測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量裝置，特別涉及一種測量流經檢測電阻的電流的測量裝置。
【背景技術】
[0002]雖然有多種方法可測量電流，但是最常見的方法是通過精確的電阻器測量電壓，并使用歐姆定律(OHM’S LAW)，通過測量電阻器的電壓，以求得通過電阻器的電流。為了避免電阻器干擾電流的測量，通常會使用阻值較低的電阻。然而，由于小阻值的電阻器產生較小的電壓降(VOLTAGE DROP)，因此，很容易受到其它信號的干擾，進而影響電流測量的準確度。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種測量裝置，用以精準地測量出流經檢測電阻的電流。為達上述目的，本發(fā)明的測量裝置包括干擾抵消單元、第一分壓單元、第二分壓單元以及處理單元。干擾抵消單元耦接檢測電阻的第一及第二節(jié)點，并根據控制信號選擇性地輸出第一及第二節(jié)點中的至少一個的電壓。第一分壓單元耦接干擾抵消單元，并處理第一或第二節(jié)點的電壓，用以產生第一處理信號。第二分壓單元耦接干擾抵消單元，并處理第一或第二節(jié)點的電壓，用以產生第二處理信號。處理單元耦接第一及第二分壓單元，用以接收第一及第二處理信號，并根據第一及第二處理信號計算流經檢測電阻的電流。
[0004]通過使用本發(fā)明的測量裝置，能夠在檢測電阻的阻值非常小的時候，仍然得到精確的測量結果，而不受到噪聲的影響。
[0005]為讓本發(fā)明的特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下:
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的測量裝置的示意圖；
[0007]圖2A?2C為本發(fā)明的干擾抵消單元的示意圖；
[0008]圖3為本發(fā)明的測量裝置的另一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]圖1為本發(fā)明的測量裝置的示意圖。如圖所示，測量裝置100并聯(lián)耦接檢測電阻RS，用以測量流經檢測電阻Rs的電流。在本實施例中，檢測電阻Rs接收電源VCONN并耦接負載110。在一個實施例中，負載110為USB TYPE-C型端口。電源VCONN通過檢測電阻Rs供電給USBTYPE-C型端口的電源管腳，如VBUS管腳。
[0010]在本實施例中，測量裝置100包括干擾抵消單元101、分壓單元102、103以及處理單元104。干擾抵消單元101耦接檢測電阻Rs的兩端，分別為節(jié)點120與130，并根據控制信號140選擇性地輸出節(jié)點120的電壓V12q及/或節(jié)點130的電壓V13Q。稍后將通過圖2A?2C說明本案的干擾抵消單元101的實施方式。
[0011]分壓單元102耦接干擾抵消單元101，并處理干擾抵消單元101所輸出的電壓，用以產生處理信號Sp1。在本實施例中，分壓單元102包括電阻仏與1?2，但并非用以限制本發(fā)明。在其它實施例中，只要具有調整電壓功能的電路，均可作為分壓單元102。如圖所示，電阻辦與R2彼此串聯(lián)，用以對干擾抵消單元101的輸出電壓進行分壓，并將分壓結果作為處理信號Spi提供給處理單元104。在其它實施例中，分壓單元102還具有電容C1，用以消除噪聲。
[0012]分壓單元103耦接干擾抵消單元101，并處理干擾抵消單元101所輸出的電壓，用以產生處理信號SP2。在本實施例中，分壓單元103的架構與分壓單元102相同，但并非用以限制本發(fā)明。在其它實施例中，分壓單元103的電路架構可能不同于分壓單元102的電路架構。
[0013]分壓單元103包括電阻R3與R4,但并非用以限制本發(fā)明。在其它實施例中，只要具有調整電壓功能的電路，均可作為分壓單元103。電阻R3與R4彼此串聯(lián)，用以對干擾抵消單元101的輸出電壓進行分壓，并將分壓結果作為處理信號Sp2提供給處理單元104。在其它實施例中，分壓單元103還具有電容C2，用以消除噪聲。
[0014]處理單元104耦接分壓單元102與103，用以接收處理信號并根據處理信號計算流經檢測電阻Rs的電流。本發(fā)明并不限定處理單元104的內部架構。只要能夠根據檢測電阻Rs的電壓計算求得流經檢測電阻Rs的電流的電路，均可作為處理單元104。在一個實施例中，處理單元104為模擬數字轉換器(ADC)或是放大器。在另一可能實施例中，控制信號140由處理單元104所提供。在其它實施例中，控制信號140由測量裝置100之外的組件所提供。
[0015]在一個實施例中，負載110為具有USBTYPE-C管腳的芯片，測試裝置100需要檢測流經該USB TYPE-C管腳的電流，所以采用阻值非常小的檢測電阻Rs連接在該USB TYPE-C管腳上，測量裝置100對檢測電阻Rs兩端的電壓進行測量，并最終得出該USB TYPE-C管腳的電流。在一個實施例中，節(jié)點120的電壓Vm及/或節(jié)點130的電壓V13q過高，處理單元104不能在這樣高的電壓下工作，所以使用分壓單元102和103來進行分壓。在設計時使Ri = R2 = R3 =R4。但是在實際應用中RhR^RhR4之間會存在較小的阻值誤差，由于檢測電阻Rs的阻值極小，所以上述電阻Ri?R4的阻值誤差可能與檢測電阻Rs的阻值差不多甚至比檢測電阻Rs的阻值還大，從而對測量結果產生極大影響，使測量結果完全不能反映真實的情況。在這種情況下使用干擾抵消單元101將電阻Ri?R4的阻值誤差消除掉，從而得出正確的測試結果。
[0016]圖2A為本發(fā)明的干擾抵消單元的一個實施例。在本實施例中，干擾抵消單元200A固定地提供節(jié)點120的電壓V12q給分壓單元102，并根據控制信號140選擇性地提供節(jié)點120的電SV12Q或是節(jié)點130的電SV13Q給分壓單元103。
[0017]在第一采樣期間，干擾抵消單元200A將節(jié)點120的電壓V12q提供給分壓單元102與103。分壓單元102與103處理節(jié)點120的電壓V12Q，分別產生處理信號Sp1與Sp2。接著，處理單元104根據處理信號3[31與3[32的差值，產生第一采樣結果。
[0018]在第二采樣期間，干擾抵消單元200A繼續(xù)將節(jié)點120的電壓V12q提供給分壓單元
102。此時，干擾抵消單元200A將節(jié)點130的電壓V13q提供給分壓單元103。分壓單元102與103分別處理節(jié)點120的電壓V12q與節(jié)點130的電壓V13Q，用以產生處理信號Sp@Sp2。處理單元104根據處理信號5[31與3[32的差值，產生第二采樣結果，
[0019]在第三采樣期間，處理單元104根據第一采樣結果及第二采樣結果計算得知流經檢測電阻Rs的電流。舉例而言，在第一采樣期間，處理信號Vp1等于V12f^(R2AdR2),而Vp2等于Vi20* (R4/R3+R4)。在一個實施例中，在設計上使Ri = R2 = R3 = R4。因此，第一采樣結果Vs1應該等于O。然而，實際上，由于分壓單元102與103里的電阻仏?1?4具有阻值誤差(MISMATCH)，因此，第一采樣結果Vs1可能不等于O。在本實施例中，第一采樣結果Vs1能夠體現電阻仏?仏的阻值誤差所產生的誤差成分。
[0020]在第二采樣期間，處理信號Vp1等于V1M(R2ZiRdR2)，處理信號Vp2等于V13Q*(R4/R3+R4)。因此，第二采樣結果Vs2等于[VmMfcM+RW-tVuWlU/Rs+IU)]。在本實施例中，第二采樣結果Vs2除了包含有效信號外，即除了包括檢測電阻Rs的電壓外，也包含電阻R1-R4的阻值誤差所產生的誤差成分。
[0021]在第三采樣期間，處理單元104處理第一采樣結果及第二采樣結果，去除電阻仏?R4的阻值誤差所產生的誤差成分。在一個實施例中，處理單元104計算第一采樣結果與第二采樣結果的差值Vs1-Vs2,去除誤差成分，并得知檢測電阻Rs的電壓。處理單元104再根據檢測電阻Rs的電壓以及檢測電阻Rs的阻值，計算得知流經檢測電阻Rs的電流。
[0022]在本實施例中，干擾抵消單元200A包括開關210A與220A。開關210A耦接于節(jié)點120與分壓單元103之間，并根據控制信號140中的控制成分CSS，將節(jié)點120的電壓V12q傳送至分壓單元103。開關220A耦接于節(jié)點130與分壓單元103之間，并根據控