專(zhuān)利名稱(chēng)：可調(diào)整參考電壓的多功能量測(cè)裝置及其芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種數(shù)字多功能電表(Digital Multi-Meter，DMM)，特別是關(guān)于一 種可依照量測(cè)模式而調(diào)整參考電壓的數(shù)字多功能電表。
背景技術(shù)：
一般現(xiàn)有的多功能電表，如圖1所示，包括一模擬前端電路10、一量測(cè)電路11、一 控制電路12及一顯示器13。模擬前端電路10是將待測(cè)信號(hào)(如電壓、電流、溫度等)或待 測(cè)元件(如電阻、電容、二極管等)轉(zhuǎn)成量測(cè)電路11可接受的信號(hào)，如特定范圍內(nèi)的電壓 信號(hào)。然后，量測(cè)電路11再對(duì)此信號(hào)進(jìn)行量測(cè)，并進(jìn)一步將量測(cè)結(jié)果輸出至顯示器13。上述量測(cè)裝置11在執(zhí)行量測(cè)時(shí)，除接收輸入信號(hào)外，也接收一參考電壓 (reference voltage，Vr)，使輸入信號(hào)相對(duì)于參考電壓的比值作為輸出結(jié)果。但，隨著待 測(cè)信號(hào)與待測(cè)元件的不同，會(huì)使用不同的量測(cè)模式，因此，也需提供多組的參考電壓(Vr-1， Vr-2,…，Vr-n)。而這些參考電壓的選擇，是由控制電路12依據(jù)量測(cè)模式而決定的。如圖2所示，已知的多功能電表其參考電壓(Vr)都是由一參考電壓源(Vs)經(jīng)電 阻分壓而產(chǎn)生。參考電壓源(Vs)可以使用能隙電路(bandgap circuit)或齊納二極管 (zener diode)。而為了讓電表的量測(cè)結(jié)果達(dá)到一定的精準(zhǔn)度，是利用可變電阻，使參考電 壓(Vr)的誤差能小到一定的范圍之內(nèi)。因此，在電表生產(chǎn)完成時(shí)，必須使用機(jī)具調(diào)整可變 電阻才能完成校正。而由于每個(gè)量測(cè)模式都有各自的參考電壓，所以必須針對(duì)每一量測(cè)模 式都進(jìn)行可變電阻的調(diào)整；因此，校正不方便、生產(chǎn)速度也不容易提高，且在校正過(guò)程中容 易受到外界環(huán)境影響而增加校正的困難。另外，有些電表為了節(jié)省成本，是將多種量測(cè)模式 共享一個(gè)參考電壓，例如直流電壓/交流電壓/直流電流/交流電流/ 二極管等量測(cè)模式 共享一個(gè)參考電壓。這個(gè)方式雖然可以節(jié)省成本，但由于每個(gè)量測(cè)模式使用的模擬前端電 路有所不同，是具有不同的誤差，共享一個(gè)參考電壓是無(wú)法將所有量測(cè)模式的前端電路誤 差一并校正，因此可能會(huì)犧牲某些量測(cè)模式的精準(zhǔn)度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，為了解決多功能數(shù)字電表校正上的不便、費(fèi)時(shí)及犧牲精 準(zhǔn)度的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可依據(jù)量測(cè)模式而自動(dòng)調(diào)整參考電壓的多功能量測(cè)裝置，是 配置有可寫(xiě)入/讀取存儲(chǔ)器及存取控制電路；因此，隨著使用者選擇不同的量測(cè)項(xiàng)目，參考 電壓產(chǎn)生電路會(huì)輸出其相對(duì)應(yīng)的參考電壓。因此，本發(fā)明的一主要目的在于提供一種可依據(jù)量測(cè)模式而自動(dòng)調(diào)整參考電壓的 多功能量測(cè)裝置，此量測(cè)裝置可隨著使用者選擇不同的量測(cè)項(xiàng)目，參考電壓產(chǎn)生電路會(huì)輸 出符合此量測(cè)項(xiàng)目的參考電壓；因此，各個(gè)量測(cè)模式都有獨(dú)立的參考電壓，可一并校正模擬 前端電路的誤差，使量測(cè)裝置具有較高的精準(zhǔn)度。本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種可依據(jù)量測(cè)模式而自動(dòng)調(diào)整參考電壓的多 功能量測(cè)裝置，此量測(cè)裝置是利用操作接口上原有的按鍵來(lái)完成參考電壓的校正，并不需要額外的機(jī)具；因此，校正上較方便且快速。依據(jù)上述的目的，本發(fā)明首先提出一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測(cè)裝置，是包 括模擬前端電路、量測(cè)電路、參考電壓產(chǎn)生電路、存取控制電路、控制電路及顯示器。模擬前 端電路是將待測(cè)信號(hào)或待測(cè)元件轉(zhuǎn)成適當(dāng)?shù)男盘?hào)，以供量測(cè)電路量測(cè)并進(jìn)一步將量測(cè)結(jié)果 輸出至顯示裝置。而參考電壓產(chǎn)生電路，是與量測(cè)電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測(cè) 電路。存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電路及控制電路電性連接，其中，當(dāng)多功能量測(cè)裝 置處在量測(cè)模式時(shí)，存取控制電路是根據(jù)使用者所選擇的量測(cè)項(xiàng)目，而輸出一控制信號(hào)至 參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。此外，本發(fā)明也包括配置于上述量測(cè)裝置中的芯片。量測(cè)芯片，包括一模擬前端 電路，是用來(lái)接收一第一待測(cè)信號(hào)并輸出一第二待測(cè)信號(hào)；一量測(cè)電路，是與模擬前端電路 電性連接，以測(cè)量第二待測(cè)信號(hào)并輸出一量測(cè)值至一顯示器；一參考電壓產(chǎn)生電路，是與量 測(cè)電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測(cè)電路；及一存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電 路電性連接，當(dāng)量測(cè)芯片處在一量測(cè)模式時(shí)，存取控制電路是根據(jù)使用者所選定的量測(cè)項(xiàng) 目，而輸出一控制信號(hào)至參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。


為能更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，以下列舉較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其 中圖1是現(xiàn)有的一種多功能電表；圖2是已知的一種多功能電表其參考電壓產(chǎn)生方式；圖3是本發(fā)明的一種量測(cè)裝置；圖4是本發(fā)明的一種量測(cè)裝置的方塊圖；及圖5是本發(fā)明的一種量測(cè)裝置其參考電壓產(chǎn)生電路的方塊圖。
具體實(shí)施例方式首先，請(qǐng)參考圖3，是本發(fā)明的一種實(shí)施例，是一種可調(diào)整參考電壓的量測(cè)裝置。此 量測(cè)裝置20，是一多功能電表，具有一外殼21，且在外殼21的底部設(shè)有一對(duì)測(cè)試探針22、 23，以量測(cè)一待測(cè)信號(hào)24。除此之外，外殼21上具有一操作接口 25及一顯示器26，操作接 口 25上設(shè)有一旋鈕27，可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以選擇不同的量測(cè)模式，例如量測(cè)電壓值、量測(cè)電流值、 量測(cè)二極管等，使量測(cè)的結(jié)果顯示于顯示器26上。且，操作接口 25上具有一按鍵28，可供 使用者或操作者選擇或設(shè)定之用。而如圖4所示，是上述量測(cè)裝置20的方塊圖。量測(cè)裝置20包括一旋鈕27、一按 鍵28、一模擬前端電路31、一量測(cè)電路32、一參考電壓產(chǎn)生電路33、一電可擦除只讀存儲(chǔ)器 (EEPROM) 34、一電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)控制器35、一控制電路36及一顯示器37。模 擬前端電路31，主要是由信號(hào)偵測(cè)元件、頻率檢測(cè)電路、放大器或?yàn)V波器等所組成，可以接 收一第一待測(cè)信號(hào)30并輸出一第二待測(cè)信號(hào)，例如特定范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。量測(cè)電路32， 是與模擬前端電路31電性連接，以測(cè)量第二待測(cè)信號(hào)并將量測(cè)結(jié)果輸出至顯示器37。參考 電壓產(chǎn)生電路33，是與量測(cè)電路32電性連接，以輸出一參考電壓(Vr)至量測(cè)電路32。電 可擦除只讀存儲(chǔ)器34是儲(chǔ)存有預(yù)先設(shè)定的多個(gè)電壓參數(shù)項(xiàng)目。EEPROM控制器35，是與電可擦除只讀存儲(chǔ)器34及參考電壓產(chǎn)生電路33電性連接，EEPROM控制器35可以讀取儲(chǔ)存 于電可擦除只讀存儲(chǔ)器34中的資料，并輸出一控制信號(hào)至參考電壓產(chǎn)生電路33，以調(diào)整參 考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓?？刂齐娐?6則是和旋鈕27、按鍵28、模擬前端電 路31、量測(cè)電路32、參考電壓產(chǎn)生電路33以及EEPROM控制器35等電性連接。因此，當(dāng)使 用者將旋鈕27調(diào)到某一量測(cè)模式時(shí)，例如量測(cè)二極管，控制電路36會(huì)進(jìn)一步將模擬前端 電路31切換到量測(cè)二極管所需的電路，并且命令EEPROM控制器35從電可擦除只讀存儲(chǔ)器 34中讀取二極管量測(cè)所對(duì)應(yīng)的電壓參數(shù)項(xiàng)目。EEPROM控制器35會(huì)進(jìn)一步將此電壓參數(shù)項(xiàng) 目形成一控制信號(hào)并輸出到參考電壓產(chǎn)生電路33，使參考電壓產(chǎn)生電路33產(chǎn)生一二極管 量測(cè)所對(duì)應(yīng)的參考電壓。接著，請(qǐng)參閱圖5，是上述量測(cè)裝置20其參考電壓產(chǎn)生電路33的方塊圖。參考電 壓產(chǎn)生電路33是包含一能階電路331、一電壓放大器332、一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 333、一 輸出多任務(wù)器334。能隙電路331，是輸出一能隙參考電壓(Vref)，電壓放大器332，是與能 隙電路331電性連接，以接收能隙參考電壓(Vref)及一增益控制輸入，并且輸出一第一電 壓(Va)及一第二電壓(Vb)。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，是與電壓放大器332電性連接，以接 收上述第二電壓(Vb)及一 DAC輸入碼，并進(jìn)一步輸出一第三電壓(Vc)。而輸出多任務(wù)器 334，是與電壓放大器332及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器333電性連接，以接收上述第一電壓(Va)及第 三電壓(Vc)，且輸出多任務(wù)器334也接收一輸出選擇信號(hào)，以決定第一電壓(Va)或第三電 壓(Vc)作為輸出電壓；此輸出電壓就是參考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓(Vr)。上述增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號(hào)即組成所謂的電壓參數(shù)項(xiàng)目。增益 控制輸入是包括一第一增益及一第二增益，其中，第一增益與能隙參考電壓(Vref)的乘積 是第一電壓(Va)，而第二增益與能隙參考電壓(Vref)的乘積是第二電壓(Vb)。上述第一 增益或第二增益可以是大于、小于或等于一，使得電壓放大器332可以是對(duì)能隙參考電壓 (Vref)做放大、衰減或不做電壓改變。當(dāng)然，第一增益與第二增益也可以是相同數(shù)值。而第 三電壓是第二電壓與DAC輸入碼其對(duì)應(yīng)數(shù)值的乘積。因此，當(dāng)量測(cè)裝置20生產(chǎn)完成時(shí)，生產(chǎn)者必須將量測(cè)裝置20切換到校正的狀態(tài)或 模式，以取得上述電壓參數(shù)項(xiàng)目。在校正的狀態(tài)或模式下，生產(chǎn)者選擇一種量測(cè)模式并由操 作接口 25上的按鍵28來(lái)改變上述增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號(hào)，以調(diào)整參考 電壓產(chǎn)生電路33的輸出電壓。而當(dāng)參考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓達(dá)到符合精準(zhǔn) 度的要求時(shí)，生產(chǎn)者再利用按鍵28將此時(shí)的增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號(hào)儲(chǔ) 存到電可擦除只讀存儲(chǔ)器，將含有增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號(hào)的電壓參數(shù)項(xiàng) 目依據(jù)量測(cè)模式存至對(duì)應(yīng)的地址。以上，便完成一種量測(cè)模式其參考電壓的校正。而生產(chǎn) 者再依相同的步驟，設(shè)定其它量測(cè)模式其參考電壓所對(duì)應(yīng)的增益控制輸入、DAC輸入碼及輸 出選擇信號(hào)并存到電可擦除只讀存儲(chǔ)器。因此，上述校正方式僅需使用到原本操作接口 25 上的按鍵28，是不需要額外的機(jī)具，是可提供一較方便且快速的校正。而且，不同的量測(cè)模 式都有各自獨(dú)立的參考電壓，使量測(cè)裝置20具有較佳的精準(zhǔn)度。
權(quán)利要求
一種量測(cè)芯片，包括一模擬前端電路，用以接收一第一待測(cè)信號(hào)并輸出一第二待測(cè)信號(hào)，一量測(cè)電路，與該模擬前端電路電性連接，以測(cè)量該第二待測(cè)信號(hào)并輸出一量測(cè)值至一顯示器，一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測(cè)電路電性連接，以輸出一參考電壓至該量測(cè)電路，一控制電路，與該模擬前端電路、該量測(cè)電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，其中該量測(cè)芯片的特征在于該量測(cè)芯片進(jìn)一步包括一存取控制電路，該存取控制電路與該控制電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，當(dāng)該量測(cè)芯片處于一校正模式時(shí)，選定一量測(cè)項(xiàng)目并將相應(yīng)該量測(cè)項(xiàng)目的一特定信號(hào)輸入以調(diào)整出一相應(yīng)該量測(cè)項(xiàng)目的一參考電壓，該控制電路將該特定信號(hào)儲(chǔ)存至該存取控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的量測(cè)芯片，其中該特定信號(hào)包括一增益控制輸入、一輸入碼及 一輸出選擇信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的量測(cè)芯片，其中該參考電壓產(chǎn)生電路包括 一能隙電路，用以輸出一能隙參考電壓；一電壓放大器，與該能隙電路電性連接，以接收該能隙參考電壓及該增益控制輸入，且 輸出一第一電壓及一第二電壓；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，與該電壓放大器電性連接，以接收該第二電壓及該輸入碼，且輸出一第三電壓；及一輸出多任務(wù)器，與該電壓放大器及該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器電性連接，以接收該第一電壓 及該第三電壓，且進(jìn)一步接收該輸出選擇信號(hào)，以決定該第一電壓或該第三電壓作為一輸 出電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的量測(cè)芯片，其中該存取控制電路包含一存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器與該 存取控制電路電性連接。
5.如權(quán)利要求1所述的量測(cè)芯片，其中該存取控制電路是一電可擦除只讀存儲(chǔ)器控制器。
6.一種量測(cè)芯片，包括一模擬前端電路，用以接收一第一待測(cè)信號(hào)并輸出一第二待 測(cè)信號(hào)，一量測(cè)電路，與該模擬前端電路電性連接，以測(cè)量該第二待測(cè)信號(hào)并輸出一量測(cè)值 至一顯示器，一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測(cè)電路電性連接，以輸出一參考電壓至該量測(cè)電 路，一控制電路，與該模擬前端電路、該量測(cè)電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，其中該 量測(cè)芯片的特征在于該量測(cè)芯片進(jìn)一步包括一存取控制電路，該存取控制電路與該控制電路及該參考電壓 產(chǎn)生電路電性連接，當(dāng)該量測(cè)芯片處于一量測(cè)模式時(shí)，該存取控制電路是根據(jù)使用者所選 定的量測(cè)項(xiàng)目，而輸出一特定信號(hào)至該參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整該參考電壓產(chǎn)生電路所 輸出的該參考電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的量測(cè)芯片，其中該特定信號(hào)包括一增益控制輸入、一輸入碼及 一輸出選擇信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的量測(cè)芯片，其中該參考電壓產(chǎn)生電路包括 一能隙電路，用以輸出一能隙參考電壓；一電壓放大器，與該能隙電路電性連接，以接收該能隙參考電壓及該增益控制輸入，且輸出一第一電壓及一第二電壓；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，與該電壓放大器電性連接，以接收該第二電壓及該輸入碼，且輸出一第三電壓；及一輸出多任務(wù)器，與該電壓放大器及該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器電性連接，以接收該第一電壓 及該第三電壓，且進(jìn)一步接收該輸出選擇信號(hào)，以決定該第一電壓或該第三電壓作為一輸 出電壓。
9.如權(quán)利要求6所述的量測(cè)芯片，其中該存取控制電路是一電可擦除只讀存儲(chǔ)器控制器。
10.一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測(cè)裝置，包括一外殼，該外殼上至少配置一輸入 端、一顯示裝置及一輸入按鍵，該外殼中配置一量測(cè)芯片，該量測(cè)芯片與該輸入端、該顯示 裝置及該輸入按鍵電性連接，而該量測(cè)芯片包括一模擬前端電路，用以接收一待測(cè)信號(hào)； 一量測(cè)電路，與該模擬前端電路電性連接； 一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測(cè)電路電性連接； 一存取控制電路，與該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接；一控制電路，與該模擬前端電路、該量測(cè)電路、該參考電壓產(chǎn)生電路及該存取控制電路 電性連接；其中該存取控制電路儲(chǔ)存有預(yù)先設(shè)定的多個(gè)參考電壓參數(shù)項(xiàng)目。
全文摘要
一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測(cè)裝置，包括模擬前端電路、量測(cè)電路、參考電壓產(chǎn)生電路、存取控制電路、控制電路及顯示器。模擬前端電路是將待測(cè)信號(hào)或待測(cè)元件轉(zhuǎn)成適當(dāng)?shù)男盘?hào)，以供量測(cè)電路量測(cè)并進(jìn)一步將量測(cè)結(jié)果輸出至顯示裝置。而參考電壓產(chǎn)生電路，是與量測(cè)電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測(cè)電路。存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電路及控制電路電性連接，其中，存取控制電路是根據(jù)使用者所選擇的量測(cè)項(xiàng)目，而輸出一控制信號(hào)至參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。
文檔編號(hào)G01R35/04GK101988959SQ20091016024
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者吳昭明, 孔振斌 申請(qǐng)人:承永資訊科技股份有限公司