振动型角速度传感器制造技术

本发明专利技术提供振动型角速度传感器，在该振动型角速度传感器中，信号生成部以生成与通过第1调制部及第2调制部中的至少一个生成的矩形波状信号的振幅相应的相位的变化得到抑制的相位变化抑制信号的方式构成。

【技术实现步骤摘要】
振动型角速度传感器
本专利技术涉及一种振动型角速度传感器，尤其涉及一种具备闭环控制部的振动型角速度传感器。
技术介绍
以往，已知有具备闭环控制部的振动型角速度传感器。国际公开第2015/129464号中公开有这种振动型角速度传感器。国际公开第2015/129464号中公开有具备包含封闭的控制环的一次侧控制电路和包含封闭的控制环的二次侧控制电路的振动型角速度传感器。在国际公开第2015/129464号中所记载的振动型角速度传感器中，一次侧控制电路使振子以一定的振幅量沿一轴向振动(共振)。并且，二次侧控制电路以抑制在振子中因科里奥利力(角速度)而沿与一轴向正交的另一轴向发生的振动的方式对振子施加抑制力(振动)。而且，该抑制力作为角速度而被检测。并且，在国际公开第2015/129464号中所记载的振动型角速度传感器中，以来自沿一轴向振动的振子的输出信号为基准，通过设置于一次侧控制电路的PLL电路，生成定时信号(时钟信号)。而且，根据该定时信号，通过设置于一次侧控制电路的调制电路而生成矩形波状(方形波状)信号，振子通过该矩形波状(方形波状)信号而以一定的振幅量被驱动(振动)。在此，振子的共振倍率根据振动型角速度传感器的温度(周围环境温度)及经时变化而发生变化。另外，共振倍率是指从一次侧控制电路施加与振子的固有振动数相同的振动数的外力时的振幅的放大率。而且，若要以一定的振幅量使振子沿一轴向振动，则需要根据共振倍率的变化来改变通过一次侧控制电路的调制电路生成的矩形波状(方形波状)信号的振幅。在此，通过调制电路生成的矩形波状信号通过驱动电路中所包含的放大器而放大并传递至振子。而且，若对放大器输入如矩形波状信号那样的上升速度(下降速度)快的信号，则导致从放大器输出的信号的上升部分(下降部分)具有斜率(被称为转换速率)。即，即使在对放大器输入了矩形波状信号的情况下，从驱动电路输出的信号也不是成为矩形波状而是成为大致梯形形状。另外，即便从驱动电路输出的矩形波状信号的振幅发生变化大致梯形形状的信号上升的斜率及下降的斜率也大致恒定。因此，导致从信号开始上升(开始下降)起达到振幅中点(振幅大小的1/2的点)为止的时间伴随振幅的变化而发生变化。具体而言，在振幅小的大致梯形形状的信号中，在较短的时间内达到中点。另一方面，在振幅大的大致梯形形状的信号中，达到中点为止需要较长的时间。而且，达到振幅中点为止的时间伴随振幅的变化而发生变化是指从驱动电路输出的信号的相位伴随振幅的变化而发生变化。在该情况下，欲以所希望的相位来使振子振动(驱动)，由于从驱动电路输出的信号的相位发生变化(偏离)，因此有时也无法高精度地控制振子。因此，近年来要求振子控制的高精度化。
技术实现思路
本专利技术是为了解决如上述课题而完成的，本专利技术的目的之一在于提供一种即使在用于驱动振子的信号的振幅发生了变化的情况下，也能够高精度地控制振子的振动型角速度传感器。为了实现上述目的，本专利技术的第1方式所涉及的振动型角速度传感器具备：振子；第1闭环控制部，包含生成矩形波状信号的第1调制部及根据通过第1调制部生成的矩形波状信号而生成驱动振子的驱动信号的第1驱动部；第2闭环控制部，包含生成矩形波状信号的第2调制部及根据通过第2调制部生成的矩形波状信号而生成驱动振子的驱动信号的第2驱动部；及信号生成部，设置于第1调制部与第1驱动部之间及第2调制部与第2驱动部之间中的至少一处，信号生成部以生成与通过第1调制部及第2调制部中的至少一个生成的矩形波状信号的振幅相应的相位的变化得到抑制的相位变化抑制信号的方式构成。在本专利技术的第1方式所涉及的振动型角速度传感器中，如上所述，信号生成部以生成与通过第1调制部及第2调制部中的至少一个生成的矩形波状信号的振幅相应的相位的变化得到抑制的相位变化抑制信号的方式构成。由此，与振幅相应的相位的变化得到抑制的相位变化抑制信号被输入至第1驱动部及第2驱动部中的至少一个，因此从第1驱动部及第2驱动部中的至少一个输出的驱动信号的相位不随振幅而发生变化。其结果，即使在用于驱动振子的驱动信号的振幅发生了变化的情况下，也能够高精度地控制振子。在上述第1方式所涉及的振动型角速度传感器中，优选第1闭环控制部以在振子中诱发一次振动的方式构成，第2闭环控制部以检测因施加于振子的角速度而在振子中所发生的二次振动的方式构成。若如此构成，则只要在第1闭环控制部中设置信号生成部，便能够抑制第1闭环控制部的驱动信号的相位随着振幅而发生变化，因此即使在温度(共振倍率)发生变化而使振子振动的驱动信号的振幅发生了变化的情况下，也能够抑制由驱动信号的相位变化而引起对第2闭环控制部的影响(交叉耦合)。并且，只要在第2闭环控制部中设置信号生成部，则能够抑制第2闭环控制部的驱动信号的相位随着振幅而发生变化，因此即使在用于检测二次振动的驱动信号的振幅发生了变化的情况下，也能够抑制因相位的变化而二次振动的检测的精度下降。在上述第1方式所涉及的振动型角速度传感器中，优选以根据通过第1调制部及第2调制部中的至少一个生成的矩形波状信号而生成三角波状的相位变化抑制信号的方式构成。在此，当三角波状的相位变化抑制信号的振幅发生了变化时，从信号开始上升(开始下降)起达到振幅中点(振幅大小的1/2的点)为止的斜率(变化率)随着振幅而发生变化，另一方面，达到中点为止的时间不发生变化。另外，三角波状的相位变化抑制信号与矩形波状信号不同，上升部分(下降部分)本就倾斜，该斜率远小于第1驱动部(第2驱动部)中所包含的放大器的转换速率(输出信号的上升、下降的斜率)。由此，即便对第1驱动部(第2驱动部)输入三角波状的相位变化抑制信号也没有由放大器引起的形状的变化(或形状的变化充分小)，从第1驱动部(第2驱动部)输出的驱动信号具有相位不随振幅而发生变化的特性。因此，通过以生成三角波状的相位变化抑制信号的方式构成信号生成部，即使在用于使振子振动的驱动信号的振幅发生了变化的情况下，也能够轻松且高精度地控制振子。在该情况下，优选信号生成部包含积分电路，并且以通过积分电路且根据矩形波状信号生成三角波状的相位变化抑制信号的方式构成。在此，当对积分电路输入了矩形波状信号时，输出三角波状信号，因此通过较简单的电路结构的积分电路能够轻松地生成三角波状信号。在上述信号生成部包含积分电路的振动型角速度传感器中，优选以在积分电路中输入具有与从第1驱动部及第2驱动部中的至少一个输出的驱动信号的相位相差90度的相位的矩形波状信号的方式构成。在此，当对积分电路输入了矩形波状信号时，输出与矩形波状信号的相位相差90度的三角波状信号。因此，通过对积分电路输入具有与驱动信号的相位相差90度的相位的矩形波状信号，能够从第1驱动部及第2驱动部中的至少一个输出与不设置积分电路时的相位相同的相位的三角波状信号。在上述第1方式所涉及的振动型角速度传感器中，优选信号生成部设置于第1调制部与第1驱动部之间及第2调制部与第2驱动部之间这两处。若如此构成，则在第1闭环控制部及第2闭环控制部这两者中，能够高精度地控制振子。在该情况下，优选信号生成部包含设置于第1调制部与第1驱动部之间的第1积分电路及设置于第2调制部与第2驱动部之间且具有与第1积分电路相同的信号生成特性的第2积分电路。若如此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动型角速度传感器，其具备：振子；第1闭环控制部，其包含生成矩形波状信号的第1调制部及根据通过所述第1调制部生成的矩形波状信号而生成驱动所述振子的驱动信号的第1驱动部；第2闭环控制部，其包含生成矩形波状信号的第2调制部及根据通过所述第2调制部生成的矩形波状信号而生成驱动所述振子的驱动信号的第2驱动部；及信号生成部，其设置于所述第1调制部与所述第1驱动部之间及所述第2调制部与所述第2驱动部之间中的至少一方，所述信号生成部被构成为生成相位变化抑制信号，该相位变化抑制信号的与通过所述第1调制部及所述第2调制部中的至少一方生成的矩形波状信号的振幅相应的相位变化得到抑制。

【技术特征摘要】
2017.03.10 JP 2017-0461791.一种振动型角速度传感器，其具备：振子；第1闭环控制部，其包含生成矩形波状信号的第1调制部及根据通过所述第1调制部生成的矩形波状信号而生成驱动所述振子的驱动信号的第1驱动部；第2闭环控制部，其包含生成矩形波状信号的第2调制部及根据通过所述第2调制部生成的矩形波状信号而生成驱动所述振子的驱动信号的第2驱动部；及信号生成部，其设置于所述第1调制部与所述第1驱动部之间及所述第2调制部与所述第2驱动部之间中的至少一方，所述信号生成部被构成为生成相位变化抑制信号，该相位变化抑制信号的与通过所述第1调制部及所述第2调制部中的至少一方生成的矩形波状信号的振幅相应的相位变化得到抑制。2.根据权利要求1所述的振动型角速度传感器，其中，所述第1闭环控制部被构成为在所述振子中诱发一次振动，所述第2闭环控制部被构成为检测因施加于所述振子的角速度而在所述振子中发生的二次振动。3.根据权利要求1或2所述的振动型角速度传感器，其中，所述信号生成部被构成为根据通过所述第1调制部及所述第2调制部中的至少一方生成的矩形波状信号而生成三角波状的所述相位变化抑制信号。4.根据权利要求3所述的振动型角速度传感器，其中，所述信号生成部包含积分电路，并且被构成为通过所述积分电路，根据矩形波状信号而生成三角波状的所述相位变化抑制信号。5.根据权利要求4所述的振动型角速度传感器，其中，该振动型角速度传感器被构成为在所述积分电路中输入具有与从所述第1驱动部及所述第2驱动部中的至少一方输出的驱动信号的相位相差90度的相位的矩形波状信号。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的振动型角速度传感器，其中，所述信号生成部设置于所述第1调制部与所述第1驱动部之间及所述第2调制部与所述第2驱动部之间这两处。7.根据权利要求6所述的振动型角速度传感器，其中，所述信号生成部包含设置于所述第1调制部与所述第1驱动部之间的第1积分电路及设置于所述第2调制部与所述第2驱动部之间且具有与所述第1积分电路相同的信号生成特性的第2积分电路。8.根据权利要求6或7所述的振动型角速度传感器，其中，设置有所述信号生成部的所述第1闭环控制部被构成为在所述振子中诱发一次振动，设置有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：森口孝文，
申请(专利权)人：住友精密工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP