本發(fā)明涉及電路裝置、物理量檢測(cè)裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體等。
背景技術(shù):
一直以來(lái),已知一種基于來(lái)自物理量變換器的檢測(cè)信號(hào)而對(duì)物理量進(jìn)行檢測(cè)的物理量檢測(cè)裝置。如以陀螺儀傳感器為例,則其對(duì)作為物理量的角速度等進(jìn)行檢測(cè)。陀螺儀傳感器被裝入例如數(shù)碼照相機(jī)、智能手機(jī)等電子設(shè)備或汽車(chē)、飛機(jī)等移動(dòng)體上,并使用所檢測(cè)出的角速度等物理量來(lái)實(shí)施手抖修正、姿態(tài)控制、gps自動(dòng)導(dǎo)航等。
作為這種物理量檢測(cè)裝置的現(xiàn)有技術(shù),存在例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的技術(shù)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,公開(kāi)了一種復(fù)合傳感器,該復(fù)合傳感器具備:形成在基板上的振動(dòng)型角速度傳感器元件、形成在該基板上的加速度傳感器元件和封裝件。
如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的復(fù)合傳感器所示,在設(shè)置有多個(gè)物理量變換器的物理量檢測(cè)裝置中,存在以下的課題。
例如,當(dāng)來(lái)自第一、第二物理量變換器的檢測(cè)信號(hào)被輸入至電路裝置(ic芯片)內(nèi)的檢測(cè)電路為止的信號(hào)路徑較長(zhǎng)時(shí),在該信號(hào)路徑的布線中將流通有作為微弱的信號(hào)(電流信號(hào)等)的檢測(cè)信號(hào),因此可能會(huì)由于噪聲的重疊等而導(dǎo)致特性劣化。
此外,對(duì)作為微弱的信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理的第一電路模塊和對(duì)較大的電壓振幅的信號(hào)進(jìn)行處理的第二電路模塊在電路裝置內(nèi)被靠近地配置。第一電路模塊例如為被輸入來(lái)自物理量變換器的檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)電路。第二電路模塊例如為對(duì)將該檢測(cè)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行了a/d轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字信號(hào)實(shí)施處理的邏輯電路。在該情況下,由于來(lái)自第二電路模塊(邏輯電路)的噪聲相對(duì)于第一電路模塊(檢測(cè)電路)而回繞,因此第一電路模塊的檢測(cè)特性或輸出特性等可能會(huì)發(fā)生劣化。
此外,相對(duì)于電路裝置而設(shè)置有與多個(gè)物理量變換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)電路。在該情況下,需要對(duì)來(lái)自多個(gè)檢測(cè)電路的多個(gè)物理量信號(hào)中的某一個(gè)進(jìn)行選擇的多路調(diào)制器、和實(shí)施由多路調(diào)制器所選擇的信號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換的a/d轉(zhuǎn)換電路等。根據(jù)配置這種多路調(diào)制器和a/d轉(zhuǎn)換電路的位置,將會(huì)產(chǎn)生電路裝置大規(guī)?;葐?wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式,能夠提供一種電路裝置、物理量檢測(cè)裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體等,所述電路裝置和物理量檢測(cè)裝置能夠減輕在設(shè)置有與多個(gè)物理量變換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)電路的情況下的特性的劣化等。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-203990號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為用于解決上述的課題中的至少一部分而完成的發(fā)明,其能夠作為以下的形態(tài)或方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種電路裝置,包括:第一檢測(cè)電路,其基于來(lái)自第一物理量變換器的第一檢測(cè)信號(hào),而對(duì)與第一物理量對(duì)應(yīng)的第一物理量信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);第二檢測(cè)電路,其基于來(lái)自第二物理量變換器的第二檢測(cè)信號(hào),而對(duì)與第二物理量對(duì)應(yīng)的第二物理量信號(hào)進(jìn)行檢測(cè);多路調(diào)制器,其對(duì)包括來(lái)自所述第一檢測(cè)電路的所述第一物理量信號(hào)和來(lái)自所述第二檢測(cè)電路的所述第二物理量信號(hào)在內(nèi)的多個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào)進(jìn)行選擇;a/d轉(zhuǎn)換電路,其對(duì)由所述多路調(diào)制器所選擇的信號(hào)實(shí)施a/d轉(zhuǎn)換并輸出數(shù)字信號(hào);邏輯電路,其對(duì)來(lái)自所述a/d轉(zhuǎn)換電路的所述數(shù)字信號(hào)實(shí)施處理,在所述電路裝置中,在將沿著所述電路裝置的第一邊的方向設(shè)為第一方向、將從所述第一邊起朝向與所述第一邊為相反側(cè)的第二邊的方向設(shè)為第二方向的情況下,所述第一檢測(cè)電路被配置在與所述第一邊相比靠所述第二方向側(cè),所述第二檢測(cè)電路被配置在與所述第一邊相比靠所述第二方向側(cè)、且與所述第一檢測(cè)電路相比靠所述第一方向側(cè),所述a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在所述第一檢測(cè)電路及所述第二檢測(cè)電路中的至少一方與所述邏輯電路之間。
在本發(fā)明的一個(gè)方式中,設(shè)置有與第一、第二物理量變換器對(duì)應(yīng)的第一、第二檢測(cè)電路,通過(guò)多路調(diào)制器而選擇包括來(lái)自第一、第二檢測(cè)電路的第一、第二物理量信號(hào)在內(nèi)的多個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào),并實(shí)施所選擇的信號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換。并且,第一檢測(cè)電路被配置在與電路裝置的第一邊相比靠第二方向側(cè),第二檢測(cè)電路被配置在與第一邊相比靠第二方向側(cè)、且與第一檢測(cè)電路相比靠第一方向側(cè)。此外,a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在第一、第二檢測(cè)電路中的至少一方與邏輯電路之間。如果采用這種方式,則在與第一、第二檢測(cè)電路對(duì)應(yīng)的位置處配置有第一、第二物理量變換器的情況下,能夠?qū)⒌谝?、第二檢測(cè)電路與第一、第二物理傳感器之間的信號(hào)路徑設(shè)為最佳,從而實(shí)現(xiàn)特性劣化等的減輕。此外,能夠?qū)⒆鳛樵肼曉吹倪壿嬰娐放渲迷趶膶?duì)微弱的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理的電路模塊遠(yuǎn)離的位置處,從而也能夠減輕由該噪聲源所導(dǎo)致的特性的劣化等。因此,能夠提供一種能夠減輕在設(shè)置有與多個(gè)物理量變換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)電路的情況下的特性的劣化等的電路裝置。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,所述多路調(diào)制器被配置在所述第一檢測(cè)電路及所述第二檢測(cè)電路中的至少一方與所述邏輯電路之間。
如果采用這種方式,則對(duì)于第一、第二檢測(cè)電路與多路調(diào)制器之間的信號(hào)路徑也能夠設(shè)為最佳,從而能夠減輕來(lái)自第一、第二檢測(cè)電路的第一、第二物理量信號(hào)由于該信號(hào)路徑中的信號(hào)傳輸?shù)榷踊那闆r。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,在將所述第一方向的相反方向設(shè)為第三方向的情況下,所述a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在與所述多路調(diào)制器相比靠所述第三方向側(cè)或者所述第一方向側(cè)。
如果采用這種方式,則能夠?qū)⒍嗦氛{(diào)制器與a/d轉(zhuǎn)換電路之間的信號(hào)路徑也設(shè)為最佳,從而能夠減輕來(lái)自多路調(diào)制器的信號(hào)由于該信號(hào)路徑中的信號(hào)傳輸?shù)榷踊那闆r。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括電源電路,所述電源電路供給電源電壓,在所述a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在與所述多路調(diào)制器相比靠所述第三方向側(cè)的情況下,所述電源電路被配置在與所述多路調(diào)制器相比靠所述第一方向側(cè),在所述a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在與所述多路調(diào)制器相比靠所述第一方向側(cè)的情況下,所述電源電路被配置在與所述多路調(diào)制器相比靠所述第三方向側(cè)。
通過(guò)如此配置電源電路,能夠以最佳的方式對(duì)電源電路與電路裝置的各電路模塊之間的電源線進(jìn)行布線,從而實(shí)現(xiàn)電源線的布線效率的提高和電源供給的阻抗的最佳化等。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,在將所述第二方向的相反方向設(shè)為第四方向的情況下,所述邏輯電路被配置在與所述第二邊相比靠所述第四方向側(cè)、且與所述第一檢測(cè)電路及所述第二檢測(cè)電路中的至少一方相比靠所述第二方向側(cè)。
如果采用這種方式,則能夠使作為噪聲源的邏輯電路遠(yuǎn)離對(duì)微少的信號(hào)進(jìn)行處理的模擬電路等。由此,能夠有效地減輕由于來(lái)自邏輯電路的噪聲而使模擬電路的特性劣化等的情況。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括第一低通濾波器,所述第一低通濾波器實(shí)施所述第一物理量信號(hào)的低通濾波處理,所述第一低通濾波器被配置在所述第一檢測(cè)電路與所述多路調(diào)制器之間。
如果采用這種方式,則能夠?qū)牡谝粰z測(cè)電路被輸入至第一低通濾波器的信號(hào)以短路徑而向多路調(diào)制器傳輸。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括第二低通濾波器,所述第二低通濾波器實(shí)施所述第二物理量信號(hào)的低通濾波處理,所述第二低通濾波器被配置在所述第二檢測(cè)電路與所述多路調(diào)制器之間。
如果采用這種方式,則能夠?qū)牡诙z測(cè)電路被輸入至第二低通濾波器的信號(hào)以短路徑而向多路調(diào)制器傳輸。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,在將與所述第一邊及所述第二邊交叉的邊設(shè)為第三邊、將與所述第一邊及所述第二邊交叉并且為所述第三邊的相反側(cè)的邊設(shè)為第四邊、將由與所述第三邊及所述第四邊平行的邊界線和所述第三邊所劃分而成的所述電路裝置的區(qū)域設(shè)為第一區(qū)域、將由所述邊界線和所述第四邊所劃分而成的所述電路裝置的區(qū)域設(shè)為第二區(qū)域的情況下,所述第一檢測(cè)電路被配置在所述第一區(qū)域內(nèi),所述第二檢測(cè)電路被配置在所述第二區(qū)域內(nèi)。
如果采用這種方式,則例如在如下的情況下,即,在與電路裝置的第一區(qū)域?qū)?yīng)的位置處配置有第一物理量變換器、且在與第二區(qū)域?qū)?yīng)的位置處配置有第二物理量變換器的情況下,能夠?qū)⒌谝弧⒌诙z測(cè)電路與第一、第二物理傳感器之間的信號(hào)路徑設(shè)為最佳,從而實(shí)現(xiàn)特性的劣化等的減輕。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括第一驅(qū)動(dòng)電路,所述第一驅(qū)動(dòng)電路對(duì)所述第一物理量變換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),所述第一驅(qū)動(dòng)電路被配置在所述第一區(qū)域內(nèi)。
如果采用這種方式,則在與電路裝置的第一區(qū)域?qū)?yīng)的位置處配置有第一物理量變換器的情況下,能夠?qū)⒌谝或?qū)動(dòng)電路與第一物理量變換器之間的信號(hào)路徑最佳化,從而能夠?qū)崿F(xiàn)第一物理量變換器的高效的驅(qū)動(dòng)。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,所述第一驅(qū)動(dòng)電路被配置在所述第三邊與所述邏輯電路之間、或者所述第二邊與所述邏輯電路之間。
如果采用這種方式,則能夠例如將第一驅(qū)動(dòng)電路配置在從第一檢測(cè)電路等遠(yuǎn)離的位置處,從而能夠減少在第一驅(qū)動(dòng)電路中所產(chǎn)生的噪聲對(duì)第一檢測(cè)電路的特性等造成的惡劣影響。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,所述a/d轉(zhuǎn)換電路被配置在所述第一區(qū)域內(nèi)。
如果采用這種方式,則例如能夠縮短第一檢測(cè)電路與a/d轉(zhuǎn)換電路之間的距離,從而能夠?qū)?lái)自第一檢測(cè)電路的信號(hào)以短路徑而輸入至a/d轉(zhuǎn)換電路。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括主時(shí)鐘信號(hào)生成電路,所述主時(shí)鐘信號(hào)生成電路生成主時(shí)鐘信號(hào),所述主時(shí)鐘信號(hào)生成電路被配置在所述第二區(qū)域內(nèi)。
如果采用這種方式,則能夠有效地減少來(lái)自主時(shí)鐘信號(hào)生成電路的噪聲對(duì)被配置在第一區(qū)域內(nèi)的模擬電路的特性等造成的惡劣影響。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,包括數(shù)字接口電路,所述數(shù)字接口電路實(shí)施數(shù)字信號(hào)的輸入及輸出中的至少一方,所述數(shù)字接口電路被配置在所述邏輯電路與所述第二邊之間。
如果采用這種方式,則能夠拉開(kāi)數(shù)字接口電路與模擬系統(tǒng)的電路之間的距離,從而能夠減輕由于來(lái)自數(shù)字接口電路的噪聲而使模擬系統(tǒng)的電路的特性劣化等的情況。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,所述第一物理量為繞預(yù)定軸的角速度,所述第二物理量為繞與所述預(yù)定軸不同的軸的角速度。
如果采用這種方式,則能夠?qū)崿F(xiàn)可檢測(cè)繞多軸的角速度的復(fù)合傳感器。
此外,在本發(fā)明的一個(gè)方式中,也可以采用如下方式,即,所述第一物理量為角速度,所述第二物理量為加速度。
如果采用這種方式,則能夠?qū)崿F(xiàn)可對(duì)角速度與加速度這兩者進(jìn)行檢測(cè)的復(fù)合傳感器。
此外,本發(fā)明的其他方式涉及一種物理量檢測(cè)裝置,其包括上述所記載的電路裝置、所述第一物理量變換器和所述第二物理量變換器。
此外,本發(fā)明的其他方式涉及一種電子設(shè)備,其包括上述所記載的電路裝置。
此外,本發(fā)明的其他方式涉及一種移動(dòng)體,其包括上述所記載的電路裝置。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)施方式的電路裝置的結(jié)構(gòu)例。
圖2為電路裝置的電路模塊的配置結(jié)構(gòu)例。
圖3為電路裝置的電路模塊的其他的配置結(jié)構(gòu)例。
圖4為本實(shí)施方式的物理量檢測(cè)裝置的一個(gè)示例的俯視圖。
圖5為圖4的物理量檢測(cè)裝置的a-a剖視圖。
圖6為圖4的物理量檢測(cè)裝置的b-b剖視圖。
圖7為繞z軸用的角速度傳感器的工作說(shuō)明圖。
圖8為繞x軸用的角速度傳感器的工作說(shuō)明圖。
圖9為繞x軸用的角速度傳感器的工作說(shuō)明圖。
圖10為本實(shí)施方式的電路裝置的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。
圖11為電路裝置的電路模塊的配置結(jié)構(gòu)例。
圖12為本實(shí)施方式的電路模塊的配置方法的說(shuō)明圖。
圖13為本實(shí)施方式的電路模塊的配置方法的說(shuō)明圖。
圖14為驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)例。
圖15為低通濾波器的結(jié)構(gòu)例。
圖16為a/d轉(zhuǎn)換電路、多路調(diào)制器的結(jié)構(gòu)例。
圖17為主時(shí)鐘信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)例。
圖18為數(shù)字i/f電路的結(jié)構(gòu)例。
圖19為電源電路的結(jié)構(gòu)例。
圖20為加速度傳感器以及加速度傳感器用的第二檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)例。
圖21為裝入了本實(shí)施方式的電路裝置的移動(dòng)體的示例。
圖22為裝入了本實(shí)施方式的電路裝置的電子設(shè)備的示例。
圖23為裝入了本實(shí)施方式的電路裝置的電子設(shè)備的示例。
圖24為裝入了本實(shí)施方式的電路裝置的移動(dòng)體(電子設(shè)備)的示例。
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外,在下文中所說(shuō)明的本實(shí)施方式并不是對(duì)權(quán)利要求書(shū)所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不恰當(dāng)限定的方式,在本實(shí)施方式中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)并不都是作為本發(fā)明的解決方法而必需的結(jié)構(gòu)。
1.電路裝置
在圖1中,示出了本實(shí)施方式的電路裝置20的結(jié)構(gòu)例。如圖1所示,本實(shí)施方式的電路裝置20包括第一、第二檢測(cè)電路61、62、多路調(diào)制器90、a/d轉(zhuǎn)換電路100、邏輯電路110。此外,本實(shí)施方式的物理量檢測(cè)裝置300(復(fù)合傳感器、物理量檢測(cè)傳感器)包括第一、第二物理量變換器11、12和電路裝置20。另外,電路裝置20、物理量檢測(cè)裝置300并不限定于圖1的結(jié)構(gòu),而能夠?qū)嵤┦÷云浣Y(jié)構(gòu)要素的一部分或者追加其他的結(jié)構(gòu)要素等各種的變形。
第一檢測(cè)電路61基于來(lái)自第一物理量變換器11的第一檢測(cè)信號(hào)sa(第一傳感器信號(hào))而對(duì)與第一物理量對(duì)應(yīng)的第一物理量信號(hào)psa(第一所需信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。并且,輸出所檢測(cè)出的第一物理量信號(hào)psa。第二檢測(cè)電路62基于來(lái)自第二物理量變換器12的第二檢測(cè)信號(hào)sb(第二傳感器信號(hào)),而對(duì)與第二物理量對(duì)應(yīng)的第二物理量信號(hào)psb(第二所需信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。并且,輸出所檢測(cè)出的第二物理量信號(hào)psb。第一、第二檢測(cè)信號(hào)sa、sb為例如電流信號(hào)或電壓信號(hào)等模擬的電信號(hào)。第一、第二物理量信號(hào)psa、psb也為電壓信號(hào)等模擬的電信號(hào)。另外,各個(gè)第一、第二檢測(cè)信號(hào)sa、sb或各個(gè)第一、第二物理量信號(hào)psa、psb既可以為差動(dòng)信號(hào),也可以為單端的信號(hào)。
多路調(diào)制器90對(duì)包括來(lái)自第一檢測(cè)電路61的第一物理量信號(hào)psa和來(lái)自第二檢測(cè)電路62的第二物理量信號(hào)pbs在內(nèi)的多個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào)進(jìn)行選擇。并且,將所選擇的信號(hào)作為信號(hào)mq而進(jìn)行輸出。多路調(diào)制器90由例如多個(gè)開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成,并且各開(kāi)關(guān)元件通過(guò)mos晶體管等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
另外,在圖1中,雖然多路調(diào)制器90僅被輸入第一、第二物理量信號(hào)psa、psb,但也可以被輸入psa、psb以外的信號(hào)。例如,除了第一、第二檢測(cè)電路61、62以外,也可以設(shè)置對(duì)其他的物理量信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)其他的檢測(cè)電路,并將來(lái)自該其他的檢測(cè)電路的物理量信號(hào)向多路調(diào)制器90輸入。此外,也可以將來(lái)自溫度傳感器的溫度檢測(cè)信號(hào)等向多路調(diào)制器90輸入。
a/d轉(zhuǎn)換電路100對(duì)由多路調(diào)制器90所選擇的信號(hào)mq實(shí)施a/d轉(zhuǎn)換并輸出數(shù)字信號(hào)dt。即,輸出通過(guò)對(duì)模擬的信號(hào)mq進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字信號(hào)dt。通過(guò)利用多路調(diào)制器90來(lái)選擇信號(hào),并實(shí)施所選擇的信號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換,從而能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)被輸入至多路調(diào)制器90的多個(gè)信號(hào)的每個(gè)的分時(shí)的a/d轉(zhuǎn)換。
作為a/d轉(zhuǎn)換電路100,能夠采用例如連續(xù)比較型或deltasigma(三角)型等各種方式的a/d轉(zhuǎn)換電路。在采用例如deltasigma(三角)型的情況下,例如能夠使用具有用于降低1/f噪聲的cds(correlateddoublesampling:相關(guān)雙采樣)或斷路器的功能等、并通過(guò)例如二次的deltasigma(三角)型調(diào)制器等而構(gòu)成的a/d轉(zhuǎn)換電路。在采用連續(xù)比較型的情況下,例如能夠使用具有減輕由dac的元件偏差導(dǎo)致的s/n比的劣化的dem(dynamicelementmatching:動(dòng)態(tài)元件匹配)的功能等、并通過(guò)電容dac及連續(xù)比較控制邏輯而構(gòu)成的a/d轉(zhuǎn)換電路。另外,a/d轉(zhuǎn)換電路100也可以包括對(duì)信號(hào)mq的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的可編程增益放大器(pga)等。
邏輯電路110對(duì)來(lái)自a/d轉(zhuǎn)換電路100的數(shù)字信號(hào)dt實(shí)施處理。例如,邏輯電路110(dsp部)對(duì)數(shù)字信號(hào)dt實(shí)施各種數(shù)字信號(hào)處理。例如,邏輯電路110對(duì)來(lái)自a/d轉(zhuǎn)換電路100的數(shù)字信號(hào)dt實(shí)施數(shù)字濾波處理或數(shù)字補(bǔ)正處理。作為數(shù)字濾波處理,例如存在與所需信號(hào)的應(yīng)用相對(duì)應(yīng)的帶域限制的數(shù)字濾波處理、或去除由a/d轉(zhuǎn)換電路100等所產(chǎn)生的噪聲的數(shù)字濾波處理。作為數(shù)字補(bǔ)正處理,存在例如零點(diǎn)補(bǔ)正處理(偏置補(bǔ)正)或靈敏度補(bǔ)正處理(增益補(bǔ)正)等。此外,邏輯電路110也實(shí)施電路裝置20的各種控制處理。例如,也實(shí)施電路裝置20的各電路模塊的控制處理等。該邏輯電路110能夠通過(guò)例如門(mén)陣列電路等的自動(dòng)配置布線的電路等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在圖1中,第一物理量為例如繞預(yù)定軸的角速度,第二物理量為繞與該預(yù)定軸不同的軸的角速度。預(yù)定軸(例如第一軸)為x軸、y軸、z軸中的一個(gè)軸,與預(yù)定軸不同的軸(例如第二軸)為x軸、y軸、z軸中的與該一個(gè)軸不同的軸。在該情況下,第一、第二物理量變換器11、12成為角速度傳感器(陀螺傳感器)。并且,第一、第二檢測(cè)電路61、62基于來(lái)自作為角速度傳感器的第一、第二物理量變換器11、12的檢測(cè)信號(hào)(電流信號(hào)、電荷信號(hào)),而檢測(cè)并輸出作為角速度信號(hào)的第一、第二物理量信號(hào)psa、psb。如果采用這種方式,則成為如下方式,即,使用電路裝置20而能夠?qū)缋@第一軸、第二軸那樣的繞多軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)。另外,也可以采用如下方式,即,在電路裝置20中還設(shè)置有用于對(duì)繞與第一軸、第二軸不同的第三軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電路。
此外,也可以采用如下方式,即,第一物理量為角速度,第二物理量為加速度。在該情況下,第一物理量變換器11成為角速度傳感器(陀螺傳感器),第二物理量變換器12成為加速度傳感器。并且,第一檢測(cè)電路61基于來(lái)自作為角速度傳感器的第一物理量變換器11的檢測(cè)信號(hào),而檢測(cè)并輸出作為角速度信號(hào)的第一物理量信號(hào)psa。第二檢測(cè)電路62基于來(lái)自作為加速度傳感器的第二物理量變換器12的檢測(cè)信號(hào),而檢測(cè)并輸出作為加速度信號(hào)的第二物理量信號(hào)psb。如果采用這種方式,則能夠使用電路裝置20來(lái)實(shí)現(xiàn)繞預(yù)定軸(第一、第二或第三軸)的角速度的檢測(cè),并且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定軸方向(第一、第二或第三軸方向)上的加速度的檢測(cè)。
另外,作為電路裝置20、物理量檢測(cè)裝置300的結(jié)構(gòu)能夠?qū)嵤└鞣N的變形。例如,雖然在圖1中示出了設(shè)置有兩個(gè)物理量變換器(11、12)和與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)檢測(cè)電路(61、62)的結(jié)構(gòu),但是也能夠?qū)嵤┰O(shè)置三個(gè)以上的物理量變換器和與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電路的變形。例如,在物理量變換器為角速度傳感器的情況下,也可以設(shè)置繞多軸的角速度傳感器和與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電路。此外,角速度傳感器既可以為壓電型的振動(dòng)陀螺儀,也可以為由硅基板等形成的靜電電容檢測(cè)方式的振動(dòng)陀螺儀。此外,在物理量變換器為加速度傳感器的情況下,也可以設(shè)置多軸方向上的加速度傳感器和與其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電路。此外,各物理量變換器也可以為對(duì)繞多軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)或者對(duì)多軸方向上的加速度進(jìn)行檢測(cè)的轉(zhuǎn)換器。此外,物理量變換器也可以為對(duì)角速度或加速度以外的物理量(例如速度、移動(dòng)距離、角加速度或者壓力等)進(jìn)行檢測(cè)的轉(zhuǎn)換器。
在圖2中,示出了本實(shí)施方式的電路裝置20的電路模塊的配置結(jié)構(gòu)例。圖2為表示電路裝置20的半導(dǎo)體芯片的布局配置的圖。
電路裝置20(半導(dǎo)體芯片)具有第一、第二、第三、第四邊sd1、sd2、sd3、sd4。第一邊sd1的相反側(cè)的邊為第二邊sd2。第三、第四邊sd3、sd4為與第一、第二邊sd1、sd2交叉(正交)的邊,第三邊sd3的相反側(cè)的邊為第四邊sd4。并且,在圖2中,將沿著電路裝置20的第一邊sd1的方向設(shè)為第一方向dr1,將從第一邊sd1起朝向與第一邊sd1為相反側(cè)的第二邊sd2的方向設(shè)為第二方向dr2。第二方向dr2為與第一方向dr1交叉(正交)的方向。此外,將第一方向dr1的相反方向設(shè)為第三方向dr3,將第二方向dr2的相反方向設(shè)為第四方向dr4。
在該情況下,第一檢測(cè)電路61被配置在與電路裝置20的第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè)。例如,第一檢測(cè)電路61在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè)的區(qū)域(預(yù)定寬度的區(qū)域)內(nèi)沿著第一方向dr1而配置。例如,以第一方向dr1作為長(zhǎng)邊方向的方式而配置第一檢測(cè)電路61。
此外,第二檢測(cè)電路62被配置在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè)、且與第一檢測(cè)電路61相比靠第一方向dr1側(cè)。在圖2中,在與第一檢測(cè)電路61相比靠第一方向dr1側(cè)處,以與第一檢測(cè)電路61相鄰的方式而配置第二檢測(cè)電路62。例如,第二檢測(cè)電路62在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè)的區(qū)域(預(yù)定寬度的區(qū)域)內(nèi),沿著第一方向dr1而配置。例如,以第一方向dr1作為長(zhǎng)邊方向的方式而配置第二檢測(cè)電路62。
而且,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在第一檢測(cè)電路61及第二檢測(cè)電路62中的至少一方與邏輯電路110之間。例如,在圖2中,在第一檢測(cè)電路61與邏輯電路110之間配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100。即,在與第一檢測(cè)電路61相比靠第二方向dr2側(cè)處配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100,并且在與a/d轉(zhuǎn)換電路100相比靠第二方向dr2側(cè)處配置有邏輯電路110。另外,也可以在第二檢測(cè)電路62與邏輯電路110之間配置a/d轉(zhuǎn)換電路100。即,也可以在與第二檢測(cè)電路62相比靠第二方向dr2側(cè)處配置a/d轉(zhuǎn)換電路100?;蛘?,也可以采用如下方式,即,以位于第一、第二檢測(cè)電路61、62的雙方與邏輯電路110之間的方式而配置a/d轉(zhuǎn)換電路100。
例如,圖3為本實(shí)施方式的電路裝置20的其他的配置結(jié)構(gòu)例(布局配置例)。在圖3中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62的雙方與邏輯電路110之間。即,在第一、第二檢測(cè)電路61、62的雙方的第二方向dr2側(cè)處配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100。
此外,在本實(shí)施方式中,多路調(diào)制器90被配置在第一檢測(cè)電路61及第二檢測(cè)電路62中的至少一方與邏輯電路110之間。例如,在圖2中,多路調(diào)制器90被配置在第一檢測(cè)電路61與邏輯電路110之間。即,在與第一檢測(cè)電路61相比靠第二方向dr2側(cè)處配置有多路調(diào)制器90,在與多路調(diào)制器90相比靠第二方向dr2側(cè)處配置有邏輯電路110。另外,也可以將多路調(diào)制器90配置在第二檢測(cè)電路62與邏輯電路110之間。即,也可以在與第二檢測(cè)電路62相比靠第二方向dr2側(cè)處配置多路調(diào)制器90?;蛘撸部梢圆捎萌缦路绞?,即,以位于第一、第二檢測(cè)電路61、62的雙方與邏輯電路110之間的方式而配置多路調(diào)制器90?;蛘撸鐖D3的其他的配置結(jié)構(gòu)例所示,也可以在第一檢測(cè)電路61與第二檢測(cè)電路62之間配置多路調(diào)制器90。
此外,在本實(shí)施方式中,在將第一方向dr1的相反方向設(shè)為第三方向dr3的情況下,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在與多路調(diào)制器90相比靠第三方向dr3側(cè)或者第一方向dr1側(cè)。例如,在圖2中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在與多路調(diào)制器90相比靠第三方向dr3側(cè)?;蛘?,也可以將a/d轉(zhuǎn)換電路100配置在與多路調(diào)制器90相比靠第一方向dr1側(cè)。另外,在圖3的其他的配置結(jié)構(gòu)例中,在與多路調(diào)制器90相比靠第二方向dr2側(cè)處配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100。
此外,在本實(shí)施方式中,在將第二方向dr2的相反方向設(shè)為第四方向dr4的情況下,邏輯電路110被配置在與第二邊sd2相比靠第四方向dr4側(cè)、且與第一檢測(cè)電路61及第二檢測(cè)電路62中的至少一方相比靠第二方向dr2側(cè)。例如,在圖2、圖3中,邏輯電路110被配置在與第二邊sd2相比靠第四方向dr4側(cè)、且第一、第二檢測(cè)電路61、62的雙方的第二方向dr2側(cè)。另外,也可以采用如下方式,即,將邏輯電路110僅配置在第一檢測(cè)電路61的第二方向dr2側(cè),或者僅配置在第二檢測(cè)電路62的第二方向dr2側(cè)。
在圖2、圖3中,邏輯電路110以與沿著第二邊sd2的i/o區(qū)域(焊盤(pán)配置區(qū)域)的第四方向dr4側(cè)相鄰的方式而配置。i/o區(qū)域?yàn)榕渲糜泻副P(pán)、i/o電路以及保護(hù)電路(靜電保護(hù)等)中的至少一個(gè)的區(qū)域。例如,以邏輯電路110的第二方向dr2側(cè)的長(zhǎng)邊沿著該i/o區(qū)域的長(zhǎng)邊的方式而配置有邏輯電路110。在該i/o區(qū)域內(nèi)配置有例如邏輯電路110用的焊盤(pán)(在廣義上為端子)等。
另一方面,第一、第二檢測(cè)電路61、62以與沿著第一邊sd1的i/o區(qū)域(焊盤(pán)配置區(qū)域)的第二方向dr2側(cè)相鄰的方式而配置。例如,以第一、第二檢測(cè)電路61、62的第四方向dr4側(cè)的長(zhǎng)邊沿著該i/o區(qū)域的長(zhǎng)邊的方式而配置有第一、第二檢測(cè)電路61、62。在該i/o區(qū)域內(nèi)配置有第一檢測(cè)電路61用的焊盤(pán)ta1、ta2和第二檢測(cè)電路62用的焊盤(pán)tb1、tb2。例如,第一檢測(cè)電路61經(jīng)由焊盤(pán)ta1、ta2(端子)而被輸入圖1的檢測(cè)信號(hào)sa(差動(dòng)的檢測(cè)信號(hào))。第二檢測(cè)電路62經(jīng)由焊盤(pán)tb1、tb2(端子)而被輸入檢測(cè)信號(hào)sb(差動(dòng)的檢測(cè)信號(hào))。
如上文所述,在本實(shí)施方式中,第一檢測(cè)電路61被配置在與電路裝置20的第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè),第二檢測(cè)電路62被配置在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè)、且與第一檢測(cè)電路61相比靠第一方向dr1側(cè)。即,在第一邊sd1的第二方向dr2側(cè)處,第一、第二檢測(cè)電路61、62沿著第一方向dr1而被配置。因此,成為如下方式,即,能夠以較短的布線的信號(hào)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)圖1的第一物理量變換器11與第一檢測(cè)電路61之間的第一信號(hào)路徑(第一信號(hào)布線)、和第二物理量變換器12與第二檢測(cè)電路62之間的第二信號(hào)路徑(第二信號(hào)布線)。
例如,在后述的圖4至圖6的物理量檢測(cè)裝置300中,第一物理量變換器11(例如z軸用的角速度傳感器)被配置在第一檢測(cè)電路61的上方(鉛直方向上的上方向),第二物理量變換器12(例如x軸用的角速度傳感器)被配置在第二檢測(cè)電路62的上方。在這種配置結(jié)構(gòu)的情況下,如圖2、圖3所示,如果在第一邊sd1的第二方向dr2側(cè)處將第一、第二檢測(cè)電路61、62沿著第一方向dr1而配置,則成為如下方式,即,能夠以較短的信號(hào)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)第一、第二物理量變換器11、12與第一、第二檢測(cè)電路61、62之間的第一、第二信號(hào)路徑。由于微小振幅的信號(hào)(電流信號(hào))在所述第一、第二信號(hào)路徑中被傳輸,因此當(dāng)信號(hào)路徑的布線變長(zhǎng)時(shí),噪聲會(huì)重疊,從而第一、第二檢測(cè)電路61、62的檢測(cè)特性等可能會(huì)劣化。關(guān)于這一點(diǎn),根據(jù)本實(shí)施方式的配置結(jié)構(gòu),由于能夠?qū)⒌谝?、第二信?hào)路徑設(shè)為較短的布線的信號(hào)路徑,因此能夠減輕由噪聲等所導(dǎo)致的特性的劣化。
此外,在本實(shí)施方式中,由于在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100,因此能夠?qū)⑦壿嬰娐?10配置在第二邊sd2側(cè)。因此,成為如下方式,即,能夠?qū)⒆鳛樵肼曉吹倪壿嬰娐?10配置在從第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方遠(yuǎn)離的位置處。因此,能夠有效地減輕來(lái)自邏輯電路110的噪聲被傳遞至對(duì)第一、第二檢測(cè)電路61、62等微弱的信號(hào)進(jìn)行處理的模擬系統(tǒng)的電路而使模擬特性劣化的情況。因此,能夠提供一種能夠減輕在設(shè)置有與多個(gè)物理量變換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)電路的情況下的特性的劣化等的電路裝置20。
此外,在本實(shí)施方式中,將a/d轉(zhuǎn)換電路100配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間。通過(guò)采用這種設(shè)置,由于能夠有效利用第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間的區(qū)域而配置a/d轉(zhuǎn)換電路100,因此能夠提高布局效率,從而也會(huì)實(shí)現(xiàn)電路裝置20的小規(guī)?;?小面積化)。因此,也能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)特性的劣化的減輕和電路裝置20的小規(guī)?;?。
此外,在本實(shí)施方式中,多路調(diào)制器90被配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間。如果采用這種方式,則能夠?qū)⒌谝粰z測(cè)電路61與多路調(diào)制器90之間的第三信號(hào)路徑、和第二檢測(cè)電路62與多路調(diào)制器90之間的第四信號(hào)路徑也設(shè)為較短的信號(hào)路徑。因此,能夠減輕來(lái)自第一、第二檢測(cè)電路61、62的第一、第二物理量信號(hào)psa、psb由于該第三、第四信號(hào)路徑中的信號(hào)傳輸而劣化的情況,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)特性的劣化的減輕。
而且,在本實(shí)施方式中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在與多路調(diào)制器90相比靠第三方向dr3側(cè)或者第一方向dr1側(cè)。例如,a/d轉(zhuǎn)換電路100以與多路調(diào)制器90相鄰的方式而配置。如果采用這種方式,則能夠?qū)⒍嗦氛{(diào)制器90與a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的第五信號(hào)路徑也設(shè)為較短的信號(hào)路徑。因此,能夠減輕來(lái)自多路調(diào)制器90的信號(hào)mq由于該第五信號(hào)路徑中的信號(hào)傳輸而劣化的情況,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)特性的劣化的減輕。例如,多路調(diào)制器90為信號(hào)的選擇電路,并且信號(hào)mq的輸出阻抗升高。因此,當(dāng)傳輸信號(hào)mq的第五信號(hào)路徑成為較長(zhǎng)的布線時(shí),噪聲與信號(hào)重疊,從而信號(hào)特性可能會(huì)劣化。關(guān)于這一點(diǎn),根據(jù)本實(shí)施方式,由于能夠以較短的布線而實(shí)現(xiàn)該第五信號(hào)路徑,因此能夠有效地減輕這樣的信號(hào)特性的劣化。
此外,在本實(shí)施方式中,邏輯電路110被配置在與第二邊sd2相比靠第四方向dr4側(cè)、且與第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方相比靠第二方向dr2側(cè)。即,能夠?qū)⑦壿嬰娐?10配置在與第一邊sd1相比而靠近第二邊sd2的位置處。因此,能夠盡可能地使作為噪聲源的邏輯電路110遠(yuǎn)離第一、第二檢測(cè)電路61、62等對(duì)微小信號(hào)進(jìn)行處理的電路。例如,通過(guò)將邏輯電路110配置在第二邊sd2側(cè),從而能夠使例如邏輯系統(tǒng)的電路被配置在第二邊sd2側(cè),而模擬系統(tǒng)的電路被配置第二邊sd2的相反側(cè)的第一邊sd1側(cè)。因此,能夠有效地減輕由來(lái)自邏輯電路110的噪聲所導(dǎo)致的模擬系統(tǒng)的電路的特性的劣化。
2.物理量檢測(cè)裝置
接下來(lái),對(duì)本實(shí)施方式的物理量檢測(cè)裝置300(復(fù)合傳感器)的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。圖4為本實(shí)施方式的物理量檢測(cè)裝置300的一個(gè)示例的俯視圖。圖5為圖4的物理量檢測(cè)裝置300的a-a剖視圖,圖6為b-b剖視圖。
物理量檢測(cè)裝置300包括角速度傳感器13、14和封裝件310。封裝件310具有基座312和蓋314?;?12為具有在上表面開(kāi)口的凹部的空腔狀的部件。蓋314為以封堵基座312的凹部的開(kāi)口的方式與基座312相接合的部件。
角速度傳感器13為例如用于對(duì)繞z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的傳感器,角速度傳感器14為例如用于對(duì)繞x軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。此處,將相互正交的三個(gè)軸(第一、第二、第三軸)設(shè)為x軸、y軸、z軸。z軸為在圖4的俯視觀察時(shí)沿著鉛直方向(與紙面垂直的方向)的軸,并且為沿著與蓋314正交的方向的軸。x軸、y軸為與z軸正交的軸。
角速度傳感器13、14分別由振動(dòng)片340、360構(gòu)成。振動(dòng)片340、360呈在由水晶基板的結(jié)晶軸及電軸所規(guī)定的平面上具有展寬、且在光軸方向上具有厚度的板狀。通過(guò)各振動(dòng)片340、360而實(shí)現(xiàn)的振子為,例如at切割型或sc切割型等的厚度切變振動(dòng)型的水晶振子等或彎曲振動(dòng)型等的壓電振子。另外,作為振子,也可以采用作為壓電振子的saw(surfaceacousticwave:表面聲波)共振子,作為硅制振子的mems(microelectromechanicalsystems:微機(jī)電系統(tǒng))振子等。作為振子(振動(dòng)片)的基板材料,能夠使用水晶、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電單晶體、或鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷等的壓電材料、或者硅半導(dǎo)體材料等。作為振子的激勵(lì)單元,既可以使用利用壓電效應(yīng)所形成的單元,也可以使用由庫(kù)侖力所形成的靜電驅(qū)動(dòng)。
振動(dòng)片340為雙t型的振動(dòng)片,并具有驅(qū)動(dòng)臂341、342、檢測(cè)臂343、基部344、對(duì)基部344和驅(qū)動(dòng)臂341、342進(jìn)行連結(jié)的連結(jié)臂345、346。在基部344的下表面?zhèn)?z軸的負(fù)方向側(cè))設(shè)置有多個(gè)電極(未圖示),所述電極與引線351、352、353、354、355、356連接。引線351、352及與所述引線連接的電極為例如檢測(cè)用(檢測(cè)信號(hào)用、檢測(cè)接地用)的引線及電極。引線353、354、355、356及與所述引線連接的電極為例如驅(qū)動(dòng)用(驅(qū)動(dòng)信號(hào)用、驅(qū)動(dòng)接地用)的引線及電極。
振動(dòng)片360為h型的振動(dòng)片,并具有驅(qū)動(dòng)臂361、362、檢測(cè)臂363、364、基部365。在基部365的下表面?zhèn)?z軸的負(fù)方向側(cè))設(shè)置有多個(gè)電極(未圖示),所述電極與引線371、372、373、374、375、376連接。引線371、372及與所述引線連接的電極為例如驅(qū)動(dòng)用(驅(qū)動(dòng)信號(hào)用、驅(qū)動(dòng)接地用)的引線及電極。引線373、374、375、376及與其連接的電極為檢測(cè)用(檢測(cè)信號(hào)用、檢測(cè)接地用)的引線及電極。另外,除了驅(qū)動(dòng)臂361、362、檢測(cè)臂363、364以外也可以設(shè)置一對(duì)調(diào)節(jié)臂。
如圖5、圖6所示,封裝件310具有通過(guò)由蓋314將基座312的凹部的開(kāi)口封閉而形成的內(nèi)部空間s。而且,在該內(nèi)部空間s內(nèi)收納有角速度傳感器13、14(振動(dòng)片340、360)、電路裝置20(ic)。內(nèi)部空間s被氣密密封而成為減壓狀態(tài)(例如真空)。
在基座312上,以包圍內(nèi)部空間s的方式而設(shè)置有多個(gè)內(nèi)部端子316及多個(gè)內(nèi)部端子318。內(nèi)部端子318經(jīng)由形成在基座312內(nèi)的未圖示的內(nèi)部布線而與形成在基座312的底面上的外部端子315連接。此外,內(nèi)部端子318經(jīng)由接合引線382而與電路裝置20連接,并且經(jīng)由未圖示的內(nèi)部布線而與內(nèi)部端子316連接。而且,在圖5中,內(nèi)部端子316經(jīng)由引線352(351、353~356)而與角速度傳感器13(振動(dòng)片340)電連接,由此能夠?qū)﹄娐费b置20與角速度傳感器13進(jìn)行電連接。此外,在圖6中,內(nèi)部端子316經(jīng)由引線372(371、373~376)而與角速度傳感器14(振動(dòng)片360)電連接,由此能夠?qū)﹄娐费b置20與角速度傳感器14進(jìn)行電連接。
支承基板330為所謂的tab(tapeautomatedbonding(卷帶自動(dòng)結(jié)合))安裝用的tab基板。如圖3至圖5所示,支承基板330具有框狀的基部332、和設(shè)置在基部332上的多個(gè)引線351~356、371~376?;?32被固定在基座312上。而且,在引線351~356的頂端部處固定有角速度傳感器13的振動(dòng)片340。此外,在引線371~376的頂端部處固定有角速度傳感器14的振動(dòng)片360。由此,成為振動(dòng)片340、360經(jīng)由支承基板330而被固定(支承)在基座312上的狀態(tài)。
具體而言,引線351~356、371~376分別在中途傾斜,并且如圖5、圖6所示,各引線的頂端部穿過(guò)支承基板330的開(kāi)口334而位于與基部332相比靠上方處。由此,不會(huì)妨礙基部332而能夠在支承基板330的上方將振動(dòng)片340、360固定在引線351~356、371~376的頂端部處。
圖7為示意性地對(duì)角速度傳感器13的工作進(jìn)行說(shuō)明的圖。角速度傳感器13為對(duì)繞z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的雙t型的陀螺傳感器。
當(dāng)通過(guò)后述的圖10的第一驅(qū)動(dòng)電路31而被施加交流的驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsa時(shí),驅(qū)動(dòng)臂341a、341b、342a、342b通過(guò)逆壓電效應(yīng)而實(shí)施如箭頭標(biāo)記c1所示的彎曲振動(dòng)(激勵(lì)振動(dòng))。例如,以預(yù)定的頻率而反復(fù)實(shí)施實(shí)線的箭頭標(biāo)記所示的振動(dòng)姿態(tài)和虛線的箭頭標(biāo)記所示的振動(dòng)姿態(tài)。即,實(shí)施驅(qū)動(dòng)臂341a、342a的頂端反復(fù)進(jìn)行相互接近和遠(yuǎn)離、且驅(qū)動(dòng)臂341b、342b的頂端也反復(fù)進(jìn)行相互接近和遠(yuǎn)離的彎曲振動(dòng)。此時(shí),由于驅(qū)動(dòng)臂341a、341b和驅(qū)動(dòng)臂342a、342b相對(duì)于穿過(guò)基部344的重心位置的x軸而實(shí)施線對(duì)稱(chēng)的振動(dòng),因此基部344、連結(jié)臂345、346、檢測(cè)臂343a、343b幾乎不會(huì)進(jìn)行振動(dòng)。
在該狀態(tài)下,當(dāng)對(duì)振動(dòng)片340施加以z軸為旋轉(zhuǎn)軸的角速度時(shí)(當(dāng)振動(dòng)片340以繞z軸的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)),通過(guò)科里奧利力而使驅(qū)動(dòng)臂341a、341b、342a、342b如箭頭標(biāo)記c2所示而進(jìn)行振動(dòng)。即,通過(guò)與箭頭標(biāo)記c1的方向和z軸的方向正交的箭頭標(biāo)記c2的方向上的科里奧利力作用于驅(qū)動(dòng)臂341a、341b、342a、342b,從而產(chǎn)生箭頭標(biāo)記c2的方向上的振動(dòng)成分。該箭頭標(biāo)記c2的振動(dòng)經(jīng)由連結(jié)臂345、346而向基部344傳遞,由此檢測(cè)臂343a、343b在箭頭標(biāo)記c3的方向上實(shí)施彎曲振動(dòng)。通過(guò)該檢測(cè)臂343a、343b的彎曲振動(dòng)所形成的壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)sa(差動(dòng)的檢測(cè)信號(hào))而被輸入至圖10的第一檢測(cè)電路61,從而檢測(cè)出繞z軸的角速度。該檢測(cè)信號(hào)sa成為相對(duì)于圖10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsa而相位偏移了90度的信號(hào)。
例如,當(dāng)將繞z軸的振動(dòng)片340的角速度設(shè)為ω,將質(zhì)量設(shè)為m,將振動(dòng)速度設(shè)為v時(shí),科里奧利力被表示為fc=2m·v·ω。因此,通過(guò)第一檢測(cè)電路61對(duì)作為與科里奧利力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的所需信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),從而能夠求出繞z軸的角速度ω。
圖8、圖9為示意性地對(duì)角速度傳感器14的工作進(jìn)行說(shuō)明的圖。角速度傳感器14為對(duì)繞x軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的h型的陀螺傳感器。
當(dāng)通過(guò)圖10的第二驅(qū)動(dòng)電路32而被施加交流的驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsb時(shí),如圖8的d1的箭頭標(biāo)記所示,驅(qū)動(dòng)臂361、362在y軸方向上以反相進(jìn)行彎曲振動(dòng)。例如以預(yù)定的頻率而反復(fù)實(shí)施實(shí)線的箭頭標(biāo)記所示的振動(dòng)姿態(tài)和虛線的箭頭標(biāo)記所示的振動(dòng)姿態(tài)。在該狀態(tài)下,由于驅(qū)動(dòng)臂361、362的振動(dòng)被相互抵消,因此檢測(cè)臂363、364實(shí)質(zhì)上不會(huì)進(jìn)行振動(dòng)。在該狀態(tài)下,當(dāng)對(duì)振動(dòng)片360施加以x軸為旋轉(zhuǎn)軸的角速度時(shí)(當(dāng)振動(dòng)片360以繞x軸的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)),科里奧利力作用于驅(qū)動(dòng)臂361、362,從而如圖9所示,z軸方向的彎曲振動(dòng)被激勵(lì)。而且,檢測(cè)臂363、364在z軸方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng),以與該驅(qū)動(dòng)臂361、362的彎曲振動(dòng)相呼應(yīng)。通過(guò)這樣的彎曲振動(dòng)的壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的電荷信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)sb(差動(dòng)信號(hào))而被輸入至圖10的第二檢測(cè)電路62,從而檢測(cè)出繞x軸的角速度。
如上文所述,在本實(shí)施方式的物理量檢測(cè)裝置300中,作為圖1的第一、第二物理量變換器11、12,而設(shè)置有圖4所示的角速度傳感器13、14。而且,如圖5、圖6所示,角速度傳感器13、14被配置在電路裝置20的上方側(cè)(z軸的正方向側(cè))。更具體而言,在圖2、圖3的第一檢測(cè)電路61的上方側(cè)配置有角速度傳感器13,在第二檢測(cè)電路62的上方側(cè)配置有角速度傳感器14。例如圖2、圖3的第三方向dr3與圖4的y軸方向相對(duì)應(yīng),第三方向dr4與x軸方向相對(duì)應(yīng)。
以此方式,根據(jù)圖2、圖3的配置結(jié)構(gòu)例,在第一檢測(cè)電路61的上方側(cè)(靠近上方側(cè)的位置)配置有角速度傳感器13,在第二檢測(cè)電路62的上方側(cè)(靠近上方側(cè)的位置)配置有角速度傳感器14。因此,能夠?qū)⒌谝粰z測(cè)電路61與角速度傳感器13之間的第一信號(hào)路徑、或第二檢測(cè)電路62與角速度傳感器14之間的第二信號(hào)路徑設(shè)為更短的信號(hào)路徑。
例如,在圖5中,能夠?qū)碾娐费b置20起經(jīng)由接合引線382、內(nèi)部端子318、未圖示的內(nèi)部布線、內(nèi)部端子316、引線352而到達(dá)角速度傳感器13的第一信號(hào)路徑設(shè)為更短的信號(hào)路徑。此外,在圖6中,能夠?qū)碾娐费b置20起經(jīng)由接合引線382、內(nèi)部端子318、未圖示的內(nèi)部布線、內(nèi)部端子316、引線372而到達(dá)角速度傳感器14的第二信號(hào)路徑設(shè)為更短的信號(hào)路徑。因此,在通過(guò)所述第一、第二信號(hào)路徑而傳輸了微小振幅的信號(hào)(sa、sb等)的情況下,能夠減少與所述信號(hào)重疊的噪聲,從而能夠有效地減輕檢測(cè)特性等的劣化。
另外,圖5的接合引線382與圖2、圖3的第一檢測(cè)電路61用的焊盤(pán)ta1、ta2(作為差動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)的輸入用的兩個(gè)焊盤(pán))連接。圖6的接合引線382與第二檢測(cè)電路62用的焊盤(pán)tb1、tb2(作為差動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)的輸入用的兩個(gè)焊盤(pán))連接。
3.詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例
在圖10中,示出了本實(shí)施方式的電路裝置20、物理量檢測(cè)裝置300的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例。在圖10中,作為圖1的第一、第二物理量變換器11、12而設(shè)置有角速度傳感器13、14。如圖4至圖9所說(shuō)明的那樣,角速度傳感器13為用于對(duì)繞z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的傳感器,角速度傳感器14為用于對(duì)繞x軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。而且,在電路裝置20中,除了圖1所說(shuō)明的第一、第二檢測(cè)電路61、62、多路調(diào)制器90、a/d轉(zhuǎn)換電路100、邏輯電路110以外,還設(shè)置有第一、第二驅(qū)動(dòng)電路31、32、第一、第二低通濾波器87、88、主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120、數(shù)字i/f電路(數(shù)字接口電路)130、電源電路140。另外,電路裝置20、物理量檢測(cè)裝置300并不限定于圖10的結(jié)構(gòu),也能夠?qū)嵤┦÷云浣Y(jié)構(gòu)要素的一部分、或追加其他的結(jié)構(gòu)要素等的各種變形。
第一驅(qū)動(dòng)電路31為對(duì)角速度傳感器13(在廣義上為第一物理量變換器)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路。例如,第一驅(qū)動(dòng)電路31輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsa并對(duì)角速度傳感器13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。具體而言,實(shí)施以驅(qū)動(dòng)頻率而使角速度傳感器13的振動(dòng)片340(圖4)進(jìn)行振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。例如,接收來(lái)自角速度傳感器13的反饋信號(hào)dga而向角速度傳感器13輸出矩形波或正弦波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsa。由此,角速度傳感器13以固定的驅(qū)動(dòng)頻率而被驅(qū)動(dòng),并且例如以與驅(qū)動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的頻率而使振動(dòng)片340進(jìn)行振動(dòng)。此外,第一驅(qū)動(dòng)電路31向第一檢測(cè)電路61輸出用于同步檢波的同步信號(hào)syca。
第二驅(qū)動(dòng)電路32為對(duì)角速度傳感器14(在廣義上為第二物理量變換器)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路。例如,第二驅(qū)動(dòng)電路32輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsb并對(duì)角速度傳感器14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。具體而言,實(shí)施以驅(qū)動(dòng)頻率而使角速度傳感器14的振動(dòng)片360(圖4)進(jìn)行振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。例如,接收來(lái)自角速度傳感器14的反饋信號(hào)dgb而向角速度傳感器14輸出矩形波或正弦波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)dsb。由此,角速度傳感器14以固定的驅(qū)動(dòng)頻率而被驅(qū)動(dòng),并且例如以與驅(qū)動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的頻率而使振動(dòng)片360進(jìn)行振動(dòng)。此外,第二驅(qū)動(dòng)電路32向第二檢測(cè)電路62輸出用于同步檢波的同步信號(hào)sycb。
第一檢測(cè)電路61接收來(lái)自通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電路31而被驅(qū)動(dòng)的角速度傳感器13的檢測(cè)信號(hào)sa(差動(dòng)信號(hào)),并對(duì)角速度信號(hào)ava(在廣義上為第一物理量信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。具體而言,實(shí)施使用了來(lái)自第一驅(qū)動(dòng)電路31的同步信號(hào)syca的同步檢波,并且對(duì)作為所需信號(hào)的角速度信號(hào)ava進(jìn)行檢測(cè)并輸出。角速度信號(hào)ava例如為表示繞z軸的角速度(在廣義上為第一物理量)的信號(hào)。
第二檢測(cè)電路62接收來(lái)自通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)電路32而被驅(qū)動(dòng)的角速度傳感器14的檢測(cè)信號(hào)sb(差動(dòng)信號(hào)),并對(duì)角速度信號(hào)avb(在廣義上為第二物理量信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。具體而言,實(shí)施使用了來(lái)自第二驅(qū)動(dòng)電路32的同步信號(hào)sycb的同步檢波,并且對(duì)作為所需信號(hào)的角速度信號(hào)avb進(jìn)行檢測(cè)并輸出。角速度信號(hào)avb例如為表示繞x軸的角速度(在廣義上為第二物理量)的信號(hào)。
第一低通濾波器87(lpfa)實(shí)施來(lái)自第一檢測(cè)電路61的角速度信號(hào)ava(第一物理量信號(hào))的低通濾波處理。例如,第一低通濾波器87被設(shè)置于第一檢測(cè)電路61與多路調(diào)制器90之間。并且,第一低通濾波器87為例如由電阻或電容器等無(wú)源元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器,并實(shí)施模擬的低通濾波處理,且向多路調(diào)制器90輸出低通濾波處理后的角速度信號(hào)ava’。
第二低通濾波器88(lpfb)實(shí)施來(lái)自第二檢測(cè)電路62的角速度信號(hào)avb(第二物理量信號(hào))的低通濾波處理。例如,第二低通濾波器88被設(shè)置于第二檢測(cè)電路62與多路調(diào)制器90之間。并且,第二低通濾波器88為例如由電阻或電容器等無(wú)源元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器,并實(shí)施模擬的低通濾波處理,且向多路調(diào)制器90輸出低通濾波處理后的角速度信號(hào)avb’。
第一、第二低通濾波器87、88作為a/d轉(zhuǎn)換電路100的前置濾波器(抗混疊濾波器)而發(fā)揮功能。此外,通過(guò)第一、第二低通濾波器87、88而將偏移頻率的頻率成分去除。偏移頻率為相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的模式的諧振頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)與檢測(cè)振動(dòng)的模式的諧振頻率(檢測(cè)頻率)之差的頻率。偏移頻率為例如數(shù)百hz~數(shù)khz的范圍內(nèi)的頻率。由于該偏移頻率的頻率成分通過(guò)同步檢波而無(wú)法去除,因此需要通過(guò)第一、第二低通濾波器87、88的低通濾波處理而被充分衰減。
多路調(diào)制器90對(duì)從第一、第二檢測(cè)電路61、62經(jīng)由第一、第二低通濾波器87、88而被輸入的包括角速度信號(hào)ava’、avb’在內(nèi)的多個(gè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào)進(jìn)行選擇。并且,將所選擇的信號(hào)作為信號(hào)mq而向a/d轉(zhuǎn)換電路100輸出。具體而言,多路調(diào)制器90在a/d轉(zhuǎn)換電路100中實(shí)施用于進(jìn)行分時(shí)的a/d轉(zhuǎn)換的信號(hào)的選擇處理。例如,在第一期間內(nèi),多路調(diào)制器90對(duì)來(lái)自第一檢測(cè)電路61(第一低通濾波器87)的角速度信號(hào)ava’進(jìn)行選擇并作為信號(hào)mq而向a/d轉(zhuǎn)換電路100輸出,從而a/d轉(zhuǎn)換電路100實(shí)施作為信號(hào)mq的角速度信號(hào)ava’的a/d轉(zhuǎn)換。此外,在接著第一期間的第二期間內(nèi),多路調(diào)制器90對(duì)來(lái)自第二檢測(cè)電路62(第二低通濾波器88)的角速度信號(hào)avb’進(jìn)行選擇并作為信號(hào)mq而向a/d轉(zhuǎn)換電路100輸出,a/d轉(zhuǎn)換電路100實(shí)施作為信號(hào)mq的角速度信號(hào)avb’的a/d轉(zhuǎn)換。多路調(diào)制器90中的信號(hào)選擇是基于來(lái)自邏輯電路110的控制信號(hào)而被實(shí)施的。另外,也可以向多路調(diào)制器90輸入角速度信號(hào)ava’、avb’以外的模擬信號(hào)(例如溫度檢測(cè)信號(hào)等),在該情況下,a/d轉(zhuǎn)換電路100以分時(shí)的方式對(duì)角速度信號(hào)ava’、avb’和該模擬信號(hào)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。
主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120生成電路裝置20的主時(shí)鐘信號(hào)mck。邏輯電路110基于該主時(shí)鐘信號(hào)mck而進(jìn)行工作。主時(shí)鐘信號(hào)mck為成為邏輯電路110等電路模塊的基準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)。例如,邏輯電路110實(shí)施主時(shí)鐘信號(hào)mck的分頻,并將分頻后的各種時(shí)鐘信號(hào)供給至第一、第二驅(qū)動(dòng)電路31、32、第一、第二檢測(cè)電路61、62、a/d轉(zhuǎn)換電路100等各電路模塊,從而使所述電路模塊工作。
數(shù)字i/f電路130為實(shí)施數(shù)字信號(hào)的輸入及輸出中的至少一方的電路。例如,數(shù)字i/f電路130能夠通過(guò)實(shí)施串行接口處理的電路而實(shí)現(xiàn)。例如,數(shù)字i/f電路130能夠通過(guò)包括串行數(shù)據(jù)線和串行時(shí)鐘線在內(nèi)的2線、3線或4線的串行接口電路等而實(shí)現(xiàn)。即,數(shù)字i/f電路130的接口處理能夠通過(guò)使用了串行時(shí)鐘線和串行數(shù)據(jù)線的同步式的串行通信方式而實(shí)現(xiàn)。例如,通過(guò)3線或4線的spi(serialperipheralinterface:串行外設(shè)接口)方式、或i2c(inter-integratedcircuit:內(nèi)置集成電路)方式等而實(shí)現(xiàn)。
電源電路140生成各種的電源電壓并供給至電路裝置20的各電路模塊。例如,實(shí)施經(jīng)由電路裝置20的外部連接端子(焊盤(pán))而被輸入的電源電壓的調(diào)節(jié)工作等,并生成各種電壓的電源電壓。并且,將各種電壓的電源電壓供給至第一、第二驅(qū)動(dòng)電路31、32、第一、第二檢測(cè)電路61、62、a/d轉(zhuǎn)換電路100、邏輯電路110、主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120、數(shù)字i/f電路130等各電路模塊。該電源電路140能夠通過(guò)實(shí)施電壓的調(diào)節(jié)工作的穩(wěn)壓電路、或生成基準(zhǔn)電流或基準(zhǔn)電壓的電路等而實(shí)現(xiàn)。
在圖11中,示出了圖10的電路裝置20的電路模塊的配置結(jié)構(gòu)例。圖11為表示電路裝置20的半導(dǎo)體芯片的布局配置例的圖。在圖11中,與圖2、圖3同樣,第一檢測(cè)電路61被配置在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè),第二檢測(cè)電路62被配置在與第一邊sd1相比靠第二方向dr2側(cè),且被配置在與第一檢測(cè)電路61相比靠第一方向dr1側(cè)。通過(guò)以此方式而配置第一、第二檢測(cè)電路61、62,從而在圖4的角速度傳感器13的下方配置第一檢測(cè)電路61,并且在角速度傳感器14的下方配置第二檢測(cè)電路62。
而且,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間。在圖11中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在第一檢測(cè)電路61與邏輯電路110之間。此外,多路調(diào)制器90被配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方與邏輯電路110之間。在圖11中,多路調(diào)制器90被配置在第一檢測(cè)電路61與邏輯電路110之間。
此外,在圖11中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在與多路調(diào)制器90相比靠第三方向dr3側(cè)。另外,也可以采用如下方式,即,將a/d轉(zhuǎn)換電路100配置在與多路調(diào)制器90相比靠第一方向dr1側(cè)。
而且,電路裝置20包括供給電源電壓的電源電路140。電源電路140向電路裝置20的各電路模塊供給電源電壓。而且,在圖11中,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在多路調(diào)制器90的第三方向dr3側(cè),在該情況下,電源電路140被配置在與多路調(diào)制器90相比靠第一方向dr1側(cè)。即,在a/d轉(zhuǎn)換電路100與電源電路140之間配置有多路調(diào)制器90。另外,在a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在多路調(diào)制器90的第一方向dr1側(cè)的情況下,只需將電源電路140配置在多路調(diào)制器90的第三方向dr3側(cè)即可。
若如圖11所示而對(duì)電源電路140進(jìn)行配置,則能夠?qū)㈦娫措娐?40配置在電路裝置20的中央部附近。電源電路140向電路裝置20的各電路模塊(第一、第二檢測(cè)電路61、62、第一、第二驅(qū)動(dòng)電路31、32、a/d轉(zhuǎn)換電路100等)分配并供給電源電壓。因此,通過(guò)將電源電路140配置在電路裝置20的中央附近,從而能夠?qū)㈦娫措娐?40與各電路模塊之間的電源線的長(zhǎng)度設(shè)為最佳。即,在來(lái)自電源電路140的電源電壓被供給至多個(gè)電路模塊的情況下,能夠防止對(duì)于一部分電路模塊的電源線的長(zhǎng)度變得特別長(zhǎng)的狀況。因此,在提高電源線的布線效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電源供給的電阻的最佳化。
另外,在圖11中,也與圖2、圖3同樣,邏輯電路110被配置在與第二邊sd2相比靠第四方向dr4側(cè),且被配置在第一、第二檢測(cè)電路61、62中的至少一方(在圖11中為雙方)的第二方向dr2側(cè)。
此外,電路裝置20包括實(shí)施角加速度信號(hào)ava(第一物理量信號(hào))的低通濾波處理的第一低通濾波器87(lpfa)。而且,第一低通濾波器87被配置在第一檢測(cè)電路61與多路調(diào)制器90(a/d轉(zhuǎn)換電路100)之間。例如,第一低通濾波器87位于第一檢測(cè)電路61與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)路徑上。例如,第一低通濾波器87以與多路調(diào)制器90相鄰的方式被配置。例如,在圖11中,在與第一檢測(cè)電路61相比靠第二方向dr2側(cè)配置有第一低通濾波器87,在與第一低通濾波器87相比靠第二方向dr2側(cè)配置有多路調(diào)制器90。如果采用這種方式,則能夠以短路徑而從第一低通濾波器87向多路調(diào)制器90傳輸從第一檢測(cè)電路61被輸入至第一低通濾波器87的信號(hào)。
此外,電路裝置20包括實(shí)施角加速度信號(hào)avb(第二物理量信號(hào))的低通濾波處理的第二低通濾波器88(lpfb)。而且,第二低通濾波器88被配置在第二檢測(cè)電路62與多路調(diào)制器90(a/d轉(zhuǎn)換電路100)之間。例如,第二低通濾波器88位于第二檢測(cè)電路62與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)路徑上。例如,第二低通濾波器88以與多路調(diào)制器90相鄰的方式被配置。如果采用這種方式,則能夠以短路徑而從第二低通濾波器88向多路調(diào)制器90傳輸從第二檢測(cè)電路62被輸入至第二低通濾波器88的信號(hào)。
例如,在第一、第二低通濾波器87、88為無(wú)源濾波器的情況下,其輸出阻抗較高。尤其是在第一、第二低通濾波器87、88具有將偏移頻率成分去除的低通濾波器特性的情況下,其輸出阻抗變得非常高。因此,當(dāng)?shù)谝坏屯V波器87與多路調(diào)制器90(a/d轉(zhuǎn)換電路100)之間的信號(hào)布線變長(zhǎng),或者第二低通濾波器88與多路調(diào)制器90(a/d轉(zhuǎn)換電路100)之間的信號(hào)布線變長(zhǎng)時(shí),所傳輸?shù)男盘?hào)的特性(s/n等)將會(huì)劣化。
關(guān)于這一點(diǎn),在本實(shí)施方式中,如圖12所示,在第一檢測(cè)電路61與多路調(diào)制器90之間配置有第一低通濾波器87,并且以與第一低通濾波器87相鄰的方式而配置有多路調(diào)制器90。由此,能夠縮短第一低通濾波器87與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)布線。因此,即使在第一低通濾波器87為無(wú)源濾波器、且其輸出阻抗較高的情況下,由于能夠縮短該信號(hào)布線,因此能夠減輕信號(hào)的劣化。
此外,在本實(shí)施方式中,如圖12所示,在第二檢測(cè)電路62與多路調(diào)制器90之間配置有第二低通濾波器88,并且以與第二低通濾波器88相鄰的方式而配置有多路調(diào)制器90。由此,能夠縮短第二低通濾波器88與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)布線。因此,即使在第二低通濾波器88為無(wú)源濾波器、且其輸出阻抗較高的情況下,由于也能夠縮短該信號(hào)布線,因此能夠減輕信號(hào)的劣化。即,由于第二檢測(cè)電路62例如使用緩沖電路等而輸出信號(hào),因此第二檢測(cè)電路62的輸出阻抗較低。因此,即使第二檢測(cè)電路62與第二低通濾波器88之間的信號(hào)布線變長(zhǎng),也不會(huì)受到那么惡劣的影響。相對(duì)于此,由于第二低通濾波器88的輸出阻抗非常高,因此當(dāng)?shù)诙屯V波器88與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)布線變長(zhǎng)時(shí),將會(huì)產(chǎn)生信號(hào)劣化的問(wèn)題。關(guān)于這一點(diǎn),在本實(shí)施方式中,由于同第二低通濾波器88與第二檢測(cè)電路62之間的信號(hào)布線相比,第二低通濾波器88與多路調(diào)制器90之間的信號(hào)布線變短,因此能夠解決上述的信號(hào)劣化的問(wèn)題。
此外,a/d轉(zhuǎn)換電路100以與多路調(diào)制器90相鄰的方式被配置。在圖12中,在與多路調(diào)制器90相比靠第三方向dr3側(cè)處,以與多路調(diào)制器90相鄰的方式而配置有a/d轉(zhuǎn)換電路100。如果采用這種方式,則能夠以短路徑而向a/d轉(zhuǎn)換電路100輸入多路調(diào)制器90的輸出信號(hào)。因此,相對(duì)于來(lái)自輸出阻抗較高的多路調(diào)制器90的輸出信號(hào),能夠減輕噪聲等發(fā)生重疊從而信號(hào)特性劣化的情況。例如,a/d轉(zhuǎn)換電路100在其前段側(cè)如后文所述而具有程序增益放大器等放大電路。而且,雖然該放大電路的輸入信號(hào)(多路調(diào)制器90的輸出信號(hào))的信號(hào)劣化成為問(wèn)題,但由于放大電路的輸出阻抗較低,因此即使對(duì)于放大電路的輸出信號(hào)而言信號(hào)布線較長(zhǎng),信號(hào)劣化也不會(huì)那么成為問(wèn)題。
此外,在圖13中,電路裝置20的第三邊sd3為與第一、第二邊sd1、sd2交叉的邊。第四邊sd4為與第一、第二邊sd1、sd2交叉并且與第三邊sd3為相反側(cè)的邊。而且,將與第三邊sd3和第四邊sd4平行的線設(shè)為邊界線bdl。該邊界線bdl為被設(shè)定于第三邊sd3與第四邊sd4之間的線(假想線),并且為在電路裝置20的中央附近沿著第二方向dr2而延伸的線。而且,將由邊界線bdl和第三邊sd3所劃分形成的電路裝置20的區(qū)域設(shè)為第一區(qū)域ar1,將由邊界線bdl和第四邊sd4所劃分形成的電路裝置20的區(qū)域設(shè)為第二區(qū)域ar2。
在該情況下,在本實(shí)施方式中,如圖13所示,第一檢測(cè)電路61被配置第一區(qū)域ar1內(nèi),第二檢測(cè)電路62被配置第二區(qū)域ar2內(nèi)。即,第一檢測(cè)電路61被配置在與電路裝置20的中央附近的邊界線bdl相比靠第三方向dr3側(cè)的區(qū)域內(nèi),第二檢測(cè)電路62被配置在與邊界線bdl相比靠第一方向dr1側(cè)的區(qū)域內(nèi)。
如果采用這種方式,則如圖4所示,在于電路裝置20的第一區(qū)域ar1的上方側(cè)配置有角速度傳感器13、而于第二區(qū)域ar2的上方側(cè)配置有角速度傳感器14的情況下,能夠縮短第一、第二檢測(cè)電路61、62與角速度傳感器13、14之間的信號(hào)路徑。通過(guò)縮短所述信號(hào)路徑,從而在第一、第二檢測(cè)電路61、62檢測(cè)出來(lái)自角速度傳感器13、14的微弱的信號(hào)的情況下,能夠有效地減輕該微弱的信號(hào)與噪聲重疊而使檢測(cè)特性劣化的情況。
此外,電路裝置20包括對(duì)角速度傳感器13(第一物理量變換器)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)電路31。而且,如圖13所示,該第一驅(qū)動(dòng)電路31也被配置在第一區(qū)域ar1內(nèi)。即,對(duì)來(lái)自角速度傳感器13的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的第一檢測(cè)電路61、和對(duì)角速度傳感器13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)電路31雙方均被配置在第一區(qū)域ar1內(nèi)。
如果采用這種方式,則如圖4所示,在于電路裝置20的第一區(qū)域ar1的上方側(cè)配置有角速度傳感器13的情況下,能夠縮短第一驅(qū)動(dòng)電路31與角速度傳感器13之間的信號(hào)路徑。通過(guò)以此方式縮短信號(hào)路徑,從而能夠?qū)?lái)自第一驅(qū)動(dòng)電路31的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以短路徑而輸出至角速度傳感器13,從而能夠?qū)崿F(xiàn)角速度傳感器13的高效的驅(qū)動(dòng)。
另外,對(duì)角速度傳感器14(第二物理量變換器)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)電路32如圖13所示而被配置在第二區(qū)域ar2內(nèi)。即,對(duì)來(lái)自角速度傳感器14的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的第二檢測(cè)電路62和對(duì)角速度傳感器14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)電路32雙方均被配置在第二區(qū)域ar2內(nèi)。如果采用這種方式,則如圖4所示,在于電路裝置20的第二區(qū)域ar2的上方側(cè)配置有角速度傳感器14的情況下,能夠縮短第二驅(qū)動(dòng)電路32與角速度傳感器14之間的信號(hào)路徑。由此,能夠?qū)?lái)自第二驅(qū)動(dòng)電路32的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以短路徑而輸出至角速度傳感器14,從而能夠?qū)崿F(xiàn)角速度傳感器14的高效的驅(qū)動(dòng)。另外,在第二物理量變換器12為加速度傳感器等的情況下,無(wú)需圖13那樣的第二驅(qū)動(dòng)電路32向第二區(qū)域ar2的配置。
此外,在本實(shí)施方式中,第一驅(qū)動(dòng)電路31被配置在電路裝置20的第三邊sd3與邏輯電路110之間、或者第二邊sd2與邏輯電路110之間。例如,在圖11中,第一驅(qū)動(dòng)電路31被配置在電路裝置20的第三邊sd3與邏輯電路110之間。例如,在沿著第三邊sd3而配置的i/o區(qū)域(焊盤(pán)配置區(qū)域)的第一方向dr1側(cè)配置有第一驅(qū)動(dòng)電路31。此外,在第一驅(qū)動(dòng)電路31的第一方向dr1側(cè)配置有邏輯電路110。在該情況下,該i/o區(qū)域和第一驅(qū)動(dòng)電路31以在第一方向dr1上例如相鄰的方式被配置。此外,第一驅(qū)動(dòng)電路31和邏輯電路110也以在第一方向dr1上相鄰的方式被配置。在將第一驅(qū)動(dòng)電路31配置在第二邊sd2與邏輯電路110之間的情況下,也成為相同的布局配置。例如,在沿著第一邊sd2的i/o區(qū)域的第四方向dr4側(cè),例如以相鄰的方式配置第一驅(qū)動(dòng)電路31。此外,在第一驅(qū)動(dòng)電路31的第四方向dr4側(cè),例如以相鄰的方式配置有邏輯電路110。
若以此方式配置第一驅(qū)動(dòng)電路31,則能夠拉開(kāi)例如第一驅(qū)動(dòng)電路31與第一檢測(cè)電路61之間的距離。例如,通過(guò)將第一驅(qū)動(dòng)電路31配置在與第二邊sd2和第三邊sd3交叉的拐角部分處,從而能夠延長(zhǎng)第一驅(qū)動(dòng)電路31與第一檢測(cè)電路61之間的距離。如果采用這種方式,則能夠減小由第一驅(qū)動(dòng)電路31所產(chǎn)生的噪聲對(duì)第一檢測(cè)電路61的檢測(cè)特性造成的惡劣影響。例如,在第一驅(qū)動(dòng)電路31利用矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)等而對(duì)角速度傳感器13進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)的情況下,在第一驅(qū)動(dòng)電路31中將會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。由于該噪聲為驅(qū)動(dòng)頻率的噪聲,因此當(dāng)該噪聲傳遞至第一檢測(cè)電路61時(shí),檢測(cè)特性將會(huì)大幅度地劣化。例如,當(dāng)接近檢測(cè)頻率的頻率亦即驅(qū)動(dòng)頻率的噪聲傳遞至第一檢測(cè)電路61時(shí),由于去除該噪聲變得困難,因此檢測(cè)特性將會(huì)大幅度地劣化。關(guān)于這一點(diǎn),在圖11中,由于能夠最大限度地使第一驅(qū)動(dòng)電路31與第一檢測(cè)電路61之間遠(yuǎn)離,因此能夠有效地減輕由于該噪聲而使檢測(cè)特性的劣化的情況。
另外,在本實(shí)施方式中,對(duì)于第二驅(qū)動(dòng)電路32,也優(yōu)選為將其配置在電路裝置20的第四邊sd4與邏輯電路110之間、或第二邊sd2與邏輯電路110之間。例如,在圖11中,第二驅(qū)動(dòng)電路32被配置在電路裝置20的第四邊sd4與邏輯電路110之間。例如,在沿著第四邊sd4的i/o區(qū)域的第三方向dr3側(cè),例如以相鄰的方式而配置有第二驅(qū)動(dòng)電路32。具體而言,在與第二邊sd2和第四邊sd4交叉的拐角部分處配置有第二驅(qū)動(dòng)電路32。通過(guò)以此方式進(jìn)行配置,從而能夠例如拉開(kāi)第二驅(qū)動(dòng)電路32與第二檢測(cè)電路62之間的距離,由此能夠減小由第二驅(qū)動(dòng)電路32所產(chǎn)生的噪聲對(duì)第二檢測(cè)電路62的檢測(cè)特性造成的惡劣影響。
此外,如圖13所示,a/d轉(zhuǎn)換電路100被配置在第一區(qū)域ar1內(nèi)。即,a/d轉(zhuǎn)換電路100與第一檢測(cè)電路61一起被配置在第一區(qū)域ar1內(nèi)。如果采用這種方式,則能夠縮短第一檢測(cè)電路61與a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離,由此能夠?qū)?lái)自第一檢測(cè)電路61的信號(hào)以短路徑而輸入至a/d轉(zhuǎn)換電路100。因此,能夠在最大限度地進(jìn)行抑制與模擬信號(hào)重疊的噪聲的同時(shí),執(zhí)行該模擬信號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換。
此外,電路裝置20包括生成主時(shí)鐘信號(hào)的主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120。而且,如圖13所示,主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120被配置在第二區(qū)域ar2內(nèi)。如果采用這種方式,則能夠拉長(zhǎng)主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120與a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離。此外,也能夠拉長(zhǎng)主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120與第一檢測(cè)電路61之間的距離。例如,由于主時(shí)鐘信號(hào)的頻率較高(例如數(shù)mhz~數(shù)十mhz),因此主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120成為較大的噪聲源。例如,主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120如后文所述具有振蕩電路,并且從該振蕩電路中將產(chǎn)生較大的噪聲。若將該主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120配置在第二區(qū)域ar2內(nèi),且將a/d轉(zhuǎn)換電路100配置在第一區(qū)域ar1內(nèi),則能夠拉開(kāi)主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120與a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離,從而能夠有效地減小來(lái)自主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120的噪聲對(duì)a/d轉(zhuǎn)換電路100的模擬特性造成的惡劣影響。
此外,如后文所述,在第一檢測(cè)電路61為角速度傳感器用的檢測(cè)電路,且第二檢測(cè)電路62為加速度傳感器用的檢測(cè)電路的情況下,由于與第二檢測(cè)電路62相比,第一檢測(cè)電路61會(huì)處理更微弱的信號(hào),因此噪聲對(duì)檢測(cè)特性造成的惡劣影響的程度較大。關(guān)于這一點(diǎn),若將主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120配置在第二區(qū)域ar2內(nèi),且將第一檢測(cè)電路61配置在第一區(qū)域ar1內(nèi),則能夠拉開(kāi)主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120與第一檢測(cè)電路61之間的距離。因此,能夠有效地減小由主時(shí)鐘信號(hào)的生成而產(chǎn)生的噪聲對(duì)第一檢測(cè)電路61的檢測(cè)特性造成的惡劣影響。
此外,本實(shí)施方式的電路裝置20包括實(shí)施數(shù)字信號(hào)的輸入及輸出中的至少一方的數(shù)字i/f電路130。而且,如圖11所示,數(shù)字i/f電路130被配置在邏輯電路110與第二邊sd2之間。例如,在沿著第二邊sd2而配置的i/o區(qū)域(焊盤(pán)配置區(qū)域)的第四方向dr4側(cè)配置有數(shù)字i/f電路130,而在數(shù)字i/f電路130的第四方向dr4側(cè)配置有邏輯電路110。具體而言,以與該i/o區(qū)域的第四方向dr4側(cè)相鄰的方式配置有數(shù)字i/f電路130,并且以與數(shù)字i/f電路130的第四方向dr4側(cè)相鄰的方式配置有邏輯電路110。
另外,也可以將構(gòu)成數(shù)字i/f電路130的一部分的電路配置在沿著第二邊sd2的i/o區(qū)域內(nèi)。例如,也可以將數(shù)字i/f電路130的i/o緩沖電路等配置在該i/o區(qū)域的焊盤(pán)與焊盤(pán)之間。在該情況下,構(gòu)成數(shù)字i/f電路130的電路也被配置在邏輯電路110與第二邊sd2之間。
由于在數(shù)字i/f電路130中,時(shí)鐘信號(hào)線或數(shù)據(jù)線的信號(hào)以例如3v~5v左右的電壓振幅而發(fā)生變化,因此將會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)字噪聲。此外,噪聲的產(chǎn)生時(shí)刻等也依賴于外部裝置的處理時(shí)刻等,并且不與電路裝置20的內(nèi)部時(shí)刻同步。因此,當(dāng)來(lái)自數(shù)字i/f電路130的數(shù)字噪聲傳遞至第一、第二檢測(cè)電路61、62或a/d轉(zhuǎn)換電路100時(shí),將會(huì)對(duì)檢測(cè)特性或a/d轉(zhuǎn)換特性等特性造成較大的惡劣影響。
關(guān)于這一點(diǎn),在圖11、圖13中,數(shù)字i/f電路130沿著第二邊sd2而配置,從而能夠充分地拉開(kāi)數(shù)字i/f電路130與第一、第二檢測(cè)電路61、62或a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離。因此,能夠減輕由于來(lái)自數(shù)字i/f電路130的數(shù)字噪聲而導(dǎo)致的第一、第二檢測(cè)電路61、62、a/d轉(zhuǎn)換電路100的特性的劣化的情況。尤其是,雖然在數(shù)字i/f電路130的時(shí)鐘信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)的焊盤(pán)(端子)中產(chǎn)生較大的數(shù)字噪聲,但通過(guò)拉開(kāi)所述焊盤(pán)與第一、第二檢測(cè)電路61、62、a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離,從而能夠?qū)⑻匦缘牧踊种圃谧钚∠薅葍?nèi)。
另外,在圖11中,邏輯用的穩(wěn)壓電路141被配置在與第四邊sd4相比靠第三方向dr3側(cè)。例如,以與沿著第四邊的i/o區(qū)域(焊盤(pán)配置區(qū)域)的第三方向dr3側(cè)相鄰的方式配置有穩(wěn)壓電路141。該穩(wěn)壓電路141為電源電路140的結(jié)構(gòu)電路的一部分。例如,穩(wěn)壓電路141所生成的數(shù)字用的電源電壓通過(guò)作為外置部件的外部電容器(旁路電容器)而實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定化。因此,在穩(wěn)壓電路141的第一方向dr1側(cè)的i/o區(qū)域內(nèi)配置有用于對(duì)該外部電容器進(jìn)行連接的連接用焊盤(pán)(端子)。因此,通過(guò)將穩(wěn)壓電路141配置在與第四邊sd4相比靠第三方向dr3側(cè),從而能夠縮短穩(wěn)壓電路141與該連接用焊盤(pán)之間的布線,由此能夠降低該布線的電阻。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)外部電容器的數(shù)字用電源電壓的穩(wěn)定化。此外,由于在穩(wěn)壓電路141所生成的電源電壓上重疊有由數(shù)字電路產(chǎn)生的較大的噪聲,因此穩(wěn)壓電路141成為較大的噪聲源。因此,如圖11所示,通過(guò)配置穩(wěn)壓電路141,從而能夠拉開(kāi)作為噪聲源的穩(wěn)壓電路141與第一檢測(cè)電路61或a/d轉(zhuǎn)換電路100之間的距離,由此能夠有效地減輕由于噪聲而導(dǎo)致的特性的劣化的情況。
4.各電路模塊的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例
接下來(lái),對(duì)電路裝置20的各電路模塊的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。圖14為驅(qū)動(dòng)電路30、檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)例。另外,在圖14中,為了簡(jiǎn)化說(shuō)明而示出了第一、第二驅(qū)動(dòng)電路31、32的結(jié)構(gòu)以作為驅(qū)動(dòng)電路30的結(jié)構(gòu),并且示出了第一、第二檢測(cè)電路61、62的結(jié)構(gòu)以作為檢測(cè)電路60的結(jié)構(gòu)。
驅(qū)動(dòng)電路30(31、32)包括被輸入來(lái)自角速度傳感器(13、14)的反饋信號(hào)dg(dga、dgb)的放大電路34、實(shí)施自動(dòng)增益控制的增益控制電路40、和向角速度傳感器(13、14)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)ds(dsa、dsb)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50。此外,包括向檢測(cè)電路60輸出同步信號(hào)syc(syca、sycb)的同步信號(hào)輸出電路52。
放大電路34(i/v轉(zhuǎn)換電路)對(duì)來(lái)自角速度傳感器(振動(dòng)片)的反饋信號(hào)dg進(jìn)行放大。例如,將來(lái)自角速度傳感器的電流的信號(hào)dg轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)dv并輸出。該放大電路34能夠通過(guò)運(yùn)算放大器、反饋電阻、反饋電容器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50基于由放大電路34放大后的信號(hào)dv而輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)ds。例如,在驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50輸出矩形波(或者正弦波)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下,驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50能夠通過(guò)比較器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
增益控制電路40(agc)向驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路50輸出控制電壓cv,并對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)ds的振幅進(jìn)行控制。具體而言,增益控制電路40對(duì)信號(hào)dv進(jìn)行監(jiān)視,并對(duì)振蕩環(huán)的增益進(jìn)行控制。例如,在驅(qū)動(dòng)電路30中,為了將陀螺儀傳感器的靈敏度保持為固定,而需要將向角速度傳感器(振動(dòng)片)供給的驅(qū)動(dòng)電壓的振幅保持為固定。因此,在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系的振蕩環(huán)內(nèi),設(shè)置有用于對(duì)增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的增益控制電路40。增益控制電路40可變地對(duì)增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),以使來(lái)自角速度傳感器的反饋信號(hào)dg的振幅(振動(dòng)片的振動(dòng)速度)成為固定。該增益控制電路40能夠通過(guò)對(duì)放大電路34的輸出信號(hào)dv進(jìn)行全波整流的全波整流器、或?qū)嵤┤ㄕ髌鞯妮敵鲂盘?hào)的積分處理的積分器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
同步信號(hào)輸出電路52接收由放大電路34放大后的信號(hào)dv,并向檢測(cè)電路60輸出同步信號(hào)syc(參照信號(hào))。該同步信號(hào)輸出電路52能夠通過(guò)實(shí)施正弦波(交流)的信號(hào)dv的二值化處理從而生成矩形波的同步信號(hào)syc的比較器、或?qū)嵤┩叫盘?hào)syc的相位調(diào)節(jié)的相位調(diào)節(jié)電路(移相器)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
檢測(cè)電路60(61、62)包括放大電路64、同步檢波電路81。放大電路64接收來(lái)自角速度傳感器的差動(dòng)的第一、第二檢測(cè)信號(hào)s1、s2,并實(shí)施電荷-電壓轉(zhuǎn)換或差動(dòng)的信號(hào)放大或增益調(diào)節(jié)等。同步檢波電路81基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路30的同步信號(hào)syc而實(shí)施同步檢波。并且,輸出作為所需波的信號(hào)的角速度信號(hào)av(ava、avb)。
圖15為低通濾波器86的結(jié)構(gòu)例。在圖15中,為了簡(jiǎn)化說(shuō)明而示出了第一、第二低通濾波器87、88的結(jié)構(gòu),以作為低通濾波器86的結(jié)構(gòu)。
低通濾波器86包括電阻ra1、ra2、ra3、ra4和電容器ca1、ca2,并且構(gòu)成rc的無(wú)源低通濾波器。低通濾波器86被輸入差動(dòng)的信號(hào)ipa、ina,并輸出差動(dòng)的信號(hào)qpa、qna。信號(hào)ipa、ina為從檢測(cè)電路60(61、62)被輸入的角速度信號(hào)(ava、avb),信號(hào)qpa、qna為被輸出至多路調(diào)制器90的低通濾波處理后的角速度信號(hào)(ava’、avb’)。此外,ra1~ra4例如通過(guò)多晶電阻來(lái)實(shí)現(xiàn),ca1、ca2例如通過(guò)mim(metal-insulator-metal:金屬-絕緣體-金屬)的電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。如前文所述,由于在低通濾波器86中需要具有能夠使偏移頻率的頻率成分充分衰減的截止頻率,因此ra1~ra4的電阻或ca1、ca2的電容值增大。因此,低通濾波器86的輸出阻抗升高。關(guān)于這一點(diǎn),在本實(shí)施方式中如圖12所說(shuō)明的那樣,以使低通濾波器86(87、88)與多路調(diào)制器90之間的布線長(zhǎng)度縮短的方式進(jìn)行布局配置。因此,能夠?qū)⒂捎诘屯V波器86的輸出阻抗較高而導(dǎo)致的信號(hào)特性的劣化抑制在最小限度內(nèi)。
圖16為多路調(diào)制器90,a/d轉(zhuǎn)換電路100的結(jié)構(gòu)例。在多路調(diào)制器90中,輸入有多個(gè)信號(hào)ip1、in1、ip2、in2、ip3、in3……ipm、inm。ip1及in1構(gòu)成一對(duì)差動(dòng)信號(hào)。ip2及in2、ip3及in3……ipm及inm也分別構(gòu)成一對(duì)差動(dòng)信號(hào)。在多路調(diào)制器90中,作為其信號(hào)ip1、in1……ipm、inm而輸入有來(lái)自第一檢測(cè)電路61的信號(hào)(差動(dòng)信號(hào))或來(lái)自第二檢測(cè)電路62的信號(hào)(差動(dòng)信號(hào))。除此以外,例如也輸入有來(lái)自溫度傳感器等的信號(hào)。
來(lái)自多路調(diào)制器90的差動(dòng)的輸出信號(hào)mqp、mqn被輸入至a/d轉(zhuǎn)換電路100。a/d轉(zhuǎn)換電路100包括可編程增益放大器(pga)101和a/d轉(zhuǎn)換器102??删幊淘鲆娣糯笃?pga)101可變地對(duì)輸入信號(hào)mqp、mqn的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)。a/d轉(zhuǎn)換器102實(shí)施增益調(diào)節(jié)后的模擬信號(hào)的a/d轉(zhuǎn)換,并輸出數(shù)字信號(hào)dt。
在圖17中,示出了主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120的結(jié)構(gòu)例。主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120包括穩(wěn)壓電路122和振蕩電路124。穩(wěn)壓電路122基于數(shù)字用的電源電壓vddd而進(jìn)行調(diào)節(jié)工作,并生成恒電壓的電源電壓vosc而供給至振蕩電路124。振蕩電路124被供給電源電壓vosc而進(jìn)行振蕩工作,并生成主時(shí)鐘信號(hào)mck。振蕩電路124能夠通過(guò)利用例如兩個(gè)狀態(tài)相互切換而進(jìn)行振蕩的多諧振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)。或者也可以通過(guò)將奇數(shù)個(gè)反相電路連接成環(huán)狀而構(gòu)成的環(huán)形振蕩器、或使反相電路的輸出在cr電路(由電容器和電阻構(gòu)成的電路)中反饋的cr振蕩電路等而實(shí)現(xiàn)振蕩電路124。
在圖18中,示出了數(shù)字i/f電路130的結(jié)構(gòu)例。圖18為通過(guò)spi方式而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字i/f電路130的情況下的結(jié)構(gòu)例。但是,數(shù)字i/f電路130也可以通過(guò)i2c方式等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字i/f電路130包括spi控制電路132和寄存電路134。在spi控制電路132中,從外部裝置經(jīng)由串行時(shí)鐘線而輸入有串行時(shí)鐘信號(hào)sck,且經(jīng)由第一串行數(shù)據(jù)線而輸入有接收串行數(shù)據(jù)mosi,并且經(jīng)由從選擇線而輸入有從選擇信號(hào)ss。此外,spi控制電路132經(jīng)由第二串行數(shù)據(jù)線而向外部裝置輸出發(fā)送串行數(shù)據(jù)miso。具體而言,spi控制電路132包括物理層電路、通信處理電路。例如,物理層電路為,實(shí)施如下數(shù)據(jù)或信號(hào)的接收發(fā)送的i/o緩沖電路,即:串行時(shí)鐘信號(hào)sck、接收串行數(shù)據(jù)mosi、發(fā)送串行數(shù)據(jù)miso、從選擇信號(hào)ss。通信處理電路為實(shí)施spi通信的通信處理的邏輯電路。例如,通信處理電路實(shí)施接收串行數(shù)據(jù)mosi的串行并行轉(zhuǎn)換、指令的解釋處理、發(fā)送串行數(shù)據(jù)miso的生成處理、發(fā)送串行數(shù)據(jù)miso的并行串行轉(zhuǎn)換、寄存電路134的讀寫(xiě)控制等。而且,在寄存電路134中設(shè)定有通過(guò)spi控制電路132而接收到的信息或通過(guò)spi控制電路132而發(fā)送的信息等。
在圖19中,示出了電源電路140的結(jié)構(gòu)例。電源電路140包括穩(wěn)壓電路141、142、基準(zhǔn)電流生成電路143、帶隙電路144、基準(zhǔn)電壓生成電路145。來(lái)自外部的電源電壓vdd被供給至焊盤(pán)(端子)tvdd。在電路裝置20內(nèi),電源線分支為第一電源線和第二電源線。而且,經(jīng)由第一電源線而向穩(wěn)壓電路142供給模擬用的電源電壓vdda。此外,經(jīng)由第二電源線而向穩(wěn)壓電路141供給數(shù)字用的電源電壓vddd。
穩(wěn)壓電路142基于模擬用的電源電壓vdda而進(jìn)行調(diào)節(jié)工作,從而生成恒電壓的電源電壓vddr?;鶞?zhǔn)電流生成電路143被供給電源電壓vddr,并生成各種基準(zhǔn)電流。所生成的基準(zhǔn)電流被供給至電路裝置20的各模擬電路。帶隙電路144被供給電源電壓vddr,并生成帶隙參考電壓vbg?;鶞?zhǔn)電壓生成電路145基于帶隙參考電壓vbg而生成向電路裝置20的各電路模塊供給的各種基準(zhǔn)電壓。例如,生成檢測(cè)電路用的基準(zhǔn)電壓、驅(qū)動(dòng)電路用的基準(zhǔn)電壓、或者a/d轉(zhuǎn)換電路用的基準(zhǔn)電壓等。
穩(wěn)壓電路141基于數(shù)字用電源電壓vddd而進(jìn)行調(diào)節(jié)工作,從而生成恒電壓的電源電壓vddl。該電源電壓vddl被供給至邏輯電路110等。此外,如前文所述,電源電壓vddl通過(guò)作為外置部件的外部電容器cl而實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定化。
圖20為表示第二物理量變換器12是加速度傳感器15的情況下的該加速度傳感器15的結(jié)構(gòu)例、和加速度傳感器用的第二檢測(cè)電路62的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖20的加速度傳感器15為靜電電容型的加速度傳感器。該加速度傳感器15包括可動(dòng)電極16、17和固定電極18、19。可動(dòng)電極16、17、固定電極18、19例如由梁結(jié)構(gòu)體等而構(gòu)成。通過(guò)可動(dòng)電極16和固定電極18而形成電容cs1,且通過(guò)可動(dòng)電極17和固定電極19而形成電容cs2?;鶞?zhǔn)信號(hào)pf1(載波)被輸入至電容cs1的固定電極18。通過(guò)逆變器電路而將基準(zhǔn)信號(hào)pf1反相了的信號(hào)pf2(載波)被輸入至電容cs2的固定電極19。以此方式,通過(guò)周期性地對(duì)固定電極18、19施加互為反相的電壓,從而能夠?qū)嵤└鶕?jù)與可動(dòng)電極16、17的位移相對(duì)應(yīng)的差動(dòng)電容的變化的加速度的檢測(cè)。
第二檢測(cè)電路62包括c/v轉(zhuǎn)換電路66(電荷放大器)和采樣保持電路67。c/v轉(zhuǎn)換電路66為將上述的差動(dòng)電容的變化轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)的電路,并且將所得到的電壓信號(hào)輸出至采樣保持電路67。c/v轉(zhuǎn)換電路66能夠通過(guò)例如運(yùn)算放大器、反饋電阻、反饋電容器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。采樣保持電路67對(duì)來(lái)自c/v轉(zhuǎn)換電路66的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣并保持一定期間。通過(guò)從采樣保持電路67的輸出電壓中僅提取例如預(yù)定的頻率帶的成分,從而檢測(cè)出作為第二物理量信號(hào)的加速度信號(hào)ac。另外,加速度傳感器15并不限定于圖20那樣的靜電電容型,也能夠使用壓電電阻型或熱檢測(cè)型等的各種方式的加速度傳感器。
在作為第二物理量變換器12而使用了加速度傳感器15的情況下,例如在圖4的角速度傳感器14的位置處配置該加速度傳感器15。該加速度傳感器15也可以為能夠?qū)缦竦谝惠S的方向、第二軸的方向那樣的多軸的方向上的加速度進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。而且,在圖4中,在電路裝置20的第一檢測(cè)電路61的上方側(cè)配置有角速度傳感器13,在第二檢測(cè)電路62的上方側(cè)配置有加速度傳感器15。在該情況下,也能夠縮短第一檢測(cè)電路61與角速度傳感器13之間的信號(hào)路徑、或第二檢測(cè)電路62與加速度傳感器15之間的信號(hào)路徑,從而能夠減輕由于噪聲等而導(dǎo)致的檢測(cè)特性的劣化的情況。
此外,以此方式,在作為第二物理量變換器12而使用了加速度傳感器15的情況下,不再設(shè)置圖11的第二驅(qū)動(dòng)電路32。而且,由于與第二檢測(cè)電路62相比,第一檢測(cè)電路61處理更微弱的信號(hào),因此由噪聲導(dǎo)致的檢測(cè)特性的劣化的程度較大。因此,如圖13所示,通過(guò)將第一檢測(cè)電路61配置在第一區(qū)域ar1內(nèi),將數(shù)字i/f電路130或主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120配置在第二區(qū)域ar2內(nèi),從而能夠?qū)⒊蔀樵肼曉吹臄?shù)字i/f電路130或主時(shí)鐘信號(hào)生成電路120配置在從第一檢測(cè)電路61偏離了的位置處。其結(jié)果為,能夠有效地減輕由于來(lái)自所述噪聲源的噪聲而導(dǎo)致的第一檢測(cè)電路61的檢測(cè)特性的劣化的情況。
5.移動(dòng)體、電子設(shè)備
圖21至圖24為包括本實(shí)施方式的電路裝置20的移動(dòng)體、電子設(shè)備的示例。本實(shí)施方式的電路裝置20例如能夠裝入汽車(chē)、航空器、摩托車(chē)、自行車(chē)或者船舶等各種移動(dòng)體中。移動(dòng)體為,具備例如發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方向盤(pán)或船舵等轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、各種電子設(shè)備,并在陸地上或空中或海上移動(dòng)的設(shè)備和裝置。
圖21概要式地圖示了作為移動(dòng)體的具體例的汽車(chē)206。在汽車(chē)206上,裝入具有第一、第二物理量變換器11、12和電路裝置20的物理量檢測(cè)裝置300。物理量檢測(cè)裝置300(陀螺傳感器、復(fù)合傳感器)能夠?qū)?chē)身207的姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。物理量檢測(cè)裝置300的檢測(cè)信號(hào)被供給至車(chē)身姿態(tài)控制裝置208。車(chē)身姿態(tài)控制裝置208能夠根據(jù)例如車(chē)身207的姿態(tài)而對(duì)懸架的軟硬進(jìn)行控制或者對(duì)每個(gè)車(chē)輪209的制動(dòng)器進(jìn)行控制。此外,能夠在兩足步行機(jī)器人或航空器、直升飛機(jī)等各種移動(dòng)體中利用這樣的姿態(tài)控制。可以在為了實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制時(shí)將物理量檢測(cè)裝置300(電路裝置20)裝入移動(dòng)體。
圖22、圖23為概要性地圖示了作為電子設(shè)備的具體例的數(shù)碼照相機(jī)210、生物體信息檢測(cè)裝置220的圖。以此方式,本實(shí)施方式的電路裝置20能夠應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī)210或生物體信息檢測(cè)裝置220(可佩戴式健康設(shè)備,例如脈搏器、計(jì)步器、活動(dòng)量?jī)x等)等各種電子設(shè)備中。例如,在數(shù)碼照相機(jī)210中,能夠?qū)嵤┦褂昧送勇輧x傳感器或加速度傳感器的手抖修正等。此外,在生物體信息檢測(cè)裝置220中,能夠使用陀螺儀傳感器或加速度傳感器而對(duì)用戶的身體活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)或者對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
另外,數(shù)碼照相機(jī)210、生物體信息檢測(cè)裝置220等電子設(shè)備能夠包括本實(shí)施方式的電路裝置20、處理部、存儲(chǔ)部、操作部等。此外,也可以包括顯示部等。通過(guò)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(ram、rom)或hdd等而實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)部對(duì)各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)cpu、mpu等而實(shí)現(xiàn)的處理部(處理器)基于被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部(存儲(chǔ)器)中的信息而實(shí)施各種處理。操作部為用戶用于對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行操作的裝置,顯示部向用戶顯示各種信息。另外,作為電子設(shè)備,除了數(shù)碼照相機(jī)210或生物體信息檢測(cè)裝置220以外,也能夠假定智能手機(jī)、便攜式電話、導(dǎo)航系統(tǒng)、游戲機(jī)、時(shí)鐘、健康器具或者便攜式信息終端等各種設(shè)備。
圖24為概要性地圖示了作為移動(dòng)體或電子設(shè)備的具體例的機(jī)器人230的圖。以此方式,本實(shí)施方式的電路裝置20也能夠應(yīng)用于機(jī)器人230的可動(dòng)部(手臂、關(guān)節(jié))或主體部上。機(jī)器人230能夠假定為移動(dòng)體(行駛或步行機(jī)器人)、電子設(shè)備(非行駛或非步行機(jī)器人)中的任意一個(gè)。在行駛或步行機(jī)器人的情況下,例如能夠在自動(dòng)行駛中利用本實(shí)施方式的電路裝置20。
另外,雖然以上述的方式對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易理解在實(shí)體上不脫離本發(fā)明的新穎事項(xiàng)以及效果的多種改變。因此,這種改變例也全部被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如,在說(shuō)明書(shū)或附圖中至少一次與更為廣義或同義的不同用語(yǔ)(第一物理量變換器、第二物理量變換器、第一物理量、第二物理量、端子等)一起記載的用語(yǔ)(角速度傳感器、角速度傳感器或加速度傳感器、角速度、角速度或加速度、焊盤(pán)等)在說(shuō)明書(shū)或附圖中的任意位置處均能夠置換為其不同的用語(yǔ)。此外,電路裝置、物理量檢測(cè)裝置、電子設(shè)備、移動(dòng)體的結(jié)構(gòu)、振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)等均不限定于本實(shí)施方式中所說(shuō)明的內(nèi)容,能夠?qū)嵤└鞣N改變。
符號(hào)說(shuō)明
sd1~sd4…第一~第四邊;dr1~dr4…第一~第四方向;ar1…第一區(qū)域;ar2…第二區(qū)域;11…第一物理量變換器;12…第二物理量變換器;13…角速度傳感器(z軸用);14…角速度傳感器(x軸用);15…加速度傳感器;16、17…可動(dòng)電極;18、19…固定電極;20…電路裝置;30…驅(qū)動(dòng)電路;31…第一驅(qū)動(dòng)電路;32…第二驅(qū)動(dòng)電路;34…放大電路;40…增益控制電路;50…驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路;52…同步信號(hào)輸出電路;60…檢測(cè)電路;61…第一檢測(cè)電路;62…第二檢測(cè)電路;64…放大電路;66…c/v轉(zhuǎn)換電路;67…采樣保持電路;81…同步檢波電路;86…低通濾波器;87…第一低通濾波器;88…第二低通濾波器;90…多路調(diào)制器;100…a/d轉(zhuǎn)換電路;101…可編程增益放大器;102…a/d轉(zhuǎn)換器;110…邏輯電路;120…主時(shí)鐘信號(hào)生成電路;122…穩(wěn)壓電路;124…振蕩電路;130…數(shù)字i/f電路;132…spi控制電路;134…寄存電路;140…電源電路;141、142…穩(wěn)壓電路;143…基準(zhǔn)電流生成電路;144…帶隙電路;145…基準(zhǔn)電壓生成電路;206…汽車(chē);207…車(chē)身;208…車(chē)身姿態(tài)控制裝置;209…車(chē)輪;210…數(shù)碼照相機(jī);220…生物體信息檢測(cè)裝置;230…機(jī)器人;300…物理量檢測(cè)裝置;310…封裝件;312…基座;314…蓋;315…外部端子;316、318…內(nèi)部端子;330…支承基板;332…基部;334…開(kāi)口;340…振動(dòng)片;341、342…驅(qū)動(dòng)臂;343…檢測(cè)臂;344…基部;345、346…連結(jié)臂;351~356…引線;360…振動(dòng)片;361、362…振動(dòng)臂;363、364…檢測(cè)臂;365…基部;371~376…引線;382…接合引線。