電流電壓變換電路以及自激振蕩電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電流電壓變換電路以及自激振蕩電路。
[0002]本發明基于2014年5月23日向日本申請的特愿2014 — 107185主張優先權，在此引用其內容。
【背景技術】
[0003]日本特開2006 - 71498號公報(以下稱為“專利文獻I”)中，記載有將振子的靜電容量變化變換為電壓變化并輸出的電路。在專利文獻I記載的技術中，利用由運算放大器、電阻、以及電容器構成的變換電路，將振子的靜電容量變化變換為電壓變化。
[0004]日本特公昭46 - 27633號公報(以下稱為“專利文獻2”)中，記載有使用將基極接地的晶體管和電容器而將電流變化變換為電壓變化的電路。
[0005]在專利文獻I記載的技術中，在運算放大器中產生輸入偏置電壓，該輸入偏置電壓是將在輸入為O的情況下表現為輸出的電壓(輸出偏置)換算為輸入值而得到的。該輸入偏置電壓由于溫度、經年變化、隨頻率增高而可靠減小的閃爍噪聲等的影響而發生變動。如果輸入偏置電壓發生變化，則在由運算放大器變換的振子的電壓變化過程中，會產生所輸出的電壓值相對于頻率、振幅的誤差。另外，在專利文獻I記載的技術中，產生用于驅動運算放大器的消耗電流。如果提高運算放大器的SN比(信號與噪聲之比)，或者加寬運算放大器的頻帶，則該消耗電流通常會增加。
[0006]在專利文獻2記載的技術中，與使用運算放大器的情況相比，通過使用晶體管，有時能夠減小消耗電流。在該情況下，在專利文獻2記載的技術中，對于為了得到輸出電壓而進行變換的晶體管，需要將其設為接通狀態而使電流流至晶體管的集電極。但是，由于需要0.3?0.6V左右的晶體管的基極與發射極之間的電壓差，因此有時無法對微小的輸入信號進行變換。另外，在專利文獻2記載的技術中，在輸入電流的大小發生變化、且晶體管的基極與發射極之間的電壓差小于或等于0.3V的情況下，電流變換動作停止，因此從晶體管輸出的電流的波形有時發生失真。并且，在專利文獻2記載的技術中，為了檢測電流而使用電容器，因此，直至該電容器的與晶體管連接的端子側的電位穩定為止需要花費時間。因此，如果要使用專利文獻2記載的技術而將振子的輸出電流變化變換為電壓變化，則有時會發生上述狀況。

【發明內容】

[0007]本發明的一個方式提供一種電流電壓變換電路以及自激振蕩電路，其能夠減少傳感器的輸出電極的電位變化，能夠減少電路的消耗電流。
[0008]本發明的第一方式的電流電壓變換電路可以具備:第一電阻，其一端與傳感器的電極連接，其另一端與第一電位連接；第一電流源；第一電容器，其一端與所述第一電阻的一端連接，其另一端與所述第一電流源連接；第一輸出端子；第一電壓源；第一晶體管，其第一端子與所述第一電容器的另一端連接，其第二端子與所述第一輸出端子連接，其控制端子與所述第一電壓源連接；以及第二電阻，其一端與所述第一晶體管的所述第二端子連接，其另一端與第二電位連接。
[0009]在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一電阻可以構成為將從所述傳感器輸入的電位固定。
[0010]在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管可以是P型MOS晶體管。所述第一端子可以是所述第一晶體管的源極，所述第二端子可以是所述第一晶體管的漏極，所述控制端子可以是所述第一晶體管的柵極。所述第二電位可以為0V。
[0011 ] 在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管可以是N型MOS晶體管。所述第一端子可以是所述第一晶體管的源極，所述第二端子可以是所述第一晶體管的漏極，所述控制端子可以是所述第一晶體管的柵極。所述第二電位可以為正的電源電位。
[0012]在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管可以是PNP型晶體管。所述第一端子可以是所述第一晶體管的發射極，所述第二端子可以是所述第一晶體管的集電極，所述控制端子可以是所述第一晶體管的基極。所述第二電位可以為0V。
[0013]在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管可以是NPN型晶體管，所述第一端子可以是所述第一晶體管的發射極，所述第二端子可以是所述第一晶體管的集電極，所述控制端子可以是所述第一晶體管的基極。所述第二電位可以為正的電源電位。
[0014]在上述第一方式的電流電壓變換電路中，所述第一電阻的一端可以與所述傳感器的振子連接。
[0015]本發明的第二方式的電流電壓變換電路可以具備:第一電阻，其一端與傳感器的一個電極連接，其另一端與第一電位連接；第一電流源；第一電容器，其一端與所述第一電阻的一端連接，其另一端與所述第一電流源連接；第一輸出端子；第一電壓源；第一晶體管，其第一端子與所述第一電容器的另一端連接，其第二端子與所述第一輸出端子連接，其控制端子與所述第一電壓源連接；第二電阻，其一端與所述第一晶體管的所述第二端子連接，其另一端與第二電位連接；第三電阻，其一端與所述傳感器的另一個電極連接，其另一端與第三電位連接；第二電流源；第二電容器，其一端與所述第三電阻的一端連接，其另一端與所述第二電流源連接；第二輸出端子；第二電壓源；第二晶體管，其第一端子與所述第二電容器的另一端連接，其第二端子與所述第二輸出端子連接，其控制端子與所述第二電壓源連接；以及第四電阻，其一端與所述第二晶體管的所述第二端子連接，其另一端與第四電位連接。
[0016]在上述第二方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管以及所述第二晶體管可以是P型MOS晶體管。所述第一晶體管的第一端子以及所述第二晶體管的第一端子分別可以是所述第一晶體管的源極以及所述第二晶體管的源極，所述第一晶體管的第二端子以及所述第二晶體管的第二端子可以是所述第一晶體管的漏極以及所述第二晶體管的漏極，所述第一晶體管的控制端子以及所述第二晶體管的控制端子可以是所述第一晶體管的柵極以及所述第二晶體管的柵極。
[0017]在上述第二方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管以及所述第二晶體管可以是N型MOS晶體管。所述第一晶體管的第一端子以及所述第二晶體管的第一端子分別可以是所述第一晶體管的源極以及所述第二晶體管的源極，所述第一晶體管的第二端子以及所述第二晶體管的第二端子可以是所述第一晶體管的漏極以及所述第二晶體管的漏極，所述第一晶體管的控制端子以及所述第二晶體管的控制端子可以是所述第一晶體管的柵極以及所述第二晶體管的柵極。
[0018]在上述第二方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管以及所述第二晶體管可以是PNP型晶體管。所述第一晶體管的第一端子以及所述第二晶體管的第一端子分別可以是所述第一晶體管的發射極以及所述第二晶體管的發射極，所述第一晶體管的第二端子以及所述第二晶體管的第二端子可以是所述第一晶體管的集電極以及所述第二晶體管的集電極，所述第一晶體管的控制端子以及所述第二晶體管的控制端子可以是所述第一晶體管的基極以及所述第二晶體管的基極。
[0019]在上述第二方式的電流電壓變換電路中，所述第一晶體管以及所述第二晶體管可以是NPN型晶體管，所述第一晶體管的第一端子以及所述第二晶體管的第一端子分別可以是所述第一晶體管的發射極以及所述第二晶體管的發射極，所述第一晶體管的第二端子以及所述第二晶體管的第二端子可以是所述第一晶體管的集電極以及所述第二晶體管的集電極，所述第一晶體管的控制端子以及所述第二晶體管的控制端子可以是所述第一晶體管的基極以及所述第二晶體管的基極。
[0020]本發明的第三方式的自激振蕩電路可以具備:偏置電源；傳感器，其具備與所述偏置電源連接的振子、第一電極、以及第二電極；電流電壓變換電路，其是與所述傳感器的第一電極連接的電流電壓變換電路，并具備:第一電阻，其一端與所述傳感器的第一電極連接，其另一端與第一電位連接；第一電流源；第一電容器，其一端與所述第一電阻的一端連接，其另一端與所述第一電流源連接；第一輸出端子；第一電壓源；第一晶體管，其第一端子與所述第一電容器的另一端連接，其第二端子與所述第一輸出端子連接，其控制端子與所述第一電壓源連接；以及第二電阻，其一端與所述第一晶體管的所述第二端子連接，其另一端與第二電位連接；振幅檢測器，其輸入與所述電流電壓變換電路的所述第一輸出端子連接；第二電壓源；誤差積分器，其一個輸入與所述振幅檢測器的輸出連接，其另一個輸入與所述第二電壓源連接；衰減器，其一個輸入與所述電流電壓變換電路的所述第一輸出端子連接，其另一個輸入與所述誤差積分器的輸出連接；以及緩存器，所述衰減器的輸出與所述緩存器的輸入連接，所述傳感器的所述第二電極與所述緩存器的輸出連接。
[0021]發明的效果
[0022]根據本發明的一個方式，能夠減少傳感器的輸出電極的電位變化，能夠減少電路的消耗電流。
【附圖說明】
[0023]圖1是第一實施方式所涉及的使用電流電壓變換電路的自激振蕩電路的概略框圖。
[0024]圖2是第一實施方式所涉及的使用PMOS的電流電壓變換電路的電路圖。
[0025]圖3是第二實施方式所涉及的使用NMOS的電流電壓變換電路的電路圖。
[0026]圖4是第三實施方式所涉及的使用PNP晶體管的電流電壓變換電路的電路圖。
[0027]圖5是第四實施方式所涉及的使用NPN晶體管的電流電壓變換電路的電路圖。
[0028]圖6是第五實施方式所涉及的使用PMOS的雙系統的電流電壓變換電路的電路圖。
[0029]圖7是第六實施方式所涉及的使用PNP晶體管的雙系統的電流電壓變換電路的電路圖。
[0030]圖8是第七實施方式所涉及的使用NMOS的雙系統的電流電壓變換電路的電路圖。
[0031]圖9是第八實施方式所涉及的使用NPN晶體管的雙系統的電流電壓變換電路的電路圖。
[0032]圖10是第九實施方式所涉及的使用PMOS的電流電壓變換電路的電路圖。
[0033]圖11是第十實施方式所涉及的使用PNP晶體管的電流電壓變換電路的電路圖。
[0034]圖12是第^^一實施方式所涉及的使用NMOS的電流電壓變換電路的電路圖。
[0035]圖13是第十二實施方式所涉及的使用NPN晶體管的電流電壓變換電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0036]下面，參照附圖，對本發明的若干實施方式進行說明。
[0037]<第一實施方式>
[0038]圖1是本第一實施方式所涉及的使用電流電壓變換電路的自激振蕩電路I的概略框圖。
[0039]如圖1所示，自激振蕩電路I構成為包括振動式傳感器2、偏置電源3、電流電壓變換電路4、振幅檢測器5、電壓源6、誤差積分器7、衰減器8、以及緩存器9。
[0040]振動式傳感器2具備第一固定電極21 (輸入電極)、振子22、以及第二固定電極23 (輸出電極)。在本發明中，電極是指第一固定電極21 (輸入電極)、振子22、以及第二固定電極23(輸出電極)中的至少一者。從緩存器9對第一固定電極21輸入驅動信號。從偏置電源3對振子22供給偏置電壓。第二固定電極23將輸出電流輸出到電流電壓變換電路4。輸出電流為交流電流。在振子22未振動的情況下，第一固定電極21與振子22具有第一間隔，振子22與第二固定電極23具有第二間隔。如果振子22通過自激振蕩的方式進行振動，則第二間隔發生變化，因此第一固定電極21與振子22之間的靜電容量發生變化。在振動式傳感器2中，如果振子22進行振動，則為了將電荷保持恒定，根據靜電容量的變化而從第二固定電極23將輸出電流輸出。
[0041]偏置電源3的負極側接地，其正極側與振動式傳感器2的振子22連接。偏置電源3是直流電壓源。
[0042]電流電壓變換電路4將振動式傳感器2的輸出電極的電位固定為規定的電位。電流電壓變換電路4將從振動式傳感器2輸入的電流變換為電壓，將變換所得的電壓輸出到振幅檢測器5和衰減器8。在后面對電流電壓變換電路4的結構進行敘述。
[0043]振幅檢測器5檢測從電流電壓變換電路4輸入的電壓的振幅的大小，將表示檢測出的振幅的大小的電壓輸出到誤差積分器7。
[0044]電壓源6是直流電壓源，其負極側接地，其正極側與誤差積分器7連接。電壓源6的電壓值是能夠使振子22以不與第一固定電極21及第二固定電極23碰撞的方式振動的電壓值。
[0045]誤差積