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CN105094198A - 电流电压变换电路以及自激振荡电路 - Google Patents

电流电压变换电路以及自激振荡电路 Download PDF

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CN105094198A
CN105094198A CN201510266311.7A CN201510266311A CN105094198A CN 105094198 A CN105094198 A CN 105094198A CN 201510266311 A CN201510266311 A CN 201510266311A CN 105094198 A CN105094198 A CN 105094198A
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voltage conversion
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高山忠彦
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

本发明的一个方式的电流电压变换电路具备:第一电阻,其一端与传感器的电极连接,其另一端与第一电位连接;第一电流源;第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;第一输出端子;第一电压源;第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;以及第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接。

Description

电流电压变换电路以及自激振荡电路
技术领域
本发明涉及一种电流电压变换电路以及自激振荡电路。
本发明基于2014年5月23日向日本申请的特愿2014-107185主张优先权,在此引用其内容。
背景技术
日本特开2006-71498号公报(以下称为“专利文献1”)中,记载有将振子的静电容量变化变换为电压变化并输出的电路。在专利文献1记载的技术中,利用由运算放大器、电阻、以及电容器构成的变换电路,将振子的静电容量变化变换为电压变化。
日本特公昭46-27633号公报(以下称为“专利文献2”)中,记载有使用将基极接地的晶体管和电容器而将电流变化变换为电压变化的电路。
在专利文献1记载的技术中,在运算放大器中产生输入偏置电压,该输入偏置电压是将在输入为0的情况下表现为输出的电压(输出偏置)换算为输入值而得到的。该输入偏置电压由于温度、经年变化、随频率增高而可靠减小的闪烁噪声等的影响而发生变动。如果输入偏置电压发生变化,则在由运算放大器变换的振子的电压变化过程中,会产生所输出的电压值相对于频率、振幅的误差。另外,在专利文献1记载的技术中,产生用于驱动运算放大器的消耗电流。如果提高运算放大器的SN比(信号与噪声之比),或者加宽运算放大器的频带,则该消耗电流通常会增加。
在专利文献2记载的技术中,与使用运算放大器的情况相比,通过使用晶体管,有时能够减小消耗电流。在该情况下,在专利文献2记载的技术中,对于为了得到输出电压而进行变换的晶体管,需要将其设为接通状态而使电流流至晶体管的集电极。但是,由于需要0.3~0.6V左右的晶体管的基极与发射极之间的电压差,因此有时无法对微小的输入信号进行变换。另外,在专利文献2记载的技术中,在输入电流的大小发生变化、且晶体管的基极与发射极之间的电压差小于或等于0.3V的情况下,电流变换动作停止,因此从晶体管输出的电流的波形有时发生失真。并且,在专利文献2记载的技术中,为了检测电流而使用电容器,因此,直至该电容器的与晶体管连接的端子侧的电位稳定为止需要花费时间。因此,如果要使用专利文献2记载的技术而将振子的输出电流变化变换为电压变化,则有时会发生上述状况。
发明内容
本发明的一个方式提供一种电流电压变换电路以及自激振荡电路,其能够减少传感器的输出电极的电位变化,能够减少电路的消耗电流。
本发明的第一方式的电流电压变换电路可以具备:第一电阻,其一端与传感器的电极连接,其另一端与第一电位连接;第一电流源;第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;第一输出端子;第一电压源;第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;以及第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一电阻可以构成为将从所述传感器输入的电位固定。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管可以是P型MOS晶体管。所述第一端子可以是所述第一晶体管的源极,所述第二端子可以是所述第一晶体管的漏极,所述控制端子可以是所述第一晶体管的栅极。所述第二电位可以为0V。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管可以是N型MOS晶体管。所述第一端子可以是所述第一晶体管的源极,所述第二端子可以是所述第一晶体管的漏极,所述控制端子可以是所述第一晶体管的栅极。所述第二电位可以为正的电源电位。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管可以是PNP型晶体管。所述第一端子可以是所述第一晶体管的发射极,所述第二端子可以是所述第一晶体管的集电极,所述控制端子可以是所述第一晶体管的基极。所述第二电位可以为0V。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管可以是NPN型晶体管,所述第一端子可以是所述第一晶体管的发射极,所述第二端子可以是所述第一晶体管的集电极,所述控制端子可以是所述第一晶体管的基极。所述第二电位可以为正的电源电位。
在上述第一方式的电流电压变换电路中,所述第一电阻的一端可以与所述传感器的振子连接。
本发明的第二方式的电流电压变换电路可以具备:第一电阻,其一端与传感器的一个电极连接,其另一端与第一电位连接;第一电流源;第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;第一输出端子;第一电压源;第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接;第三电阻,其一端与所述传感器的另一个电极连接,其另一端与第三电位连接;第二电流源;第二电容器,其一端与所述第三电阻的一端连接,其另一端与所述第二电流源连接;第二输出端子;第二电压源;第二晶体管,其第一端子与所述第二电容器的另一端连接,其第二端子与所述第二输出端子连接,其控制端子与所述第二电压源连接;以及第四电阻,其一端与所述第二晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第四电位连接。
在上述第二方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管以及所述第二晶体管可以是P型MOS晶体管。所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别可以是所述第一晶体管的源极以及所述第二晶体管的源极,所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子可以是所述第一晶体管的漏极以及所述第二晶体管的漏极,所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子可以是所述第一晶体管的栅极以及所述第二晶体管的栅极。
在上述第二方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管以及所述第二晶体管可以是N型MOS晶体管。所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别可以是所述第一晶体管的源极以及所述第二晶体管的源极,所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子可以是所述第一晶体管的漏极以及所述第二晶体管的漏极,所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子可以是所述第一晶体管的栅极以及所述第二晶体管的栅极。
在上述第二方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管以及所述第二晶体管可以是PNP型晶体管。所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别可以是所述第一晶体管的发射极以及所述第二晶体管的发射极,所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子可以是所述第一晶体管的集电极以及所述第二晶体管的集电极,所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子可以是所述第一晶体管的基极以及所述第二晶体管的基极。
在上述第二方式的电流电压变换电路中,所述第一晶体管以及所述第二晶体管可以是NPN型晶体管,所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别可以是所述第一晶体管的发射极以及所述第二晶体管的发射极,所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子可以是所述第一晶体管的集电极以及所述第二晶体管的集电极,所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子可以是所述第一晶体管的基极以及所述第二晶体管的基极。
本发明的第三方式的自激振荡电路可以具备:偏置电源;传感器,其具备与所述偏置电源连接的振子、第一电极、以及第二电极;电流电压变换电路,其是与所述传感器的第一电极连接的电流电压变换电路,并具备:第一电阻,其一端与所述传感器的第一电极连接,其另一端与第一电位连接;第一电流源;第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;第一输出端子;第一电压源;第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;以及第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接;振幅检测器,其输入与所述电流电压变换电路的所述第一输出端子连接;第二电压源;误差积分器,其一个输入与所述振幅检测器的输出连接,其另一个输入与所述第二电压源连接;衰减器,其一个输入与所述电流电压变换电路的所述第一输出端子连接,其另一个输入与所述误差积分器的输出连接;以及缓存器,所述衰减器的输出与所述缓存器的输入连接,所述传感器的所述第二电极与所述缓存器的输出连接。
发明的效果
根据本发明的一个方式,能够减少传感器的输出电极的电位变化,能够减少电路的消耗电流。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的使用电流电压变换电路的自激振荡电路的概略框图。
图2是第一实施方式所涉及的使用PMOS的电流电压变换电路的电路图。
图3是第二实施方式所涉及的使用NMOS的电流电压变换电路的电路图。
图4是第三实施方式所涉及的使用PNP晶体管的电流电压变换电路的电路图。
图5是第四实施方式所涉及的使用NPN晶体管的电流电压变换电路的电路图。
图6是第五实施方式所涉及的使用PMOS的双系统的电流电压变换电路的电路图。
图7是第六实施方式所涉及的使用PNP晶体管的双系统的电流电压变换电路的电路图。
图8是第七实施方式所涉及的使用NMOS的双系统的电流电压变换电路的电路图。
图9是第八实施方式所涉及的使用NPN晶体管的双系统的电流电压变换电路的电路图。
图10是第九实施方式所涉及的使用PMOS的电流电压变换电路的电路图。
图11是第十实施方式所涉及的使用PNP晶体管的电流电压变换电路的电路图。
图12是第十一实施方式所涉及的使用NMOS的电流电压变换电路的电路图。
图13是第十二实施方式所涉及的使用NPN晶体管的电流电压变换电路的电路图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的若干实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1是本第一实施方式所涉及的使用电流电压变换电路的自激振荡电路1的概略框图。
如图1所示,自激振荡电路1构成为包括振动式传感器2、偏置电源3、电流电压变换电路4、振幅检测器5、电压源6、误差积分器7、衰减器8、以及缓存器9。
振动式传感器2具备第一固定电极21(输入电极)、振子22、以及第二固定电极23(输出电极)。在本发明中,电极是指第一固定电极21(输入电极)、振子22、以及第二固定电极23(输出电极)中的至少一者。从缓存器9对第一固定电极21输入驱动信号。从偏置电源3对振子22供给偏置电压。第二固定电极23将输出电流输出到电流电压变换电路4。输出电流为交流电流。在振子22未振动的情况下,第一固定电极21与振子22具有第一间隔,振子22与第二固定电极23具有第二间隔。如果振子22通过自激振荡的方式进行振动,则第二间隔发生变化,因此第一固定电极21与振子22之间的静电容量发生变化。在振动式传感器2中,如果振子22进行振动,则为了将电荷保持恒定,根据静电容量的变化而从第二固定电极23将输出电流输出。
偏置电源3的负极侧接地,其正极侧与振动式传感器2的振子22连接。偏置电源3是直流电压源。
电流电压变换电路4将振动式传感器2的输出电极的电位固定为规定的电位。电流电压变换电路4将从振动式传感器2输入的电流变换为电压,将变换所得的电压输出到振幅检测器5和衰减器8。在后面对电流电压变换电路4的结构进行叙述。
振幅检测器5检测从电流电压变换电路4输入的电压的振幅的大小,将表示检测出的振幅的大小的电压输出到误差积分器7。
电压源6是直流电压源,其负极侧接地,其正极侧与误差积分器7连接。电压源6的电压值是能够使振子22以不与第一固定电极21及第二固定电极23碰撞的方式振动的电压值。
误差积分器7对从电压源6输入的电压与从振幅检测器5输入的电压的误差进行积分,将积分所得的信号作为衰减比设定信号而输出到衰减器8。
衰减器8根据衰减比设定信号而使从电流电压变换电路4输入的电压的振幅的大小衰减,将衰减后的信号经由缓存器9而对第一固定电极21进行供给。以该方式通过衰减器8调整对第一固定电极21供给的信号的大小的理由在于,为了将振子22控制为使得其以不与第一固定电极21及第二固定电极23碰撞的方式振动。
缓存器9是放大率为1倍的缓存器电路。
如上,本第一实施方式的自激振荡电路1具备:电流电压变换电路(4),其输入与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第一固定电极21或第二固定电极23)连接;振幅检测器(5),其输入与电流电压变换电路的输出连接;误差积分器(7),其一个输入与振幅检测器的输出连接,其另一个输入与电压源连接;衰减器(8),其一个输入与电流电压变换电路的输出连接,其另一个输入与误差积分器的输出连接;以及缓存器(9),衰减器的输出与缓存器(9)的输入连接,传感器的另一个电极(第一固定电极21或第二固定电极23)与缓存器(9)的输出连接,传感器具备与偏置电源连接的振子(22)。
通过该结构,在自激振荡电路1中,利用振幅检测器5和误差积分器7随时调整衰减比,由此能够将通过振动式传感器2而振荡的信号的振幅调整为恒定值。另外,通过该结构,电流电压变换电路4能够将振动式传感器2的输出电极的电位固定为规定的电位。由此,能够减少振动式传感器2的输出电极的电位变化,因此振动式传感器2的振子22的偏置电压稳定。其结果,根据本第一实施方式的自激振荡电路1,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。由于能够以该方式使振荡频率稳定,因此在使振动式传感器2进行自激振荡并将振荡信号作为基准时钟使用的情况下,能够提高基准时钟的频率的稳定度。
图2是本第一实施方式所涉及的使用PMOS的电流电压变换电路4的电路图。
如图2所示,电流电压变换电路4构成为包括电阻101(第一电阻)、电容器102(第一电容器)、电流源103(第一电流源)、晶体管104(第一晶体管)、电压源105(第一电压源)、电阻106(第二电阻)、端子T1、以及端子T2。振动式传感器2的第二固定电极23与电流电压变换电路4连接。在图2中,省略振动式传感器2的第一固定电极21的图示。
电阻101的一端与振动式传感器2的第二固定电极23及电容器102的一端连接,电阻101的另一端接地。电阻101发挥将输入到电流电压变换电路4的电位固定的作用。因此,电阻101的另一端所连接的电位(第一电位V1)可以是接地电压(0V)、正的电源电压(VDD)、负的电源电压(VEE)、或者规定的基准电压(Vref)。正的电源电压(VDD)例如为5V,负的电源电压(VEE)例如为-5V,规定的基准电压(Vref)例如为2.5V。电阻101的阻抗例如为1MΩ。作为偏置电源3的负极侧和电阻101的另一端,布线图案较近时难以受到噪声的影响,并且难以受到电位变动的影响。
电容器102的另一端与电流源103的输出端及晶体管104的源极(第一端子)连接。电容器102的容量是满足下式(1)的关系的容量,例如为0.1μF。在下式中,fc是基于电阻101和电容器102的共振频率。
1/(2πfc)<<电阻101的阻抗[Ω]
电流源103供给用于使晶体管104形成为接通状态的空载电流(idlecurrent)。电流源103从正的电源电压(VDD)接受电力的供给。电流源103的阻抗例如为几MΩ。从电流源103对晶体管104供给的电流值例如为10μA。
晶体管104是P型MOS晶体管(PMOS)。晶体管104的栅极(控制端子)与电压源105的正极侧连接,晶体管104的漏极(第二端子)与电阻106的一端及端子T1连接。晶体管104的源极与漏极之间的阻抗例如为几百kΩ。在正的电源电压(VDD)为5V的情况下,电容器102的另一端与源极的接点的电位例如为3.5V,漏极与电阻106的一端及端子T1的接点的电位例如为2V(=10μA(从电流源103供给的电流值)×200kΩ(电阻106的电阻值))。
电阻106的另一端接地(第二电位V2)。第二电位V2与第一电位V1既可以相同,也可以不同。电阻106的电阻值例如为200kΩ。
端子T2接地。端子T1与端子T2之间的电压是电流电压变换电路4的输出电压。
在此,对电流电压变换电路4的动作进行说明。
从振动式传感器2的第二固定电极23输出的输出电流向阻抗最低的路径流动。如上所述,晶体管104的源极与漏极之间的阻抗比电阻101及电流源103的阻抗低,因此几乎所有输出电流都流入晶体管104的源极。
由于栅极绝缘,因此流入源极的电流向漏极流动。
流至漏极的电流通过与漏极连接的电阻106而变换为电压。
如上,本第一实施方式的电流电压变换电路(4)具备:第一电阻(电阻101),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器102),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源103)连接;第一晶体管(晶体管104),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源105)连接;以及第二电阻(电阻106),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第一实施方式的电流电压变换电路(4)中,第二电压的电压值为0V,第一晶体管(晶体管104)是P型MOS晶体管。
通过该结构,根据本第一实施方式的电流电压变换电路4,能够利用电阻101而将振动式传感器2的输出电极的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。由此,能够减少振动式传感器2的输出电极的电位变化,因此振动式传感器2的振子22的偏置电压稳定。其结果,根据本第一实施方式的电流电压变换电路4,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
由于能够以该方式使振荡频率稳定,因此在使振动式传感器2进行自激振荡并将振荡信号作为基准时钟使用的情况下,能够提高基准时钟的频率的稳定度。
电流电压变换电路4中的晶体管104的驱动电流例如为10μA。该驱动电流相当于电流电压变换电路4的消耗电流。
另一方面,在如现有技术中所说明的那样使用运算放大器进行电流电压变换的情况下,该运算放大器的消耗电流为200μA左右。即,根据本第一实施方式的电流电压变换电路4,与现有例子相比,能够将消耗电流降低为1/20左右。
<第二实施方式>
在第一实施方式中,对在电流电压变换电路4中使用PMOS的例子进行了说明,在本第二实施方式中则对使用N型MOS晶体管(NMOS)的例子进行说明。
图3是本第二实施方式所涉及的使用NMOS的电流电压变换电路4A的电路图。
如图3所示,电流电压变换电路4A构成为包括电阻201(第一电阻)、电容器202(第一电容器)、电流源203(第一电流源)、晶体管204(第一晶体管)、电压源205(第一电压源)、以及电阻206(第二电阻)。振动式传感器2的第二固定电极23与电流电压变换电路4A连接。在图3中,省略端子T2、振动式传感器2的第一固定电极21的图示。
也可以通过将该电流电压变换电路4A的输出电压输出到振幅检测器5及衰减器8,而构成电流电压检测电路(图1)。
电阻201相当于电阻101(图2)。电阻201的阻抗例如为1MΩ。与电阻101相同,电阻201发挥将输入到电流电压变换电路4A的电位固定的作用。电阻201的另一端的第一电位V1可以是接地电压(0V)、正的电源电压(VDD)、负的电源电压(VEE)、规定的基准电压(Vref)等中的任一者。
电容器202相当于电容器102(图2)。电容器202的容量例如为0.1μF。电容器202的另一端与电流源203的输入端及晶体管204的源极(第一端子)连接。
电流源203供给用于使晶体管204形成为接通状态的空载电流。电流源203的阻抗例如为几MΩ。从正的电源电压(VDD)经由电阻206通过电流源203对晶体管204供给的电流值例如为10μA。
晶体管204是N型MOS晶体管。晶体管204的栅极(控制端子)与电压源205的正极侧连接,晶体管204的漏极(第二端子)与电阻206的一端及输出端子连接。晶体管204的源极与漏极之间的阻抗例如为几百kΩ。
电阻206的另一端与作为第二电位V2的正的电源电压(VDD)连接。电阻206的电阻值例如为200kΩ。电阻206的另一端所连接的第二电位V2也可以是与正的电源电压(VDD)不同的4V等的电位。
下面,对电流电压变换电路4A的动作进行说明。
晶体管204的源极与漏极之间的阻抗比电阻201及电流源203的阻抗低,因此几乎所有输出电流都流入晶体管204的源极。
由于栅极绝缘,因此流入源极的电流向漏极流动。
流至漏极的电流通过与漏极连接的电阻206而变换为电压。
如上,本第二实施方式的电流电压变换电路(4A)具备:第一电阻(电阻201),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器202),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源203)连接;第一晶体管(晶体管204),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源205)连接;以及第二电阻(电阻206),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第二实施方式的电流电压变换电路(4A)中,第二电压的电压值为电源电压(VDD)的电压值,第一晶体管(晶体管204)是N型MOS晶体管。
通过该结构,在本第二实施方式的电流电压变换电路4A中,与第一实施方式相同,能够利用电阻201而将振动式传感器2的输出电极的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第二实施方式的电流电压变换电路4A,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
电流电压变换电路4A中的晶体管204的驱动电流例如为10μA。其结果,根据本第二实施方式的电流电压变换电路4A,与现有例子相比,能够将消耗电流降低为1/20左右。
<第三实施方式>
在本第三实施方式中,对在电流电压变换电路中使用PNP晶体管的例子进行说明。
图4是本第三实施方式所涉及的使用PNP晶体管的电流电压变换电路4B的电路图。
如图4所示,电流电压变换电路4B构成为包括电阻301(第一电阻)、电容器302(第一电容器)、电流源303(第一电流源)、晶体管304(第一晶体管)、电压源305(第一电压源)、以及电阻306(第二电阻)。振动式传感器2的第二固定电极23与电流电压变换电路4B连接。在图4中,省略端子T2、振动式传感器2的第一固定电极21的图示。
也可以通过将该电流电压变换电路4B的输出电压输出到振幅检测器5及衰减器8,从而构成电流电压检测电路(图1)。
如图4所示,电流电压变换电路4B是在电流电压变换电路4(图2)中将作为P型MOS晶体管的晶体管104置换为作为PNP晶体管的晶体管304而得到的。电阻301、电容器302、电流源303、晶体管304、电压源305、以及电阻306分别相当于电流电压变换电路4的电阻101、电容器102、电流源103、晶体管104、电压源105、以及电阻106。因此,对与电流电压变换电路4不同的结构进行说明。
电容器302的另一端与电流源303的输入端及晶体管304的发射极(第一端子)连接。
晶体管304是PNP型的晶体管(也称为PNP晶体管)。晶体管304的基极(控制端子)与电压源305的正极侧连接,晶体管304的集电极(第二端子)与电阻306的一端及输出端子连接。晶体管304的发射极与集电极之间的阻抗例如为几百kΩ。
如上,本第三实施方式的电流电压变换电路(4B)具备:第一电阻(电阻301),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器302),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源303)连接;第一晶体管(晶体管304),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源305)连接;以及第二电阻(电阻306),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第三实施方式的电流电压变换电路(4B)中,第二电压的电压值为0V,第一晶体管(晶体管304)是PNP型的晶体管。
通过该结构,在本第三实施方式的电流电压变换电路4B中,也与第一实施方式相同地,能够利用电阻301而将振动式传感器2的输出电极的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第三实施方式的电流电压变换电路4B,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
电流电压变换电路4B中的晶体管304的驱动电流例如为10μA。其结果,根据本第三实施方式的电流电压变换电路4B,与现有例子相比,能够将消耗电流降低为1/20左右。
<第四实施方式>
在本第四实施方式中,对在电流电压变换电路中使用NPN型的晶体管(也称为NPN晶体管)的例子进行说明。
图5是本第四实施方式所涉及的使用NPN晶体管的电流电压变换电路4C的电路图。
如图5所示,电流电压变换电路4C构成为包括电阻401(第一电阻)、电容器402(第一电容器)、电流源403(第一电流源)、晶体管404(第一晶体管)、电压源405(第一电压源)、以及电阻406(第二电阻)。振动式传感器2的第二固定电极23与电流电压变换电路4C连接。在图5中,省略端子T2、振动式传感器2的第一固定电极21的图示。
也可以通过将该电流电压变换电路4C的输出电压输出到振幅检测器5及衰减器8,从而构成电流电压检测电路(图1)。
如图5所示,电流电压变换电路4C是在电流电压变换电路4A(图3)中将作为N型MOS晶体管的晶体管204置换为作为NPN晶体管的晶体管404而得到的。电阻401、电容器402、电流源403、晶体管404、电压源405、以及电阻406分别相当于电流电压变换电路4A的电阻201、电容器202、电流源203、晶体管204、电压源205、以及电阻206。因此,对与电流电压变换电路4A不同的结构进行说明。
电容器402的另一端与电流源403的输入端及晶体管404的发射极(第一端子)连接。
晶体管404是NPN晶体管。晶体管404的基极(控制端子)与电压源405的正极侧连接,晶体管404的集电极(第二端子)与电阻406的一端及输出端子连接。晶体管404的发射极与集电极之间的阻抗例如为几百kΩ。
如上,本第四实施方式的电流电压变换电路(4C)具备:第一电阻(电阻401),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器402),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源403)连接;第一晶体管(晶体管404),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源405)连接;以及第二电阻(电阻406),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第四实施方式的电流电压变换电路(4C)中,第二电压的电压值为电源电压,第一晶体管(晶体管404)是NPN型的晶体管。
通过该结构,在本第四实施方式的电流电压变换电路4C中也与第一实施方式相同地,能够利用电阻401而将振动式传感器2的输出电极的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第四实施方式的电流电压变换电路4C,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
电流电压变换电路4C中的晶体管404的驱动电流例如为10μA。其结果,根据本第四实施方式的电流电压变换电路4C,与现有例子相比,能够将消耗电流降低为1/20左右。
<第五实施方式>
在第一实施方式~第四实施方式中,对从第二固定电极23得到输出电流的例子进行了说明,在本第五实施方式中,对从第一固定电极21也得到输出电流、并对该输出电流也进行电流电压变换的例子进行说明。
图6是本第五实施方式所涉及的使用PMOS的双系统的电流电压变换电路4D的电路图。
如图6所示,电流电压变换电路4D具备第一系统的电流电压变换电路4D-1以及第二系统的电流电压变换电路4D-2。第一系统的电流电压变换电路4D-1具有输出端子T11。第二系统的电流电压变换电路4D-2具有输出端子T12。
如图6所示,偏置电源3与振动式传感器2的振子22连接。偏置电源3是交流电源。
第一系统的电流电压变换电路4D-1构成为包括电阻501(第一电阻)、电容器502(第一电容器)、电流源503(第一电流源)、晶体管504(第一晶体管)、电压源505(第一电压源)、以及电阻506(第二电阻)。振动式传感器2的第一固定电极21与第一系统的电流电压变换电路4D-1连接。
第二系统的电流电压变换电路4D-2构成为包括电阻511(第三电阻)、电容器512(第二电容器)、电流源513(第二电流源)、晶体管514(第二晶体管)、电压源515(第二电压源)、以及电阻516(第四电阻)。振动式传感器2的第二固定电极23与第二系统的电流电压变换电路4D-2连接。
第一系统的电流电压变换电路4D-1以及第二系统的电流电压变换电路4D-2各自的结构与在第一实施方式中说明的电流电压变换电路4相同。
即,电阻501及511、电容器502及512、电流源503及513、晶体管504及514、电压源505及515、以及电阻506及516分别相当于电流电压变换电路4的电阻101、电容器102、电流源103、晶体管104、电压源105、以及电阻106。
电阻501的另一端的第一电位V1和电阻511的另一端的第三电位V3只要是相同的电位即可,既可以接地,也可以与正的电源电压(VDD)、负的电源电压(VEE)、基准电压(Vref)等连接。
电阻506的另一端的第二电位V2和电阻516的另一端的第四电位V4只要是相同的电位即可,既可以接地,也可以是其它电位。
如上,本第五实施方式的电流电压变换电路(4D)具备:第一电阻(电阻501),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第一固定电极21)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器502),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源503)连接;第一晶体管(晶体管504),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T11)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源505)连接;第二电阻(电阻506),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接;第三电阻(电阻511),其一端与传感器(振动式传感器2)的另一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第三电位(V3)连接;第二电容器(电容器512),其一端与第三电阻的一端连接,其另一端与第二电流源(电流源513)连接;第二晶体管(晶体管514),其第一端子(源极)与第二电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第二输出端子(T12)连接,其控制端子(栅极)与第二电压源(电压源515)连接;以及第四电阻(电阻516),其一端与第二晶体管的第二端子连接,其另一端与第四电位(V4)连接。
在本第五实施方式的电流电压变换电路(4D)中,第二电压以及第三电压的电压值为0V,第一晶体管(晶体管504)以及第二晶体管(晶体管514)是P型MOS晶体管。
通过该结构,在本第五实施方式的电流电压变换电路4D中,对于振动式传感器2的输出电极的中心处的电位,也能够利用电阻501而将其固定为GND电平等第一电位V1,并能够利用电阻511而将其固定为GND电平等第三电位V3。其结果,根据本第五实施方式的电流电压变换电路4D,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。根据本第五实施方式,能够从第一系统的电流电压变换电路4D-1以及第二系统的电流电压变换电路4D-2得到输出电流。
利用未图示的加法运算器将该双系统的输出电压相加,由此,在本第五实施方式中,相对于电流电压变换电路4,输出电压的振幅达到2倍。这样,能够增大信号电平,因而,根据本第五实施方式,除了第一实施方式的效果以外,还能够提高SN比。
在本第五实施方式中,对第一固定电极21与第一系统的电流电压变换电路4D-1连接、且第二固定电极23与第二系统的电流电压变换电路4D-2连接的例子进行了说明,但不限于此。也可以将第二固定电极23与第一系统的电流电压变换电路4D-1连接,并将第一固定电极21与第二系统的电流电压变换电路4D-2连接。
<第六实施方式>
在第五实施方式中,对在双系统中使用第一实施方式中说明的电流电压变换电路4(图2)的例子进行了说明,在本第六实施方式中,对在双系统中使用第三实施方式中说明的电流电压变换电路4B(图4)的例子进行说明。
图7是本第六实施方式所涉及的使用PNP晶体管的双系统的电流电压变换电路4E的电路图。
如图7所示,电流电压变换电路4E具备第一系统的电流电压变换电路4E-1以及第二系统的电流电压变换电路4E-2。
如图7所示,偏置电源3与振动式传感器2的振子22连接。偏置电源3是交流电源。第一系统的电流电压变换电路4E-1具有输出端子T11。另外,第二系统的电流电压变换电路4E-2具有输出端子T12。
振动式传感器2的第一固定电极21与第一系统的电流电压变换电路4E-1连接。第一系统的电流电压变换电路4E-1是在第一系统的电流电压变换电路4D-1(图6)中将PMOS的晶体管504置换为作为PNP晶体管的晶体管604而得到的。
振动式传感器2的第二固定电极23与第二系统的电流电压变换电路4E-2连接。第二系统的电流电压变换电路4E-2是在第二系统的电流电压变换电路4D-2(图6)中将PMOS的晶体管514置换为作为PNP晶体管的晶体管614而得到的。
如上,本第六实施方式的电流电压变换电路(4E)具备:第一电阻(电阻601),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第一固定电极21)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器602),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源603)连接;第一晶体管(晶体管604),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T11)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源605)连接;第二电阻(电阻606),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接;第三电阻(电阻611),其一端与传感器的另一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第三电位(V3)连接;第二电容器(电容器612),其一端与第三电阻的一端连接,其另一端与第二电流源(电流源613)连接;第二晶体管(晶体管614),其第一端子(发射极)与第二电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第二输出端子(T12)连接,其控制端子(基极)与第二电压源(电压源615)连接;以及第四电阻(电阻616),其一端与第二晶体管的第二端子连接,其另一端与第四电位(V4)连接。
在本第六实施方式的电流电压变换电路(4E)中,第二电压以及第三电压的电压值为0V的电压值,第一晶体管(晶体管604)以及第二晶体管(晶体管614)是PNP型的晶体管。
通过该结构,在本第六实施方式的电流电压变换电路4E中,对于振动式传感器2的输出电极的中心处的电位,也能够利用电阻601而将其固定为GND电平等第一电位V1,并能够利用电阻611而将其固定为GND电平等第三电位V3。其结果,根据本第六实施方式的电流电压变换电路4E,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。根据本第六实施方式,能够从第一系统的电流电压变换电路4E-1以及第二系统的电流电压变换电路4E-2得到输出电流。
利用未图示的加法运算器将该双系统的输出电压相加,由此,在本第六实施方式中,相对于电流电压变换电路4B,输出电压的振幅达到2倍。这样,能够增大信号电平,因而,根据本第六实施方式,除了第三实施方式的效果以外,还能够提高SN比。
<第七实施方式>
在第五实施方式中,对在双系统中使用第一实施方式中说明的电流电压变换电路4(图2)的例子进行了说明,在本第七实施方式中,对在双系统中使用在第二实施方式中说明的电流电压变换电路4A(图3)的例子进行说明。
图8是本第七实施方式所涉及的使用NMOS的双系统的电流电压变换电路4F的电路图。
如图8所示,电流电压变换电路4F具备第一系统的电流电压变换电路4F-1以及第二系统的电流电压变换电路4F-2。
如图8所示,偏置电源3与振动式传感器2的振子22连接。偏置电源3是交流电源。第一系统的电流电压变换电路4F-1具有输出端子T11。第二系统的电流电压变换电路4F-2具有输出端子T12。
振动式传感器2的第一固定电极21与第一系统的电流电压变换电路4F-1连接。第一系统的电流电压变换电路4F-1是在第一系统的电流电压变换电路4D-1(图6)中将作为P型MOS晶体管的晶体管504置换为作为N型MOS晶体管的晶体管704而得到的。
振动式传感器2的第二固定电极23与第二系统的电流电压变换电路4F-2连接。第二系统的电流电压变换电路4F-2是在第二系统的电流电压变换电路4D-2(图6)中将PMOS的晶体管514置换为NMOS的晶体管714而得到的。
如上,本第七实施方式的电流电压变换电路(4F)具备:第一电阻(电阻701),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第一固定电极21)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器702),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源703)连接;第一晶体管(晶体管704),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T11)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源705)连接;第二电阻(电阻706),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接;第三电阻(电阻711),其一端与传感器的另一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第三电位(V3)连接;第二电容器(电容器712),其一端与第三电阻的一端连接,其另一端与第二电流源(电流源713)连接;第二晶体管(晶体管714),其第一端子(源极)与第二电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第二输出端子(T12)连接,其控制端子(栅极)与第二电压源(电压源715)连接;以及第四电阻(电阻716),其一端与第二晶体管的第二端子连接,其另一端与第四电位(V4)连接。
在本第七实施方式的电流电压变换电路(4F)中,第二电压以及第四电压的电压值为电源电压(VDD)的电压值,第一晶体管(晶体管704)以及第二晶体管(晶体管714)是N型MOS晶体管。
通过该结构,在本第七实施方式的电流电压变换电路4F中,对于振动式传感器2的输出电极的中心处的电位,也能够利用电阻701而将其固定为GND电平等第一电位V1,并能够利用电阻711而将其固定为GND电平等第三电位V3。其结果,根据本第七实施方式的电流电压变换电路4F,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。根据本第七实施方式,能够从第一系统的电流电压变换电路4F-1以及第二系统的电流电压变换电路4F-2得到输出电流。
利用未图示的加法运算器将该双系统的输出电压相加,由此,在本第七实施方式中,相对于电流电压变换电路4A,输出电压的振幅达到2倍。这样,能够增大信号电平,因而,根据本第七实施方式,除了第二实施方式的效果以外,还能够提高SN比。
<第八实施方式>
在第五实施方式中,对在双系统中使用第一实施方式中说明的电流电压变换电路4(图2)的例子进行了说明,在本第八实施方式中,对在双系统中使用第四实施方式中说明的电流电压变换电路4C(图5)的例子进行说明。
图9是本第八实施方式所涉及的使用NPN晶体管的双系统的电流电压变换电路4G的电路图。
如图9所示,电流电压变换电路4G具备第一系统的电流电压变换电路4G-1以及第二系统的电流电压变换电路4G-2。
如图9所示,偏置电源3与振动式传感器2的振子22连接。偏置电源3是交流电源。第一系统的电流电压变换电路4G-1具有输出端子T11。第二系统的电流电压变换电路4G-2具有输出端子T12。
振动式传感器2的第一固定电极21与第一系统的电流电压变换电路4G-1连接。第一系统的电流电压变换电路4G-1是在第一系统的电流电压变换电路4D-1(图6)中将作为P型MOS晶体管的晶体管504置换为作为NPN晶体管的晶体管804而得到的。
振动式传感器2的第二固定电极23与第二系统的电流电压变换电路4G-2连接。第二系统的电流电压变换电路4G-2是在第二系统的电流电压变换电路4D-2(图6)中将作为P型MOS晶体管的晶体管514置换为作为NPN晶体管的晶体管814而得到的。
如上,本第八实施方式的电流电压变换电路(4G)具备:第一电阻(电阻801),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(第一固定电极21)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器802),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源803)连接;第一晶体管(晶体管804),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T11)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源805)连接;第二电阻(电阻806),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接;第三电阻(电阻811),其一端与传感器的另一个电极(第二固定电极23)连接,其另一端与第三电位(V3)连接;第二电容器(电容器812),其一端与第三电阻的一端连接,其另一端与第二电流源(电流源813)连接;第二晶体管(晶体管814),其第一端子(发射极)与第二电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第二输出端子(T12)连接,其控制端子(基极)与第二电压源(电压源815)连接;以及第四电阻(电阻816),其一端与第二晶体管的第二端子连接,其另一端与第四电位(V4)连接。
另外,在本第八实施方式的电流电压变换电路(4G)中,第二电压以及第四电压的电压值为电源电压(VDD)的电压值,第一晶体管(晶体管804)以及第二晶体管(晶体管814)是NPN型的晶体管。
通过该结构,在本第八实施方式的电流电压变换电路4G中,对于振动式传感器2的输出电极的中心处的电位,也能够利用电阻801而将其固定为GND电平等第一电位V1,并能够利用电阻811而将其固定为GND电平等第三电位V3。其结果,根据本第八实施方式的电流电压变换电路4G,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。根据本第八实施方式,能够从第一系统的电流电压变换电路4G-1以及第二系统的电流电压变换电路4G-2得到输出电流。
利用未图示的加法运算器将该双系统的输出电压相加,由此,在本第八实施方式中,相对于电流电压变换电路4C,输出电压的振幅达到2倍。这样,能够增大信号电平,因而,根据本第八实施方式,除了第四实施方式的效果以外,还能够提高SN比。
<第九实施方式>
在第一实施方式~第四实施方式中,对从第二固定电极23得到输出电流的例子进行了说明,在本第九实施方式中,对从振子22得到输出电流并对该输出电流进行电流电压变换的例子进行说明。
图10是本第九实施方式所涉及的使用PMOS的电流电压变换电路4H的电路图。
如图10所示,偏置电源3H-1与振动式传感器2的第一固定电极21连接,电流电压变换电路4H与振子22连接,偏置电源3H-2与第二固定电极23连接。偏置电源3H-1以及偏置电源3H-2是交流电源。
电流电压变换电路4H的结构与电流电压变换电路4(图2)的结构相同。
如上,本第九实施方式的电流电压变换电路(4H)具备:第一电阻(电阻901),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(振子22)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器902),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源903)连接;第一晶体管(晶体管904),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源905)连接;以及第二电阻(电阻906),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第九实施方式的电流电压变换电路(4H)中,第二电压的电压值为0V,第一晶体管(晶体管904)是P型MOS晶体管。
在该结构中,也与第一实施方式的电流电压变换电路4相同地,能够利用电阻901而将振动式传感器2的振子22的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第九实施方式的电流电压变换电路4H,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
如图10所示,将电流电压变换电路4H与振子22连接,并对振子22的输出电流进行检测,由此能够检测振动、温度、磁场等的变化。
<第十实施方式>
在第九实施方式中,对在电流电压变换器中使用PMOS的例子进行了说明,在本第十实施方式中,对使用PNP晶体管的例子进行说明。
图11是本第十实施方式所涉及的使用PNP晶体管的电流电压变换电路4I的电路图。
如图11所示,偏置电源3I-1与振动式传感器2的第一固定电极21连接,电流电压变换电路4I与振子22连接,偏置电源3I-2与第二固定电极23连接。偏置电源3I-1以及偏置电源3I-2是交流电源。
电流电压变换电路4I的结构与电流电压变换电路4B(图4)的结构相同。
如上,本第十实施方式的电流电压变换电路(4I)具备:第一电阻(电阻1001),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(振子22)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器1002),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源1003)连接;第一晶体管(晶体管1004),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源1005)连接;以及第二电阻(电阻1006),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第十实施方式的电流电压变换电路(4I)中,第二电压的电压值为0V,第一晶体管(晶体管1004)是PNP型的晶体管。
在该结构中,也与第三实施方式的电流电压变换电路4B相同地,能够利用电阻1001而将振动式传感器2的振子22的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第十实施方式的电流电压变换电路4I,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
如图11所示,将电流电压变换电路4I与振子22连接,并对振子22的输出电流进行检测,由此能够检测振动、温度、磁场等的变化。
<第十一实施方式>
在第九实施方式中,对在电流电压变换器中使用PMOS的例子进行了说明,在本第十一实施方式中,对使用NMOS的例子进行说明。
图12是本第十一实施方式所涉及的使用NMOS的电流电压变换电路4J的电路图。
如图12所示,偏置电源3J-1与振动式传感器2的第一固定电极21连接,电流电压变换电路4J与振子22连接,偏置电源3J-2与第二固定电极23连接。偏置电源3J-1以及偏置电源3J-2是交流电源。
电流电压变换电路4J的结构与电流电压变换电路4A(图3)的结构相同。
如上,本第十一实施方式的电流电压变换电路(4J)具备:第一电阻(电阻1101),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(振子22)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器1102),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源1103)连接;第一晶体管(晶体管1104),其第一端子(源极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(漏极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(栅极)与第一电压源(电压源1105)连接;以及第二电阻(电阻1106),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第十一实施方式的电流电压变换电路(4J)中,第二电压的电压值为电源电压(VDD)的电压值,第一晶体管(晶体管1104)是N型MOS晶体管。
在该结构中,也与第二实施方式的电流电压变换电路4A相同地,能够利用电阻1101而将振动式传感器2的振子22的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第十一实施方式的电流电压变换电路4J,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
如图12所示,将电流电压变换电路4J与振子22连接,并对振子22的输出电流进行检测,由此能够检测振动、温度、磁场等的变化。
<第十二实施方式>
在第九实施方式中,对在电流电压变换器中使用PMOS的例子进行了说明,在本第十二实施方式中,对使用NPN晶体管的例子进行说明。
图13是本第十二实施方式所涉及的使用NPN晶体管的电流电压变换电路4K的电路图。
如图13所示,偏置电源3K-1与振动式传感器2的第一固定电极21连接,电流电压变换电路4K与振子22连接,偏置电源3K-2与第二固定电极23连接。偏置电源3K-1以及偏置电源3K-2是交流电源。
电流电压变换电路4K的结构与电流电压变换电路4C(图5)的结构相同。
如上,本第十二实施方式的电流电压变换电路(4K)具备:第一电阻(电阻1201),其一端与传感器(振动式传感器2)的一个电极(振子22)连接,其另一端与第一电位(V1)连接;第一电容器(电容器1202),其一端与第一电阻的一端连接,其另一端与第一电流源(电流源1203)连接;第一晶体管(晶体管1204),其第一端子(发射极)与第一电容器的另一端连接,其第二端子(集电极)与第一输出端子(T1)连接,其控制端子(基极)与第一电压源(电压源1205)连接;以及第二电阻(电阻1206),其一端与第一晶体管的第二端子连接,其另一端与第二电位(V2)连接。
在本第十二实施方式的电流电压变换电路(4K)中,第二电压的电压值为电源电压,第一晶体管(晶体管1204)是NPN型的晶体管。
在该结构中,也与第四实施方式的电流电压变换电路4C相同地,能够利用电阻1201而将振动式传感器2的振子22的中心处的电位固定为GND电平等第一电位V1。其结果,根据本第十二实施方式的电流电压变换电路4K,能够使通过振动式传感器2而得到的振荡频率稳定。
如图13所示,将电流电压变换电路4K与振子22连接,并对振子22的输出电流进行检测,由此能够检测振动、温度、磁场等的变化。
此外,第一实施方式~第十二实施方式中说明的晶体管也可以是结型FET(场效应晶体管)、MOSFET等。
在第一实施方式~第十二实施方式中,对将振动式传感器2的输出电流变换为电压的例子进行了说明,但不限于此。对于电流值的电位由于温度、湿度、周边的磁场、振动等的影响而发生变化的输出电流也可以适用。
本发明不限于上述实施方式,在不脱离其本质的范围内还包含多种变更以及变形。另外,能够包含除了上述的各部分的组合以外的组合。

Claims (15)

1.一种电流电压变换电路,其具备:
第一电阻,其一端与传感器的电极连接,其另一端与第一电位连接;
第一电流源;
第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;
第一输出端子;
第一电压源;
第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;以及
第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接。
2.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一电阻构成为,将从所述传感器输入的电位固定。
3.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管是P型MOS晶体管,
所述第一端子是所述第一晶体管的源极,
所述第二端子是所述第一晶体管的漏极,
所述控制端子是所述第一晶体管的栅极。
4.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管是N型MOS晶体管,
所述第一端子是所述第一晶体管的源极,
所述第二端子是所述第一晶体管的漏极,
所述控制端子是所述第一晶体管的栅极。
5.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管是PNP型晶体管,
所述第一端子是所述第一晶体管的发射极,
所述第二端子是所述第一晶体管的集电极,
所述控制端子是所述第一晶体管的基极。
6.根据权利要求3或5所述的电流电压变换电路,其中,
所述第二电位为0V。
7.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管是NPN型晶体管,
所述第一端子是所述第一晶体管的发射极,
所述第二端子是所述第一晶体管的集电极,
所述控制端子是所述第一晶体管的基极。
8.根据权利要求4或7所述的电流电压变换电路,其中,
所述第二电位为正的电源电位。
9.根据权利要求1所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一电阻的一端与所述传感器的振子连接。
10.一种电流电压变换电路,其具备:
第一电阻,其一端与传感器的一个电极连接,其另一端与第一电位连接;
第一电流源;
第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;
第一输出端子;
第一电压源;
第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;
第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接;
第三电阻,其一端与所述传感器的另一个电极连接,其另一端与第三电位连接;
第二电流源;
第二电容器,其一端与所述第三电阻的一端连接,其另一端与所述第二电流源连接;
第二输出端子;
第二电压源;
第二晶体管,其第一端子与所述第二电容器的另一端连接,其第二端子与所述第二输出端子连接,其控制端子与所述第二电压源连接;以及
第四电阻,其一端与所述第二晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第四电位连接。
11.根据权利要求10所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管以及所述第二晶体管是P型MOS晶体管,
所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别是所述第一晶体管的源极以及所述第二晶体管的源极,
所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子是所述第一晶体管的漏极以及所述第二晶体管的漏极,
所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子是所述第一晶体管的栅极以及所述第二晶体管的栅极。
12.根据权利要求10所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管以及所述第二晶体管是N型MOS晶体管,
所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别是所述第一晶体管的源极以及所述第二晶体管的源极,
所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子是所述第一晶体管的漏极以及所述第二晶体管的漏极,
所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子是所述第一晶体管的栅极以及所述第二晶体管的栅极。
13.根据权利要求10所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管以及所述第二晶体管是PNP型晶体管,
所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别是所述第一晶体管的发射极以及所述第二晶体管的发射极,
所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子是所述第一晶体管的集电极以及所述第二晶体管的集电极,
所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子是所述第一晶体管的基极以及所述第二晶体管的基极。
14.根据权利要求10所述的电流电压变换电路,其中,
所述第一晶体管以及所述第二晶体管是NPN型晶体管,
所述第一晶体管的第一端子以及所述第二晶体管的第一端子分别是所述第一晶体管的发射极以及所述第二晶体管的发射极,
所述第一晶体管的第二端子以及所述第二晶体管的第二端子是所述第一晶体管的集电极以及所述第二晶体管的集电极,
所述第一晶体管的控制端子以及所述第二晶体管的控制端子是所述第一晶体管的基极以及所述第二晶体管的基极。
15.一种自激振荡电路,其具备:
偏置电源;
传感器,其具备与所述偏置电源连接的振子、第一电极、以及第二电极;
电流电压变换电路,其是与所述传感器的第一电极连接的电流电压变换电路,并具备:第一电阻,其一端与所述传感器的第一电极连接,其另一端与第一电位连接;第一电流源;第一电容器,其一端与所述第一电阻的一端连接,其另一端与所述第一电流源连接;第一输出端子;第一电压源;第一晶体管,其第一端子与所述第一电容器的另一端连接,其第二端子与所述第一输出端子连接,其控制端子与所述第一电压源连接;以及第二电阻,其一端与所述第一晶体管的所述第二端子连接,其另一端与第二电位连接;
振幅检测器,其输入与所述电流电压变换电路的所述第一输出端子连接;
第二电压源;
误差积分器,其一个输入与所述振幅检测器的输出连接,其另一个输入与所述第二电压源连接;
衰减器,其一个输入与所述电流电压变换电路的所述第一输出端子连接,其另一个输入与所述误差积分器的输出连接;以及
缓存器,所述衰减器的输出与所述缓存器的输入连接,所述传感器的所述第二电极与所述缓存器的输出连接。
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