物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路的制作方法_3

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低功率模式,在图6中,在待机模式与计测模式之间作为休眠模式而设定有等待触发的状态。
[0081]“待机模式”是指,从电源投入起到初始启动顺序被实施后所设定的待机模式。当实施初始启动顺序时,寄存器150被复位,存储于一次可编程ROM中的控制数据等被将被传送到寄存器150中。在待机模式下,第一调压器REGl变成开启而第二调压器REG2变成禁用,如上所述,图4的开关SW导通从而在模拟电路130上供给有逻辑电源电压VDDL。
[0082]作为计测模式,能够根据信号而选择加速度信号的数字变换分辨率有所不同的三种模式(例如12位、10位以及8位)。在计测模式下,第一调压器REGl及第二调压器REG2都变成开启,如上所述,图4的开关SW断开从而向模拟电路130供给模拟电源电压VDDA。
[0083]图5的“低功率模式”是指,通过对在未检测出加速度时所设定的休眠状态进行检测从而被设定,并持续至检测出休眠已被解除状态的唤醒检测时为止。低功率模式与8位被固定而选择出10位或12位的情况相比,电力消耗较低。通过相对于计测模式而将输出数据的频率(例如在图7及图8的SR寄存器中被设定的采样频率)设为较低,从而能够获得更低的电力消耗。
[0084]在图6的间歇(一次)计测时,在测量模式下仅实施预定次数例如一次X轴、Y轴以及Z轴的加速度计测预定。间歇(一次)计测模式结束时则成为休眠模式,从而等待下次的外部触发。由此,间歇性地实施测量模式。在休眠模式(休眠期间)下,与待机模式相同,第一调压器REGl成为开启而第二调压器REG2成为为禁用,如上所述,图4的开关SW导通从而向模拟电路130供给逻辑电源电压VDDL。
[0085]图7及图8图示了对间歇(一次)计测模式进行设定的两种方式。另外,在图7及图8中,图示了被设置于图3所示的控制电路170中的时序控制电路170A。另外,在图7及图8中,将图3所示的寄存器150按功能分别表示为寄存器150A?150F。也就是说,图3所示的寄存器150包括图7或图8所示的X轴计测寄存器150A、Y轴计测寄存器150B、Z轴计测寄存器150C、忙碌标识用寄存器150D、SR(采样频率)设定寄存器150E、外部触发寄存器150F。而且,在图7及图8中,在图4所示的数字滤波器140与寄存器150之间追加有运算处理部187。
[0086]图7表示硬件触发的方式,而图8表示软件触发的方式。作为对硬件触发进行设定的端子,使用了 IC100A的例如中断端子INTl等的外部端子。与图7的加速度传感器IA相连接的CPU200,将外部触发从例如计时器等输出到中断端子INT1。在图8中,根据预定的通信协议而从CPU200发送的外部触发,被输入到IC100B的串行-并行接口 160,并存储于外部触发寄存器150F中。
[0087]控制电路170也可以根据信号设定来选择图7的硬件触发方式以及图8的软件触发方式。图7的硬件触发方式在CPU200的负担较小这一点上有优势。图8的软件触发方式,在使兼用的中断端子INTl用于其他用途的机会减少这一点上有优势。
[0088]控制电路170通过标记来识别图5所示的连续计测模式还是图6所示的间歇(一次)计测模式。图9为通过间歇(一次)计测模式下的控制电路170的控制而被设定的各部分的时序图。虽然在启动的同时第一调压器REGl成为开启从而生成逻辑电源电压VDDL,但第二调压器REG2仅在工作模式(计测模式)激活时生成模拟电源电压VDDA。在工作模式(计测模式)为非激活的待机模式及休眠模式下,开关SW导通,从而向模拟电路130供给逻辑电源电压VDDL。
[0089]图7及图8所示的SR寄存器为对设定数据分辨率的采样频率进行设定的部件。在图7及图8所示的忙碌标识用寄存器150D中,例如在休眠期间内,有效的标记通过时序控制电路170A而被设定。如图10所示,在外部触发有效时,休眠期间在时钟的上升沿而开始。休眠期间以统计预定的时钟周期数(例如156个时钟周期)的方式而结束。在整个休眠期间中,忙碌标识均为激活。在忙碌标识激活的期间内所输入的外部触发,被时序控制电路170A忽略。由此,能够防止在间歇(一次)计测模式的中途再次启动同一模式。
[0090](6)模拟电路的开启/禁用
[0091]图11为间歇(一次)测量模式下的时序图。通过上述的外部触发而开始间歇(一次)测量模式。在一次测量模式的情况下,计测工作期间为时钟的例如156个时钟周期。当被设定为一次测量模式时,第二调压器REG2将被启动。之后,可以根据需要而将QV电路131设为开启。偏置调节电容120被复位。
[0092]如图11所示,在一次计测模式下,温度计测、X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测依次被实施。在四次计测期间中的各个期间内,仅在计测所需的期间内将PGA132及ADC133设置为开启。另外,在图1所示的示例中,ADC133转换为分辨率为10位的数字信号。分辨率越低则计测期间越被缩短,分辨率越高则计测期间越被增大。PGA132及ADC133在检测出温度、X轴加速度、Y轴加速度以及Z轴加速度这样的不同的物理量之后,暂时被设为禁用。由此,降低了电力消耗。
[0093]另外,PGA132的开启期间被均分为采样A期间和采样B期间。同样地,ADC133的工作期间被均分为采样期间和比较期间。PGA132的采样B期间能够以在时间轴上与ADC133的采样期间重复的方式而设定。另外,ADC133的比较期间能够以在时间轴上与PGA132的采样A期间重复的方式而设定。由此,能够缩短温度计测、X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测的各个期间,从而使整体的一次计测期间也被缩短。
[0094]在X轴加速度计测之前,QV放大器131变成开启而被启动。如图11所示,QV放大器131在贯穿时钟的例如95个采样周期的期间内被维持为开启状态。另外,在QV放大器131的启动之后,且X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测被开始之前,偏置调节电容120根据各轴的偏置调节电容值而被复位。偏置调节电容120的复位期间利用PGA132的禁用期间而被设定。
[0095](7)第一调压器 REGl
[0096]在图12中图示了第一调压器REGl的一个示例。第一调压器REGl包括:差动型的放大电路AM,其在非反相输入端子和反相输入端子之间具有因功函数差电压而产生的偏置电压VOFF ;第一电阻RBl及第二电阻RB2,所述第一电阻RBl及第二电阻RB2被串联地设置于放大电路AM的输出节点NQl与第一电源节点VSS之间;相位补偿用电容器CO,其一端被连接于第一电阻RBl与第二电阻RB2的连接节点NQ2处。第一电阻RB1、第二电阻RB2的连接节点NQ2的信号被反馈至放大电路AM的非反相输入端子,放大电路AM的输出节点NQl的信号被反馈至放大电路AM的反相输入端子。
[0097]根据该第一调压器REGl而生成定电压,该定电压由放大电路AM的非反相输入端子与反相输入端子之间的偏置电压以及第一电阻RB1、第二电阻RB2的电阻比来决定。在第一电阻RB1、第二电阻RB2的连接节点处设置有相位补偿用电容器CO,该连接节点的信号被反馈至放大电路AM的非反相输入端子,并且放大电路AM的输出节点的信号被反馈至反相输入端子。由此,能够构成第一调压器REG1,该第一调压器REGl能够通过稳定的工作而生成定电压。
[0098]另外,能够将图12所示的第一电阻RBl设为可变电阻。在加速度传感器元件10以及IC100的检查工序等中,对1.8V系统施加例如3V左右的高电压(检查电压)。能够通过变更寄存器设定而将第一电阻RBl的电阻值设为可变,从而将第一调压器REGl的输出电压电平变更为高电压电平。
[0099]在图13所示的第一调压器REGl中,在图12的放大电路AM的由虚线包围的位置处增设元件或电路,并在启动时和激活时使放大电路AM中流通的工作电流1P增大,从而使放大能力增加。如图13所示,以与放大电路AM的输出部QB的接地端侧上所设置的输出晶体管Tl并联的方式追加了晶体管T2。通过放大电路AM的差动部DF上增设的的晶体管T3、和施加有与晶体管T3相同的栅极电压的晶体管T4,构成了电流镜电路CM。作为电流镜电路CM的电流源,追加有在启动时进行工作的第一电流源ISl及在激活时进行工作的第二电流源IS2。在启动时进行工作的第一电流源ISl中,通过启动而使启动开关STstk导通,从而使电流在电流镜电路CM中流通。
[0100]在待机时,在电流镜电路CM中没有电流流通,放大电路AM在弱反相区域中进行工作,在差动部DF中例如流通有150nA的电流,在输出部QB中例如流通有550nA的电流,作为工作电流流通有700nA的电流工作。当在启动时导通启动开关STstk时,通过电流镜电路CM的工作,能够在所增设的晶体管T2以及T3中如虚线的箭头所示流通有20 μ A的电流,并使工作电流1P增大至50 μ Α。另外,启动开关STstk使用电源接通复位信号,并在启动后经过预定时间之后被设为断开。在第二调压器REG2成为开启的激活时,能够使第二电流源IS2代替第一电流源ISl而导通,并使工作电流1P增大至例如30 μ Α。如此,能够提高第一调压器REGl的启动时及激活时(过负载时)的能力。
[0101]⑶第二调压器REG2
[0102]在图14中图示了利用了带隙基准电路的第二调压器REG2。在图14中,在第二调压器REG2的放大器AMP的负端子上输入有带隙基准电路BGR所产生的带隙基准电压VBGR(例如1.2IV)调压器。在放大器AMP的正端子上输入有电压VDV,所述电压VDV为放大器AMP的输出电压VDDA通过由分压电阻Rl、R2构成的分压电路而被分压后的电压。放大器AMP将带隙基准电压VBGR设为基准电压,并以使分压电路Rl、R2的电压VDV与带隙基准电压VBGR的电位相一致的方式来进行负反馈控制。如此,能够对带隙基准电压VBGR进行放大,从而生成例如1.8V的模拟电源电压VDDA。
[0103](9)电子设备及移动体
[0104]图15简要地图示了作为电子设备的一
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