技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)壓電元件施加彼此反相的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

以往，對(duì)生成提供給壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了各種設(shè)計(jì)。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路通過使用正反饋環(huán)路來生成以壓電元件的諧振頻率來驅(qū)動(dòng)該壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

此外，除了專利文獻(xiàn)1以外，以往，作為用于將相位反轉(zhuǎn)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給電動(dòng)機(jī)等負(fù)載的電路，H橋電路已經(jīng)投入了實(shí)際應(yīng)用。H橋電路能獲得電壓為電源電壓的兩倍的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具有能以低功耗提高驅(qū)動(dòng)電壓這樣的優(yōu)點(diǎn)。因此，在利用電池等低電壓電源等來驅(qū)動(dòng)壓電元件的情況下，將H橋電路裝入專利文獻(xiàn)1所示的自激驅(qū)動(dòng)電路中，從H橋電路的兩個(gè)輸出端子對(duì)壓電元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這樣的結(jié)構(gòu)是有效的。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2008－89308號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，由于H橋電路是開關(guān)控制電路，因此，從H橋電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為矩形波。此外，由于從H橋電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為矩形波，驅(qū)動(dòng)電路為自激電路，因此，經(jīng)反饋而再次輸入H橋電路的控制信號(hào)也成為矩形波。即，在這樣的驅(qū)動(dòng)電路中，在反饋環(huán)路中傳輸?shù)男盘?hào)成為矩形波，當(dāng)然，施加給壓電元件的驅(qū)動(dòng)波形恒定為矩形波。

此處，矩形波是每單位時(shí)間的電壓變化量(以下稱為壓擺率)較為陡峭的波形，不僅具有壓電元件的諧振頻率的頻率分量，而且具有非常大的范圍的頻率分量。即，不僅存在對(duì)壓電元件的實(shí)質(zhì)上的動(dòng)作作貢獻(xiàn)的頻率分量，還存在例如如壓電元件的諧振頻率的高次諧波那樣對(duì)實(shí)質(zhì)上的動(dòng)作不作貢獻(xiàn)、而只是進(jìn)行諧振并消耗電力的頻率分量。

因此，若單純地將上述的自激驅(qū)動(dòng)電路與H橋電路進(jìn)行組合，則難以有效地降低功耗。

因此，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種對(duì)于壓電元件確保較高的驅(qū)動(dòng)電壓、且能以低功耗進(jìn)行動(dòng)作的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路對(duì)壓電元件施加彼此反相的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路包括H橋電路、電流檢測(cè)用電阻、差動(dòng)放大電路、以及反相電路。H橋電路包括第1輸入端子和第2輸入端子、以及分別與壓電元件相連接的第1輸出端子和第2輸出端子。電流檢測(cè)用電阻連接在壓電元件與第1輸出端子之間。差動(dòng)放大電路將電流檢測(cè)用電阻的兩端電壓作為輸入。反相電路與差動(dòng)放大電路的輸出端子相連接。反相電路的輸入端子與第1輸入端子相連接，反相電路的輸出端子與第2輸入端子相連接。差動(dòng)放大電路包括壓擺率降低電路。

在該結(jié)構(gòu)中，能實(shí)現(xiàn)自激驅(qū)動(dòng)電路。因此，例如，在將壓電元件用于壓電泵的情況下，即使壓電元件的諧振頻率因周圍的環(huán)境變化而發(fā)生變動(dòng)，也能以壓電泵的位移量成為最大的頻率高效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，通過在差動(dòng)放大電路中包括壓擺率降低電路，經(jīng)反饋而輸入H橋電路的控制信號(hào)的上升特性及下降特性變得平緩。因此，壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不是矩形波，而是臺(tái)階狀的波形，從而使上升特性及下降特性變得平緩。由此，能抑制對(duì)壓電元件的動(dòng)作不作貢獻(xiàn)的頻率分量(不需要的頻率分量)施加給壓電元件。因此，能實(shí)現(xiàn)一種對(duì)于壓電元件確保較高的驅(qū)動(dòng)電壓、且能以低功耗進(jìn)行動(dòng)作的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路。由此，在利用電池驅(qū)動(dòng)壓電元件時(shí)，能延長(zhǎng)電池的壽命。

此外，優(yōu)選為本發(fā)明的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路的壓擺率降低電路為低通濾波器電路。

在該結(jié)構(gòu)中，由于壓擺率降低電路為低通濾波器，因此，能以比較簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)使輸入H橋電路的控制信號(hào)的壓擺率降低。

此外，優(yōu)選為本發(fā)明的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路包括連接在差動(dòng)放大電路輸出端子與反相輸入端子之間的具有帶通濾波功能的放大電路。

在該結(jié)構(gòu)中，能以比較簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)使H橋控制信號(hào)輸入的壓擺率降低，由此能使功耗下降。

此外，優(yōu)選為將本發(fā)明的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路中的H橋電路的輸入電壓設(shè)定為使構(gòu)成H橋電路的FET處于不飽和區(qū)域的值。

在該結(jié)構(gòu)中，從H橋電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的傾斜變得平緩。因此，能獲得不需要的頻率分量進(jìn)一步受到抑制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由此，能進(jìn)一步降低功耗。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于壓電元件能確保較高的驅(qū)動(dòng)電壓，并以低消耗電力進(jìn)行動(dòng)作的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路。由此，在利用電池來驅(qū)動(dòng)壓電元件時(shí)，能延長(zhǎng)該電池的壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的帶LPF的差動(dòng)放大電路12的電路圖。

圖3是表示H橋電路11的控制信號(hào)及驅(qū)動(dòng)信號(hào)、和壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形、以及現(xiàn)有的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形的圖。

圖5是表示以下兩種壓電泵中流量相對(duì)于壓擺率的變化和功耗相對(duì)于壓擺率的變化的圖，這兩種壓電泵分別是使用由本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵，以及使用由現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵。

圖6是表示以下兩種壓電泵中流量的時(shí)間變化的圖，這兩種壓電泵分別是使用由本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵，以及使用由現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10A的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的帶BPF的差動(dòng)放大電路13A的電路圖。

圖9是表示壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的圖。

圖10是表示各種壓擺率降低電路的圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10的電路結(jié)構(gòu)圖。

壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10包括H橋電路11、帶LPF的差動(dòng)放大電路12、放大電路13、反相電路14、以及電阻器15、16。帶LPF的差動(dòng)放大電路12相當(dāng)于本發(fā)明的“壓擺率降低電路”。另外，利用本實(shí)施方式的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件P例如用于壓電泵。不過，也能夠適用于在形成以下振動(dòng)的壓電陀螺儀等各種振動(dòng)傳感器中進(jìn)行使用的壓電元件，該振動(dòng)中基波為彎曲信號(hào)，高次諧波對(duì)科里奧利力的檢測(cè)不作貢獻(xiàn)。

H橋電路11由多個(gè)FET構(gòu)成，包括第1輸入端子IN1、第2輸入端子IN2、第1輸出端子OUT1、以及第2輸出端子OUT2。第1輸入端子IN1與反相電路14的輸入端子相連接。第2輸入端子IN2與反相電路14的輸出端子相連接。第1輸出端子OUT1與壓電元件P的第1端子相連接。在第1輸出端子OUT1與壓電元件P的第1端子之間連接有成為電流檢測(cè)用電阻的電阻器15。第2輸出端子OUT2與壓電元件P的第2端子相連接。在第2輸出端子OUT2與壓電元件P的第2端子之間連接有電阻器16。電阻器15、16是示出相同特性(電阻值等)的電阻器，第1輸出端子OUT1和第2輸出端子OUT2進(jìn)行平衡驅(qū)動(dòng)。

電阻器15的兩端901、902與帶LPF(低通濾波器)的差動(dòng)放大電路12的輸入端子相連接。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的帶LPF的差動(dòng)放大電路12的電路圖。帶LPF的差動(dòng)放大電路12包括運(yùn)算放大器120、電阻器121、122、123R、124R、以及電容器123C、124C。

運(yùn)算放大器120的反相輸入端子經(jīng)由電阻器121與電阻器15的第1端901相連接。運(yùn)算放大器120的非反相輸入端子經(jīng)由電阻器122與電阻器15的第2端902相連接。

在運(yùn)算放大器120的輸出端子與反相輸入端子之間連接有電阻器123R和電容器123C的并聯(lián)電路。運(yùn)算放大器120的非反相輸入端子與電阻器124R和電容器124C的并聯(lián)電路相連接。對(duì)該電阻器124R和電容器124C的并聯(lián)電路中的、與運(yùn)算放大器120的非反相輸入端子相反一側(cè)的端部施加成為基準(zhǔn)電位的中間電位V_M。

通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電阻器123R和電容器123C的并聯(lián)電路的元件值、以及電阻器124R和電容器124C的并聯(lián)電路的元件值，從而設(shè)定低通濾波器的通帶及衰減特性。壓電元件P例如通過與輸入信號(hào)的諧振驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行彎曲振動(dòng)。壓電元件P 的諧振頻率例如為25kHz。對(duì)于低通濾波器的通帶及衰減頻帶，對(duì)各元件值進(jìn)行設(shè)定，以使壓電元件P進(jìn)行彎曲的諧振頻率處于通帶內(nèi)，并使該諧振頻率的三次諧波以上的頻率處于衰減頻帶內(nèi)。

帶LPF的差動(dòng)放大電路12將中間電位V_M作為基準(zhǔn)電位，通過施加給壓電元件P的驅(qū)動(dòng)電流所引起的電阻器15的兩端電壓的差動(dòng)進(jìn)行動(dòng)作，并輸出差動(dòng)信號(hào)。此時(shí)，由于上述的低通濾波器已經(jīng)進(jìn)行了設(shè)定，因此壓電元件P的諧振頻率的高次諧波分量受到抑制。

帶LPF的差動(dòng)放大電路12的輸出端子與放大電路13的輸入端子相連接。放大電路13以規(guī)定增益對(duì)所輸入的差動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大，并進(jìn)行輸出。該輸出信號(hào)成為第1控制信號(hào)。

放大電路13的輸出端子與反相電路14的輸入端子相連接，并且與H橋電路11的第1輸入端子IN1相連接。通過該結(jié)構(gòu)，第1控制信號(hào)輸入H橋電路11的第1輸入端子IN1。

反相電路14并不改變第1控制信號(hào)的振幅，而是使相位進(jìn)行反轉(zhuǎn)并進(jìn)行輸出。該輸出信號(hào)成為第2控制信號(hào)，是與第1控制信號(hào)反相的信號(hào)。如上所述，反相電路14的輸出端子與H橋電路11的第2輸入端子IN2相連接。通過該結(jié)構(gòu)，第2控制信號(hào)輸入H橋電路11的第2輸入端子IN2。

通過這樣的結(jié)構(gòu)，將施加給壓電元件P的驅(qū)動(dòng)信號(hào)反饋，并用作H橋電路11的控制信號(hào)。此時(shí)，通過對(duì)各電路元件的元件值及特性進(jìn)行設(shè)定，以使得壓電元件P進(jìn)行彎曲的諧振頻率下的反饋系統(tǒng)的增益設(shè)為1以上、相位角設(shè)為0°，從而滿足巴克豪森的振蕩條件，實(shí)現(xiàn)利用諧振頻率對(duì)壓電元件P的驅(qū)動(dòng)。

由這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10以如下的方式進(jìn)行動(dòng)作。圖3是表示H橋電路11的控制信號(hào)及驅(qū)動(dòng)信號(hào)、和壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的圖。在圖3中，虛線是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的波形，實(shí)線是本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的波形。

如上所述，由于壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10滿足巴克豪森的振蕩條件，因此，若流過壓電元件P的電流逐漸增大，則施加給壓電元件P的電壓也隨之增大。在這樣的結(jié)構(gòu)中，若從未圖示的電源電路對(duì)各放大電路的放大器施加電路驅(qū)動(dòng)用電壓，則處于反饋系統(tǒng)的線路上的微小的噪聲會(huì)進(jìn)行正反饋，并持續(xù)放大直到達(dá)到放大器的飽和條件。由此，與電路驅(qū)動(dòng)用電壓相應(yīng)的第1控制信號(hào)及第2控制信號(hào)輸入H橋電路11，與上述第1、第2控制信號(hào)相應(yīng)的第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給壓電元件P。

此處，若在差動(dòng)放大電路中不具有低通濾波器，則如圖3的虛線所示，從H橋電路11輸出的第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為矩形波，經(jīng)反饋的第1、第2控制信號(hào)也成為矩形波。因此，由該第1、第2控制信號(hào)所生成的下一個(gè)第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為矩形波。由此，第1驅(qū)動(dòng)信號(hào)與第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的差分即壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓也成為矩形波。如上所述，其理由在于：包含有較多的對(duì)壓電元件的彎曲振動(dòng)作貢獻(xiàn)的頻率以外的頻率分量，因而沒有充分地對(duì)功耗量進(jìn)行抑制。

然而，通過使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，利用帶LPF的差動(dòng)放大電路12來抑制壓電元件P的諧振頻率的三次以上的高次諧波分量，因此，第1、第2控制信號(hào)的壓擺率如圖3所示得以降低。即，第1、第2控制信號(hào)的上升及下降不是陡峭的，而是平緩的。換言之，第1、第2控制信號(hào)從Low電平(電位)向Hi電平(電位)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及從Hi電平向Hi電平的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不是瞬間切換的，而是逐漸從Low電平向Hi電平、從Hi電平向Low電平進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的。

此處，如圖3所示，相對(duì)于第1、第2控制信號(hào)，將開關(guān)閾值V_TH1、V_TH2設(shè)定為與Low電平相近的電平。由此，第1控制信號(hào)與第2控制信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻不同。換言之，由第1控制信號(hào)進(jìn)行的開關(guān)的切換時(shí)刻不同于由第2控制信號(hào)進(jìn)行的開關(guān)的切換時(shí)刻。

由此，通過使開關(guān)的切換時(shí)刻不同，如圖3所示，第1驅(qū)動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)刻不同于第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)刻。具體而言，第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的Hi電平的期間比Low電平的期間要短。

通過這樣的控制，如圖3的最下段所示，第1驅(qū)動(dòng)信號(hào)與第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的差分即壓電元件P的驅(qū)動(dòng)電壓成為電壓一邊臺(tái)階狀地進(jìn)行轉(zhuǎn)換一邊進(jìn)行振動(dòng)的信號(hào)。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形、以及現(xiàn)有的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形的圖。如圖4所示，與作為現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的矩形波相比，本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是接近于正弦波的波形。這表示不需要的高次諧波分量受到了抑制。

因此，施加給壓電元件P的高次諧波分量受到抑制，從而能抑制將對(duì)壓電元件P的彎曲動(dòng)作不作貢獻(xiàn)的頻率分量施加給壓電元件P。

此外，通過使用利用這樣的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件來構(gòu)成壓電泵，能獲得以下的作用效果。

圖5是表示以下兩種壓電泵中的流量相對(duì)于壓擺率的變化和功耗相對(duì)于壓擺率的變化的圖，這兩種壓電泵分別是使用由本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵，以及使用由現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵。如圖5所示，即使使壓擺率降低，到規(guī)定的壓擺率為止，流量也基本上沒有下降。另一方面，通過使壓擺率降低，能降低功耗。即，通過適當(dāng)設(shè)定壓擺率，能夠在不降低流量的情況下實(shí)現(xiàn)功耗得以抑制的壓電泵。例如，如果是獲得圖5這樣的特性的情況，則通過將壓擺率設(shè)定為5V/μs左右，則能夠在不降低流量的情況下有效地降低功耗。

圖6是表示以下兩種壓電泵中的流量的時(shí)間變化的圖，這兩種壓電泵分別是使用由本實(shí)施方式的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵，以及使用由現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電元件的壓電泵。圖6的結(jié)果是利用相同容量的電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況的比較例。

由圖6可知，若以現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路的電池的持續(xù)時(shí)間作為基準(zhǔn)來比較本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路，則電池的持續(xù)時(shí)間達(dá)到2.5倍以上。而且，與以往相比，流量沒有大幅度的下降，顯示出穩(wěn)定的動(dòng)作。

由此，通過使用本實(shí)施方式的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路，與現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路相比，能大幅度地節(jié)省電力。尤其是，在將該壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路用于壓電泵的壓電元件的驅(qū)動(dòng)的情況下，能夠在不會(huì)使壓電泵的流量大幅度地下降的情況下大幅度地節(jié)省電力。

接下來，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10A的電路結(jié)構(gòu)圖。

壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10A包括H橋電路11、帶LPF的差動(dòng)放大電路12、帶BPF的放大電路13A、反相電路14、以及電阻器15、16。

本實(shí)施方式的壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路10A相對(duì)于實(shí)施方式1所示的壓電元件用放大電路10，將放大電路13設(shè)為帶BPF的放大電路13A。其它結(jié)構(gòu)相同，因此，僅對(duì)與帶BPF的放大電路13A的使用相關(guān)的部分進(jìn)行說明。

帶BPF的放大電路13A的輸入端子與帶LPF的差動(dòng)放大電路12的輸出端子相連接。帶BPF的放大電路13A的輸出端子與反相電路14的輸入端子相連接，并且與H橋電路11的第1輸入端子IN1相連接。

圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的帶BPF的差動(dòng)放大電路13A的電路圖。帶BPF的差動(dòng)放大電路13A包括運(yùn)算放大器130、電阻器131R、132R、133R、以及電容器131C、132C。

運(yùn)算放大器130的反相輸入端子經(jīng)由電容器131C和電阻器131R的串聯(lián)電路與帶LPF的差動(dòng)放大電路12的輸出端子相連接。在該串聯(lián)電路中，電容器131C配置在反相輸入端子一側(cè)，電阻器131R配置在帶LPF的差動(dòng)放大電路12一側(cè)。

運(yùn)算放大器130的輸出端子經(jīng)由電阻器132R與反相輸入端子相連接。運(yùn)算放大器130的輸出端子經(jīng)由電容器132C與電容器131C和電阻器131R之間的連接點(diǎn)相連接。

在該電容器131C和電阻器131R之間的連接點(diǎn)上經(jīng)由電阻器133R施加中間電位V_M。此外，在運(yùn)算放大器130的非反相輸入端子上施加中間電位V_M。

通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電阻器131R和電容器131C的串聯(lián)電路的元件值、以及電阻器132R和電容器132C的并聯(lián)電路的元件值，從而設(shè)定帶通濾波器的通帶及衰減特性。并對(duì)各元件值進(jìn)行設(shè)定，以使得有助于壓電元件P的不同振動(dòng)模式下的彎曲的諧振頻率、諧振頻率的二次諧波處于衰減頻帶內(nèi)，并使壓電元件P進(jìn)行彎曲的諧振頻率處于通帶內(nèi)。

通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，不僅能抑制有助于壓電元件P的不同振動(dòng)模式下的彎曲的諧振頻率，還能抑制利用帶LPF的差動(dòng)放大電路12所無法完全抑制的、對(duì)壓電元件P的彎曲不作貢獻(xiàn)但會(huì)使功耗增加的諧振頻率。由此，能進(jìn)一步降低功耗。

另外，在上述的各實(shí)施方式的說明中，優(yōu)選為將輸入H橋電路11的第1、第2控制信號(hào)的電壓值設(shè)定為使FET處于線性區(qū)域、即不飽和區(qū)域的值。該電壓設(shè)定能夠通過對(duì)來自電源電路的電路驅(qū)動(dòng)用電壓、以及可根據(jù)該電路驅(qū)動(dòng)用電壓進(jìn)行設(shè)定的中間電位V_M進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定而得以實(shí)現(xiàn)。

由此，能實(shí)現(xiàn)圖9所示的壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓波形。圖9是表示在線性特性區(qū)域利用FET時(shí)的提供給壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的圖。如圖9所示，通過使用FET的非線性特性區(qū)域，能降低電壓臺(tái)階狀地進(jìn)行變化時(shí)的電壓的時(shí)間變化率。即，能降低各級(jí)的壓擺率。由此，成為進(jìn)一步接近于正弦波的驅(qū)動(dòng)電壓波形，從而能夠在不抑制基本頻率(壓電元件進(jìn)行彎曲的諧振頻率)的情況下進(jìn)一步抑制高次諧波頻率分量。其結(jié)果是，能進(jìn)一步降低功耗，延長(zhǎng)電池的壽命。

另外，更優(yōu)選為將輸入H橋電路11的第1、第2控制信號(hào)的電壓值中的最大峰值電壓值設(shè)定為構(gòu)成H橋電路11的FET處于非線性區(qū)域、即飽和區(qū)域的值，其中，該最大峰值電壓值是在一個(gè)周期內(nèi)第1、第2控制信號(hào)的振幅成為最大的電壓值。

在所述實(shí)施方式中，壓電元件P是進(jìn)行諧振驅(qū)動(dòng)的壓電泵，但并不限于此，例如，也可以是壓電元件單體。壓電元件例如由鋯鈦酸鉛類陶瓷、鈮酸鉀鈉類及堿鈮酸類陶瓷、水晶、鉭酸鋰、鈮酸鋰等構(gòu)成。此外，也可以是形成基本波為彎曲振動(dòng)、高次諧波對(duì)科里奧利力的檢測(cè)不作貢獻(xiàn)這樣的振動(dòng)的壓電陀螺儀等各種振動(dòng)傳感器等。

此外，在所述實(shí)施方式中，壓電元件P的振動(dòng)模式設(shè)為彎曲振動(dòng)模式，但并不限于此。例如，也可以使用厚度伸縮振動(dòng)模式(thickness expansion vibration mode)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

此外，在所述實(shí)施方式中，H橋由FET構(gòu)成，但并不限于此，例如，也可以由雙極型晶體管構(gòu)成。

此外，在所述實(shí)施方式中，通過低通濾波器來形成壓擺率降低電路，但并不限于此。例如，也可以通過在差動(dòng)放大電路的后級(jí)設(shè)置相位電路、線性放大器來實(shí)現(xiàn)。此外，低通濾波器可以多級(jí)連接，既可以是將電容器、電阻器等無源元件進(jìn)行組合而成的低通濾波器，也可以僅是電容器。圖10是表示各種壓擺率降低電路的圖。圖10(A)的壓擺率降低電路由相位電路構(gòu)成。圖10(B)的壓擺率降低電路僅由連接于信號(hào)線與接地電位之間的電容器構(gòu)成。圖10(C)的壓擺率降低電路由壓擺率較低的線性放大器構(gòu)成。

最后，上述實(shí)施方式的說明在所有方面均為例示，而并不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍來表示，而并非由上述實(shí)施方式來表示。而且，本發(fā)明的范圍還包括與權(quán)利要求的范圍等同的意思及范圍內(nèi)的所有變更。

標(biāo)號(hào)說明

10、10A：壓電元件用驅(qū)動(dòng)電路

11：H橋電路

12：帶LPF的差動(dòng)放大電路

13：放大電路

13A：帶BPF的放大電路

14：反相電路

15、16：電阻器

120：運(yùn)算放大器

121、122、123R、124R：電阻器

123C、124C：電容器