時(shí)鐘信號生成電路、檢測裝置、電子設(shè)備及移動體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時(shí)鐘信號生成電路、檢測裝置、傳感器、電子設(shè)備以及移動體等。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，已知一種使用了振蕩電路的時(shí)鐘信號生成電路。在這樣的振蕩電路中，實(shí)施用于減少相對于溫度變動的振蕩頻率的變動的溫度補(bǔ)償。作為振蕩電路的溫度補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)有技術(shù)，已知有專利文獻(xiàn)1、2所公開的技術(shù)。
[0003]例如在專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)中，通過向負(fù)的溫度特性的環(huán)形振蕩電路供給正的溫度特性的偏壓電流，從而實(shí)現(xiàn)對振蕩頻率的溫度補(bǔ)償。
[0004]在專利文獻(xiàn)2的現(xiàn)有技術(shù)中，通過以溫度特性不同的兩種電阻來構(gòu)成CR振蕩電路的電阻部分，從而實(shí)現(xiàn)對振蕩頻率的溫度補(bǔ)償。
[0005]然而，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路、一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算放大器與放大電路(緩沖電路)成為必要，從而存在增加電流消耗或電路規(guī)模的課題。此外，在專利文獻(xiàn)2的現(xiàn)有技術(shù)中，雖然為了溫度補(bǔ)償而使用著P+的擴(kuò)散電阻，但因P+的擴(kuò)散電阻的薄膜電阻值較低，所以為了確保必要的延遲量，P+的擴(kuò)散電阻的占有面積變大，從而存在增大電路裝置的布局面積的課題。
[0006]此外，在數(shù)碼照相機(jī)、智能手機(jī)等電子設(shè)備，或汽車、飛機(jī)等移動體中，組裝有用于對由于外部因素而發(fā)生變化的物理量進(jìn)行檢測的陀螺傳感器。陀螺傳感器對角速度等物理量進(jìn)行檢測，并應(yīng)用于所謂的手抖補(bǔ)正、姿態(tài)控制、GPS自動巡航等。作為該陀螺傳感器的一種，已知使用了水晶振子的水晶壓電振動的陀螺傳感器。
[0007]在這樣的陀螺傳感器中，使用與水晶振子的振蕩頻率(驅(qū)動頻率)相同的頻率(例如10KHz)的時(shí)鐘信號來使檢測裝置的控制部進(jìn)行工作。例如將檢測裝置的驅(qū)動電路所生成的用于同步檢波的同步信號作為時(shí)鐘信號而使用，來使控制部進(jìn)行工作。因此，因?yàn)闀r(shí)鐘信號的頻率為例如10KHz這樣的低頻率，從而無法實(shí)現(xiàn)控制部的高速工作。此外，因?yàn)樵谒д褡拥恼袷幏€(wěn)定前，無法取得穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，因而到所需信號的檢測開始為止的起動時(shí)間被延遲至，從而存在到適當(dāng)?shù)慕撬俣葦?shù)據(jù)被輸出為止需要較長時(shí)間的課題。此夕卜，在采用了在檢測裝置中組裝了 A/D轉(zhuǎn)換電路以及數(shù)字信號處理部的數(shù)字陀螺儀的結(jié)構(gòu)的情況下，存在當(dāng)時(shí)鐘信號的頻率較低時(shí)，無法高速地執(zhí)行數(shù)字濾波器處理等數(shù)字處理的冋題。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-169237號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-33644號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供一種可對電流消耗與電路規(guī)模的增加等進(jìn)行抑制，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對振蕩頻率的溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘信號生成電路、檢測裝置、傳感器、電子設(shè)備及移動體等。
[0011]此外，根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供一種可維持檢測性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制部的處理的高速化與起動時(shí)間的縮短的時(shí)鐘信號生成電路、檢測裝置、傳感器、電子設(shè)備及移動體。
[0012]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而被完成的，并可作為以下的形態(tài)或方式而實(shí)現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種時(shí)鐘信號生成電路，包括:CR振蕩電路，其具有電容器、電阻以及放大電路；電壓生成電路，其生成電源電壓，并將所述電源電壓向所述CR振蕩電路供給，所述電源電壓為固定電壓的情況下的所述CR振蕩電路的振蕩頻率具有正的溫度特性，所述電壓生成電路根據(jù)晶體管的功函數(shù)差而生成具有負(fù)的溫度特性的所述電源電壓，并將該電源電壓作為所述CR振蕩電路的所述放大電路的電源而進(jìn)行供給。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，具有負(fù)的溫度特性的電源電壓被生成，并被供給至電源電壓為固定電壓的情況下的振蕩頻率的溫度特性為正的CR振蕩電路，從而時(shí)鐘信號被生成。如此，由于CR振蕩電路的振蕩頻率的正的溫度特性的至少一部分通過電源電壓的負(fù)的溫度特性而被抵消，從而能夠減少相對于溫度變動的時(shí)鐘信號的頻率變動。因此，能夠提供一種對電流消耗與電路規(guī)模的增加等進(jìn)行抑制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對振蕩頻率的溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘信號生成電路。
[0015]此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以采用如下方式，即，所述電阻包括:串聯(lián)連接的多個(gè)電阻元件以及基準(zhǔn)電阻元件；多個(gè)熔斷器元件，各個(gè)熔斷器元件相對于所述多個(gè)電阻元件中的各個(gè)電阻元件以并聯(lián)的方式被設(shè)置；切斷用輔助開關(guān)，其相對于所述基準(zhǔn)電阻元件以并聯(lián)的方式被設(shè)置，并在熔斷器切斷前的振蕩頻率的第一測量模式中處于斷開，而在所述熔斷器切斷前的振蕩頻率的第二測量模式中處于導(dǎo)通。
[0016]如此，能夠在熔斷器切斷前的第一測量模式中，將切斷用輔助開關(guān)置于切斷而對振蕩頻率進(jìn)行測量，在第二測量模式中，將切斷用輔助開關(guān)置于導(dǎo)通而對振蕩頻率進(jìn)行測量。而且，能夠使用以該方式所測量出的振蕩頻率，來決定切斷多個(gè)熔斷器元件中的哪一個(gè)。
[0017]本發(fā)明的另一方式涉及一種檢測裝置，包括:上述記載的時(shí)鐘信號生成電路；驅(qū)動電路，其接收來自物理量轉(zhuǎn)換器的反饋信號，并對所述物理量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動；檢測電路，其接收來自所述物理量轉(zhuǎn)換器的檢測信號，并檢測所需信號；控制部，其接收來自所述時(shí)鐘信號生成電路的所述時(shí)鐘信號，并對所述驅(qū)動電路以及所述檢測電路進(jìn)行控制。
[0018]如此，能夠使用通過具有CR振蕩電路的時(shí)鐘信號生成電路而生成的時(shí)鐘信號來使控制部進(jìn)行工作，并對驅(qū)動電路與檢測電路進(jìn)行控制。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)控制部的處理的高速化、驅(qū)動電路與檢測電路的起動的高速化。
[0019]此外，在本發(fā)明的另一方式中，可以采用如下方式，S卩，所述時(shí)鐘信號生成電路通過加電復(fù)位解除而被設(shè)定為工作使能狀態(tài)，并向所述控制部供給所述時(shí)鐘信號，通過所述時(shí)鐘信號的供給而開始進(jìn)行工作的所述控制部使所述驅(qū)動電路以及所述檢測電路起動。
[0020]如此，通過加電復(fù)位解除，從而使時(shí)鐘信號生成電路開始進(jìn)行工作而生成時(shí)鐘信號，由此能夠通過根據(jù)該時(shí)鐘信號而進(jìn)行工作的控制部來使驅(qū)動電路與檢測電路起動。
[0021]本發(fā)明的另一方式涉及一種檢測裝置，包括:時(shí)鐘信號生成電路，其利用CR振蕩電路而生成時(shí)鐘信號；驅(qū)動電路，其接收來自物理量轉(zhuǎn)換器的反饋信號，并對所述物理量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動；檢測電路，其接收來自所述物理量轉(zhuǎn)換器的檢測信號，并檢測所需信號；控制部，其接收來自所述時(shí)鐘信號生成電路的所述時(shí)鐘信號，并對所述驅(qū)動電路以及所述檢測電路進(jìn)行控制，所述CR振蕩電路被供給負(fù)的溫度特性的電源電壓而進(jìn)行工作，所述時(shí)鐘信號生成電路通過加電復(fù)位解除而被設(shè)定為工作使能狀態(tài)，并向所述控制部供給所述時(shí)鐘信號，通過所述時(shí)鐘信號的供給而開始進(jìn)行工作的所述控制部使所述驅(qū)動電路以及所述檢測電路起動。
[0022]如此，能夠使用通過具有CR振蕩電路的時(shí)鐘信號生成電路而生成的時(shí)鐘信號來使控制部進(jìn)行工作，并對驅(qū)動電路與檢測電路進(jìn)行控制。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)控制部的處理的高速化、驅(qū)動電路與檢測電路的起動的高速化。此外，通過向CR振蕩電路供給負(fù)的溫度特性的電源電壓而生成時(shí)鐘信號，從而能夠減少相對于溫度變動的時(shí)鐘信號的頻率變動。
[0023]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量轉(zhuǎn)換器為振子，所述驅(qū)動電路包括:放大電路，其對所述反饋信號進(jìn)行放大；驅(qū)動信號輸出電路，其對所述振子的驅(qū)動信號進(jìn)行輸出；增益控制電路，其對所述驅(qū)動信號的振幅進(jìn)行控制；高通濾波器，其被設(shè)置于所述放大電路與所述驅(qū)動信號輸出電路之間，在所述振子的振蕩的起動期間內(nèi)，來自所述時(shí)鐘信號生成電路的所述時(shí)鐘信號經(jīng)由構(gòu)成所述高通濾波器的電阻元件而被輸入至所述驅(qū)動信號輸出電路。
[0024]如此，能夠有效地活用來自時(shí)鐘信號生成電路的時(shí)鐘信號，而實(shí)現(xiàn)振子的振蕩源的生成與生長，由此實(shí)現(xiàn)振蕩起動期間的縮短等。
[0025]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括:第二驅(qū)動電路，其接收來自第二物理量轉(zhuǎn)換器的第二反饋信號，并對所述第二物理量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動；第二檢測電路，其接收來自所述第二物理量轉(zhuǎn)換器的第二檢測信號，并檢測所需信號，所述檢測電路具有第一 A/D轉(zhuǎn)換電路，所述第二檢測電路具有第二 A/D轉(zhuǎn)換電路，所述第一 A/D轉(zhuǎn)換電路以及所述第二 A/D轉(zhuǎn)換電路根據(jù)來自所述時(shí)鐘信號生成電路的所述時(shí)鐘信號而將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0026]如此，能夠使第一、第二 A/D轉(zhuǎn)換電路根據(jù)來自時(shí)鐘信號生成電路的時(shí)鐘信號而進(jìn)行工作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡化等。
[0027]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述控制部包括數(shù)字信號處理部，所述數(shù)字信號處理部接收來自所述第一 A/D轉(zhuǎn)換電路以及所述第二 A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號，并對所述數(shù)字信號實(shí)施數(shù)字信號處理，所述數(shù)字信號處理部根據(jù)來自所述時(shí)鐘信號生成電路的所述時(shí)鐘信號來實(shí)施所述數(shù)字信號處理。
[0028]如此，因?yàn)橐材軌蛲ㄟ^來自時(shí)鐘信號生成電路的時(shí)鐘信號而使數(shù)字信號處理部進(jìn)行工作，因此可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步簡化等，所述數(shù)字信號處理部實(shí)施對來自第一、第二A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號的數(shù)字信號處理。
[0029]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量轉(zhuǎn)換器為用于對繞第一軸的旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行檢測的振子，所述第二物理量轉(zhuǎn)換器為用于對繞第二軸的旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行檢測的第二振子，所述振子以第一頻率進(jìn)行振動，所述第二振子以與所述第一頻率不同的第二頻率進(jìn)行振動。
[0030]如此，能夠有效地減少在對繞多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行檢測時(shí)的軸間干涉。
[0031]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括:電源端子，其被輸入外部電源電壓；調(diào)節(jié)電路，其實(shí)施對來自所述電源端子的所述外部電源電壓進(jìn)行降壓的電壓調(diào)節(jié)，并將通過所述電壓調(diào)節(jié)取得的調(diào)節(jié)電源電壓作為工作電源電壓而向所述驅(qū)動電路以及所述檢測電路進(jìn)行供給，所述電壓生成電路根據(jù)所述調(diào)節(jié)電源電壓而生成所述電源電壓。
[0032]只要以此種方式使驅(qū)動電路與檢測電路通過調(diào)節(jié)電源電壓而進(jìn)行工作，便能夠?qū)τ呻娫措妷鹤儎铀鶎?dǎo)致的檢測性能的降低等情況進(jìn)行抑制，從而實(shí)現(xiàn)檢測裝置的檢測性能的提高等。此外，由于電壓生成電路根據(jù)調(diào)節(jié)電源電壓而生成電源電壓，從而不僅能夠減少相對于溫度變動的時(shí)鐘信號的頻率變動，還能夠減少相對于電源電壓變動的時(shí)鐘信號的頻率變動。
[0033]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括緩沖電路，所述緩沖電路被供給所述外部電源電壓，接收來自所述驅(qū)動電路的驅(qū)動信號，并向所述物理量轉(zhuǎn)換器輸出使所述驅(qū)動信號的振幅增大后的放大驅(qū)動信號。
[0034]如此，由于使緩沖電路不以調(diào)節(jié)電源電壓而以電源電壓進(jìn)行工作，從而能夠向物理量轉(zhuǎn)換器輸出使來自驅(qū)動電路的驅(qū)動信號的振幅增大后的放大驅(qū)動信號，因此可同時(shí)實(shí)現(xiàn)振子的振蕩的起動時(shí)間的縮短與檢測性能的提尚等。
[0035]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，在第一模式中，將來自所述緩沖電路的所述放大驅(qū)動信號向所述物理量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行輸出，在第二模式中，將來自所述驅(qū)動電路的所述驅(qū)動信號向所述物理量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行輸出。
[0036]如此，能夠在需要由放大驅(qū)動信號進(jìn)行的驅(qū)動的情況下設(shè)定為第一模式，在優(yōu)選由通常的驅(qū)動信號進(jìn)行的驅(qū)動的情況下設(shè)定為第二模式，從而能夠提高便利性。
[0037]此外，在本發(fā)明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量轉(zhuǎn)換器為振子，在所述振子的振蕩的起動期間內(nèi)，設(shè)定為所述第一模式，而向所述振子輸出來自所述緩沖電路的所述放大驅(qū)動信號。
[0038]如此，由于在作為物理量轉(zhuǎn)換器的振子的振蕩的起動期間內(nèi)實(shí)施由放大驅(qū)動信號進(jìn)行的驅(qū)動，因而可實(shí)現(xiàn)振子的振蕩的起動時(shí)間的縮短。
[0039]本發(fā)明的另一方式涉及一種傳感器，包括:上述的任意一個(gè)檢測裝置；所述物理量轉(zhuǎn)換器。
[0040]本發(fā)明的另一方式涉及一種包括上述的時(shí)鐘信號生成電路的電子設(shè)備。
[0041]本發(fā)明的另一方式涉及一種包括上述的時(shí)鐘信號生成電路的移動體。
【附圖說明】
[0042]圖1為本實(shí)施方式的時(shí)鐘信號生成電路的結(jié)構(gòu)例。
[0043]圖2為電壓生成電路的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。
[0044]圖3中的圖3(A)為電源電壓固定時(shí)的振蕩頻率的溫度特性，圖3(B)為表示通過電源電壓生成電路所生成的電源電壓的溫度特性的圖。
[0045]圖4表示振蕩頻率的變動率的溫度特性的圖。
[0046]圖5為CR振蕩電路的其他的結(jié)構(gòu)例。
[0047]圖6為CR振蕩電路的其他的結(jié)構(gòu)例。
[0048]圖7中的圖7 (A)、圖7 (B)為利用熔斷器切斷所進(jìn)行的振蕩頻率的調(diào)節(jié)方法的說明圖。
[0049]圖8為表示熔斷器切斷前的振蕩頻率與熔斷器目標(biāo)值以及熔斷器值之間的關(guān)系的圖。
[0050]圖9中的圖9 (A)、圖9 (B)為使用了切斷用輔助開關(guān)的振蕩頻率的調(diào)節(jié)方法的說明圖。
[0051]圖10為使用了切斷用輔助開關(guān)的振蕩頻率的調(diào)節(jié)方法的說明圖。
[0052]圖11為表示在使用了本實(shí)施方式的調(diào)節(jié)方法的情況下的、熔斷器切斷前的振蕩頻率與熔斷器目標(biāo)值以及熔斷器值之間的關(guān)系的圖。
[0053]圖12為本實(shí)施方式的檢測裝置、電子設(shè)備、陀螺傳感器的結(jié)構(gòu)例。
[0054]圖13為本實(shí)施方式的檢測裝置的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。
[0055]圖14為檢測裝置的起動時(shí)的動作說明圖。
[0056]圖15為通常工作、待機(jī)、休眠的各模式的說明圖。
[0057]圖16為驅(qū)動電路的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。
[0058]圖17中的圖17㈧為表示電源電壓VDD與零點(diǎn)變動量的關(guān)系的圖，圖17⑶為表示電源電壓與起動時(shí)間的關(guān)系的圖。
[0059]圖18為緩沖電路的結(jié)構(gòu)例。
[0060]圖19中的圖19(A)、圖19(B)為第一、第二模式的說明圖。
[0061]圖20為檢測裝置的其他的結(jié)構(gòu)例。
[0062]圖21為檢測電路的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。
[0063]圖22為概要地表示作為移動體的一個(gè)具體示例的汽車的結(jié)構(gòu)的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064]以下，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。此外，以下將進(jìn)行說明的本實(shí)施方式并不是不當(dāng)?shù)貙?quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行限定的方式，并且在本實(shí)施方式中所說明的全部結(jié)構(gòu)也不一定都是作為本發(fā)明的解決方法所必須的。
[0065]1.時(shí)鐘信號生成電路
[0066]圖1圖示了本實(shí)施方式的時(shí)鐘信號生成電路的結(jié)構(gòu)例。時(shí)鐘信號生成電路包括電壓生成電路160與CR振蕩電路170。另外，時(shí)鐘信號生成電路不限定于圖1的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)嵤┦÷栽摻Y(jié)構(gòu)要素的一部分或追加其他的結(jié)構(gòu)要素等各種改變。
[0067]電壓生成電路160生成電源電壓VDOS，并供給至CR振蕩電路170。例如，生成基于功函數(shù)差的電源電壓VDOS并進(jìn)行供給。
[0068]CR振蕩電路170具有電容器C、電阻R與放大電路180 (緩沖電路)。CR振蕩電路170被供給電源電壓VDOS而進(jìn)行工作，從而生成時(shí)鐘信號CLK (振蕩信號)。具體而言，CR振蕩電路170使用由電容器C與電阻R所構(gòu)成的RC電路來將信號反饋至輸入而生成振蕩信號，并將對該振蕩信號實(shí)施了波形整形后的信號作為時(shí)鐘信號CLK而進(jìn)行輸出。
[0069]放大電路180(反相放大電路)具有NAND電路NA與倒相電路IV1、IV2。倒相電路IVl的輸出經(jīng)由電容器C而被反饋至放大電路180的輸入。倒相電路IV2的輸出經(jīng)由電阻R而被反饋至放大電路180的輸入。NAND電路NA的第一輸入成為放大電路180的輸入，在NAND電路NA的第二輸入中輸入有使能信號EN。當(dāng)使能信號EN成為高電平時(shí)，CR振蕩電路170被設(shè)定為工作使能狀態(tài)，當(dāng)使能信號EN為低電平時(shí)，CR振蕩電路170被設(shè)定為工作非使能狀態(tài)。
[0070]從倒相電路IV2所輸出的振蕩信號通過倒相電路IV3而被實(shí)施波形整形，并作為矩形波的時(shí)鐘信號CLK而被輸出。例如，振蕩信號成為上升沿以及下降沿較鈍的波形