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傳感器裝置

閱讀：1發(fā)布：2023-04-11

專利匯可以提供傳感器裝置專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且一種 傳感器 裝置，該傳感器裝置被配備有 電壓 檢測型傳感器單元(20)，用于將物理量轉(zhuǎn)換為電壓值并且將表示電壓值的電壓 信號 輸出；斬波 放大器 單元(10)，用于通過以預(yù)定斬波 頻率 對從傳感器單元輸出的電壓信號進(jìn)行斬波來生成調(diào)制信號，將調(diào)制信號放大為放大信號，然后解調(diào)放大信號并且將其作為 輸出信號 輸出；積分單元(13)，包括 運(yùn)算放大器 (14)、輸入 電阻 器 (R1)和電容器(C1)，其中運(yùn)算放大器用于將非 反相輸入端 的電壓和反相輸入端的電壓之間的電壓差放大，輸入 電阻器 被連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端，并且電容器被連接在運(yùn)算放大器(14)的反相輸入端和輸出端之間，而且積分單元適于以預(yù)定 采樣 頻率對從斬波放大器單元(10)輸出的輸出信號進(jìn)行采樣并且對采樣的輸出信號進(jìn)行積分；和數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用于將由積分單元積分的輸出信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號 。，下面是傳感器裝置專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種傳感器裝置，其特征在于，包含：
電壓檢測型傳感器單元，用于將物理量轉(zhuǎn)換為電壓值，并且將表示所述電壓值的電壓信號輸出；
斬波放大器單元，用于通過以預(yù)定斬波頻率對從所述傳感器單元輸出的所述電壓信號進(jìn)行斬波來生成調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號放大為放大信號，然后解調(diào)所述放大信號并且將其作為輸出信號輸出；
積分單元，所述積分單元包括運(yùn)算放大器、輸入電阻器和電容器，所述運(yùn)算放大器用于將非反相輸入端的電壓和反相輸入端的電壓之間的電壓差進(jìn)行放大，所述輸入電阻器被連接到所述運(yùn)算放大器的所述反相輸入端，所述電容器被連接在所述運(yùn)算放大器的所述反相輸入端和輸出端之間，所述積分單元適于以預(yù)定采樣頻率對從所述斬波放大器單元輸出的所述輸出信號進(jìn)行采樣，并且對采樣的輸出信號進(jìn)行積分；和
數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用于將由所述積分單元積分的所述輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含用于調(diào)整所述采樣頻率的采樣頻率調(diào)整單元。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于：
由所述斬波頻率的倒數(shù)表示的斬波周期和由所述采樣頻率的倒數(shù)表示的采樣周期被同步；并且
所述斬波頻率為所述采樣頻率的n倍，其中n為等于或者大于1的自然數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含振蕩單元，所述振蕩單元包括具有電阻器和電容器的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，所述時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動所述斬波放大器單元和所述積分單元并且用作具有所述采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)，其中：
所述振蕩單元的所述電阻器和所述電容器具有與所述積分單元的所述輸入電阻器和所述電容器相同的溫度特性。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含振蕩單元，所述振蕩單元包括具有電阻器和電容器的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，所述時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動所述斬波放大器單元和所述積分單元并且用作具有所述采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)，其中：
所述振蕩單元的所述電阻器和所述電容器具有與所述積分單元的所述輸入電阻器和所述電容器相同的電特性。
6.如權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含：
第一存儲器和第二存儲器，用于存儲在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號的所述輸出信號的數(shù)據(jù)；
切斷部，用于切斷從所述傳感器單元到所述斬波放大器單元的所述電壓信號的輸出；
選擇器，用于選擇所述第一存儲器或者所述第二存儲器來存儲來自所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)；
控制單元，在使所述切斷部切斷從所述傳感器單元到所述斬波放大器單元的所述電壓信號的所述輸出、并且使所述選擇器選擇將來自所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)存儲在所述第一存儲器中的情況下，讓在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)被存儲在所述第一存儲器中，并且在使所述切斷部沒有切斷從所述傳感器單元到所述斬波放大器單元的所述電壓信號的所述輸出、并且使所述選擇器選擇將來自所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)存儲在所述第二存儲器中的情況下，讓在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)被存儲在所述第二存儲器中；和
減法器，用于計(jì)算在所述第一存儲器中存儲的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)與在所述第二存儲器中存儲的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)之間的差。
7.如權(quán)利要求6所述的傳感器裝置，其特征在于：
所述傳感器單元和所述斬波放大器單元通過用于傳輸來自所述傳感器單元的所述電壓信號的多條信號線被連接；
所述切斷部為用于使所述多條所述信號線短路的短路開關(guān)；
所述選擇器為用于將所述第一存儲器和所述第二存儲器中的任何一個連接到所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的切換開關(guān)；并且
所述控制單元控制所述選擇器和所述切斷部，以使得在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號的所述輸出信號的所述數(shù)據(jù)比存儲在所述第一存儲器中更頻繁地存儲在所述第二存儲器中。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含積分控制單元，其中：
所述積分控制單元執(zhí)行控制，以在作為所述采樣頻率的倒數(shù)的每個采樣周期中的預(yù)定采樣期間通過將從所述斬波放大器單元輸出的所述輸出信號輸入到所述反相輸入端而讓所述運(yùn)算放大器對電容器充電，并且在經(jīng)過所述采樣期間之后使所述電容器放電，從而生成由所述積分單元積分的所述輸出信號，并且所述積分控制單元執(zhí)行控制，以當(dāng)從所述斬波放大器單元輸出的所述輸出信號的電壓達(dá)到預(yù)定基準(zhǔn)電壓時(shí)，終止積分處理；并且所述數(shù)字轉(zhuǎn)換單元包括計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器用于測量在經(jīng)過數(shù)字值的所述采樣期間之后直到結(jié)束所述積分處理的時(shí)間，并且將所述數(shù)字值的測量時(shí)間作為所述數(shù)字信號輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感器裝置，其特征在于，所述積分控制單元在經(jīng)過所述采樣期間之后，通過將具有與從所述斬波放大器單元輸出的所述輸出信號的電壓的極性相反的極性的所述基準(zhǔn)電壓施加到所述反相輸入端，使所述電容器放電。
10.如權(quán)利要求8或9所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含振蕩單元，所述振蕩單元包括具有電阻器和電容器的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，所述時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動所述斬波放大器單元和所述積分單元并且用作具有所述采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)，其中：
所述振蕩單元的所述電阻器和所述電容器具有與所述積分單元的所述輸入電阻和所述電容器相同的溫度特性；并且
所述積分控制單元基于所述脈沖信號來控制所述運(yùn)算放大器的所述電容器的充電和放電。
11.如權(quán)利要求8或9所述的傳感器裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含振蕩單元，所述振蕩單元包括具有電阻器和電容器的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，所述時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動所述斬波放大器單元和所述積分單元并且用作具有所述采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)，其中：
所述振蕩單元的所述電阻器和所述電容器具有與所述積分單元的所述輸入電阻和所述電容器相同的電特性；并且
所述積分控制單元基于所述脈沖信號來控制所述運(yùn)算放大器的所述電容器的充電和放電。

說明書全文

傳感器裝置

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種用于檢測物理量的傳感器裝置。

背景技術(shù)

[0002] 傳統(tǒng)地，已知一種具有用于將物理量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器單元的傳感器裝置。例如，傳感器單元為熱電偶。熱電偶通過吸收從物體發(fā)出的紅外線來測量物體的溫度。
[0003] 熱電偶以電壓信號的形式表示溫度變化量。例如，如果溫度變化量為1度，那么以2.3μV的電壓值的電壓信號的形式來表示該溫度變化量。
[0004] 由于以小電壓值的電壓信號的形式表示溫度變化量，所以該電壓信號需要以高增益被放大，以便使用該電壓信號來精確測量物體的溫度。
[0005] 因此，傳感器裝置傳統(tǒng)地包括放大器。放大器具有接收來自諸如熱電偶的傳感器單元的電壓信號和放大該電壓信號的功能。但是，來自放大器的輸出可能被混入放大器內(nèi)固有的偏移電壓和低頻1/f噪聲。
[0006] 廣為人知的斬波技術(shù)(chopping technology)為有效除去放大器中固有的偏移電壓和低頻1/f噪聲的技術(shù)。這是用于將在通過放大器的放大處理的過程中混合的偏移電壓和1/f噪聲部分與電壓信號分離的技術(shù)。例如，下面的專利文獻(xiàn)1和2中公開了斬波技術(shù)。
[0007] 文獻(xiàn)1為″可靠的高質(zhì)量紅外傳感器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自動氣候控制的途徑(Reliable High Quality Infrared Sensors have Found Their Way Into Automotive Cl imate Control)″，Roger Diels，Melexis產(chǎn)品單，http://www.melexis.com/Assets/Reliable_High_Quality_Infrared_Sensors_In_Autom otive_Climate_Control_3810.aspx.[0008] 文獻(xiàn)2為″具有集成的低通濾波器的CMOS斬波運(yùn)算放大器(A CMOS Chopper Opamp with Integrated Low-Pass Filter)″，A.Bakker和J.H.Huijsing，Proceedings ofthe 23rd European Solid-State Circuits Conference.1997ESS CIRC’97.[0009] 具體說明斬波技術(shù)。偏移電壓和1/f噪聲部分的頻率被轉(zhuǎn)變?yōu)閿夭l率和它的奇數(shù)倍頻率，然而表示溫度變化的電壓信號部分的頻率被轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l帶的頻率并且為預(yù)斬波頻率的偶數(shù)倍頻率。以這種方法，具有斬波頻率和它的奇數(shù)倍頻率的偏移電壓和1/f噪聲部分可以通過低通濾波器被除去。

發(fā)明內(nèi)容

[0010] 通過低通濾波器僅將具有斬波頻率和它的奇數(shù)倍頻率的偏移電壓和1/f噪聲部分除去、并且僅將表示溫度變化以及處于低頻帶的電壓信號部分去掉具有以下問題。
[0011] 在放大處理的過程中混合的偏移電壓和1/f噪聲存在于非常低的頻帶中。存在于這種頻帶中的偏移電壓和1/f噪聲通過斬波技術(shù)被處理成具有斬波頻率和它的奇數(shù)倍頻率。表示溫度變化的電壓信號部分被處理成具有低頻帶的頻率。
[0012] 具有低截止頻率的低通濾波器有必要僅精確地去掉表示溫度變化的電壓信號部分。通過1/(2πRC)來表示低通濾波器的截止頻率，其中R代表電阻值并且C代表電容。
[0013] 為了使低通濾波器能夠具有低截止頻率，由RC表示的時(shí)間常數(shù)需要是大的。因此，電阻值和電容中的任何一個都需要是大的。
[0014] 一般地，用于斬波的組成元件和低通濾波器都被安裝在單片集成電路上。但是，例如，如果電阻器的數(shù)量增加或者更大的電容器被使用，以增加低通濾波器的時(shí)間常數(shù)，那么低通濾波器的電路尺寸增加。結(jié)果，傳感器裝置的電路尺寸增加。
[0015] 為了更精確測量物體的溫度，數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以被設(shè)置成將已經(jīng)過低通濾波器的電壓信號分量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。由于由多個組成元件組成數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所以傳感器裝置的電路尺寸進(jìn)一步增加。
[0016] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器裝置，該傳感器裝置能夠在沒有增加電路尺寸的情況下，除去在放大處理的過程中混合的噪聲分量，同時(shí)能夠進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面指的是傳感器裝置，該傳感器裝置包含：電壓檢測型傳感器單元，用于將物理量轉(zhuǎn)換為電壓值并且將表示電壓值的電壓信號輸出；斬波放大器單元，用于通過以預(yù)定斬波頻率對從傳感器單元輸出的電壓信號進(jìn)行斬波來生成調(diào)制信號，將調(diào)制信號放大為放大信號，然后解調(diào)放大信號并且將其作為輸出信號輸出；積分單元，包括運(yùn)算放大器、輸入電阻器和電容器，其中運(yùn)算放大器用于將非反相輸入端的電壓和反相輸入端的電壓之間的電壓差放大，輸入電阻器被連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端，電容器被連接在運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，而且積分單元適于以預(yù)定采樣頻率對從斬波放大器單元輸出的輸出信號進(jìn)行采樣，并且對采樣的輸出信號進(jìn)行積分；和數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用于將由積分單元積分的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。附圖說明
[0018] 圖1是顯示根據(jù)發(fā)明的一個實(shí)施例的傳感器裝置的典型構(gòu)造的圖，[0019] 圖2是顯示斬波放大器單元的典型構(gòu)造的圖，
[0020] 圖3顯示了顯示斬波放大器單元的典型操作的曲線圖，
[0021] 圖4是顯示積分器的典型構(gòu)造的圖，
[0022] 圖5是顯示斬波放大器單元和積分器的典型頻率特性的曲線圖，[0023] 圖6是顯示根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的傳感器裝置的另一種典型構(gòu)造的圖，[0024] 圖7是典型控制器的功能框圖，和
[0025] 圖8是顯示控制器的典型操作的時(shí)間圖。

具體實(shí)施方式

[0026] 下面說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的傳感器裝置。圖1是顯示傳感器裝置的典型構(gòu)造的圖。圖2是顯示斬波放大器單元的典型構(gòu)造的圖。圖3顯示了顯示斬波放大器單元的典型操作的曲線圖。圖4是顯示積分器的典型構(gòu)造的圖。
[0027] 圖1中所示的傳感器裝置1包括控制器(控制單元)11?？刂破?1集中控制如下所述的各個組成元件。傳感器裝置1進(jìn)一步包括電壓檢測型傳感器單元20、斬波放大器單元10和AD轉(zhuǎn)換電路(數(shù)字轉(zhuǎn)換單元)12。傳感器單元20將物理量轉(zhuǎn)換為電壓值，并且將表示該電壓值的電壓信號輸出。
[0028] 斬波放大器單元10包括第一斬波電路100、運(yùn)算放大器101和第二斬波電路102。例如，斬波放大器單元10如圖3所示地操作。
[0029] 在斬波放大器單元10中，第一斬波電路100接收從傳感器單元20輸出的電壓信號Vin的輸入(見圖1)。圖3中所示的曲線圖(a)顯示傳感器單元20的典型的頻率特性。傳感器單元20將以電壓信號的形式表示檢測的溫度變化的電壓信號Vin輸出到第一斬波電路100。這種電壓信號Vin是曲線圖(a)中頻帶中的頻率比斬波頻率fc低的信號。于是，第一斬波電路100通過用預(yù)定斬波頻率fc對從傳感器單元20接收的電壓信號Vin進(jìn)行斬波來調(diào)制從傳感器單元20接收的電壓信號Vin。
[0030] 圖3中所示的曲線圖(b)顯示第一斬波電路100的典型的頻率特性。在接收從傳感器單元20輸出的電壓信號Vin時(shí)，第一斬波電路100用斬波頻率fc對電壓信號Vin進(jìn)行斬波。結(jié)果，如曲線圖(b)所示，電壓信號Vin被調(diào)制為具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號。
[0031] 這里，在曲線圖(b)中，具有斬波頻率fc的奇數(shù)倍的頻率的電壓信號Vin的電壓值小于具有斬波頻率fc的電壓信號Vin的電壓值，并且隨著斬波頻率fc的奇數(shù)倍增加，電壓信號Vin的電壓值減少。其原因如下。
[0032] 使用具有斬波頻率fc的矩形波，以通過用斬波頻率fc來對具有某個頻率的信號進(jìn)行斬波而調(diào)制具有某個頻率的信號。矩形波由具有作為基本頻率的斬波頻率fc的基波和諧波組成，其中諧波具有基本頻率(斬波頻率fc)的預(yù)定倍數(shù)的頻率。例如，當(dāng)矩形波的占空比為50％時(shí)，獲得其中諧波存在于基本頻率(斬波頻率fc)的奇數(shù)倍的頻率的頻譜，作為這種矩形波的頻譜。
[0033] 在矩形波的頻譜中，眾所周知，隨著諧波的頻率增加，諧波的值減少。因此，在矩形波的頻譜中，隨著從基本頻率(斬波頻率fc)奇數(shù)倍增加，諧波的值減少。
[0034] 當(dāng)使用這種矩形波調(diào)制電壓信號Vin時(shí)，獲得具有這種波形的信號，其中似乎通過將矩形波疊加在電壓信號Vin上來獲得這種波形。結(jié)果，獲得該信號中的斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的成分作為調(diào)制電壓信號Vin。
[0035] 因此，具有斬波頻率fc的奇數(shù)倍頻率的電壓信號Vin的電壓值小于具有斬波頻率fc的電壓信號Vin的電壓值，并且隨著斬波頻率fc的奇數(shù)倍數(shù)增加，電壓信號Vin的電壓值減少。
[0036] 運(yùn)算放大器101放大具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的調(diào)制電壓信號Vin的電壓值。在該放大處理中，電壓信號Vin被混有運(yùn)算放大器101中固有的偏移電壓和1/f噪聲(在下文中，稱為噪聲成分)。這種噪聲成分一般位于比斬波頻率fc低的頻帶中。
[0037] 圖3中所示的曲線圖(c)顯示運(yùn)算放大器101的典型的頻率特性。當(dāng)運(yùn)算放大器101接收到在第一斬波電路100中被調(diào)制成具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號Vin時(shí)，將電壓信號Vin放大預(yù)定的放大系數(shù)。結(jié)果，對調(diào)制成具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號Vin進(jìn)行放大。如曲線圖(c)所示，電壓信號Vin在低于斬波頻率fc的頻帶中被混有噪聲成分。
[0038] 第二斬波電路102解調(diào)運(yùn)算放大器101的輸出信號并且將其作為輸出信號Vout輸出。圖3中所示的曲線圖(d)顯示第二斬波電路102的典型的頻率特性。如曲線圖(d)所示，通過第二斬波電路102的解調(diào)，由運(yùn)算放大器101放大的電壓信號Vin變成具有與在從傳感器單元20輸出時(shí)的頻率相同的頻率。
[0039] 另一方面，在通過運(yùn)算放大器101的放大處理的過程中混合的低頻帶中的噪聲成分，通過第二斬波電路102的解調(diào)而具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率。
[0040] 接下來，說明AD轉(zhuǎn)換電路12。AD轉(zhuǎn)換電路12由所謂的雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器組成。AD轉(zhuǎn)換電路12包括積分器(積分單元)13、比較器15、CR振蕩電路(振蕩單元)16和計(jì)數(shù)器17。
[0041] 如圖1和4所示，積分器13包括運(yùn)算放大器14、輸入電阻R1和電容器C1。輸入電阻器R1被連接到運(yùn)算放大器14的反相輸入端14A。在運(yùn)算放大器14的反相輸入端14A和輸出端14B之間連接電容器C1。在運(yùn)算放大器14中，非反相輸入端14C被接地。
[0042] 開關(guān)SW1被設(shè)置在輸入電阻器R1的另一端處。電阻器R1的另一端通過開關(guān)SW1被切換地與端子“a”或“b”連接。端子“a”被連接到斬波放大器單元10?；鶞?zhǔn)電壓Vref被施加于端子“b”。開關(guān)SW1被控制器11控制。
[0043] 下面概述積分器13中的積分處理。首先，隨著開關(guān)SW1與端子“a”連接，開始從斬波放大器單元10輸出的輸出信號Vout的積分。此時(shí)，電容器C1利用輸出信號Vout被充電。積分器13將該狀態(tài)維持預(yù)定期間(在下文中，稱為采樣期間)。采樣期間是開關(guān)SW1與端子“a”連接的期間，并且也可以稱作采樣時(shí)間。由于從斬波放大器單元10輸出的輸出信號Vout在采樣期間被輸入到反相輸入端14A，所以來自積分器13的輸出信號的電壓下降。
[0044] 在開始對電容器C1充電之后的經(jīng)過采樣期間時(shí)，控制器11使開關(guān)SW1與端子“b”連接，并且使得計(jì)數(shù)器17開始對時(shí)鐘脈沖CLK1進(jìn)行計(jì)數(shù)。以這種方法，基準(zhǔn)電壓Vref(具有與輸出信號Vout的極性相反的極性的電壓)被施加于輸入電阻器R1的另一端。由于這樣使電容器C1開始放電，所以積分器13的輸出電壓增加。當(dāng)積分器13的輸出電壓達(dá)到某個電壓(例如基準(zhǔn)電壓Vref)時(shí)，控制器11使開關(guān)SW1被放置在與端子“a”和“b”都沒有連接的位置處，并且停止計(jì)數(shù)器17對時(shí)鐘脈沖CLK1的計(jì)數(shù)。以這種方法，完成通過積分器13的積分處理。
[0045] 積分器13的運(yùn)算放大器14具有當(dāng)輸入信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)隨著輸入信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的特性。因此，積分器13能夠具有當(dāng)輸入到積分器13的輸出信號Vout的頻率超過預(yù)定頻率(例如是采樣頻率的1.5倍的頻率)時(shí)，隨著頻率增加而減少放大系數(shù)的功能。因此，如果輸入信號的頻率低于預(yù)定頻率，那么輸入信號可以通過，然而隨著輸入信號的頻率增加到超出預(yù)定頻率，輸入信號的通過變得更加困難。換句話說，積分器13起低通濾波器的功能。
[0046] 利用比較器15來判定來自積分器13的輸出信號是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定電壓(例如基準(zhǔn)電壓Vref)。比較器15將來自積分器13的輸出信號的電壓值與基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較。控制器11監(jiān)控積分器13的輸出電壓是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定電壓(例如，基準(zhǔn)電壓Vref)。當(dāng)積分器13的輸出電壓達(dá)到預(yù)定電壓時(shí)，控制器11終止通過積分器13的積分處理。
[0047] 在電容器C1開始放電之后，計(jì)數(shù)器17計(jì)算時(shí)鐘脈沖CLK1的脈沖數(shù)，直到積分器13的輸出信號達(dá)到預(yù)定電壓(基準(zhǔn)電壓Vref)。由計(jì)數(shù)器17計(jì)算的脈沖數(shù)與輸入到積分器13的電壓信號的電壓值成比例。以這種方法，由計(jì)數(shù)器17計(jì)算的脈沖數(shù)作為表示溫度變化的數(shù)字信號被輸出到后續(xù)階段的電路。
[0048] 說明該實(shí)施例的主要效果。
[0049] 運(yùn)算放大器具有當(dāng)輸入信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)隨著輸入信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的特性。因此，積分器13能夠具有當(dāng)接收的輸出信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)隨著接收的輸出信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的功能。因此，如果輸入信號的頻率低于預(yù)定頻率，那么積分器13允許輸入信號通過，然而隨著輸入信號的頻率增加到超出預(yù)定頻率，通過輸入信號變得更加困難。
[0050] 由于以這種方法積分器13進(jìn)行低通濾波器的功能，所以沒有必要單獨(dú)提供低通濾波器。此外，通過積分器13的積分值經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換電路12被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，在不增加傳感器裝置1的電路尺寸的情況下，通過除去在放大處理的過程中混合的噪聲成分可以進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。
[0051] CR振蕩電路16為包括電容器和電阻器的振蕩器。該CR振蕩電路16生成用于操作斬波放大器單元10和積分器13的時(shí)鐘脈沖CLK1。盡管CR振蕩電路16被設(shè)置在圖1中的AD轉(zhuǎn)換電路12中，但是它也可以被設(shè)置為獨(dú)立于AD轉(zhuǎn)換電路12。
[0052] 計(jì)數(shù)器17計(jì)算在預(yù)定期間從CR振蕩電路16輸出的時(shí)鐘脈沖CLK1的數(shù)量。預(yù)定期間是在通過控制器11的控制開始電容器C1的放電之后，直到積分器13的輸出信號的電壓達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref的期間。計(jì)數(shù)值作為數(shù)字信號被輸出到后續(xù)階段的電路。以這種方法，具有與電容器C1的充電的電量相對應(yīng)的值的數(shù)字信號被輸出。這里，CR振蕩電路16的電容器和電阻器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的溫度特性。CR振蕩電路16的電容器和電阻器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的電特性。
[0053] 由于AD轉(zhuǎn)換電路12被如上所述地構(gòu)造，所以從斬波放大器單元10輸出的電壓信號在積分器13中被積分，并且具有與積分值相對應(yīng)的值的數(shù)字信號被輸出。
[0054] 如圖4所示，傳感器裝置1包括脈沖寬度調(diào)整電路24。例如，脈沖寬度調(diào)整電路24被設(shè)置在控制器11中。從CR振蕩電路16輸出的時(shí)鐘脈沖CLK1通過圖1所示的分頻電路被分頻為時(shí)鐘脈沖CLK2。脈沖寬度調(diào)整電路24在接收時(shí)鐘脈沖CLK2時(shí)進(jìn)行預(yù)定處理(未顯示)，從而調(diào)整積分器13的開關(guān)SW1與端子“a”連接的頻率。以這種方法，脈沖寬度調(diào)整電路24起采樣頻率調(diào)整器的作用，即，調(diào)整開關(guān)SW1與端子“a”連接的頻率，因此具有調(diào)整表示積分器13的頻率的采樣頻率以對來自斬波放大器單元10的輸出信號Vout進(jìn)行采樣的功能。
[0055] 以這種方法，積分器13對來自斬波放大器單元10的輸出信號Vout進(jìn)行采樣的采樣頻率能夠通過脈沖寬度調(diào)整電路24被調(diào)整。因此，根據(jù)該實(shí)施例的傳感器裝置1具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0056] 如上所述，在積分器13中，當(dāng)接收的輸出信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)，隨著接收的輸出信號Vout的頻率增加，放大系數(shù)減少。通過采樣頻率的大小確定頻率，放大系數(shù)在該頻率或該頻率以上減少(參見圖5)。水平軸表示輸入到積分器13的輸出信號Vout的頻率，并且豎軸表示從積分器13輸出的輸出信號的電壓。在圖5中，放大系數(shù)在預(yù)定頻率或預(yù)定頻率以上減少，該預(yù)定頻率是采樣頻率fs的1.5倍的頻率。
[0057] 結(jié)果，積分器13起低通濾波器的作用，隨著輸出信號Vout的頻率增加到超出通過采樣頻率fs的大小確定的某個頻率，該低通濾波器使得輸入到積分器13的輸出信號Vout的通過更加困難。因此，如果確定采樣頻率fs的大小，那么積分器13能夠使具有超過由采樣頻率fs的大小確定的某個頻率的頻率的噪聲成分難以通過。
[0058] 在根據(jù)該實(shí)施例的傳感器裝置1中，通過脈沖寬度調(diào)整電路24調(diào)整積分器13對接收的輸出信號Vout進(jìn)行采樣的采樣頻率fs。因此，能夠調(diào)整在輸入到積分器13的輸出信號Vout中包括的某個頻帶中的噪聲成分的輸出，其中那些噪聲成分的輸出應(yīng)當(dāng)難以通過積分器13。因此，從在試圖通過積分器13的輸出信號中混合的某個頻帶中的噪聲成分中，除去那些具有超過由采樣頻率fs的大小確定的某個頻率的頻率的噪聲成分。結(jié)果，能夠調(diào)整噪聲成分與通過積分器13的信號的比。
[0059] 脈沖寬度調(diào)整電路24包括時(shí)間生成電路19和時(shí)間調(diào)制電路18。時(shí)間生成電路19通過對時(shí)鐘脈沖CLK2進(jìn)行分頻而生成基準(zhǔn)信號SG1，通過對從時(shí)鐘源(該實(shí)施例中的CR振蕩電路16)輸出的時(shí)鐘脈沖CLK1進(jìn)行分頻獲得該時(shí)鐘脈沖CLK2。時(shí)間調(diào)整電路18通過調(diào)整基準(zhǔn)信號SG1的脈沖寬度，來調(diào)整由基準(zhǔn)信號SG1的脈沖寬度表示的采樣期間的持續(xù)時(shí)間。基準(zhǔn)信號SG1是當(dāng)調(diào)整采樣期間的持續(xù)時(shí)間時(shí)，具有表示用作基礎(chǔ)(basis)的采樣基準(zhǔn)期間的脈沖寬度的基準(zhǔn)信號。
[0060] 時(shí)間調(diào)整電路18還通過增加基準(zhǔn)信號SG1的脈沖寬度延長采樣期間，并且通過減少脈沖寬度來縮短采樣期間。以這種方法，脈沖寬度調(diào)整電路24通過調(diào)整采樣期間來調(diào)整由采樣期間的倒數(shù)表示的采樣頻率fs。
[0061] 在如上所述構(gòu)造的傳感器裝置1中，由斬波頻率的倒數(shù)表示的斬波周期和由采樣頻率fs的倒數(shù)表示的采樣周期被同步。
[0062] 斬波頻率fc為采樣頻率fs的n倍(其中n為等于或者大于1的自然數(shù))。例如，通過由脈沖寬度調(diào)整電路24調(diào)整采樣頻率fs，實(shí)現(xiàn)這些斬波頻率fc和采樣頻率fs的關(guān)系。在圖5中，斬波頻率fc為采樣頻率fs的兩倍。
[0063] 由于斬波頻率fc和采樣頻率fs具有這種關(guān)系，所以獲得以下功能和效果。
[0064] 圖5是顯示斬波放大器單元10和積分器13的典型的頻率特性的曲線圖。在圖5中，陰影區(qū)域是0到fn的范圍內(nèi)的頻率的傳感器輸出，并且該傳感器輸出是作為數(shù)字輸出被反映的輸出。
[0065] 在圖5中，存在于低頻帶中的噪聲成分為通過斬波放大器單元10而具有斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率的那些噪聲成分。
[0066] 積分器13的頻率響應(yīng)是這樣的：當(dāng)輸入到積分器13輸出信號的頻率從0增加到采樣頻率fs時(shí)，從積分器13輸出的信號的電壓值從預(yù)定電壓值Vint減少到0。此后，每當(dāng)輸入到積分器13的輸出信號的頻率變?yōu)椴蓸宇l率fs的二以上的自然數(shù)倍數(shù)時(shí)，從積分器13輸出的信號的電壓值變?yōu)?。例如，在上述專利文獻(xiàn)2中也公開了如上所述的頻率響應(yīng)。
[0067] 由于運(yùn)算放大器14的特征，積分器13的頻率響應(yīng)是這樣的：當(dāng)輸入信號的頻率超過預(yù)定頻率(是采樣頻率fs的1.5倍的頻率)時(shí)，每當(dāng)輸入信號的頻率變成10倍高時(shí)，放大系數(shù)就變?yōu)?/10。在圖5中，由“-20dB/十倍頻程(dB/decade)”表示。
[0068] 根據(jù)該實(shí)施例的傳感器裝置1，如上所述，斬波周期和采樣周期被同步，并且斬波頻率為采樣頻率的n倍(其中，n為等于或者大于1的自然數(shù))。因此，斬波頻率fc和它的奇數(shù)倍頻率與從積分器13輸出的輸出信號的電壓值變?yōu)?的采樣頻率fs和它的倍數(shù)相一致。
[0069] 因此，即使具有斬波頻率fc或它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號被輸入積分器13，從積分器13輸出的輸出信號的電壓值變?yōu)?。因此，在具有斬波頻率fc或者它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號中混合的噪聲成分沒有被反映在來自積分器13的輸出信號上。結(jié)果，能夠精確除去在來自傳感器單元20的電壓信號中混合的噪聲成分。
[0070] 這里，重新說明該實(shí)施例的一個特征。積分器13包括開關(guān)SW1，因此具有與采樣濾波器一樣的功能。采樣濾波器能夠根據(jù)采樣頻率調(diào)整截止頻率。在該實(shí)施例中，具有高頻并且包含在從斬波放大器單元10輸出的輸出信號中的噪聲成分通過調(diào)整采樣頻率，即，積分器13的采樣周期而被除去。此外，在該實(shí)施例中，在預(yù)定采樣期間的過程中利用在積分器13的電容器C1中充電的電荷，生成將變?yōu)橛糜跀?shù)字信號的基礎(chǔ)的信號。換句話說，通過在經(jīng)過采樣期間之后使積分器13的電容器C1放電，生成由積分器13積分的輸出信號。通過控制器11控制上述操作。
[0071] 概述控制器11如下。圖7是控制器11的實(shí)例的功能框圖。圖8是顯示控制器11的典型操作的時(shí)間圖?？刂破?1具有作為積分控制單元的功能并且包括脈沖寬度調(diào)整電路24、晶體管控制信號生成電路31和斬波信號生成電路33。
[0072] 脈沖寬度調(diào)整電路24包括時(shí)間生成電路19和時(shí)間調(diào)整電路18。時(shí)間生成電路19通過對從圖1所示的分頻電路25輸出的時(shí)鐘脈沖CLK2進(jìn)行分頻來生成基準(zhǔn)信號SG1。
時(shí)間調(diào)整電路18通過調(diào)整脈沖寬度來調(diào)整由基準(zhǔn)信號SG1的脈沖寬度表示的采樣期間的持續(xù)時(shí)間。從時(shí)間調(diào)整電路18輸出的信號是具有采樣頻率的脈沖信號，并且被稱作采樣信號SG2。
[0073] 晶體管控制信號生成電路31基于采樣信號SG2生成用于晶體管Tra的控制信號SG3和用于晶體管Trb的控制信號SG4。圖1所示的開關(guān)SW1由晶體管Tra和Trb構(gòu)造。
[0074] 端子“a”和輸入電阻器R1通過打開晶體管Tra被連接而通過關(guān)閉晶體管Tra被斷開。相反，端子“b”和輸入電阻器R1通過打開晶體管Trb被連接而通過關(guān)閉晶體管Trb被斷開。
[0075] 當(dāng)采樣信號SG2如圖8所示上升(時(shí)間t1)時(shí)，用于晶體管Tra的控制信號SG3通過從低被切換到高而將晶體管Tra的狀態(tài)從關(guān)狀態(tài)切換到開狀態(tài)。這樣，端子“a”和輸入電阻器R1被連接以對電容器C1充電。由于用于晶體管Trb的控制信號SG4在時(shí)間t1時(shí)是低的，所以晶體管Trb被保持關(guān)閉。因此，端子“b”和輸入電阻器R1被斷開。在時(shí)間t1時(shí)，開始電容器C1的充電，從而開始采樣期間。這樣，從斬波放大器單元10輸出的輸出信號Vout被輸入到圖1所示的反相輸入端14A。
[0076] 運(yùn)算放大器14具有當(dāng)輸入信號的頻率超過預(yù)定值時(shí)隨著輸入信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的特性。在該實(shí)施例中，運(yùn)算放大器14利用它的這種特性起低通濾波器的作用。因此，在采樣期間的過程中，以通過從積分器13輸出的輸出信號中除去具有高頻的噪聲成分而獲得的信號對電容器C1進(jìn)行充電。
[0077] 當(dāng)采樣信號SG2下降時(shí)(時(shí)間t2)，采樣期間結(jié)束。在時(shí)間t2處，用于晶體管Tra的控制信號SG3從高被切換到低，并且用于晶體管Trb的控制信號SG4從低被切換到高。因此，晶體管Tra從開狀態(tài)被切換到關(guān)狀態(tài)，并且晶體管Trb從關(guān)狀態(tài)被切換到開狀態(tài)。因此，端子“a”與輸入電阻器R1被斷開，并且端子“b”與輸入電阻器R1被連接，借此電容器C1開始放電。
[0078] 圖1中所示的計(jì)數(shù)器17計(jì)算時(shí)鐘脈沖CLK1的數(shù)量直到在電容器C1開始放電之后，積分器13的輸出信號的電壓V1達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref。通過比較器15判斷電壓V1是否已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref。由計(jì)數(shù)器17計(jì)算的脈沖數(shù)與輸入到積分器13的電壓信號Vout的電壓值成比例。由計(jì)數(shù)器17計(jì)算的脈沖數(shù)作為表示溫度變化的數(shù)字信號被輸出到后續(xù)階段的電路。
[0079] 假定來自積分器13的輸出信號的電壓V1增加并且在時(shí)間t3處達(dá)到與基準(zhǔn)電壓Vref相同的值。在時(shí)間t3處，控制器11通過將用于晶體管Trb的控制信號SG4從高切換到低而將晶體管Trb的狀態(tài)從開狀態(tài)切換到關(guān)狀態(tài)。因此，輸入電阻器R1變成與端子“a”和“b”都不連接。
[0080] 在時(shí)間t4處，采樣信號SG2上升，借此，用于晶體管Tra的控制信號SG3從低切換到高，并且電容器C1開始充電?；谕ㄟ^重復(fù)以上操作獲得的數(shù)字輸出來計(jì)算溫度。
[0081] 通過AD轉(zhuǎn)換電路12的計(jì)時(shí)器來計(jì)算溫度。計(jì)時(shí)器測量時(shí)間直到在計(jì)數(shù)值中的采樣期間經(jīng)過之后完成積分處理，并且計(jì)數(shù)值中測量的時(shí)間作為數(shù)字信號被輸出。
[0082] 另一方面，圖7中所示的斬波信號生成電路33基于來自分頻電路25的時(shí)鐘脈沖CLK2來生成用于斬波的斬波信號SG5。在該實(shí)施例中，時(shí)鐘脈沖CLK2被直接用作斬波信號SG5。由于基于時(shí)鐘脈沖CLK2生成斬波信號SG5和采樣信號SG2，所以它們能夠被同步。
[0083] 接下來，說明圖1所示CR振蕩電路(振蕩單元)16。
[0084] CR振蕩電路16由電阻器和電容器組成，并且生成用于操作斬波放大器單元10和積分器13的時(shí)鐘脈沖CLK1。CR振蕩電路16輸出時(shí)鐘脈沖CLK1，該時(shí)鐘脈沖CLK1的一個周期為CR的時(shí)間常數(shù)。CR振蕩電路16的電阻器和電容器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的溫度特性。
[0085] 當(dāng)CR振蕩電路16的振蕩周期(時(shí)鐘脈沖CLK1的周期)受到溫度影響而變得更長時(shí)，采樣信號SG2的脈沖寬度變得更長，因此采樣期間變得更長。由于這會使得電容器C1的充電時(shí)間變得更長，所以積分器13的放大系數(shù)增加。
[0086] 通過CR振蕩電路16的電阻器的電阻值與積分器13的輸入電阻器R1的電阻值的比來確定由CR振蕩電路16對脈沖進(jìn)行操作的積分器13中的放大系數(shù)。積分器13中的放大系數(shù)也可通過CR振蕩電路16的電容器的電容與積分器13的電容器C1的電容的比來被確定。
[0087] CR振蕩電路16的電阻器和電容器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的溫度特性。因此，當(dāng)傳感器裝置1的內(nèi)部溫度改變時(shí)，CR振蕩電路16和積分器13的電阻值改變了相同量，并且CR振蕩電路16和積分器13的電容改變了相同量。
[0088] 結(jié)果，即使傳感器裝置1的內(nèi)部溫度改變，CR振蕩電路16的電阻器的電阻值與積分器13的輸入電阻器R1的電阻值的比和CR振蕩電路16的電容器的電容與積分器13的電容器C1的電容的比也沒有改變。因此，當(dāng)傳感器裝置1的內(nèi)部溫度改變時(shí)，積分器13中的放大系數(shù)的改變能夠被抑制。
[0089] CR振蕩電路16的電阻器和電容器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的電特性。
[0090] 如上所述，通過CR振蕩電路16的電阻器的電阻值與積分器13的輸入電阻器R1的電阻值的比來確定由CR振蕩電路16對脈沖進(jìn)行操作的積分器13中的放大系數(shù)。積分器13中的放大系數(shù)也可通過CR振蕩電路16的電容器的電容與積分器13的電容器C1的電容的比來被確定。
[0091] CR振蕩電路16的電阻器和電容器具有與積分器13的輸入電阻器R1和電容器C1相同的電特性。這里，引用薄膜電阻特性用作電氣特性的實(shí)例。
[0092] 因此，當(dāng)在制造CR振蕩電路16的電阻器和積分器13的輸入電阻器R1的過程中出現(xiàn)處理變化時(shí)，由于CR振蕩電路16的電阻器和積分器13的輸入電阻器R1具有相同的電氣特性，所以CR振蕩電路16的電阻器的電阻值與積分器13的輸入電阻器R1的電阻值改變了相同量。因此，即使在制造CR振蕩電路16的電阻器和積分器13的輸入電阻器R1的過程中出現(xiàn)處理變化，CR振蕩電路16的電阻器的電阻值與積分器13的輸入電阻器R1的電阻值的比也不會改變。
[0093] 進(jìn)一步，當(dāng)在制造CR振蕩電路16的電容器和積分器13的電容器C1的過程中出現(xiàn)處理變化時(shí)，由于CR振蕩電路16的電容器和積分器13的電容器C1具有相同的電氣特性，所以CR振蕩電路16的電容器的電容與積分器13的電容器C1的電容改變了相同量。因此，即使在制造CR振蕩電路16的電容器和積分器13的電容器C1的過程中出現(xiàn)處理變化，CR振蕩電路16的電容器的電容與積分器13的電容器C1的電容的比也不會改變。
[0094] 因此，即使在制造CR振蕩電路16的電阻器和積分器13的輸入電阻R1的過程中出現(xiàn)處理變化或者在制造CR振蕩電路16和積分器13的各自的電容器的過程中出現(xiàn)處理變化，也能夠抑制積分器13中的放大系數(shù)的改變。
[0095] 接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器裝置的構(gòu)造的另一個實(shí)例。圖6是顯示另一個實(shí)例的圖。該傳感器裝置1A進(jìn)一步包括短路開關(guān)SW2、第一內(nèi)存21、第二內(nèi)存22、切換開關(guān)SW3和減法器23。當(dāng)短路開關(guān)(切斷部)SW2被接通時(shí)，連接傳感器單元20和斬波放大器單元10的兩條信號線路L被短路。
[0096] 第一內(nèi)存(第一存儲器)21和第二內(nèi)存(第二存儲器)22被設(shè)置在AD轉(zhuǎn)換電路12的后續(xù)階段處。切換開關(guān)(選擇器SW3)選擇將來自AD轉(zhuǎn)換電路12的輸出信號的數(shù)據(jù)存儲在第一內(nèi)存21和第二內(nèi)存22中的哪一個中。切換開關(guān)SW3對將AD轉(zhuǎn)換電路12連接到第一內(nèi)存21和第二內(nèi)存22進(jìn)行切換。
[0097] 在第一和第二內(nèi)存12、22的后續(xù)階段處設(shè)置減法器23，該減法器23用于計(jì)算從第一內(nèi)存21讀出的輸出信號的數(shù)據(jù)和從第二內(nèi)存22讀出的輸出信號的數(shù)據(jù)之間的差。
[0098] 在傳感器裝置1A中，控制器11(參見圖1)通過將短路開關(guān)SW2設(shè)置在閉合狀態(tài)來切斷從傳感器單元20到斬波放大器單元10的電壓信號的輸出。另一方面，控制器11通過將短路開關(guān)SW2設(shè)置在打開狀態(tài)，準(zhǔn)許來自傳感器單元20的電壓信號被輸入到斬波放大器單元10。
[0099] 控制器(控制單元)11通過將切換開關(guān)SW3切換到第一內(nèi)存21側(cè)來將AD轉(zhuǎn)換電路12連接到第一內(nèi)存21。另一方面，控制器11通過將切換開關(guān)SW3切換到第二內(nèi)存22側(cè)來將AD轉(zhuǎn)換電路12連接到第二內(nèi)存22。
[0100] 在如此構(gòu)造的傳感器裝置1A中，在從傳感器單元20到斬波放大器單元10的電壓信號的輸出切斷的情況下，控制器11讓來自AD轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字信號被存儲在第一內(nèi)存21中。
[0101] 這時(shí)，由于連接傳感器單元20和斬波放大器單元10的兩條信號線路L被短路，所以由輸入到斬波放大器單元10的電壓信號表示的電壓值通過由傳感器單元20中固有的阻抗所引起的電壓下降而被確定。于是，在斬波放大器單元10的運(yùn)算放大器101中的放大處理過程中，電壓信號被輸入到斬波放大器單元10，并且運(yùn)算放大器101中固有的噪聲成分被混合。因此，來自斬波放大器單元10的輸出信號是包括噪聲成分的輸出信號。
[0102] 于是，包括噪聲成分的電壓信號從斬波放大器單元10被輸入到AD轉(zhuǎn)換電路12。由于包括噪聲成分的電壓信號通過AD轉(zhuǎn)換電路12中的積分器13被積分，所以不僅運(yùn)算放大器101中固有的噪聲成分，而且積分器13的運(yùn)算放大器14中固有的噪聲成分都被反映在積分器13的積分值上。因此，斬波放大器單元10的運(yùn)算放大器101和積分器13的運(yùn)算放大器14中固有的噪聲成分被反映在來自AD轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字信號中。
[0103] 因此，在切斷電壓信號從傳感器單元20流動到斬波放大器單元10的狀態(tài)下存儲在第一內(nèi)存21中的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)是反映斬波放大器單元10的運(yùn)算放大器101和積分器13的運(yùn)算放大器14中固有的噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)。
[0104] 另一方面，在沒有切斷電壓信號從傳感器單元20流動到斬波放大器單元10的情況下，控制器11讓來自AD轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字信號被存儲在第二內(nèi)存22中。換句話說，在將短路開關(guān)SW2設(shè)置在打開狀態(tài)以使兩條信號線路L沒有被短路的同時(shí)，控制器11讓來自AD轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被存儲在第二內(nèi)存22中。
[0105] 此時(shí)，由于沒有切斷電壓信號從傳感器單元20流動到斬波放大器單元10，所以包括運(yùn)算放大器101中所固有的噪聲成分并且表示溫度變化的電壓信號從斬波放大器單元10被輸入到AD轉(zhuǎn)換電路12。
[0106] 由于包括噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號通過AD轉(zhuǎn)換電路12中的積分器13被積分，所以積分器13的積分值除了反映表示溫度變化的電壓信號之外，還反映運(yùn)算放大器101中固有的噪聲成分和積分器13的運(yùn)算放大器14中固有的噪聲成分。因此，來自AD轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字信號除了反映表示溫度變化的電壓信號之外，還反映斬波放大器單元10的運(yùn)算放大器101以及積分器13的運(yùn)算放大器14中固有的噪聲成分。
[0107] 控制器11使得減法器23計(jì)算在第一內(nèi)存21中存儲的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)與在第二內(nèi)存22中存儲的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)之間的差。如此，表示噪聲成分的數(shù)字信號通過減法變成0，并且僅僅表示溫度變化的數(shù)字信號剩余。
[0108] 在該實(shí)施例的另一個實(shí)例中，在切斷電壓信號從傳感器單元20輸出到斬波放大器單元10的情況下，來自AD轉(zhuǎn)換電路12的輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第一內(nèi)存21中。此外，在沒有切斷電壓信號從傳感器單元20輸出到斬波放大器單元10的情況下，來自AD轉(zhuǎn)換電路12的輸出信號被存儲在第二內(nèi)存22中。于是，計(jì)算在第一內(nèi)存21中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)與在第二內(nèi)存22中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)之間的差。
[0109] 如此，計(jì)算包括噪聲成分并且表示溫度變化的數(shù)字信號與僅表示噪聲成分的數(shù)字信號之間的差。因此，傳感器裝置1A中固有的噪聲成分能夠從表示溫度變化的數(shù)字信號中被除去，因此能夠更精確地測量物體的溫度。
[0110] 此外，控制器11執(zhí)行這樣的控制：在AD轉(zhuǎn)換電路12中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)比輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第一內(nèi)存21中更頻繁地被存儲在第二內(nèi)存22中。
[0111] 具體地，控制器11將短路開關(guān)SW2設(shè)置在打開狀態(tài)并且將切換開關(guān)SW3安置在第二內(nèi)存22側(cè)處，比它將短路開關(guān)SW2設(shè)置在關(guān)閉狀態(tài)并且將切換開關(guān)SW3安置在第一內(nèi)存21側(cè)處更加頻繁。因此，連接傳感器單元20和斬波放大器單元10的信號線路L能夠被較少地短路。這就能夠縮短期間，在該期間的過程中，在通過將連接傳感器單元20和斬波放大器單元10的兩條信號線路短路使得對傳感器裝置1A的負(fù)荷增加。
[0112] 特別地，在傳感器裝置1A的啟動時(shí)，控制器11可以讓在AD轉(zhuǎn)換電路12中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)僅被存儲在第一內(nèi)存21中一次。此后，控制器11可以維持在AD轉(zhuǎn)換電路12中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第二內(nèi)存22中的狀態(tài)。該處理具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0113] 具體地，在傳感器裝置1A的啟動時(shí)，控制器11僅僅一次將短路開關(guān)SW2設(shè)置在關(guān)閉狀態(tài)并且將切換開關(guān)SW3安置在第一內(nèi)存21側(cè)處。此后，控制器11維持短路開關(guān)SW2被設(shè)置在打開狀態(tài)并且切換開關(guān)SW3被安置在第二內(nèi)存22側(cè)處的狀態(tài)。
[0114] 因此，在傳感器裝置1A的啟動時(shí)，不是表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)，而是反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被存儲在第一內(nèi)存21中。此后，反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)和表示溫度變化的電壓信號被連續(xù)存儲在第二內(nèi)存22中。
[0115] 結(jié)果，反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)與此后連續(xù)更新的并且反映噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)之間的差通過減法器23被獲得。
[0116] 通過控制器11執(zhí)行上述處理，斬波放大器單元10和AD轉(zhuǎn)換電路12分別僅在傳感器裝置1A的啟動時(shí)處理表示噪聲成分的電壓信號，并且此后處理表示除了噪聲成分之外的溫度變化的電壓信號。
[0117] 結(jié)果，傳感器裝置1A能夠獲得具有從其除去噪聲成分的數(shù)字信號，同時(shí)使得斬波放大器單元10和AD轉(zhuǎn)換電路12集中處理表示除了噪聲成分之外的溫度變化的電壓信號。因此，傳感器裝置1A能夠獲得具有從其除去噪聲成分的數(shù)字信號，同時(shí)有效地利用原來被設(shè)計(jì)為獲得表示溫度變化的電壓信號作為數(shù)字信號的斬波放大器單元10和AD轉(zhuǎn)換電路
12。
[0118] 控制器11可以進(jìn)行以下處理。隨著短路開關(guān)SW2被設(shè)置在關(guān)閉狀態(tài)并且切換開關(guān)SW3被安置在第一內(nèi)存21側(cè)，反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被有規(guī)則地存儲在第一內(nèi)存中。除了進(jìn)行該處理的期間，隨著短路開關(guān)SW2被設(shè)置在打開狀態(tài)并且切換開關(guān)SW3被安置在第二內(nèi)存22側(cè)，反映噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被相繼存儲在第二內(nèi)存22中。
[0119] 如此，傳感器裝置1A讓反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被有規(guī)則地存儲在第一內(nèi)存21中，并且除了進(jìn)行該處理的期間，讓反映噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被相繼存儲在第二內(nèi)存22中。
[0120] 如上所述，由于傳感器裝置1A讓反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被有規(guī)則地存儲在第一內(nèi)存21中，所以即使由于傳感器裝置1A的內(nèi)部溫度的改變而導(dǎo)致噪聲成分的電壓值改變，反映其電壓值已經(jīng)改變的噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)也被存儲在第一內(nèi)存21中。
[0121] 除了反映噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被存儲在第一內(nèi)存21中的期間，傳感器裝置1A讓反映噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)被相繼存儲在第二內(nèi)存22中。因此，即使由于傳感器裝置1A的內(nèi)部溫度的改變而導(dǎo)致噪聲成分的電壓值改變，反映其電壓值已經(jīng)改變的噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)也被存儲在第二內(nèi)存22中。
[0122] 結(jié)果，在傳感器裝置1A中，通過減法器23獲得反映其電壓值已經(jīng)改變了的噪聲成分的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)與反映其電壓值已經(jīng)改變了的噪聲成分和表示溫度變化的電壓信號的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)之間的差。因此，傳感器裝置1A能夠獲得具有從其除去了噪聲成分的數(shù)字信號，而不管噪聲成分的電壓值的改變。
[0123] 下面概述本發(fā)明。
[0124] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面的傳感器裝置包含：電壓檢測型傳感器單元，用于將物理量轉(zhuǎn)換為電壓值并且將表示電壓值的電壓信號輸出；斬波放大器單元，用于通過以預(yù)定斬波頻率對從傳感器單元輸出的電壓信號進(jìn)行斬波來生成調(diào)制信號，將調(diào)制信號放大為放大信號，然后解調(diào)放大信號并且將其作為輸出信號輸出；積分單元，包括運(yùn)算放大器、輸入電阻器和電容器，其中運(yùn)算放大器用于將非反相輸入端的電壓和反相輸入端的電壓之間的電壓差進(jìn)行放大，輸入電阻器被連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端，電容器被連接在運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，而且積分單元適于以預(yù)定采樣頻率對從斬波放大器單元輸出的輸出信號進(jìn)行采樣，并且對采樣的輸出信號進(jìn)行積分；和數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用于將由積分單元積分的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0125] 根據(jù)該構(gòu)造，設(shè)置至少包括運(yùn)算放大器的積分單元。
[0126] 運(yùn)算放大器具有當(dāng)輸入信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)隨著輸入信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的特性。因此，積分單元能夠具有當(dāng)接收的輸出信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)隨著接收的輸出信號的頻率增加而減少放大系數(shù)的功能。通過設(shè)有該功能，如果輸入信號的頻率等于或者低于預(yù)定頻率，那么積分單元準(zhǔn)許通過輸入信號，同時(shí)隨著輸入信號的頻率增加到超出預(yù)定頻率，使得輸入信號的通過變得更加困難。
[0127] 因此，積分單元能夠進(jìn)行如低通濾波器的功能而沒有必要單獨(dú)設(shè)置低通濾波器。通過數(shù)字轉(zhuǎn)換單元將通過積分單元的積分值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。因此，傳感器裝置能夠被設(shè)置成能夠進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，同時(shí)除去在放大處理的過程中混合的噪聲成分，而不會增加傳感器裝置的電路尺寸。
[0128] 在上述構(gòu)造中，可以進(jìn)一步設(shè)置用于調(diào)整采樣頻率的采樣頻率調(diào)整單元。
[0129] 如上，在積分單元中，當(dāng)接收的輸出信號的頻率超過預(yù)定頻率時(shí)，隨著接收的輸出信號的頻率增加，放大系數(shù)減少。通過采樣頻率的大小來確定預(yù)定頻率，在該預(yù)定頻率或預(yù)定頻率以上，放大系數(shù)減少。
[0130] 結(jié)果，積分單元起低通濾波器的作用，隨著輸出信號的頻率增加到超出通過采樣頻率的大小確定的某個頻率，該低通濾波器使得接收的輸出信號的通過更加困難。因此，如果確定采樣頻率的大小，那么積分單元能夠使具有在由采樣頻率的大小確定的某個頻率之上的頻率的噪聲成分更加難以通過。
[0131] 根據(jù)該構(gòu)造，通過采樣頻率調(diào)整單元來調(diào)整采樣頻率。因此，從在輸入到積分單元的輸出信號中包括的某個頻帶中的噪聲成分中，能夠調(diào)整那些難以通過積分單元的頻率。因此，從在試圖通過積分單元的輸出信號中混合的某個頻帶中的噪聲成分中，能夠除去那些具有超出通過采樣頻率的大小確定的某個頻率的頻率的噪聲成分。結(jié)果，能夠調(diào)整通過積分單元的信號中的噪聲成分的比。
[0132] 在上述構(gòu)造中，斬波周期和采樣周期可以被同步，并且斬波頻率可以為采樣頻率的n倍(其中，n為等于或者大于1的自然數(shù))。
[0133] 當(dāng)輸入到積分器(積分單元)的輸出信號的頻率從0增加到采樣頻率時(shí)，從積分器輸出的信號的電壓值從預(yù)定電壓值減少到0。此后，每當(dāng)輸入到積分器的輸出信號的頻率變?yōu)椴蓸宇l率的兩倍或者更大自然數(shù)的倍數(shù)時(shí)，從積分器輸出的信號的電壓值變?yōu)?。換句話說，每當(dāng)輸入到積分器的輸出信號的頻率變?yōu)槎啾恫蓸宇l率時(shí)，從積分器輸出的信號的電壓值變?yōu)?(參見上述文獻(xiàn)2和圖5)。
[0134] 在斬波放大器單元的放大處理的過程中混入電壓信號的噪聲成分變?yōu)榫哂袛夭l率并且它的奇數(shù)倍頻率的放大信號。
[0135] 根據(jù)該構(gòu)造，斬波周期和采樣周期被同步并且斬波頻率為采樣頻率的n倍(其中，n為等于或者大于1的自然數(shù))。因此，斬波頻率和它的奇數(shù)倍頻率與從積分器輸出的輸出信號的電壓值變?yōu)?的采樣頻率和它的倍數(shù)相一致。
[0136] 因此，即使具有斬波頻率和它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號被輸入到積分器(積分單元)，從積分器輸出的輸出信號的電壓值也變?yōu)?。因此，在具有斬波頻率或者它的奇數(shù)倍頻率的電壓信號中混合的噪聲成分沒有被反映在來自積分器的輸出信號上。
[0137] 因此，能夠精確除去在來自傳感器信號的電壓信號中混合的噪聲成分。
[0138] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含振蕩單元，該振蕩單元包括具有電阻器和電容器的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，時(shí)鐘脈沖該用于驅(qū)動斬波放大器單元和積分單元，并且用作具有采樣頻率的脈沖信號(采樣信號)的基礎(chǔ)，并且振蕩單元的電阻器和電容器可以具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的溫度特性。
[0139] 在通過振蕩單元對脈沖操作的積分單元中的放大系數(shù)通過振蕩單元的電阻器的電阻值與積分單元的輸入電阻器的電阻值的比被確定。積分單元中的放大系數(shù)也可通過振蕩單元的電容器的電容與積分單元的電容器的電容的比而被確定。
[0140] 根據(jù)該構(gòu)造，振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的溫度特性。因此，當(dāng)傳感器裝置的內(nèi)部溫度改變時(shí)，振蕩單元和積分單元的電阻值改變了相同量并且振蕩單元和積分單元的電容改變了相同量。
[0141] 結(jié)果，即使傳感器裝置的內(nèi)部溫度改變，振蕩單元的電阻器的電阻值與積分單元的輸入電阻器的電阻值的比和振蕩單元的電容器的電容與積分單元的電容器的電容的比也沒有改變。因此，當(dāng)傳感器裝置的內(nèi)部溫度改變時(shí)，積分單元中的放大系數(shù)的改變能夠被抑制。
[0142] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含振蕩單元，該振蕩單元包括由電阻器和電容器組成的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動斬波放大器單元和積分單元的且用作具有采樣頻率的脈沖信號(采樣信號)的基礎(chǔ)，并且振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的電特性。
[0143] 如上所述，在通過振蕩單元對脈沖操作的積分單元中的放大系數(shù)通過振蕩單元的電阻器的電阻值與積分單元的輸入電阻器的電阻值的比被確定。積分單元中的放大系數(shù)也可通過振蕩單元的電容器的電容與積分單元的電容器的電容的比被確定。
[0144] 根據(jù)該構(gòu)造，振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的電特性。這里，引用薄膜電阻特性作用電特性的實(shí)例。
[0145] 因此，當(dāng)在制造振蕩單元的電阻器和積分單元的輸入電阻器的過程中出現(xiàn)處理變化時(shí)，由于CR振蕩電路的電阻器和積分單元的輸入電阻具有相同的電特性，所以CR振蕩電路的電阻器的電阻值與積分單元的輸入電阻器的電阻值改變了相同量。因此，即使在制造CR振蕩電路的電阻器和積分單元的輸入電阻的過程中出現(xiàn)處理變化，CR振蕩電路的電阻器的電阻值與積分單元的輸入電阻器的電阻值的比也沒有改變。
[0146] 進(jìn)一步，當(dāng)在制造CR振蕩電路的電容器和積分單元的電容器的過程中出現(xiàn)處理變化時(shí)，由于CR振蕩電路的電容器和積分單元的電容器具有相同的電特性，所以CR振蕩電路的電容器的電容與積分單元的電容器的電容改變了相同量。因此，即使在制造CR振蕩電路的電容器和積分單元的電容器的過程中出現(xiàn)處理變化，CR振蕩電路的電容器的電容與積分單元的電容器的電容的比也沒有改變。
[0147] 因此，即使在制造CR振蕩電路的電阻器和積分單元的輸入電阻器的過程中出現(xiàn)處理變化或者在制造CR振蕩電路和積分單元的各自的電容器的過程中出現(xiàn)處理變化，也能夠抑制積分單元中的放大系數(shù)的改變。
[0148] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含第一存儲器和第二存儲器，用于存儲在數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)；切斷部，用于切斷從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出；選擇器，用于從第一存儲器和第二存儲器中選擇一個存儲來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號的數(shù)據(jù)；控制單元，在使切斷部切斷從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出、并且使選擇器選擇將來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號的數(shù)據(jù)存儲在第一存儲器中的情況下，讓在數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第一存儲器中，并且在使切斷部沒有切斷從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出、并且使選擇器選擇將來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號的數(shù)據(jù)存儲在第二存儲器中的情況下，讓在數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第二存儲器中；和減法器，用于計(jì)算在第一存儲器中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)與在第二存儲器中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)之間的差。
[0149] 根據(jù)該構(gòu)造，隨著傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出切斷，來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號的數(shù)據(jù)被存儲在第二內(nèi)存22中。此外，來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號被存儲在第二內(nèi)存中，而從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出沒有切斷。于是，計(jì)算在第一內(nèi)存中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)與在第二內(nèi)存中存儲的輸出信號的數(shù)據(jù)之間的差。
[0150] 這就能夠計(jì)算具有在其中混合噪聲成分并且表示溫度變化的數(shù)字信號和僅僅表示噪聲成分的數(shù)字信號之間的差。因此，可以獲得具有除去了傳感器裝置中固有的噪聲成分并且表示溫度變化的數(shù)字信號，因此能夠更精確地測量物體的溫度。
[0151] 在上述構(gòu)造中，傳感器單元和斬波放大器單元可以通過用于傳輸來自傳感器單元的電壓信號的多條信號線被連接；切斷部可以為用于將多條信號線短路的短路開關(guān)；選擇器可以為用于將第一和第二存儲器中的任何一個連接到數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的切換開關(guān)；并且控制單元能夠控制選擇器和切斷部，以使在數(shù)字轉(zhuǎn)換單元中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸出信號的數(shù)據(jù)比存儲在第一存儲器中更頻繁地存儲在第二存儲器中。
[0152] 根據(jù)該構(gòu)造，選擇器和切斷部被控制成輸出信號比存儲在第一存儲器中更頻繁地存儲在第二存儲器中。因此，與隨著從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出切斷，來自數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出信號被存儲在第一存儲器中相比，更頻繁地被存儲在第二存儲器中，而從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出沒有切斷。
[0153] 因此，從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出被切斷的狀態(tài)出現(xiàn)得沒有從傳感器單元到斬波放大器單元的電壓信號的輸出未被切斷的狀態(tài)出現(xiàn)得頻繁。
[0154] 結(jié)果，連接傳感器單元和斬波放大器單元的多條信號線能夠被較少地短路，因此抑制通過將連接傳感器單元和斬波放大器單元的信號線短路所引起的對傳感器裝置的負(fù)荷的增加。
[0155] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含積分控制單元；積分控制單元可以執(zhí)行控制，以在作為采樣頻率的倒數(shù)的每個采樣周期中的預(yù)定采樣期間通過將從斬波放大器單元輸出的輸出信號輸入到反相輸入端而讓運(yùn)算放大器對電容器充電，并且在經(jīng)過采樣期間之后使電容器放電，從而可以生成由積分單元積分的輸出信號，并且積分控制單元執(zhí)行控制，以當(dāng)從斬波放大器單元輸出的輸出信號的電壓達(dá)到預(yù)定基準(zhǔn)電壓時(shí)，終止積分處理；并且數(shù)字轉(zhuǎn)換單元可以包括計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器用于測量在經(jīng)過數(shù)字值的采樣期間之后直到結(jié)束積分處理的時(shí)間，并且將數(shù)字值的測量時(shí)間作為數(shù)字信號輸出。
[0156] 該構(gòu)造為根據(jù)本發(fā)明的一個方面的傳感器裝置的具體構(gòu)造。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)由根據(jù)本發(fā)明的一個方面的傳感器裝置所帶來的效果。
[0157] 在上述構(gòu)造中，積分控制單元可以在經(jīng)過采樣期間之后，通過將具有與從斬波放大器單元輸出的輸出信號的電壓的極性相反的極性的基準(zhǔn)電壓施加到反相輸入端，使電容器放電。
[0158] 根據(jù)該構(gòu)造，由于具有與從斬波放大器單元輸出的輸出信號的電壓的極性相反的極性的基準(zhǔn)電壓被施加到反相輸入端，能夠使積分控制單元的電容器放電。
[0159] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含振蕩單元，該振蕩單元包括由電阻器和電容器組成的CR振蕩電路，CR振蕩電路用于生成時(shí)鐘脈沖，時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動斬波放大器單元和積分單元的且用作具有采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)；振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的溫度特性；并且積分控制單元基于脈沖信號可以控制運(yùn)算放大器的電容器的充電和放電。
[0160] 根據(jù)該構(gòu)造，能夠獲得通過振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的溫度特性的上述特征所帶來的效果。
[0161] 在上述構(gòu)造中，傳感器裝置可以進(jìn)一步包含振蕩單元，該振蕩單元包括由電阻器和電容器組成的CR振蕩電路，用于生成時(shí)鐘脈沖，時(shí)鐘脈沖用于驅(qū)動斬波放大器單元和積分單元的且用作具有采樣頻率的脈沖信號的基礎(chǔ)；振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的電特性；并且積分控制單元基于脈沖信號控制運(yùn)算放大器的電容器的充電和放電。
[0162] 根據(jù)該構(gòu)造，能夠獲得通過振蕩單元的電阻器和電容器具有與積分單元的輸入電阻和電容器相同的電特性的上述特征所帶來的效果。
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