物理量傳感器、傳感器單元、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理量傳感器、傳感器單元、電子設(shè)備和移動(dòng)體以及物理量檢測方法等。
【背景技術(shù)】
[0002]組裝有加速度傳感器元件的設(shè)備并不限于單獨(dú)搭載了加速度傳感器元件的設(shè)備，多數(shù)情況下是與其他傳感器元件(例如，陀螺傳感器元件、脈搏傳感器元件、力學(xué)傳感器元件)一起使用的。在專利文獻(xiàn)I中，通過共用的數(shù)字-模擬(A/D)轉(zhuǎn)換器對來自加速度傳感器元件以及陀螺傳感器元件的模擬輸出信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，同時(shí)通過外部的高精度時(shí)鐘等而生成A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換定時(shí)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的同步。
[0003]但是，在專利文獻(xiàn)I的方式中，為了從加速度傳感器以及陀螺傳感器得到模擬輸出信號，而需要使加速度傳感器以及陀螺傳感器始終工作，從而很難實(shí)現(xiàn)低功耗化。
[0004]另一方面，在由加速度傳感器元件和IC(集成電路)構(gòu)成加速度傳感器的情況下，IC通過內(nèi)部振蕩電路而進(jìn)行工作，加速度傳感器元件通過伴隨于內(nèi)部振蕩電路的振蕩頻率的測量定時(shí)而進(jìn)行測量。在設(shè)備搭載有多種傳感器的情況下，很難使由加速度傳感器的內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的測量定時(shí)、與由其他傳感器產(chǎn)生的測量定時(shí)準(zhǔn)確的同步。此外，也存在如下情況，即，欲取得用于加速度傳感器元件的內(nèi)部振蕩電路的振蕩時(shí)鐘、和在與該加速度傳感器連接的設(shè)備內(nèi)對加速度測量值進(jìn)行處理CPU的工作系統(tǒng)時(shí)鐘的同步。而且，也考慮存在如下情況，即，為了獲得準(zhǔn)確的加速度測量值的頻率成分，而在不依賴內(nèi)部時(shí)鐘的條件下，欲與高精度的外部時(shí)鐘同步來進(jìn)行測量。
[0005]特別是，在為了降低耗電量而以最低限所需的采樣速率進(jìn)行測量的情況下，單單僅讀取保持于寄存器中的加速度測量值，則具有在讀取的時(shí)刻與實(shí)際進(jìn)行測量的時(shí)刻之間產(chǎn)生較大差距的可能性。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-243366號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的幾個(gè)方式的目的在于，提供一種能夠在耗電量較少的模式下對物理量進(jìn)行測量的物理量傳感器、傳感器單元、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0008]本發(fā)明的其他的幾個(gè)方式的目的在于，提供一種能夠進(jìn)行物理量傳感器元件與其他的物理量傳感器元件的同步測量的傳感器單元、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
[0009](I)本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種物理量傳感器，其具有:
[0010]物理量傳感器元件；集成電路，其與所述物理量傳感器元件連接，所述集成電路具有:模擬電源電路，其被切換為使能或非使能；信號處理部，其從所述模擬電源電路被供給電壓，并對來自所述物理量傳感器元件的信號進(jìn)行處理；控制電路，其在基于外部觸發(fā)的處理期間內(nèi)將所述模擬電源電路設(shè)定為使能，并通過所述信號處理部而每所述處理期間間歇地對來自所述物理量傳感器元件的物理量信號進(jìn)行處理。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，由于基于外部觸發(fā)來設(shè)定處理期間，并在處理期間內(nèi)將模擬電源電路設(shè)為使能，并且通過信號處理部而每處理期間間歇地對來自物理量傳感器元件的物理量信號進(jìn)行處理，因此能夠在耗電量較少的模式下對物理量進(jìn)行測量。
[0012](2)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，所述控制電路能夠切換為間歇測量模式和連續(xù)測量模式，所述間歇測量模式為，每設(shè)定有所述外部觸發(fā)時(shí)便設(shè)定所述處理期間的模式，所述連續(xù)測量模式為，所述信號處理部連續(xù)處理來自所述物理量傳感器元件的物理量信號的模式。
[0013]如此，能夠在與連續(xù)測量模式相比數(shù)據(jù)量較少等情況下，設(shè)定為間歇測量模式，從而降低耗電量。
[0014](3)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能夠?yàn)?，所述集成電路具有外部端子，所述外部端子被輸入有所述外部觸發(fā)。
[0015]將外部觸發(fā)經(jīng)由外部端子而輸入的硬件觸發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠減少物理量傳感器所連接的設(shè)備中的CPU的負(fù)擔(dān)。
[0016](4)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以為，所述集成電路具有接口電路，將所述外部觸發(fā)經(jīng)由所述接口電路而被輸入至所述控制電路中。
[0017]使用通信協(xié)議的軟件觸發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)在于，減少了將被兼用的中斷端子用于其他用途的機(jī)會(huì)。
[0018](5)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能夠?yàn)?，所述集成電路還具有第一寄存器，所述第一寄存器對根據(jù)所述外部觸發(fā)而生成的繁忙標(biāo)志進(jìn)行存儲(chǔ)，所述控制電路根據(jù)所述第一寄存器的繁忙標(biāo)志，而無視所述處理期間中被輸入的外部觸發(fā)。
[0019]如果采用這種方式，則能夠防止每當(dāng)在處理期間中被輸入有外部觸發(fā)時(shí)，處理期間被再次設(shè)定的情況。
[0020](6)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能夠?yàn)?，所述物理量傳感器元件包括第一電容形成部和第二電容形成部，并且輸出來自所述第一電容形成部和所述第二電容形成部的差?dòng)信號，所述信號處理部具有:差動(dòng)放大電路，其將所述差動(dòng)信號的差分放大；可編程增益放大器，其能夠以不同的增益來放大所述差動(dòng)放大電路的輸出，所述控制電路在所述處理期間中，在將所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為使能之后，將所述可編程增益放大器設(shè)定為使能。
[0021]如此，在由差動(dòng)放大電路進(jìn)行信號處理的期間中，通過延遲使可編程放大器使能的定時(shí)，從而能夠降低耗電量。
[0022](7)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能夠?yàn)椋鲂盘柼幚聿窟€具有:第一差動(dòng)信號線和第二差動(dòng)信號線，其被輸入有所述差動(dòng)信號；第二寄存器，其存儲(chǔ)所述第一電容形成部和所述第二電容形成部之間的偏移量；可變電容，其根據(jù)所述偏移量而設(shè)定電容，并與所述第一差動(dòng)信號線和所述第二差動(dòng)信號線中的一方連接，所述控制電路在將所述差動(dòng)放大電路設(shè)定為使能之后、且在將所述可編程增益放大器設(shè)定為使能之前，將所述可變電容復(fù)位。
[0023]差動(dòng)放大電路在處理期間或間歇測量模式下，被維持在使能狀態(tài)。另一方面，在進(jìn)行物理量檢測時(shí)，需要根據(jù)預(yù)先設(shè)定的偏移量而對可變電容進(jìn)行復(fù)位。能夠在處理期間或間歇測量模式的初期、且在將可編程放大器設(shè)為使能之前實(shí)施該可變電容的復(fù)位。
[0024](8)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，所述物理量傳感器元件在多個(gè)檢測軸的每一個(gè)上分別包括所述第一電容形成部和所述第二電容形成部，所述第二寄存器存儲(chǔ)所述多個(gè)檢測軸的每一個(gè)的所述偏移量，所述信號處理部在所述處理期間中對所述多個(gè)檢測軸的物理量信號進(jìn)行串行處理，所述控制電路在各個(gè)于所述多個(gè)檢測軸的每一個(gè)上分割所述處理期間而形成的分割處理期間中，在將所述可編程增益放大器設(shè)為使能之前，將所述可變電容復(fù)位。
[0025]差動(dòng)放大電路在處理期間或間歇測量模式下，被維持在使能狀態(tài)。另一方面，在對各個(gè)軸進(jìn)行物理量檢測時(shí)，需要根據(jù)對每個(gè)軸預(yù)先設(shè)定的偏移量而對可變電容進(jìn)行復(fù)位。該可變電容的復(fù)位能夠在各個(gè)分割處理期間初期、且在將可編程放大器設(shè)為使能之前實(shí)施。
[0026](9)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能夠?yàn)椋鲂盘柼幚聿窟€具有對所述可編程增益放大器的輸出進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述控制電路在所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器對所述多個(gè)檢測軸的一個(gè)軸的物理量信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換之后至對所述多個(gè)檢測軸的另一個(gè)軸的物理量信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換之前，將所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)為非使能。
[0027]模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)物理量信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率不同而在轉(zhuǎn)換中所需的時(shí)間不同，如果分辨率較低，則能夠縮短轉(zhuǎn)換時(shí)間。特別是在數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率較低的情況下，在對各個(gè)軸的物理量信號進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的動(dòng)作期間之間，將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)為使能。由此，能夠降低耗電量。
[0028](10)在本發(fā)明的一個(gè)方式中，所述物理量傳感器元件包括溫度傳感器元件，所述信號處理部在所述處理期間中對來自所述溫度傳感器元件的溫度信號和所述物理量信號進(jìn)行串行處理，所述控制電路在對所述溫度信號進(jìn)行串行處理的分割處理期間中，在將所述可編程增益放大器設(shè)為使能之后，將所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)為使能。
[0029]為了對物理量信號進(jìn)行溫度補(bǔ)償而存在需要溫度信號的情況。因此，與檢測物理量信號一起對溫度信號實(shí)施檢測。在處理期間或間歇測量模式的初期，在對溫度信號進(jìn)行串行處理的分割處理期間中，首先將被輸入有溫度信號的可編程放大器設(shè)為使能，之后將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)為使能。在由可編程放大器進(jìn)行信號處理期間，通過延遲使模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器使能的定時(shí)，從而能夠降低耗電量。
[0030](11)在本發(fā)明其他方式所涉及的傳感器單元中，涉及一種如下的傳感器單元，其具有:上述的第一物理量傳感器；第二物理量傳感器，其對所述第一物理量傳感器所檢測的物理量以外的物理量進(jìn)行檢測，所述第一物理