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公開番号2025073627
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023184569
出願日2023-10-27
発明の名称発振器
出願人新光電子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02N 2/06 20060101AFI20250502BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】外乱のある環境下において、振動体を安定的に振動させることができる発振器を提供する。
【解決手段】発振器3は、振動信号を入力し、当該振動信号をデジタル信号に変換して出力するA/D変換器31と、デジタル信号を入力し、当該デジタル信号において特定周波数帯成分以外の周波数成分を減衰させる帯域通過フィルタ32と、帯域通過フィルタ32を通過した特定周波数帯成分に基づいて、帰還信号の位相を生成する位相生成器40と、位相生成器40によって生成された位相に基づいて、帰還信号を生成する信号生成器36と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
振動体の受振部から出力されるアナログ信号である振動信号を取得し、前記振動信号からアナログ信号である帰還信号を生成して、前記振動体の加振部に前記帰還信号を出力する発振器であって、
前記振動信号を入力し、当該振動信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号を入力し、当該デジタル信号において特定周波数帯成分以外の周波数成分を減衰させる帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタを通過した前記特定周波数帯成分に基づいて、前記帰還信号の位相を生成する位相生成器と、
前記位相生成器によって生成された前記位相に基づいて、前記帰還信号を生成する信号生成器と、を備える、発振器。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記位相生成器は、
前記帯域通過フィルタを通過した前記特定周波数帯成分の瞬時位相を検出する位相検出器と、
前記特定周波数帯成分の周波数を検出する周波数検出器と、
前記周波数検出器によって検出された前記周波数に基づいて、移相量を算出する移相量算出器と、を有し、
前記位相検出器によって検出された前記瞬時位相と、前記移相量算出器によって算出された前記移相量とに基づいて、前記帰還信号の前記位相を生成する、請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記移相量算出器は、少なくとも、前記帯域通過フィルタと前記位相検出器とにより生じる位相遅れを補正する前記移相量を算出する、請求項２に記載の発振器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
振動体の振動周波数に基づいて物理量（加速度、粘度、流量等）を検出するセンサは、振動を検出して振動信号を出力する受振部（例えば、圧電素子）と、帰還信号に基づいて振動する励振用の加振部（例えば、圧電素子）と、加振部を振動させる発振器と、を備えている。センサでは、一般的に、加振部を振動させるために、受振部の振動信号を取得して、帰還信号を加振部に正帰還させる。振動体は、物理量の検出に用いる基本モード以外にも、固有モードを有している。固有モードは、外乱により励振され得る。そのため、発振器は、基本モードのみを選択的に発振させなければならない。
【０００３】
特許文献１には、振動体を振動させる圧電アクチュエーターに対して駆動電圧を印加し、駆動電圧に応じて生じる検出信号を圧電アクチュエーターに入力する増幅回路を備えた圧電アクチュエーターの駆動回路（発振器）であって、増幅回路に正帰還する正帰還回路に、振動体に圧電アクチュエーターが取り付けられて構成される圧電装置の基本波共振周波数を通過させる帯域通過フィルタを備えた駆動回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－８３７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発振器では、一般的に、基本モードのみを選択的に発振させるために、上記のような帯域通過フィルタを用いている。しかしながら、発振器は、発振条件を満たす必要があるため、位相遅れ特性の制約がある。具体的には、発振器の位相遅れ特性は、振動体の特性に応じた特性に設計する必要がある。帯域通過フィルタにおいて高い選択性能を持たせると、過大な位相遅れが生じることにより発振器と振動体の位相関係にミスマッチが生じてしまい発振条件を満たせなくなるため、帯域通過フィルタの設計には位相遅れ特性の制約があり、帯域通過フィルタにおいて高い選択性能を持たせることが難しい。そのため、外乱のある環境下における振動体の振動について改善の余地がある。
【０００６】
本発明の一側面は、外乱のある環境下において、振動体を安定的に振動させることができる発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る発振器は、振動体の受振部から出力されるアナログ信号である振動信号を取得し、振動信号からアナログ信号である帰還信号を生成して、振動体の加振部に帰還信号を出力する発振器であって、振動信号を入力し、当該振動信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、デジタル信号を入力し、当該デジタル信号において特定周波数帯成分以外の周波数成分を減衰させる帯域通過フィルタと、帯域通過フィルタを通過した特定周波数帯成分に基づいて、帰還信号の位相を生成する位相生成器と、位相生成器によって生成された位相に基づいて、帰還信号を生成する信号生成器と、を備える。
【０００８】
本発明の一側面に係る発振器において、位相遅れは、振動周波数のみに依存する。そこで、発振器では、位相生成器は、帯域通過フィルタを通過した特定周波数帯成分に基づいて帰還信号の位相を生成し、信号生成器は、当該位相に基づいて帰還信号を生成する。これにより、発振器では、帯域通過フィルタの位相遅れ特性に依存しない構成とすることができる。したがって、発振器では、帯域通過フィルタにおいて、高い選択性能を持たせることができる。その結果、発振器では、外乱のある環境下において、振動体を安定的に振動させることができる。
【０００９】
一実施形態においては、位相生成器は、帯域通過フィルタを通過した周波数帯成分の瞬時位相を検出する位相検出器と、周波数帯成分の周波数を検出する周波数検出器と、周波数検出器によって検出された周波数に基づいて、移相量を算出する移相量算出器と、を有し、位相検出器によって検出された瞬時位相と、移相量算出器によって算出された移相量とに基づいて、帰還信号の位相を生成してもよい。この構成では、帰還信号の位相を生成することができる。
【００１０】
一実施形態においては、移相量算出器は、少なくとも、帯域通過フィルタと位相検出器とにより生じる位相遅れを補正する移相量を算出してもよい。この構成では、帯域通過フィルタと位相検出器とにより生じる位相遅れをキャンセルすることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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