信号处理装置、惯性传感器、信号处理方法和程序制造方法及图纸

本文公开了一种用于检查校正电路的工作的技术。一种信号处理装置(1)包括检测电路(11)、校正电路(12)和比较器电路(13)。检测电路(11)基于检测惯性力的电容检测元件(2、3、4)的输出信号(Sig1)产生第一检测信号(Sig2)。校正电路(12)校正第一检测信号(Sig2)的非线性，并输出经校正的第二检测信号(Sig3)。比较器电路(13)将第一检测信号(Sig2)和第二检测信号(Sig3)相互比较，并输出表示比较结果的比较信号(Sig4)。号(Sig4)。号(Sig4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号处理装置、惯性传感器、信号处理方法和程序


[0001]本公开总体上涉及信号处理装置、惯性传感器、信号处理方法和程序。更具体地，本公开涉及对从用于检测惯性力的检测元件提供的信号进行处理的信号处理装置、惯性传感器、信号处理方法和程序。

技术介绍

[0002]专利文献1描述了电容加速度传感器(惯性传感器)。专利文献1的加速度传感器包括传感器芯片(检测元件)和ASIC(信号处理装置)。ASIC包括自动校正电路(校正电路)，通过从输入加速度中减去校正值来校正与理想输出的偏差。通过将输入加速度用作变量的多项式来计算校正值。
[0003]专利文献1的加速度传感器无法确定自动校正电路工作是否正常。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：JP 2015
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17819 A

技术实现思路

[0007]本公开的目的是提供一种信号处理装置、惯性传感器、信号处理方法和程序，均被配置或设计为能够对校正电路进行操作检查(即，确定校正电路工作是否正常)。
[0008]根据本公开一方面的信号处理装置包括检测电路、校正电路和比较器电路。检测电路基于检测惯性力的电容检测元件的输出信号产生第一检测信号。校正电路校正第一检测信号的非线性，并输出经校正的第二检测信号。比较器电路将第一检测信号和第二检测信号相互比较并输出表示比较结果的比较信号。
[0009]根据本公开另一方面的惯性传感器包括上述信号处理装置和上述电容检测元件。
[0010]根据本公开又一方面的信号处理方法包括检测步骤、校正步骤和比较步骤。检测步骤包括基于检测惯性力的电容检测元件的输出信号产生第一检测信号。校正步骤包括校正第一检测信号的非线性，并输出经校正的第二检测信号。比较步骤包括将第一检测信号和第二检测信号相互比较并输出表示比较结果的比较信号。
[0011]根据本公开又一方面的程序被设计为使一个或多个处理器执行上述信号处理方法。
附图说明
[0012]图1是示出了根据本公开示例实施例的信号处理装置和惯性传感器的配置的示意图；
[0013]图2是作为惯性传感器的构成元件的检测元件的分解透视图；
[0014]图3是沿图2所示的X1
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X2平面截取的截面图；
[0015]图4是示出了惯性传感器的输入加速度与传感器输出之间的关系的图；以及
[0016]图5是示出了信号处理装置如何操作的序列图。
具体实施方式
[0017](实施例)
[0018]在实施例及其变型的以下描述中所参照的图2和图3均为示意性表示。因此，图中所示的各个构成元件的尺寸(包括厚度)的比率并不总是反映它们的实际尺寸比率。
[0019](1)概要
[0020]将参照图1描述根据该实施例的惯性传感器10的概要。
[0021]根据本实施例的惯性传感器10是用于检测惯性力的传感器，并且可以是例如检测相互垂直的三个轴向上的加速度的三轴加速度传感器。具体地，根据本实施例的惯性传感器10可以检测X轴方向的加速度、Y轴方向的加速度和Z轴方向的加速度。惯性传感器10可以是例如安装在印刷线路板表面上的表面安装加速度传感器。惯性传感器10可以被实现为例如电容加速度传感器(见图3)。
[0022]如图1所示，根据本实施例的惯性传感器10包括信号处理装置1和多个(在图1所示的示例中为三个)检测元件2、3、4。信号处理装置1可以是例如ASIC(专用集成电路)。检测元件2检测X轴方向的惯性力(加速度)。检测元件3检测Y轴方向的惯性力(加速度)。检测元件4检测Z轴方向的惯性力(加速度)。
[0023]通常，这种类型的惯性传感器10被设计为展现理想情况下允许惯性力的大小和传感器输出的大小线性变化的响应特性。然而，实际上，当惯性力的大小变得等于或大于特定值时，传感器输出的大小开始变化以偏离其理想的线性特性。为了克服这个问题，相关领域中已经提供了包括用于校正传感器输出的偏差的校正电路的加速度传感器。尽管如此，到目前为止还没有提供被配置为能够确定校正电路工作是否正常的加速度传感器。根据本实施例的信号处理装置1采用以下配置来确定校正电路工作是否正常。
[0024]如图1所示，根据本实施例的信号处理装置1包括检测电路11、校正电路12和比较器电路13。检测电路11基于检测惯性力的电容检测元件2、3、4的输出信号Sig1产生第一检测信号Sig2。校正电路12校正第一检测信号Sig2的非线性，并输出经校正的第二检测信号Sig3。比较器电路13将第一检测信号Sig2和第二检测信号Sig3相互比较，并输出表示比较结果的比较信号Sig4。如本文所用，术语“非线性”指在理想情况下允许传感器的输入和输出线性变化的响应特性方面偏离线性的程度。在此上下文中，非线性度随着偏离线性的程度增加而增加，并且非线性度随着偏离线性的程度降低而降低。换言之，非线性度越大则线性越差，而非线性度越小则线性越高。
[0025]根据该实施例的信号处理装置1将检测电路11提供的第一检测信号Sig2和校正电路12提供的第二检测信号Sig3相互比较。然后，信号处理装置1输出表示比较结果的比较信号Sig4。在本实施例中，校正电路12校正检测电路11提供的第一检测信号Sig2的非线性。因此，当产生预定大小或更大的惯性力时，在第一检测信号Sig2和第二检测信号Sig3的相应值之间产生预定值或更大的差异。因此，当基于第一检测信号Sig2和第二检测信号Sig3之间的比较结果发现没有产生预定值或更大的差异时，信号处理装置1可以判定校正电路12工作异常。也就是说，根据本实施例的信号处理装置1可以基于比较器电路13提供的比较信号Sig4来确定校正电路12工作是否正常。
[0026](2)配置
[0027]接下来，将参照图1、图2和图3描述根据本实施例的惯性传感器10的配置。
[0028]如图1所示，根据本实施例的惯性传感器10包括信号处理装置1和多个(例如，在图1所示的示例中为三个)检测元件2、3、4。
[0029](2.1)信号处理装置
[0030]信号处理装置1包括多个(例如，在图1所示的示例中为三个)检测电路11、多个(例如，在图1所示的示例中为三个)校正电路12、多个(例如，在图1所示的示例中为三个)比较器电路13、多个(例如，在图1所示的示例中为三个)第一判定电路14、以及多个(例如，在图1所示的示例中为三个)第二判定电路15。信号处理装置1还包括存储单元16。
[0031]多个检测电路11、多个校正电路12、多个比较器电路13、多个第一判定电路14以及多个第二判定电路15与多个检测元件2、3、4一一对应(或关联)。也就是说，一个检测电路11、一个校正电路12、一个比较器电路13、一个第一判定电路14和一个第二判定电路15与检测元件2、3、4中的每一个相关联。
[0032]多个检测电路11中的每一个基于检测元件2、3、4中的相关联的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种信号处理装置，包括：检测电路，被配置为基于电容检测元件的输出信号产生第一检测信号，所述电容检测元件被配置为检测惯性力；校正电路，被配置为校正所述第一检测信号的非线性，并输出经校正的第二检测信号；以及比较器电路，被配置为将所述第一检测信号和所述第二检测信号相互比较并输出表示比较结果的比较信号。2.根据权利要求1所述的信号处理装置，还包括：第一判定电路，被配置为基于所述第一检测信号确定所述惯性力的大小并输出表示判定结果的第一判定信号；以及第二判定电路，被配置为基于所述比较信号和所述第一判定信号确定所述校正电路工作是否正常，并输出表示判定结果的第二判定信号，其中所述第二判定电路被配置为：如果所述比较器电路获得的比较结果满足第一条件并且所述第一判定电路获得的判定结果满足第二条件，则判定所述校正电路工作异常。3.根据权利要求1或2所述的信号处理装置，还包括：第一判定电路，被配置为基于所述第一检测信号确定所述惯性力的大小并输出表示判定结果的第一判定信号；以及第二判定电路，被配置为基于所述比较信号和所述第一判定信号确定所述校正电路工作是否正常，并输出表示判定结果的第二判定信号，其中所述第二判定电路被配置为：如果所述比较器电路获得的比较结果不满足第一条件并且所述第一判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田启介，梶原拓也，中塚淳二，永井正昭，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：