测量无源元件的测量电路制造技术

一种无源元件的测量电路包含第一比较器、第二比较器、第三比较器及计数器。该第一比较器比较一第一电压及一第一参考电压，以产生一第一比较信号。该第二比较器比较一第二电压及一第二参考电压，以产生一第二比较信号。该第三比较器比较一第三电压及一第三参考电压，以产生一第三比较信号。该计数器根据该第三比较信号计算一脉冲数。该脉冲数对应于该第三电压下降到第三参考电压所需的时间，且该第一比较信号及该第二比较信号用以控制该第三电压的下降。下降。下降。

【技术实现步骤摘要】
测量无源元件的测量电路


[0001]本专利技术关于一种无源元件的测量电路，特别涉及通过使用比较信号以检测无源元件的特性的测量电路。

技术介绍

[0002]于电子装置中，常有测量无源元件的电容值或电阻值的需求。举例而言，于电容式或电阻式的触控装置，因触控前后，电容值或电阻值会改变，故可通过测量无源元件的电容值或电阻值，检测有否发生触控。
[0003]然而，检测无源元件的电容值或电阻值并非易事。举例而言，若有未知待测元件，且无法直接由元件的两端进行测量，则不易求得其电容值。因此，本领域实缺乏适宜的解决方案，以有效地测量无源元件的电容值或电阻值等特性的变化。

技术实现思路

[0004]实施例提供一种无源元件的测量电路，包含第一比较器、第二比较器、第三比较器及计数器。该第一比较器比较一第一电压及一第一参考电压，以产生一第一比较信号。该第二比较器比较一第二电压及一第二参考电压，以产生一第二比较信号。该第三比较器比较一第三电压及一第三参考电压，以产生一第三比较信号。该计数器根据该第三比较信号计算一脉冲数。该脉冲数对应于该第三电压下降到第三参考电压所需的时间，且该第一比较信号及该第二比较信号用以控制该第三电压的下降。
附图说明
[0005]图1为实施例中，无源元件的测量电路的示意图。
[0006]图2及图3为图1中相关信号的波形图。
[0007]附图标记说明：
[0008]100：测量电路
[0009]110,120,130：比较器
[0010]140：相位检测器
[0011]150：计数器
[0012]C,CCAL,CINT：电容
[0013]CK：时钟信号
[0014]P1,P2,P3：脉冲
[0015]R,RCAL,RINT：电阻
[0016]SW1,SW2,SW3,SW4：开关
[0017]t1,tCAL：时间
[0018]t21,t22,t23,t31,t32,t33,t34,t35：时段
[0019]V：电压源
[0020]VDIFF：差值信号
[0021]VDX,VDCAL,Dout：比较信号
[0022]VR,VRCAL,VRINT：参考电压
[0023]VREF：参考电压端
[0024]VX,VCAL,VINT：电压
[0025]T1：初始时段
[0026]RST：控制信号
[0027]Δt：相位差
具体实施方式
[0028]如上述，本领域仍待解决方案，以测量无源元件，如电容、电阻或二极管的特性(如电容值或电阻值)。为了有效测量无源元件的特性变化，实施例提供无源元件的测量电路如下述。图1为实施例中，无源元件的测量电路100的示意图。图2及图3为图1中相关信号的波形图。
[0029]如图1所示，测量电路100包含第一比较器110、第二比较器120、相位检测器140、第三比较器130、计数器150、第一电容C、第二电容CCAL及第三电容CINT。
[0030]第一比较器110比较第一电压VX及第一参考电压VR，以产生第一比较信号VDX。第二比较器120比较第二电压VCAL及第二参考电压VRCAL，以产生第二比较信号VDCAL。相位检测器140根据第一比较信号VDX及第二比较信号VDCAL的相位差，产生差值信号VDIFF。第三比较器130比较第三电压VINT及第三参考电压VRINT，以产生第三比较信号Dout。
[0031]如图2及图3所示，差值信号VDIFF的波形具有多个脉冲(pulses)。于差值信号VDIFF的多个脉冲中，第三电容CINT可逐次放电，以使第三电压VINT逐渐下降。当第三电压VINT下降到第三参考电压VRINT，第三比较信号Dout将转态。计数器150计算脉冲数N，其中脉冲数N对应于第三电压VINT下降到第三参考电压VRINT所需的时间。脉冲数N可用以求得待测的无源元件的特性，下文将叙述更多细节。
[0032]在一实施例中，第一电压VX相关于第一电容C的放电，第二电压VCAL相关于第二电容CCAL的放电，第三电压VINT相关于第三电容CINT的放电，且第三电容CINT于差值信号VDIFF的脉冲时放电，细节述于后文。
[0033]如图1所示，在一实施例中，测量电路100另包含第一电阻R及第一开关SW1。第一电阻R并联于第一电容C，以产生第一电压VX。第一开关SW1耦接于第一电阻R及电压源V之间，且由时钟信号CK控制。当第一开关SW1导通时，第一电容C充电，且当第一开关SW1截止时，第一电容C通过第一电阻R放电。
[0034]在一实施例中，测量电路100另包含第二电阻RCAL及第二开关SW2。第二电阻RCAL并联于第二电容CCAL，以产生第二电压VCAL。第二开关SW2耦接于第二电阻RCAL及电压源V之间，且由时钟信号CK控制。当第二开关SW2导通时，第二电容CCAL充电，且当第二开关SW2截止时，第二电容CCAL通过第二电阻RCAL放电。在一实施例中，第二电阻RCAL与第二电容CCAL可为测定(calibration)用的电阻与电容，具有已知的电阻值与电容值。
[0035]在一实施例中，测量电路100另包含第三电阻RINT、第三开关SW3及第四开关SW4。第三电阻RINT并联于第三电容CINT，以产生第三电压VINT。第三开关SW3耦接于第三电阻
RINT及参考电压端VREF之间，且由相位检测器140所输出的差值信号VDIFF控制。参考电压端VREF可为地端或适宜的电压端。当第三开关SW3导通时，第三电容CINT通过第三电阻RINT及第三开关SW3放电。第四开关SW4耦接于第三电阻RINT及电压源V之间，由控制信号RST控制。第四开关SW4于初始时段T1(示于图2及图3)中导通以对第三电容CINT充电，且于初始时段T1结束后，第四开关SW4截止。
[0036]测量电路100测量无源元件的原理如下。假设待测的无源元件为图1的第一电容C，可将第一电阻R设为已知阻值。本文中，假设开关都为高态使能。为方便说明，下文的举例中，第一参考电压VR、第二参考电压VRCAL及第三参考电压VRINT的电压电平为相等。
[0037]当时钟信号CK为高态，因第一电容C被充电，第一电压VX可充到电压源V的电压，同理，第二电压VCAL可充到电压源V的电压(亦表示为V)，表示为VX＝V且VCAL＝V。此时，因为第一电压VX大于第一参考电压VR(VX>VR)，故第一比较信号VDX为高态，例如表示为VDX＝1。
[0038]当时钟信号CK为低态，第一电压VX会因第一电容C的放电而逐渐下降，放电关系可表示为：
[0039][0040]其中，R为第一电阻R的电阻值，C为第一电容C的电容值。
[0041]考虑第一电容C的放电，当于时间t1中
[0042][0043]则VDX＝1(高态)。
[0044]同理，考虑第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无源元件的测量电路，包含：一第一比较器，比较一第一电压及一第一参考电压，以产生一第一比较信号；一第二比较器，比较一第二电压及一第二参考电压，以产生一第二比较信号；一第三比较器，比较一第三电压及一第三参考电压，以产生一第三比较信号；及一计数器，根据该第三比较信号计算一脉冲数；其中，该脉冲数对应于该第三电压下降到第三参考电压所需的时间，且该第一比较信号及该第二比较信号用以控制该第三电压的下降。2.如权利要求1所述的测量电路，另包含：一相位检测器，根据该第一比较信号及该第二比较信号的一相位差，产生一差值信号；其中该第三电压于该差值信号的脉冲时下降。3.如权利要求1所述的测量电路，其中该第一电压相关于一第一电容的放电，且该脉冲数用以求得该第一电容的电容值。4.如权利要求1所述的测量电路，其中该第一电压相关于一第一电容的放电，该第一电容并联于一第一电阻，且该脉冲数用以求得该第一电阻的一电阻值。5.如权利要求1所述的测量电路，其中该第一电压相关于一第一电容的放电，且该第一电容并联于一第一电阻，以产生该第一电压，该测量电路另包含：一第一开关，耦接于该第一电阻及一电压源之间，且由一时钟信号控制；其中当该第一开关导通时，该第一电容充电，且当该第一开关截止时，该第一电容通过该第一电阻放电。6.如权利要求1所述的测量电路，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪自立，
申请(专利权)人：神亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：