时钟信号生成电路、检测装置、电子设备及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种时钟信号生成电路、检测装置、传感器、电子设备以及移动体等。
【背景技术】
[0002]一直以来，已知一种使用了振荡电路的时钟信号生成电路。在这样的振荡电路中，实施用于减少相对于温度变动的振荡频率的变动的温度补偿。作为振荡电路的温度补偿的现有技术，已知有专利文献1、2所公开的技术。
[0003]例如在专利文献I的现有技术中，通过向负的温度特性的环形振荡电路供给正的温度特性的偏压电流，从而实现对振荡频率的温度补偿。
[0004]在专利文献2的现有技术中，通过以温度特性不同的两种电阻来构成CR振荡电路的电阻部分，从而实现对振荡频率的温度补偿。
[0005]然而，在这些现有技术中，基准电压发生电路、一个或多个运算放大器与放大电路(缓冲电路)成为必要，从而存在增加电流消耗或电路规模的课题。此外，在专利文献2的现有技术中，虽然为了温度补偿而使用着P+的扩散电阻，但因P+的扩散电阻的薄膜电阻值较低，所以为了确保必要的延迟量，P+的扩散电阻的占有面积变大，从而存在增大电路装置的布局面积的课题。
[0006]此外，在数码照相机、智能手机等电子设备，或汽车、飞机等移动体中，组装有用于对由于外部因素而发生变化的物理量进行检测的陀螺传感器。陀螺传感器对角速度等物理量进行检测，并应用于所谓的手抖补正、姿态控制、GPS自动巡航等。作为该陀螺传感器的一种，已知使用了水晶振子的水晶压电振动的陀螺传感器。
[0007]在这样的陀螺传感器中，使用与水晶振子的振荡频率(驱动频率)相同的频率(例如10KHz)的时钟信号来使检测装置的控制部进行工作。例如将检测装置的驱动电路所生成的用于同步检波的同步信号作为时钟信号而使用，来使控制部进行工作。因此，因为时钟信号的频率为例如10KHz这样的低频率，从而无法实现控制部的高速工作。此外，因为在水晶振子的振荡稳定前，无法取得稳定的时钟信号，因而到所需信号的检测开始为止的起动时间被延迟至，从而存在到适当的角速度数据被输出为止需要较长时间的课题。此夕卜，在采用了在检测装置中组装了 A/D转换电路以及数字信号处理部的数字陀螺仪的结构的情况下，存在当时钟信号的频率较低时，无法高速地执行数字滤波器处理等数字处理的冋题。
[0008]专利文献1:日本特开平6-169237号公报
[0009]专利文献2:日本特开2002-33644号公报
【发明内容】
[0010]根据本发明的几个方式，能够提供一种可对电流消耗与电路规模的增加等进行抑制，同时能够实现对振荡频率的温度补偿的时钟信号生成电路、检测装置、传感器、电子设备及移动体等。
[0011]此外，根据本发明的几个方式，能够提供一种可维持检测性能，同时实现控制部的处理的高速化与起动时间的缩短的时钟信号生成电路、检测装置、传感器、电子设备及移动体。
[0012]本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而被完成的，并可作为以下的形态或方式而实现。
[0013]本发明的一个方式涉及一种时钟信号生成电路，包括:CR振荡电路，其具有电容器、电阻以及放大电路；电压生成电路，其生成电源电压，并将所述电源电压向所述CR振荡电路供给，所述电源电压为固定电压的情况下的所述CR振荡电路的振荡频率具有正的温度特性，所述电压生成电路根据晶体管的功函数差而生成具有负的温度特性的所述电源电压，并将该电源电压作为所述CR振荡电路的所述放大电路的电源而进行供给。
[0014]根据本发明的一个实施方式，具有负的温度特性的电源电压被生成，并被供给至电源电压为固定电压的情况下的振荡频率的温度特性为正的CR振荡电路，从而时钟信号被生成。如此，由于CR振荡电路的振荡频率的正的温度特性的至少一部分通过电源电压的负的温度特性而被抵消，从而能够减少相对于温度变动的时钟信号的频率变动。因此，能够提供一种对电流消耗与电路规模的增加等进行抑制，同时实现对振荡频率的温度补偿的时钟信号生成电路。
[0015]此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述电阻包括:串联连接的多个电阻元件以及基准电阻元件；多个熔断器元件，各个熔断器元件相对于所述多个电阻元件中的各个电阻元件以并联的方式被设置；切断用辅助开关，其相对于所述基准电阻元件以并联的方式被设置，并在熔断器切断前的振荡频率的第一测量模式中处于断开，而在所述熔断器切断前的振荡频率的第二测量模式中处于导通。
[0016]如此，能够在熔断器切断前的第一测量模式中，将切断用辅助开关置于切断而对振荡频率进行测量，在第二测量模式中，将切断用辅助开关置于导通而对振荡频率进行测量。而且，能够使用以该方式所测量出的振荡频率，来决定切断多个熔断器元件中的哪一个。
[0017]本发明的另一方式涉及一种检测装置，包括:上述记载的时钟信号生成电路；驱动电路，其接收来自物理量转换器的反馈信号，并对所述物理量转换器进行驱动；检测电路，其接收来自所述物理量转换器的检测信号，并检测所需信号；控制部，其接收来自所述时钟信号生成电路的所述时钟信号，并对所述驱动电路以及所述检测电路进行控制。
[0018]如此，能够使用通过具有CR振荡电路的时钟信号生成电路而生成的时钟信号来使控制部进行工作，并对驱动电路与检测电路进行控制。由此，能够实现控制部的处理的高速化、驱动电路与检测电路的起动的高速化。
[0019]此外，在本发明的另一方式中，可以采用如下方式，S卩，所述时钟信号生成电路通过加电复位解除而被设定为工作使能状态，并向所述控制部供给所述时钟信号，通过所述时钟信号的供给而开始进行工作的所述控制部使所述驱动电路以及所述检测电路起动。
[0020]如此，通过加电复位解除，从而使时钟信号生成电路开始进行工作而生成时钟信号，由此能够通过根据该时钟信号而进行工作的控制部来使驱动电路与检测电路起动。
[0021]本发明的另一方式涉及一种检测装置，包括:时钟信号生成电路，其利用CR振荡电路而生成时钟信号；驱动电路，其接收来自物理量转换器的反馈信号，并对所述物理量转换器进行驱动；检测电路，其接收来自所述物理量转换器的检测信号，并检测所需信号；控制部，其接收来自所述时钟信号生成电路的所述时钟信号，并对所述驱动电路以及所述检测电路进行控制，所述CR振荡电路被供给负的温度特性的电源电压而进行工作，所述时钟信号生成电路通过加电复位解除而被设定为工作使能状态，并向所述控制部供给所述时钟信号，通过所述时钟信号的供给而开始进行工作的所述控制部使所述驱动电路以及所述检测电路起动。
[0022]如此，能够使用通过具有CR振荡电路的时钟信号生成电路而生成的时钟信号来使控制部进行工作，并对驱动电路与检测电路进行控制。由此，能够实现控制部的处理的高速化、驱动电路与检测电路的起动的高速化。此外，通过向CR振荡电路供给负的温度特性的电源电压而生成时钟信号，从而能够减少相对于温度变动的时钟信号的频率变动。
[0023]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量转换器为振子，所述驱动电路包括:放大电路，其对所述反馈信号进行放大；驱动信号输出电路，其对所述振子的驱动信号进行输出；增益控制电路，其对所述驱动信号的振幅进行控制；高通滤波器，其被设置于所述放大电路与所述驱动信号输出电路之间，在所述振子的振荡的起动期间内，来自所述时钟信号生成电路的所述时钟信号经由构成所述高通滤波器的电阻元件而被输入至所述驱动信号输出电路。
[0024]如此，能够有效地活用来自时钟信号生成电路的时钟信号，而实现振子的振荡源的生成与生长，由此实现振荡起动期间的缩短等。
[0025]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括:第二驱动电路，其接收来自第二物理量转换器的第二反馈信号，并对所述第二物理量转换器进行驱动；第二检测电路，其接收来自所述第二物理量转换器的第二检测信号，并检测所需信号，所述检测电路具有第一 A/D转换电路，所述第二检测电路具有第二 A/D转换电路，所述第一 A/D转换电路以及所述第二 A/D转换电路根据来自所述时钟信号生成电路的所述时钟信号而将模拟信号转换为数字信号。
[0026]如此，能够使第一、第二 A/D转换电路根据来自时钟信号生成电路的时钟信号而进行工作，从而实现系统设计的简化等。
[0027]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述控制部包括数字信号处理部，所述数字信号处理部接收来自所述第一 A/D转换电路以及所述第二 A/D转换电路的数字信号，并对所述数字信号实施数字信号处理，所述数字信号处理部根据来自所述时钟信号生成电路的所述时钟信号来实施所述数字信号处理。
[0028]如此，因为也能够通过来自时钟信号生成电路的时钟信号而使数字信号处理部进行工作，因此可实现系统设计的进一步简化等，所述数字信号处理部实施对来自第一、第二A/D转换电路的数字信号的数字信号处理。
[0029]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量转换器为用于对绕第一轴的旋转角速度进行检测的振子，所述第二物理量转换器为用于对绕第二轴的旋转角速度进行检测的第二振子，所述振子以第一频率进行振动，所述第二振子以与所述第一频率不同的第二频率进行振动。
[0030]如此，能够有效地减少在对绕多个旋转轴的旋转角速度进行检测时的轴间干涉。
[0031]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括:电源端子，其被输入外部电源电压；调节电路，其实施对来自所述电源端子的所述外部电源电压进行降压的电压调节，并将通过所述电压调节取得的调节电源电压作为工作电源电压而向所述驱动电路以及所述检测电路进行供给，所述电压生成电路根据所述调节电源电压而生成所述电源电压。
[0032]只要以此种方式使驱动电路与检测电路通过调节电源电压而进行工作，便能够对由电源电压变动所导致的检测性能的降低等情况进行抑制，从而实现检测装置的检测性能的提高等。此外，由于电压生成电路根据调节电源电压而生成电源电压，从而不仅能够减少相对于温度变动的时钟信号的频率变动，还能够减少相对于电源电压变动的时钟信号的频率变动。
[0033]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，即，包括缓冲电路，所述缓冲电路被供给所述外部电源电压，接收来自所述驱动电路的驱动信号，并向所述物理量转换器输出使所述驱动信号的振幅增大后的放大驱动信号。
[0034]如此，由于使缓冲电路不以调节电源电压而以电源电压进行工作，从而能够向物理量转换器输出使来自驱动电路的驱动信号的振幅增大后的放大驱动信号，因此可同时实现振子的振荡的起动时间的缩短与检测性能的提尚等。
[0035]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，在第一模式中，将来自所述缓冲电路的所述放大驱动信号向所述物理量转换器进行输出，在第二模式中，将来自所述驱动电路的所述驱动信号向所述物理量转换器进行输出。
[0036]如此，能够在需要由放大驱动信号进行的驱动的情况下设定为第一模式，在优选由通常的驱动信号进行的驱动的情况下设定为第二模式，从而能够提高便利性。
[0037]此外，在本发明的另一方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述物理量转换器为振子，在所述振子的振荡的起动期间内，设定为所述第一模式，而向所述振子输出来自所述缓冲电路的所述放大驱动信号。
[0038]如此，由于在作为物理量转换器的振子的振荡的起动期间内实施由放大驱动信号进行的驱动，因而可实现振子的振荡的起动时间的缩短。
[0039]本发明的另一方式涉及一种传感器，包括:上述的任意一个检测装置；所述物理量转换器。
[0040]本发明的另一方式涉及一种包括上述的时钟信号生成电路的电子设备。
[0041]本发明的另一方式涉及一种包括上述的时钟信号生成电路的移动体。
【附图说明】
[0042]图1为本实施方式的时钟信号生成电路的结构例。
[0043]图2为电压生成电路的详细的结构例。
[0044]图3中的图3(A)为电源电压固定时的振荡频率的温度特性，图3(B)为表示通过电源电压生成电路所生成的电源电压的温度特性的图。
[0045]图4表示振荡频率的变动率的温度特性的图。
[0046]图5为CR振荡电路的其他的结构例。
[0047]图6为CR振荡电路的其他的结构例。
[0048]图7中的图7 (A)、图7 (B)为利用熔断器切断所进行的振荡频率的调节方法的说明图。
[0049]图8为表示熔断器切断前的振荡频率与熔断器目标值以及熔断器值之间的关系的图。
[0050]图9中的图9 (A)、图9 (B)为使用了切断用辅助开关的振荡频率的调节方法的说明图。
[0051]图10为使用了切断用辅助开关的振荡频率的调节方法的说明图。
[0052]图11为表示在使用了本实施方式的调节方法的情况下的、熔断器切断前的振荡频率与熔断器目标值以及熔断器值之间的关系的图。
[0053]图12为本实施方式的检测装置、电子设备、陀螺传感器的结构例。
[0054]图13为本实施方式的检测装置的详细的结构例。
[0055]图14为检测装置的起动时的动作说明图。
[0056]图15为通常工作、待机、休眠的各模式的说明图。
[0057]图16为驱动电路的详细的结构例。
[0058]图17中的图17㈧为表示电源电压VDD与零点变动量的关系的图，图17⑶为表示电源电压与起动时间的关系的图。
[0059]图18为缓冲电路的结构例。
[0060]图19中的图19(A)、图19(B)为第一、第二模式的说明图。
[0061]图20为检测装置的其他的结构例。
[0062]图21为检测电路的详细的结构例。
[0063]图22为概要地表示作为移动体的一个具体示例的汽车的结构的概念图。
【具体实施方式】
[0064]以下，对本发明的优选的实施方式进行详细地说明。此外，以下将进行说明的本实施方式并不是不当地对权利要求书中所记载的本发明的内容进行限定的方式，并且在本实施方式中所说明的全部结构也不一定都是作为本发明的解决方法所必须的。
[0065]1.时钟信号生成电路
[0066]图1图示了本实施方式的时钟信号生成电路的结构例。时钟信号生成电路包括电压生成电路160与CR振荡电路170。另外，时钟信号生成电路不限定于图1的结构，能够实施省略该结构要素的一部分或追加其他的结构要素等各种改变。
[0067]电压生成电路160生成电源电压VDOS，并供给至CR振荡电路170。例如，生成基于功函数差的电源电压VDOS并进行供给。
[0068]CR振荡电路170具有电容器C、电阻R与放大电路180 (缓冲电路)。CR振荡电路170被供给电源电压VDOS而进行工作，从而生成时钟信号CLK (振荡信号)。具体而言，CR振荡电路170使用由电容器C与电阻R所构成的RC电路来将信号反馈至输入而生成振荡信号，并将对该振荡信号实施了波形整形后的信号作为时钟信号CLK而进行输出。
[0069]放大电路180(反相放大电路)具有NAND电路NA与倒相电路IV1、IV2。倒相电路IVl的输出经由电容器C而被反馈至放大电路180的输入。倒相电路IV2的输出经由电阻R而被反馈至放大电路180的输入。NAND电路NA的第一输入成为放大电路180的输入，在NAND电路NA的第二输入中输入有使能信号EN。当使能信号EN成为高电平时，CR振荡电路170被设定为工作使能状态，当使能信号EN为低电平时，CR振荡电路170被设定为工作非使能状态。
[0070]从倒相电路IV2所输出的振荡信号通过倒相电路IV3而被实施波形整形，并作为矩形波的时钟信号CLK而被输出。例如，振荡信号成为上升沿以及下降沿较钝的波形