• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung, welche in der Lage ist, ungeachtet einer Abweichung einer Energieversorgungsspannung ein genaues Sensorsignal auszugeben. In der Sensorvorrichtung wird dann, wenn eine A/D-Wandlerschaltung digitale Daten erzeugt und ausgibt, ein Schaltnetz in eine erste Schaltbedingung gestellt, so dass eine konstante Spannung aus einer Konstantspannungsschaltung an einen Schwingungskreis angelegt wird und von dem Schwingungskreis aus eine stabilisierte Schwingungsfrequenz an die A/D-Wandlerschaltung ausgegeben wird. Dadurch führt die A/D-Wandlerschaltung auch dann, wenn die Energieversorgungsspannung abweicht, eine Abtastverarbeitung an analogen Daten auf der Grundlage der stabilisierten Schwingungsfrequenz aus dem Schwingungskreis durch, um die digitalen Daten zu erzeugen und auszugeben.
    公开号:DE102004012277A1
    申请号:DE200410012277
    申请日:2004-03-12
    公开日:2004-10-28
    发明作者:Noboru Kariya Endo；Takao Kariya Tsuruhara
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01L9-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung, welcheeinen Schwingungskreis zum Ausgeben einer Schwingungsfrequenz an eineA/D-Wandlerschaltung und die A/D-Wandlerschaltung zum Empfangender Schwingungsfrequenz von dem Schwingungskreis, um eine Abtastverarbeitungan analogen Daten auf der Grundlage der eingegebenen Schwingungsfrequenzzum Erzeugen und Ausgeben digitaler Daten durchzuführen, enthält.
    [0002] Bisherist eine Sensorvorrichtung bekannt gewesen (siehe bspw. die japanischenOffenlegungsschriften Nrn. HEI 11-44585 und HEI 11-64135), welcheaus einem Schwingungskreis zum Ausgeben einer Schwingungsfrequenzan eine A/D-Wandlerschaltung und der A/D-Wandlerschaltung zum Ausführen einerAbtastverarbeitung an analogen Daten auf der Grundlage der eingegebenenSchwingungsfrequenz aus dem Schwingungskreis, um digitale Datenzu erzeugen und auszugeben, aufgebaut ist.
    [0003] Esgibt jedoch ein Problem, welches aus den vorgenannten Patentdokumentenerwächst,und zwar dass, nachdem der Schwingungskreis hergestellt ist, umeine Schwingungsfrequenz auf der Grundlage einer direkt von einemEnergieversorgungsanschluss aus angelegten Energieversorgungsspannungauszugeben, die aus dem Schwingungskreis auszugebene Schwingungsfrequenzin Reaktion auf eine Abweichung der Energieversorgungsspannung abweicht,um eine Abweichung der Abtastzeit in der A/D-Wandlerschaltung zuverursachen. Konkret weicht die aus dem Schwingungskreis auszugebeneSchwingungsfrequenz in einer zunehmenden Richtung ab, wenn die Energieversorgungsspannungin einer zunehmenden Richtung abweicht, während die Abtastzeit in derA/D-Wandlerschaltung in einer verkürzenden Richtung abweicht.
    [0004] Ausdiesem Grund nehmen eine Bezugsinformation A, eine TemperaturinformationT oder eine Sensorinformation (Druckinformation) D, welche die inder A/D-Wandlerschaltung zu erzeugenden digitalen Daten bilden,proportional zu der Abtastzeit ab, und dies entwickelt das Auftreteneines durch die Divisionen wie etwa T/A oder D/A nicht beseitigbaren Fehlersin den anschließendenarithmetischen Korrekturoperationen in einer digitalen Schaltung,so dass eine Ausgabe eines genauen Sensorsignals auf eine Schwierigkeitstößt.
    [0005] Dievorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieser Situationen entwickeltworden, und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Sensorvorrichtungzu schaffen, welche in der Lage ist, ungeachtet einer Abweichungder Energieversorgungsspannung ein genaues Sensorsignal auszugeben.
    [0006] Zudiesem Zweck legt gemäß einemGesichtspunkt der vorliegende Erfindung dann, wenn wenigstens eineA/D-Wandlerschaltungdigitale Daten erzeugt und ausgibt, ein Schaltnetz zuerst eine ersteSchaltbedingung fest und führteine Konstantspannungsschaltung einem Schwingungskreis eine konstanteSpannung zu, so dass eine stabilisierte Schwingungsfrequenz ausdem Schwingungskreis an die A/D-Wandlerschaltung ausgegeben wird.Somit kann auch dann, wenn die Energieversorgungsspannung abweicht,die A/D-Wandlerschaltung die Abtastverarbeitung an analogen Datenauf der Grundlage der von dem Schwingungskreis aus eingegebenenstabilisierten Schwingungsfrequenz ausführen, um digitale Daten zuerzeugen, wodurch die Ausgabe eines genauen Sensorsignals ermöglicht wird.
    [0007] Beidieser Sensorvorrichtung legt das Schaltnetz, nachdem die Ausgabeder digitalen Daten aus der A/D-Wandlerschaltungeine Vollendung erreicht, eine zweite Schaltbedingung fest und beendetdie Konstantspannungsschaltung ihren Betrieb. Somit kann die Beendigungdes Betriebs der Konstantspannungsschaltung die Energiedissipationder Vorrichtung insgesamt reduzieren. Dies liegt daran, dass selbstdann, wenn die einer Digitalschaltung von dem Schwingungskreis auseinzugebenden Schwingungsfrequenz mit einer Abweichung der Energieversorgungsspannungabweicht, die Abweichung der Schwingungsfrequenz keinen Einflusshat, wenn die digitale Schaltung die arithmetischen Operationenan digitalen Daten zur Korrektur durchführt, und es daher nicht erforderlichist, die stabilisierte Schwingungsfrequenz in positiver Weise vondem Schwingungskreis aus der digitalen Schaltung einzugeben.
    [0008] Zusätzlich führt beidieser Sensorvorrichtung eine zweite Konstantspannungsschaltungdem Schwingungskreis jederzeit eine konstante Spannung zu, so dassstets eine stabilisierte Schwingungsfrequenz von dem Schwingungskreisaus an die A/D-Wandlerschaltung ausgegeben wird.
    [0009] Diesermöglichtauch, dass die A/D-Wandlerschaltung die Abtastverarbeitung an denanalogen Daten auf der Grundlage der von dem Schwingungskreis auseingegebenen stabilisierten Schwingungsfrequenz durchführt, wasdazu führt,dass ein genaues Sensorsignal ausgegeben wird.
    [0010] Desweiteren beendet bei dieser Sensorvorrichtung die erste Konstantspannungsschaltungihren Betrieb, nachdem die Ausgabe der digitalen Daten aus der A/D-Wandlerschaltungihre Vollendung erreicht. Demgemässwird dank der Beendigung des Betriebs der ersten Konstantspannungsschaltung wiein dem zuvor erwähntenFall die Energiedissipation der gesamten Vorrichtung reduzierbar.
    [0011] Darüber hinauswird bei dieser Sensorvorrichtung jederzeit eine konstante Spannungaus der Konstantspannungsschaltung an den ersten Schwingungskreisangelegt, um jederzeit eine stabilisierte Schwingungsfrequenz vondem ersten Schwingungskreis aus an die A/D-Wandlerschaltung auszugeben.Demgemässkann die A/D-Wandlerschaltung die Abtastverarbeitung an den analogenDaten auf der Grundlage der von dem ersten Schwingungskreis auseingegebenen stabilisierten Schwingungsfrequenz durchführen, umdigitale Daten zu erzeugen und auszugeben, was ebenfalls dazu führt, dassein genaues Sensorsignal ausgegeben wird.
    [0012] Desweiteren beendet bei dieser Sensorvorrichtung die Konstantspannungsschaltungihren Betrieb und beendet der erste Schwingungskreis seinen Betrieb,nachdem die Ausgabe der digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltungaus ihre Vollendung erreicht. Demzufolge wird dank der Beendigungdes Betriebs der Konstantspannungsschaltung und der Beendigung desBetriebs des ersten Schwingungskreises wie in dem zuvor erwähnten Falleine weitere Reduktion der Energiedissipation der gesamten Vorrichtungerreichbar.
    [0013] AndereAufgaben und Merkmale der vorliegende Erfindung werden aus der nachstehendengenauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen leichter ersichtlichwerden, die in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen durchgeführt ist,in welchen:
    [0014] 1 ein Funktionsblockdiagrammist, welches eine Konfiguration einer Sensorvorrichtung gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegende Erfindung zeigt;
    [0015] 2 ein Flussdiagramm ist,welches eine Verarbeitung zeigt, die prinzipiell in einer digitalen Schaltunggemäß der erstenAusführungsformzu implementieren ist;
    [0016] 3 ein Funktionsblockdiagrammist, welches eine Konfiguration einer Sensorvorrichtung gemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegende Erfindung zeigt;
    [0017] 4 ein Flussdiagramm ist,welches eine Verarbeitung zeigt, die prinzipiell in einer digitalen Schaltunggemäß der zweitenAusführungsformzu implementieren ist;
    [0018] 5 ein Funktionsblockdiagrammist, welches eine Konfiguration einer Sensorvorrichtung gemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegende Erfindung zeigt;
    [0019] 6 ein Flussdiagramm ist,welches eine Verarbeitung zeigt, die prinzipiell in einer digitalen Schaltunggemäß der drittenAusführungsformzu implementieren ist.
    [0020] Nachstehendwerden Ausführungsformen dervorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenwerden.
    [0021] MitBezug auf 1 und 2 wird nachstehend eine Beschreibungeiner ersten Ausführungsformgegeben werden, in welcher die vorliegende Erfindung auf einem Halbleiterdrucksensorzur Druckmessung angewendet ist.
    [0022] 1 ist ein Funktionsblockdiagramm,welches eine Konfiguration eines Halbleiterdrucksensors gemäß der erstenAusführungsformzeigt.
    [0023] DerHalbleiterdrucksensor, welcher allgemeint mit einem Bezugszeichen 1 versehenist, ist aus einer Konstantspannungsschaltung 2, einem Schwingungskreis 3,einem Schaltnetz 4, einer analogen Schaltung 5,einer Verstärkerschaltung 6,einer A/D-Wandlerschaltung 7 und einer digitalen Schaltung 8 aufgebaut.Die Konstantspannungsschaltung 2 ist dazu vorgesehen, umdann, wenn eine Energieversorgungsspannung hieran durch einen Energieversorgungsanschluss(Vdd) angelegt wird, die angelegte Energieversorgungsspannung zustabilisieren, um eine konstante Spannung zu erzeugen. D. h., auchin einem Fall, in welchem die Energieversorgungsspannung aus demEnergieversorgungsanschluss in einem Bereich von einigen bis einigen zehn% variiert bzw. abweicht, ist die Konstantspannungsschaltung 2 inder Lage, eine konstante Spannung zu erzeugen, welche gegenüber derAbweichung der Energieversorgungsspannung unempfindlich ist.
    [0024] DasSchaltnetz 4 ist hergestellt, um einen ersten Schaltzustand(Zustand, der in der Darstellung durch eine durchgezogene Linieangedeutet ist) und eine zweite Schaltbedingung (Zustand, der hierin durcheine gestrichelte Linie angedeutet ist) festzulegen, und wenn siedie erste Schaltbedingung festlegt, kommt die konstante Spannungaus der Konstantspannungsschaltung 2 an den Schwingungskreis 3, undwenn sie die zweite Schaltbedingung festlegt, wirkt eine direkteEnergieversorgungsspannung aus dem Energieversorgungsanschluss aufden Schwingungskreis 3.
    [0025] DerSchwingungskreis 3 gibt eine Schwingungsfrequenz f an dieA/D-Wandlerschaltung 7 und die digitale Schaltung 8 aus,wobei in Reaktion auf die erste Schaltbedingung in dem Schaltnetz 4 die konstanteSpannung aus der Konstantspannungsschaltung 2 durch dasSchaltnetz 4 hieran angelegt wird oder in Verbindung mitder zweiten Schaltbedingung in dem Schaltnetz 4 die Energieversorgungsspannungaus dem Energieversorgungsanschluss durch das Schaltnetz 4 hieranangelegt wird.
    [0026] Dieanaloge Schaltung 5 arbeitet in einem Zustand, in welchemdie konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 2 alseine Betriebsspannung hierfürverwendet wird, und gibt dann, wenn ihre Sensoreinheit einen Druckerfasst, analoge Daten entsprechend dem erfassten Druckwert an dieVerstärkerschaltung 6 aus.Die Verstärkerschaltung 6 arbeitetdurch die Verwendung der konstanten Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 2,welche als eine Betriebsspannung hierfür dient, und verstärkt aufeinen Empfang der analogen Daten aus der analogen Schaltung 5 hindie eingegebenen analogen Daten gemäß einem vorbestimmten Verstärkungsfaktorund gibt sie an die A/D-Wandlerschaltung 7 aus.
    [0027] DieA/D-Wandlerschaltung 7 arbeitet mit der konstanten Spannungaus der Konstantspannungsschaltung 2, welche als eine Betriebsspannunghierfürdient, und führtauf einen Empfang der verstärkten Analogdatenaus der Verstärkerschaltung 6 hindie Abtastverarbeitung an den analogen Daten auf der Grundlage dervon dem Schwingungskreis 3 aus eingegebenen Schwingungsfrequenzf, um die entsprechenden digitalen Daten zu erzeugen, wobei dieerzeugten digitalen Daten hieraus an die digitale Schaltung 8 ausgegebenwerden.
    [0028] Diedigitale Schaltung 8 arbeitet in Reaktion auf die direkteEnergieversorgungsspannung aus dem Energieversorgungsanschluss,welche als Betriebsspannung hierfür dient, und führt aufeinen Empfang der digitalen Daten aus der A/D-Wandlerschaltung 7 hindie arithmetischen Korrekturoperationen an der BezugsinformationA, der Temperaturinformation T und der Sensorinformation (Druckinformation)D, welche die digitalen Informationen bilden, gemäß vorbestimmtenBerechnungsgleichungen auf der Grundlage der von dem Schwingungskreis 3 aus eingegebenenSchwingungsfrequenz f aus und gibt die arithmetischen Ergebnissein der Form eines Sensorsignals aus. Darüber hinaus gibt in der vorstehenderwähntenAnordnung die digitale Schaltung 8 ein Steuersignal S1an das Schaltnetz 4 aus, um die Schaltbedingung in demSchaltnetz 4 festzulegen, und gibt ein Steuersignal S2an die Konstantspannungsschaltung 2 aus, um den Betriebder Konstantspannungsschaltung 2 zu steuern, und gibt fernerein Steuersignal S3 an den Schwingungskreis 3 aus, um denBetrieb des Schwingungskreises 3 zu steuern.
    [0029] Alszweites wird nachstehend eine Betriebsweise der vorstehend beschriebenenAnordnung mit Bezug auf 2 beschriebenwerden. 2 ist ein Flussdiagramm,welches eine in der digitale Schaltung 8 auszuführende Verarbeitungzeigt.
    [0030] Diedigitale Schaltung 8 gibt das Steuersignal S1 an das Schaltnetz 4 aus,um das Schaltnetz 4 in die erste Schaltbedingung zu stellen(Schritt A1), gibt das Steuersignal S2 an die Konstantspannungsschaltung 2 aus,um zu bewirken, dass die Konstantspannungsschaltung 2 ihrenBetrieb beginnt, und gibt ferner das Steuersignal S3 an den Schwingungskreis 3 aus,um den Betrieb des Schwingungskreises 3 zu starten (SchrittA2). Somit wird eine konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 2 anjede der analogen Schaltung 5, der Verstärkerschaltung 6 undder A/D-Wandlerschaltung 7 angelegt, welche wiederum ihren Betriebbeginnt.
    [0031] Zudieser Zeit empfängtder Schwingungskreis 3 die konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 2,nachdem das Schaltnetz 4 in die erste Schaltbedingung festgelegtist, wodurch sie eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f an die A/D-Wandlerschaltung 7 ausgibt,währenddie A/D-Wandlerschaltung 7 auf einen Empfang von analogenDaten aus der Verstärkerschaltung 6 hindie Abtastverarbeitung an den analogen Daten auf der Grundlage derstabilisierten Schwingungsfrequenz ausführt, um digitale Daten zu erzeugenund auszugeben.
    [0032] Darananschließendtrifft die digitale Schaltung 8 eine Entscheidung dahin,ob die Eingabe der digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eineVollendung erreicht oder nicht (Schritt A3), und ob die A/D-Wandlerschaltung 7 dieAusgabe der digitalen Daten vollständig durchgeführt hatoder nicht. Wenn die Vollendung der Eingabe der digitalen Datenaus der A/D-Wandlerschaltung 7 erfasst wird ("JA" in Schritt A3) unddie Vollendung der Ausgabe der digitalen Daten aus der A/D-Wandlerschaltung 7 erfasstwird, gibt die digitale Schaltung 8 das Steuersignal S2an die Konstantspannungsschaltung 2 aus, um den Betriebder Konstantspannungsschaltung 2 zu beenden (Schritt A4),und gibt das Steuersignal S1 an das Schaltnetz 4 aus, umdas Schaltnetz 4 in die zweite Schaltbedingung zu stellen(Schritt A5). Darüberhinaus führtdie digitale Schaltung 8 die arithmetischen Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eingegebenendigitalen Daten aus (Schritt A6) und gibt das arithmetische Ergebnis.als ein Sensorsignal aus (Schritt A7) .
    [0033] Indiesem Fall wird, nachdem das Schaltnetz 4 in die zweiteSchaltbedingung gestellt ist, die Energieversorgungsspannung durchden Energieversorgungsanschluss direkt an den Schwingungskreis 3 angelegt,welcher wiederum eine Schwingungsfrequenz f auf der Grundlage derangelegten Energieversorgungsspannung an die digitale Schaltung 8 ausgibt.Demgemässführt diedigitale Schaltung 8 auf einen Empfang der digitalen Datenaus der A/D-Wandlerschaltung 7 hin die arithmetischen Korrekturoperationenan den digitalen Daten auf der Grundlage der auf der Energieversorgungsspannung basierendenSchwingungsfrequenz f aus. Allerdings tritt auch dann, wenn dieder di gitalen Schaltung 8 von dem Schwingungskreis 3 auseinzugebende Schwingungsfrequenz f mit einer Abweichung der Energieversorgungsspannungabweicht, kein Einfluss der Abweichung dieser Schwingungsfrequenzf ein, und daher gibt es keine Schwierigkeiten.
    [0034] Wiezuvor beschrieben, wird gemäß der erstenAusführungsformin der Halbleiterdrucksensorvorrichtung 1 dann, wenn dieA/D-Wandlerschaltung 7 digitale Daten erzeugt und ausgibt,das Schaltnetz 4 in die erste Schaltbedingung gestellt,so dass eine konstante Spannung von der Konstantspannungsschaltung 2 ausan den Schwingungskreis 3 angelegt wird, was dem Schwingungskreis 3 ermöglicht,eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f an die A/D-Wandlerschaltung 7 auszugeben.Daher kann auch dann, wenn die Energieversorgungsspannung abweicht,die A/D-Wandlerschaltung 7 digitale Daten durch die Abtastverarbeitungan analogen Daten auf der Grundlage der von dem Schwingungskreis 3 aus eingegebenenstabilisierten Schwingungsfrequenz f erzeugen und ausgeben, wodurchein genaues Sensorsignal ausgegeben wird.
    [0035] Indiesem Fall wird der Schalter 4 nach Vollendung der Ausgabeder digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltung 7 ausin die zweite Schaltbedingung gestellt und wird die Konstantspannungsschaltung 2 ineine Bedingung eines beendeten Betriebs gestellt, was zu der Reduktionder Energiedissipation insgesamt führt.
    [0036] Weiterwird nachstehend mit Bezug auf 3 und 4 eine Beschreibung einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung gegeben werden. In der Beschreibung werdendie gleichen Teile wie die in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsformweggelassen, und die Beschreibung konzentriert sich auf die hiervonverschiedenen Abschnitte. Obwohl in der zuvor beschriebenen Ausführungsformdas Schaltnetz 4 vorgesehen ist, um eine Konstantspannungaus der Konstantspannungsschaltung 2 an den Schwingungskreis 3 anzulegen, wenndie A/D-Wandlerschaltung 7 in Betrieb ist, sind gemäß der zweitenAusführungsformzwei Konstantspannungsschaltungen vorgesehen, so dass jederzeiteine konstante Spannung, aus einer Konstantspannungsschaltung aneinen Schwingungskreis angelegt wird.
    [0037] D.h., ein Halbleiterdrucksensor 11 ist aus einer ersten Konstantspannungsschaltung 12,einer zweiten Konstantspannungsschaltung 13, einem Schwingungskreis 14,einer analogen Schaltung 5, einer Verstärkerschaltung 6, einerA/D-Wandlerschaltung 7 und einer digitalen Schaltung 15 aufgebaut.In dieser Konfiguration stabilisiert die zweite Konstantspannungsschaltung 13 inReaktion auf eine hieran durch einen Energieversorgungsanschlussangelegte Energieversorgungsspannung die angelegte Energieversorgungsspannung,um eine konstante Spannung zu erzeugen, und ist der Schwingungskreis 14 jederzeitder konstanten Spannung aus der zweiten Konstantspannungsschaltung 13 ausgesetzt,wodurch er stets eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f an dieA/D-Wandlerschaltung 7 und die digitale Schaltung 15 ausgibt.
    [0038] Zweitenswird nachstehend mit Bezug auf 4 eineBeschreibung einer Betriebsweise der vorstehend erwähnten Vorrichtungskonfigurationgegeben werden.
    [0039] Diedigitale Schaltung 15 gibt ein Steuersignal S4 an die erstenKonstantspannungsschaltung 12 aus, um zu bewirken, dassdie erste Konstantspannungsschaltung 12 ihren Betrieb beginnt,und gibt ein Steuersignal S5 an die zweite Konstantspannungsschaltung 13 aus,um zu bewirken, dass die zweite Konstantspannungsschaltung 13 ihrenBetrieb beginnt, und gibt ferner ein Steuersignal S6 an den Schwingungskreis 14 aus,um zu bewirken, dass der Schwingungskreis seinen Betrieb beginnt(Schritt A11). Demgemässwird eine konstante Spannung von der ersten Konstantspannungsschaltung 12 aus anjede der analogen Schaltung 5, der Verstärkungsschaltung 6 undder A/D-Wandlerschaltung 7 angelegt,welche wiederum ihren Betrieb beginnt.
    [0040] Zudieser Zeit gibt, nachdem die konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 13 angelegtwird, der Schwingungskreis 14 eine stabilisierte Schwingungsfrequenzf an die A/D-Wandlerschaltung 7 aus, und auf einen Empfanganaloger Daten aus der Verstärkungsschaltung 6 hinerzeugt die A/D-Wandlerschaltung 7 durch die Abtastverarbeitungan den analogen Daten auf der Grundlage der stabilisierten Schwingungsfrequenzf digitale Daten und gibt sie aus.
    [0041] Wennhiernach die Tatsache erfasst wird, dass die Eingabe der digitalenDaten von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eine Vollendungerreichen („Ja" in Schritt A12),und die Tatsache erfasst wird, dass die Ausgabe der digitalen Datenvon der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eine Vollendung erreicht, gibtdie digitale Schaltung 15 das Steuersignal S4 an die ersteKonstantspannungsschaltung 12 aus, um den Betrieb der erstenKonstantspannungsschaltung 12 zu beenden (Schritt A13).Darüberhinaus führt diedigitale Schaltung 15 die arithmetischen Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eingegebenendigitalen Daten aus (Schritt A14) und gibt ein arithmetisches Ergebnisals ein Sensorsignal aus (Schritt A15).
    [0042] Wiezuvor beschrieben, wird gemäß der zweitenAusführungsformin der Halbleiterdrucksensorvorrichtung 11 jederzeit einekonstante Spannung aus der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 an denSchwingungskreis 14 angelegt, so dass stets eine stabilisierteSchwingungsfrequenz f von dem Schwingungskreis 14 aus andie A/D-Wandlerschaltung 7 ausgegeben wird, und kann dieA/D-Wandlerschaltung 7 selbst dann, wenn die Energieversorgungsspannungabweicht, durch die Abtastverarbeitung an analogen Daten auf derGrundlage der von dem Schwingungskreis 14 aus eingegebenenstabilisierten Schwingungsfrequenz f digitale Daten erzeugen undausgeben, wodurch genauso wie in der vorstehend beschriebenen erstenAusführungsformein genaues Steuersignal ausgegeben wird.
    [0043] Ebensowird in diesem Fall nach der Vollendung der Ausgabe der digitalenDaten von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus die erste Konstantspannungsschaltung 12 ineine Bedingung eines beendeten Betriebs gestellt, was zu der Reduktionder Energiedissipation in der Vorrichtung insgesamt genauso wiein der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform führt, wofür die ersteKonstantspannungsschaltung 12 in eine Bedingung eines beendetenBetriebs gestellt wird.
    [0044] MitBezug auf 3 und 4 wird nachstehend eine dritteAusführungsformder vorliegenden Erfindung gegeben werden. Zur Verkürzung wirddie Beschreibung der gleichen Teile wie der in der vorstehend beschriebenenersten Ausführungsformweggelassen, und die Beschreibung konzentriert sich hier auf diehiervon unterschiedlichen Abschnitte. Gemäß der dritten Ausführungsformsind zwei Schwingungskreise vorgesehen, so dass jederzeit eine konstanteSpannung aus einer Konstantspannungsschaltung an einen Schwingungskreisangelegt wird.
    [0045] D.h., eine Halbleiterdrucksensorvorrichtung 21 ist aus einerKonstantspannungsschaltung 22, einem ersten Schwingungskreis 23,einem zweiten Schwingungskreis 24, einer analogen Schaltung 5, einerVerstärkungsschaltung 6,einer A/D-Wandlerschaltung 7 und einer digitalen Schaltung 25 aufgebaut.In dieser Konfiguration stabilisiert die Konstantspannungsschaltung 22 inReaktion auf eine hieran durch einen Energieversorgungsanschlussangelegte Energieversorgungsspannung die angelegte Energieversorgungsspannung,um eine konstante Spannung zu erzeugen, und ist der erste Schwingungskreis 23 jederzeitder konstanten Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 22 ausgesetzt,so dass er stets eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f an dieA/D-Wandlerschaltung 7 ausgibt.
    [0046] Zweitenswird nachstehend mit Bezug auf 6 eineBeschreibung einer Betriebsweise der zuvor erwähnten Vorrichtungskonfigurationgegeben werden.
    [0047] Diedigitale Schaltung 25 gibt ein Steuersignal S7 an die Konstantspannungsschaltung 22 aus, umzu bewirken, dass die Konstantspannungsschaltung 22 ihrenBetrieb beginnt, und gibt ein Steuersignal S8 an den ersten Schwin gungskreis 23 aus,um zu bewirken, dass der erste Schwingungskreis 23 seinenBetrieb beginnt (Schritt A21). Demgemäss wird eine konstante Spannungaus der Konstantspannungsschaltung 22 an jede der analogenSchaltung 5, der Verstärkungsschaltung 6 undder A/D-Wandlerschaltung 7 angelegt, welche wiederum ihrenBetrieb beginnt.
    [0048] Zudieser Zeit gibt der erste Schwingungskreis 23, nachdemdie konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 22 angelegtwird, eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f an die A/D-Wandlerschaltung 7 aus,und auf einen Empfang eines analogen Signals aus der Verstärkungsschaltung 6 hinerzeugt die A/D-Wandlerschaltung 7 durch die Abtastverarbeitungan den analogen Daten auf der Grundlage der stabilisierten Schwingungsfrequenzf digitale Daten und gibt sie aus.
    [0049] Wennhiernach die Tatsache erfasst wird, dass die Eingabe der digitalenDaten von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eine Vollendungerreicht („JA" in Schritt A22),und die Tatsache erfasst wird, dass die A/D-Wandlerschaltung 7 diedigitalen Daten vollständigausgegeben hat, gibt die digitale Schaltung 25 ein SteuersignalS9 an den zweiten Schwingungskreis 24 aus, um den Betriebdes zweiten Schwingungskreises 24 zu beginnen, und gibtein Steuersignal S7 an die Konstantspannungsschaltung 22 aus,um den Betrieb der Konstantspannungsschaltung 22 zu beenden,und gibt ferner ein Steuersignal S8 an den ersten Schwingungskreis 23 aus, umden Betrieb des ersten Schwingungskreis 23 zu beenden (SchrittA23). Darüberhinaus führtdie digitale Schaltung 25 die arithmetischen Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung 7 aus eingegebenendigitalen Daten aus (Schritt A24) und gibt ein arithmetisches Ergebnisals ein Sensorsignal aus (Schritt A25).
    [0050] Wievorstehend beschrieben, wird gemäß der drittenAusführungsformin der Halbleiterdrucksensorvorrichtung 21 dem ersten Schwingungskreis 23 jederzeiteine konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung 22 zugeführt, sodass stets eine stabilisierte Schwingungsfrequenz f von dem erstenSchwingungskreis 23 aus an die A/D-Wandlerschaltung 7 ausgegebenwird, und kann die A/D-Wandlerschaltung 7 auchdann, wenn die Energieversorgungsspannung abweicht, durch die Abtastverarbeitungan analogen Daten auf der Grundlage der von dem ersten Schwingungskreis 23 auseingegebenen stabilisierten Schwingungsfrequenz f digitale Datenerzeugen und ausgeben, wodurch genauso wie in der vorstehend beschriebenenersten Ausführungsformein genaues Sensorsignal ausgegeben wird.
    [0051] Indiesem Fall wird nach der Vollendung der Ausgabe der digitalen Datenvon der A/D-Wandlerschaltung 7 aus die Konstantspannungsschaltung 22 ineine Bedingung eines beendeten Betriebs gestellt und wird der ersteSchwingungskreis 23 in eine Bedingung eines beendeten Betriebsgestellt, was zu der Reduktion der Energiedissipation in der Vorrichtunginsgesamt genauso wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsformführt,wozu die Konstantspannungsschaltung 22 in die Bedingungeines beendeten Betriebs gestellt wird und der erste Schwingungskreis 23 indie Bedingung eines beendeten Betriebs gestellt wird.
    [0052] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformenbeschränkt,vielmehr sind die nachstehenden Modifikationen oder Erweiterungenebenso erzielbar.
    [0053] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf einen Halbleiterdrucksensorbeschränkt,sondern ist ebenso auf Sensorvorrichtungen anwendbar, die ausgelegtsind, um andere physikalische Größen, wieetwas Beschleunigung, magnetischen Fluss und Feuchtegrad zu messen.
    [0054] Dievorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die von einer Abweichungeiner Energieversorgungsspannung stammende Abweichung einer Schwingungsfrequenzzu unterdrücken,sondern ist auch anwendbar, um die Abweichung der Schwingungsfrequenzaufgrund einer Abweichung einer Temperatur zu unterdrücken, indemdie Tatsache ausgenutzt wird, dass eine Konstantspannungsschaltungzusätzlichzu einer Abweichung der Energieversorgungsspannung eine Abweichungder Temperatur absorbieren kann.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Sensorvorrichtung, welche aufweist: eineKonstantspannungsschaltung zum Stabilisieren einer hieran durcheinen Energieversorgungsanschluss direkt angelegten Energieversorgungsspannung,um eine konstante Spannung zu erzeugen; einen Schwingungskreiszum Ausgeben einer Schwingungsfrequenz auf der Grundlage der angelegtenSpannung; ein Schaltnetz zum Festlegen einer ersten Schaltbedingungzum Anlegen der konstanten Spannung aus der Konstantspannungsschaltungan dem Schwingungskreis und einer zweiten Schaltbedingung zum direktenAnlegen der Energieversorgungsspannung aus dem Energieversorgungsanschlussan den Schwingungskreis; und eine A/D-Wandlerschaltung, welchehergestellt ist, um in einem Zustand zu arbeiten, in welchem die konstanteSpannung aus der Konstantspannungsschaltung als eine Betriebsspannunghierfürverwendet wird, und hergestellt ist, um eine Abtastverarbeitungan analogen Daten auf der Grundlage der von dem Schwingungskreisaus eingegebenen Schwingungsfrequenz auszuführen, um digitale Daten zuerzeugen und auszugeben, wobei das Schaltnetz in die ersteSchaltbedingung gestellt wird, wenn wenigstens die A/D-Wandlerschaltungdigitale Daten erzeugt und ausgibt.
    [2] Vorrichtung gemäß Anspruch1, weiter gekennzeichnet durch eine digitale Schaltung, welche hergestelltist, um in einem Zustand zu arbeiten, in welchem die direkt durchden Energieversorgungsanschluss angelegte Energieversorgungsspannung alseine Betriebsspannung hierfürverwendet wird, und hergestellt ist, um arithmetische Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung aus eingegebenen digitalen Datenauf der Grundlage der von dem Schwingungskreis aus eingegebenen Schwingungsfrequenzauszuführen,so dass, nachdem die Ausgabe der digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltungaus ihre Vollendung erreicht, das Schaltnetz in die zweite Schaltbedingunggestellt wird und die Konstantspannungsschaltung in eine Bedingungeines beendeten Betriebs gestellt wird.
    [3] Sensorvorrichtung, welche aufweist: eine ersteKonstantspannungsschaltung zum Stabilisieren einer hieran durcheinen Energieversorgungsanschluss direkt angelegten Energieversorgungsspannung,um eine konstante Spannung zu erzeugen; eine zweite Konstantspannungsschaltungzum Stabilisieren einer hieran durch einen Energieversorgungsanschlussdirekt angelegten Energieversorgungsspannung, um eine konstanteSpannung zu erzeugen; einen Schwingungskreis zum Ausgeben einer Schwingungsfrequenzauf der Grundlage der von der zweiten Konstantspannungsschaltungaus angelegten konstanten Spannung; eine A/D-Wandlerschaltung,welche hergestellt ist, um in einem Zustand zu arbeiten, in welchemdie konstante Spannung aus der ersten Konstantspannungsschaltungals eine Betriebsspannung hierfür verwendetwird, und hergestellt ist, um eine Abtastverarbeitung an analogenDaten auf der Grundlage der von dem Schwingungskreis aus eingegebenen Schwingungsfrequenzauszuführen,um digitale Daten zu erzeugen und auszugeben.
    [4] Vorrichtung gemäß Anspruch3, weiter gekennzeichnet durch eine digitale Schaltung, welche hergestelltist, um in einem Zustand zu arbeiten, in welchem die direkt durchden Energieversorgungsanschluss angelegte Energieversorgungsspannung alseine Betriebsspannung hierfürverwendet wird, und hergestellt ist, um arithmetische Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung aus eingegebenen digitalen Datenauf der Grundlage. der von dem Schwingungskreis aus eingegebenen Schwingungsfrequenzauszuführen,so dass, nachdem die Ausgabe der digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltungaus ihre Vollendung erreicht, das Schaltnetz in die zweite Schaltbedingunggestellt wird und die erste Konstantspannungsschaltung in eine Bedingungeines beendeten Betriebs gestellt wird.
    [5] Sensorvorrichtung, welche aufweist: eine Konstantspannungsschaltungzum Stabilisieren einer hieran durch einen Energieversorgungsanschlussdirekt angelegten Energieversorgungsspannung, um eine konstanteSpannung zu erzeugen; einen ersten Schwingungskreis zum Ausgebeneiner Schwingungsfrequenz auf der Grundlage der von der Konstantspannungsschaltungaus angelegten konstanten Spannung; und eine A/D-Wandlerschaltung,welche hergestellt ist, um in einem Zustand zu arbeiten, in welchemdie konstante Spannung aus der Konstantspannungsschaltung als eineBetriebsspannung hierfürverwendet wird, und hergestellt ist, um eine Abtastverarbeitungan analogen Daten auf der Grundlage der von dem Schwingungskreisaus eingegebenen Schwingungsfrequenz auszuführen, um digitale Daten zuerzeugen und auszugeben.
    [6] Vorrichtung gemäß Anspruch5, weiter gekennzeichnet durch: einen zweiten Schwingungskreiszum Ausgeben einer Schwingungsfrequenz auf der Grundlage der durchden Energieversorgungsanschluss direkt hieran angelegten Energieversorgungsspannung; und einedigitale Schaltung, welche hergestellt ist, um in einem Zustandzu arbeiten, in welchem die direkt durch den Energieversorgungsanschlussangelegte Energieversorgungsspannung als eine Betriebsspannung hierfür verwendetwird, und hergestellt ist, um arithmetische Korrekturoperationenan den von der A/D-Wandlerschaltung aus eingegebenen digitalen Datenauf der Grundlage der von dem zweiten Schwingungskreis aus eingegebenenSchwingungsfrequenz auszuführen, sodass, nachdem die Ausgabe der digitalen Daten von der A/D-Wandlerschaltungaus ihre Vollendung erreicht, die Konstantspannungsschaltung ineine Bedingung eines beendeten Betriebs gestellt wird und der ersteSchwingungskreis in eine Bedingung eines beendeten Betriebs gestelltwird.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    JP3964875B2|2007-08-22|角速度センサ
    US8598942B2|2013-12-03|Current correction circuit for power semiconductor device and current correction method
    DE10231999B4|2015-06-11|Analog/Digital-Umwandlungsverfahren und dazugehörige Vorrichtung
    US8972755B1|2015-03-03|AVS-adaptive voltage scaling
    KR100733439B1|2007-06-29|정전압 회로
    RU2280901C2|2006-07-27|Трансмиттер и способ ввода в действие трансмиттера
    US7812661B2|2010-10-12|Electronic system capable of compensating process, voltage and temperature effects
    US8127603B2|2012-03-06|Physical quantity sensor
    US5902925A|1999-05-11|System and method for high accuracy calibration of a sensor for offset and sensitivity variation with temperature
    US5899570A|1999-05-04|Time-based temperature sensor system and method therefor
    DE60205697T2|2006-05-18|Halbleiteranordnung mit Temperaturkompensationsschaltung
    US7140767B2|2006-11-28|Programmable ideality factor compensation in temperature sensors
    US7298214B2|2007-11-20|Amplifying circuit with variable supply voltage
    JP3783016B2|2006-06-07|較正方法及びシステム
    US8602645B2|2013-12-10|Temperature detection system
    KR100532168B1|2006-01-27|오프셋의자동보정회로를구비하는전류검출회로
    US6356085B1|2002-03-12|Method and apparatus for converting capacitance to voltage
    US8186218B2|2012-05-29|Physical quantity measuring apparatus and electronic device
    JP4736508B2|2011-07-27|物理量検出方法及びセンサ装置
    US20060029123A1|2006-02-09|Remote diode temperature sense method with parasitic resistance cancellation
    KR20050006885A|2005-01-17|다중 위상 클럭을 위한 디지털 듀티 사이클 보정 회로 및그 방법
    KR100574004B1|2006-04-26|가속도 센서의 출력 보정장치
    US20080238529A1|2008-10-02|Temperature detection circuit
    US20050285954A1|2005-12-29|Apparatus and method for determining temperature of an active pixel imager and correcting temperature induced variations in an imager
    US7341374B2|2008-03-11|Temperature measurement circuit calibrated through shifting a conversion reference level
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP4127084B2|2008-07-30|
    US6927711B2|2005-08-09|
    JP2004279039A|2004-10-07|
    US20040178810A1|2004-09-16|
    DE102004012277B4|2013-01-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-07-01| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2012-01-10| R016| Response to examination communication|
    2012-03-22| R016| Response to examination communication|
    2012-09-17| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2013-07-25| R020| Patent grant now final|Effective date: 20130418 |
    2013-09-17| R084| Declaration of willingness to licence|
    2019-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]