を除去するデシメータを備える第4の段をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のセンサ。前記1次素子が、前記リング上の0度、90度、180度および270度においてピックオフ部ならびに駆動トランスデューサを備え、前記2次素子が、45度、135度、225度および315度において備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサ。前記リング上の前記45度と225度の素子により発生する信号が、135度と315度における信号に対して逆位相である、請求項7に記載のセンサ。前記素子が、圧電電極である、請求項1から8のいずれか一項に記載のセンサ。前記2次チャネルの差動増幅器に印加される前記信号が、それぞれ180度位相がずれている、請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサ。前記1次チャネルが、前記リング上の前記1次ピックオフ部から信号を受け取る同期検出器を含み、前記同期検出器の出力が前記1次駆動部にフィードバックされ、AGCによって振幅を制御され、これによって前記1次チャネルの閉ループ動作を可能とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のセンサ。前記2次チャネルが、開ループ方式で動作し、これによってフィードバックを必要としない、請求項1から11のいずれか一項に記載のセンサ。前記1次チャネルが、前記1次チャネルの前記周波数をVCOによって制御する位相ロックループをさらに備える、請求項1から12のいずれか一項に記載のセンサ。同期検出器を使用して前記信号を検出し、受動フィルタリング手段を使用して前記信号をフィルタし、能動フィルタリング手段を使用して前記信号をフィルタし、前記信号のいかなる残留直角位相成分をも抑制するように前記信号をデシメートし、さらに前記能動フィルタの前記出力からのオフセットを平均化するステップを含む、MEMS角速度センサの前記2次チャネル信号内の直角位相除去を低減する方法。添付図面を参照して本明細書にこれまで記載されたセンサ。これらの課題を解決し、正確なシステムを生成するためには、高性能な回路、非常に正確な位相、高帯域および速いスルーレートを使用することが必要である。このことは、センサのコストとサイズを増大させる可能性がある。本発明により、1次素子と2次素子を有するリング型センサを備える角速度センサが提供され、このセンサは、前記1次素子と2次素子に接続された1次チャネルと2次チャネルをさらに備え、1次チャネルは、1次素子内で共振振動を始動および維持する1次ドライバ手段を備え、2次チャネルは、センサの動きに応じて2次素子によって生成される信号を検出するための検出手段を備え、検出手段は、差動増幅器と、センサの動きに応じて出力信号を生成する同期検出器を有し、2次チャネルが、2次チャネル信号における直角位相除去を改善するための手段をさらに備え、前記手段が、同期検出器、受動および能動フィルタ、ならびにデシメータを含む一連の回路を備え、前記出力信号をこの一連の回路を通過させ、それによって高レベルの直角位相信号を抑制する。本発明により、同期検出器を使用して信号を検出し、受動フィルタリング手段を使用して信号をフィルタし、能動フィルタリング手段を使用して信号をフィルタし、信号のいかなる残留直角位相成分をも抑制するように信号をデシメートdecimateし、さらに能動フィルタの出力からのオフセットを平均化するステップを含む、MEMS角速度センサの2次チャネル信号内の直角位相除去を低減する方法がさらに提供される。このように、2次チャネル信号は、全体として88dBの領域の抑制を実現するように組み合わさる数多くの段を有するため修正されるが、段を適切に変えることによって、様々なレベルの抑制が達成されうる。さらに、利用されるアーキテクチャは、様々な段の要求される性能を最小化するように設計され、要求される位相精度を低減し、要求される帯域幅を低減し、要求されるスルーレートを低減し、したがって、電流消費を低減する。このように、高レベルの直角位相除去を有するセンサが、比較的低い性能の回路を使用して生成される。次に、本発明が、添付図面を参照して説明される。図1に示されるように、角速度センサのMEMSリング構造体1は、共通軸のまわりに延在する内側周辺部inner2および外側周辺部outer3、駆動部ならびに差動で動作するピックオフ部を備える。センサを支持体図示せず上で振動させる圧電1次駆動手段4が設けられている。支持体は、センサを支持し、センサが圧電1次駆動手段の入力に応じて、実質的に不減衰振動モードで振動することができるように複数の弾性支持体梁図示せずを含んでよい。これによって、共振器がセンサを含むシステムの回転速度に応じて支持手段に対して動くことができる。一連の信号6がセンサから入力される検出回路5が設けられている。センサによって出力される信号は、1次ピックオフ信号6aと2次ピックオフ信号6bを含み、これらの信号が差動形態となるようにトランスデューサプレートが配置されている。これらの信号は、センサの第1と第2の部分から出力される。1次ピックオフ差動トランスデューサ信号は、搬送周波数で低雑音の差動の正弦波出力信号を供給するために高レベルの利得を提供する差動の電荷増幅器1次ピックオフ増幅器7へ入力される。次いで、この信号は、同期検出器8と適切なフィルタリングを通り、1次ピックオフ増幅器出力が制御された固定レベルにあることを確実するために、MEMSに印加される駆動レベルを設定する1次ドライバ回路1に制御信号を供給する。また、1次ピックオフ増幅器7の出力は、同期検出器8にクロックを供給するために、リングの周波数をその固有1次共振周波数にロックする1次位相ロックループPLLと電圧制御発振器VCO10にも印加される。また、1次ピックオフ増幅器7の出力は、信号を2倍に増幅し、差動信号の位相を90°シフトする1次位相シフト回路11にも印加される。位相シフト回路11の出力は、1次ドライバ回路1に印加され、この1次ドライバ回路1が、位相シフト回路11の差動正弦波出力にAGC制御信号を掛け合わせて、差動のMEMSドライバ波形を生成する。センサの第2の部分の出力6bは、2次ピックオフ増幅器13へ入力される。次いで、2次ピックオフ増幅器13の出力は、2つの同期検出器14、15の入力に接続される。直角位相チャネル同期検出器14は、直角位相信号の量に比例したベースバンド電圧を生成するために使用される。信号速度チャネル同期検出器15は、一連の回路の組、すなわち、機能ブロックの組合せがピックオフ増幅器の出力の高レベルの直角位相信号を除去するように、速度信号に比例するベースバンド信号を生成するために信号を順次処理するディスクリートの機能ブロックと組み合わせて使用される。直角位相除去回路は、4つの段を備える。段1は、同期検出器20であり、高速のスイッチング時間、したがって正確な同期検出を確実にする簡易なスイッチの組を使用する。高速のスイッチング時間を有する簡易なスイッチを使用することで、非常に簡易で、使用する供給電流を最小としながらも、正確な位相同期検出と非常に低い信号歪みを確実にする。段2は、受動フィルタ21であり、簡易な1次のRCローパスフィルタであってよい。同期検出器の出力が、さらなる回路、例えば能動フィルタ22に印加される前に、受動フィルタによって著しく低減される大きなdv/dtの不連続性を含んでいるため、この段2が必要とされる。能動回路に関連する有限の帯域幅とスルーレートによって、非対称の時間応答となり、したがって直角位相の除去が著しく低減されることになるため、能動フィルタは、大きなdv/dtの不連続性を有する信号を処理するのが困難な場合がある。段3は、能動フィルタ22であり、簡易な1次のローパスフィルタであってよい。このフィルタ22は、復調処理のいかなる遺物artefactをもさらに減衰し、要求される直流信号レベルをさらに平滑にする。能動フィルタ22内の演算増幅器は、フリッカ雑音を抑えるためにチョップされ、復調器クロックがサンプリング点と一致しないことを確実にするため、復調器クロックから45°遅れるように構成される。段4は、通常、直角位相信号によって生成されるリップルをサンプリングし、このリップルを平均化して零にして、さらに能動フィルタ22の出力からのオフセットを平均化することによって、信号に残留するいかなる直角位相成分をも抑制するように働くデシメータ段23である。デシメータ23は、4倍の搬送周波数のレートでサンプリングし、これらのサンプル値を平均化して搬送周波数のレートで出力を提供する。これにより、復調とフィルタリング段に起因するいかなる搬送周波数成分または2倍の搬送周波数成分をも抑制し、直流オフセットを形成することになるこれらの成分のサブサンプリングを回避する。直角位相信号によって生成されるいかなる残留リップルをも、デシメーション処理によってサンプルされ、除去される。ここで、4つの段が、より詳細に説明される。段1において、入力搬送周波数は、簡易なスイッチを用いる正確な位相クロック信号を使用して復調され、直流信号を提供するために平均化することのできる全波整流された正弦波を出力する。いかなる直角位相信号も、復調された出力信号に大きなdv/dtの不連続性を有するリップル信号を生成することになる。この信号は、受動フィルタ22を通され、このフィルタ22が全波整流された正弦波の平滑化を開始する。非常に大きな直角位相信号により、復調器からのチョップされた正弦波が大きな電圧の不連続性を有し、このことがこの正弦波を多くの能動回路に対する入力として不適切にするため、復調器と受動フィルタは、能動フィルタ22の前に置かれる。能動回路の有限の帯域幅とスルーレートは、非対称の時間応答を引き起こし、直角位相の抑制を著しく低下させることになる。受動フィルタをはじめに使用することによってこれらの大きな電圧の不連続をはるかに小さなdv/dtの不連続に変換する。次いで、受動フィルタの出力は、能動ローパスフィルタへの電流を規定し、この能動ローパスフィルタは、本質的に、不連続をさらに小さな傾きに低減することができる。ここで、演算増幅器から要求される信号は、まさに小信号応答領域内にあり、復調処理のわずかな遺物でさえ能動フィルタ内の演算増幅器の要求性能を低下させる。直角位相の除去をさらに改善するために、復調器内のスイッチは、中間の線路電圧あたりでバランス抵抗を提供するように設計されている。能動フィルタ22は、要求される直流信号のさらなる平滑化と後続の回路にインターフェイスするための低出力インピーダンスの両方を提供する。また、能動フィルタ内の演算増幅器は、この段のフリッカ雑音を抑えるためにチョップされ、チョッピングがサンプリング点で起こらないことを確実にするため、復調器クロックから45°遅れるように構成されている。次いで、能動フィルタ22の出力は、デシメータ23に渡され、このデシメータ23は、直角位相信号によって生成されたリップルをサンプリングし、これを零に平均化することによって、直角位相の抑制を高め、能動フィルタ22の出力からのオフセットを平均化する。デシメータは、4倍の搬送周波数でサンプルし、搬送周波数のレートで平均の出力を提供する。復調信号は、搬送周波数の2倍の周波数を含み、したがって、エイリアシングを回避するために最高周波数の2倍でサンプルされなければならない。4を超える他の乗算係数8,16などが機能するが、さらなる遅延と複雑さが付加されるであろうことが理解されるであろう。この方法を使用することによって、復調器とフィルタリング段に起因するいかなる搬送周波数または2倍の搬送周波数成分をも抑制し、直流オフセットを形成することになるこれらのサブサンプリングを回避する。また、この方法は、いかなる残留する直角位相信号をもゼロにして、チョップされたオフセットとして現われる前段の入力オフセットを平均化する。このように、大きな直角位相信号の非常に高い抑制が達成される。さらに、能動回路に対して、より低い利得帯域幅、スルーレートおよび電源消費といった低減された性能が要求される。直角位相除去段である段4の出力は、速度チャネルプログラム利得増幅器と出力バッファ段25に入力され、その後でADコンバータ26へ出力されて、センサの動きに応じて要求される信号を生成する。上記のスキームが、MEMSトランスデューサに対する出力が差動でない場合に使用されうることが理解されるであろう。記載された段の順序は、変えられうるが、記載された順序は、回路要件を最小限にし、最適の直角位相除去を達成することが分かった。本発明は、上記のタイプの角速度センサに関して記載されているが、本発明は、圧電リングの場合などのセンサに等しく適用することができ、圧電性、容量性、誘導性などの他の形態の変換に同じく適用されることが理解されるであろう。内部の電極と外部の電極が圧電体にだけ関連していることがさらに理解されるであろう。45°から135°等までの逆位相信号が、誘導性、容量性のピックオフなどの非圧電性ピックオフから得ることができる。"