連接線分別與基準(zhǔn)電壓源連接;所述行多 路選擇器可使得阻性傳感器陣列中任意一條行線通過其一根連接線與等電流驅(qū)動運放的 反相輸入端連接,并通過其另一根連接線與測試電流采樣電阻的另一端連接,同時使得阻 性傳感器陣列中其它每一根行線通過其兩根連接線分別與基準(zhǔn)電壓源連接。
[0044]上述讀出電路的讀出方法,對于所述阻性傳感器陣列中的任意一個待測阻性傳感 器,首先選通該待測阻性傳感器,具體如下:通過列多路選擇器使得待測阻性傳感器所在列 線通過其一根連接線與列線驅(qū)動運放的輸出端連接,并通過其另一根連接線與列線驅(qū)動運 放的反相輸入端連接,同時使得阻性傳感器陣列中其它每一根列線通過其兩根連接線分別 與基準(zhǔn)電壓源連接;與此同時,通過行多路選擇器使得待測阻性傳感器所在行線通過其一 根連接線與等電流驅(qū)動運放的反相輸入端連接,并通過其另一根連接線與測試電流采樣電 阻的另一端連接,同時使得阻性傳感器陣列中其它每一根行線通過其兩根連接線分別與基 準(zhǔn)電壓源連接;然后利用下式計算出該待測阻性傳感器的電阻R xy:
[0046] 其中,V:為基準(zhǔn)電壓源提供的基準(zhǔn)電壓,為測試電流采樣電阻與行多路選擇器所 連接一端的電勢,Vt(3St為測試電流采樣電阻與等電流驅(qū)動運放的輸出端所連接一端的電 勢,R test為測試電流采樣電阻的電阻值。
[0047] 為了便于公眾理解,下面以兩個具體實施例來對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。 [0048]圖4顯示了本發(fā)明讀出電路的一個具體實施例的電路原理,圖中的當(dāng)前待測阻性 傳感器R xy為MXN共用行列線阻性傳感器陣列中的Rn,圖5為圖4讀出電路的測試原理等效 圖。本實施例中分別以Μ個雙刀雙擲開關(guān)和N個雙刀雙擲開關(guān)來分別構(gòu)建行多路選擇器、列 多路選擇器。如圖4所示,本發(fā)明為ΜΧΝ共用行列線阻性傳感器陣列的每根行線或列線都額 外增加一根連接線,即每一根列線和行線都對應(yīng)兩根連接線(為了便于區(qū)別,從功能角度考 慮,下文將同一列線的兩根連接線分別稱為驅(qū)動連接線、驅(qū)動采樣跟隨連接線,將同一行線 的兩根連接線分別稱為等電流連接線、等電勢連接線)。共用行列線阻性傳感器陣列的每根 列線通過其驅(qū)動連接線、驅(qū)動采樣跟隨連接線分別與一個列雙刀雙擲開關(guān)的兩個公共端連 接,每個列雙刀雙擲開關(guān)同步動作,即該列雙刀雙擲開關(guān)同時吸合或放開,Ν根列線共連接Ν 個列雙刀雙擲開關(guān),各個列雙刀雙擲開關(guān)的一對獨立端分別連接到一個列線驅(qū)動運放的輸 出端和反相輸入端,另外一對獨立端均接到零電位;該列線驅(qū)動運放的同相輸入端連接基 準(zhǔn)電壓源(其所提供的基準(zhǔn)電壓為W)。共用行列線阻性傳感器陣列的每根行線通過其等電 流連接線、等電勢連接線分別與一個行雙刀雙擲開關(guān)的兩個公共端連接,每個行雙刀雙擲 開關(guān)同步動作,即該行雙刀雙擲開關(guān)同時吸合或放開,Μ根行線共連接Μ個行雙刀雙擲開關(guān), 各個列雙刀雙擲開關(guān)的一對獨立端分別連接到等電流驅(qū)動運放的反相輸入端、測試電流采 樣電阻R te3St的一端,另外一對獨立端均與零電位連接;測試電流采樣電阻Rte3St的另一端與等 電流驅(qū)動運放的輸出端連接;等電流驅(qū)動運放的同相輸入端接零電位。
[0049]測試時,令當(dāng)前待測單元所在的列雙刀雙擲開關(guān)吸合,而剩余其他列雙刀雙擲開 關(guān)斷開。因此,其他列線接地,而僅當(dāng)前待測單元所在的列線與列線驅(qū)動運放的輸出端和反 相輸入端接通,通過列線驅(qū)動運放的虛短作用,當(dāng)前待測單元所在的列線電壓隨列線 驅(qū)動運放的同相輸入端電壓h而變化。由于列線驅(qū)動運放的反相輸入端的輸入阻抗與列雙 刀雙擲開關(guān)的開關(guān)觸點電阻的阻值R s。以及驅(qū)動連接線和列驅(qū)動采樣跟隨連接線的引線電 阻及其接頭觸點電阻的累積電阻Rl。相比都非常大,由于列線驅(qū)動運放的虛短、虛斷作用,因 此當(dāng)前待測單元所在的列線電壓Vcy跟隨列線驅(qū)動運放的同相輸入端電壓%相等,從而消除 電路中Rk、R s。和阻性傳感陣列中列相鄰阻性單元對Rxy測量結(jié)果的影響。
[0050] 測試時,令當(dāng)前待測單元所在的行雙刀雙擲開關(guān)吸合,而剩余其他行雙刀雙擲開 關(guān)斷開。因此,其他行線線接地,而僅當(dāng)前待測單元所在的行線與測試電流采樣電阻Rtest和 等電流驅(qū)動運放反相輸入端接通,通過等電流驅(qū)動運放的虛短作用,當(dāng)前待測單元所在的 行線上的電壓V rx與等電流驅(qū)動運放的同相輸入端保持等電勢虛地,而非當(dāng)前掃描列線都通 過其雙刀雙擲開關(guān)接地,阻性傳感陣列中行相鄰單元被虛擬隔離;而由于等電流驅(qū)動運放 的虛短、虛斷作用,測試電流采樣電阻Rtest的電流Itest跟隨當(dāng)前待測單元上的電流I xy而變 化。由于等電流驅(qū)動運放的反相輸入端的輸入阻抗與行雙刀雙擲開關(guān)的開關(guān)觸點電阻的阻 值Rsr以及等電流連接線和等電勢連接線的引線電阻及其接頭觸點電阻的累積電阻RLr相比 都非常大,由于列線驅(qū)動運放的虛斷作用,因此I xy=Itest,可消除電路中Hr對Rxy測量結(jié) 果的影響。
[0051] 來自V:的測試電流首先經(jīng)過Rxy到被測單元的行線,其次經(jīng)過行雙刀雙擲開關(guān),一 方面到等電流驅(qū)動運放的反相輸入端,同時也經(jīng)過測試電流采樣電阻Rtest到等電流驅(qū)動運 放的輸出端。由于等電流驅(qū)動運放反相輸入端的輸入阻抗很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行雙刀雙擲開關(guān) 的開關(guān)觸點電阻Rsr以及等電勢連接線和等電流連接線的引線電阻及其觸點電阻RLr的累加 和,可以認(rèn)為等電流驅(qū)動運放反相輸入端的電壓和被測單元所在行線電壓相等,其值為〇; 而由于等電流驅(qū)動運放反相輸入端的輸入阻抗很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Rtest、行雙刀雙擲開關(guān)的開 關(guān)觸點電阻Rsr和等電流連接線的引線電阻及其觸點電阻RLr的累計電阻Rer,因此等電流驅(qū) 動運放反相輸入端的漏電流可以忽略;而同時其它列線與被測行線保持相等的零電位,被 測單元的行相鄰單元上的漏電流為零。因此Rtest和Rxy上的通過電流相等,該電流也同時通 過行雙刀雙擲開關(guān)的開關(guān)觸點電阻、等電流連接線的引線電阻、等電流連接線觸點電阻等 共同導(dǎo)致的累積電阻Rer,而電流值不變。由于Rtest和Rxy上的電流相等,由于Rtest已知,那么 如果知道Rtest兩端的精確電壓,就可以確定精確的Ixy。而Vtest可以測量得到,從而可計算出 精確地Rxy。
[0052] 但由于累積電阻Rer的存在,導(dǎo)致通過Rtest的電流為I xy = Vtest/(Rtest+Rer)=-Vi/Rxy 與理想電流Iid^zV^t/R^t有區(qū)別,累積電阻Rer導(dǎo)致的誤差電壓為Ve,因此如果忽略R er的 影響將導(dǎo)致被測單元的測試結(jié)果產(chǎn)生額外的誤差。由于RXy、RteSt和Rer上流過的電流相等,因 此本發(fā)明采用R Xy = Rtest X Vi/ (Ve-Vtest)求得Rxy的阻值。可以發(fā)現(xiàn)在該式中沒有Rer存在,Rer 的影響被徹底消除。由于RtesdPV:已知,而Ve和Vtest我們可測量得到,最終實現(xiàn)R xy真值的測 定。
[0053]圖6顯示了本發(fā)明讀出電路的另一個實施例,圖中的當(dāng)前被測單元Rxy為MXN共用 行列線阻性傳感器陣列中的Rn;圖7為圖6讀出電路的讀出原理等效圖。如圖6所示,本實施 例的讀出電路相當(dāng)于將圖4讀出電路中的基準(zhǔn)電壓源與零電位的接入位置互換,即將圖4讀 出電路中原來的零電位位置處換為基準(zhǔn)電壓源,而將原來的基準(zhǔn)電壓源位置處換為零電 位。該測試電路的測試方法具體如下:
[0054]對于所述阻性傳感器陣列中的任意一個待測阻性傳感器,首先選通該待測阻性傳 感器,具體如下:通過列多路選擇器使得待測阻性傳感器所在列線通過其一根連接線與列 線驅(qū)動運放的輸出端連接,并通過其另一根連接線與列線驅(qū)動運放的反相輸入端連接,同 時使得阻性傳感器陣列中其它每一根列線通過其兩根連接線分別與基準(zhǔn)電壓源連接;與此 同時,通過行多路選擇器使得待測阻性傳感器所在行線通過其一根連接線與等電流驅(qū)動運 放的反相輸入端連接,并通過其另一根連接線與測試電流采樣電阻的另一端連接,同時使 得阻性傳感器陣列中其它每一根行線通過其兩根連接線分別與基準(zhǔn)電壓源連接;然后利用 下式計算出該待測阻性傳感器的電阻R xy:
[0056]其中,V:為基準(zhǔn)電壓源提供的基準(zhǔn)電壓,為測試電流采樣電阻與行多路選擇器所 連接一端的電勢,Vt(3St為測試電流采樣電阻與等電流驅(qū)動運放的輸出端所連接一端的電 勢,Rtest為測試電流采