TWI408390B - 用於類比量測模組之控制電路與相關控制模組 - Google Patents

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Description

用於類比量測模組之控制電路與相關控制模組
本發明係揭露一種用於類比量測模組之控制電路與相關控制模組，尤指一種藉由光耦合器隔離雜訊並以通用放大器(General Purpose Amplifier)輔助提供繼電器所需之運作電壓差的控制電路及包含至少一個該控制電路之控制模組。
請參閱第1圖，其為一種一般邏輯測試機110與其所配合用於音頻量測之類比測試模組120的示意圖。如第1圖所示，邏輯測試機110輸出一控制訊號至類比測試模組120，以作交流小訊號的量測與測試。類比測試模組120一般會以低雜訊電源來進行電源供應，以降低外部電源的雜訊耦合。由於類比測試模組120常需測試具有不同訊號強度的音頻訊號，因此由邏輯測試機110以單一輸出入埠傳輸而來的控制訊號也需要以不同增益的放大器放大，以得到合乎訊號強度需求的音頻訊號進行測試。類比測試模組120包含有一繼電器(未圖示)，用來當作選擇切換放大器增益的開關，其本身可根據所輸入之一控制訊號與一直流電壓源之間的電壓差，來配合不同範圍訊號強度的音頻訊號進行切換；其中類比測試模組120耦接於一類比接地端AGND，且邏輯測試機110耦接於一直流接地端DGND。然而，隨著類比量測模組120在規格上的需求變的多樣化，邏輯測試機110以單一輸出入埠傳輸控制訊號的方式將會變的不敷使用；除此以外，所輸出的控制訊號也有可能因此被耦合至非對應規格之類比測試模組120而造成雜訊，使得類比量測模組120的量測結果不穩定或變大而導致生產時的誤差與成本提高。
本發明揭露一種用於類比量測模組之控制電路。該控制電路包含一移位暫存器、一光耦合器(Photo-coupler)、及一通用放大器(General Purpose Amplifier)。該移位暫存器用來接收自外部之一資料訊號，並用來根據該資料訊號產生複數個位元。該光耦合器耦合至該移位暫存器，透過光傳輸方式傳送該複數個位元。該通用放大器耦合至光耦合器，接收自該光耦合器所傳送的該複數個位元，並輸出至一類比量測模組。
本發明另揭露一種用於類比量測模組之控制系統。該控制系統包含一邏輯測試機、至少一個控制電路、及至少一個類比量測模組。該邏輯測試機用來輸出一測試資料訊號。該至少一個控制電路耦合至該邏輯測試機，以接收該測試資料訊號。該至少一個類比量測模組耦合並一一對應於該至少一個控制電路，且各自用以測試對應之一待測元件。該至少一個控制電路透過光傳輸方式將該測試資料訊號傳送至該類比量測模組。
為了解決先前技術中當類比測試模組在音頻測試需求變多時，邏輯測試機疲於應付的情形，本發明揭露了一種控制電路與控制模組。該控制電路使用光耦合器隔絕由邏輯測試機之控制訊號中所帶的雜訊，並以通用放大器調整控制訊號所需的增益；該控制模組更將複數個本發明所揭露之控制電路加以串聯，以配合不同規格的類比測試模組。
請參閱第2圖，其為本發明所揭露之一控制電路210的簡略示意圖，其中控制電路210與第1圖所示之邏輯測試機110及類比測試模組120共同運作。控制電路210包含一移位暫存器220、一光耦合器230、一通用放大器240、及電阻242、244。
如第2圖所示，移位暫存器220主要接收四個訊號，包含一時脈訊號SCK、一資料訊號SDA、一重置端RESET、及一開關訊號LATCH，其中資料訊號SDA根據邏輯測試機110所傳輸的測試資料訊號所產生。移位暫存器220會以高/低電位的形式將測試資料訊號SDA轉成複數個位元。
光耦合器230包含一第一感應元件232及一第二感應元件234。第一感應元件232之一第一端耦接於移位暫存器220以接收該複數個位元。第一感應元件232之一第二端耦接於數位接地端DGND。第一感應元件232根據該複數個位元決定是否被觸發。第二感應元件234以光耦合方式耦接於第一感應元件232，使得第一感應元件232所接收到之該複數個位元可透過光傳輸的感應方式傳送至第二感應元件234。第二感應元件234之一第一端透過電阻242、244耦接於類比接地端AGND。第二感應元件234用來感應第一感應元件232是否被該複數個位元觸發之狀況，以對應該複數個位元產生複數個訊號。
通用放大器240之開關端透過電阻242耦接於第二感應元件234之該第一端以接收該複數個訊號。通用放大器240之一基準端耦接於類比接地端AGND。通用放大器240根據該複數個訊號來決定是否開啟，並根據是否開啟的狀態在通用放大器240之一輸出端輸出一第二電位訊號V2。
在本發明之較佳實施例中，第一感應元件232為一光發射器，用來接收移位暫存器220輸出之訊號，並轉換該訊號成為光訊號。於本發明之較佳實施例中，第二感應元件234為一光偵測器，偵測第一感應元件之所轉換之光訊號，並對應輸出第一電位訊號V1至類比測試模組120及該複數個位元所對應之該複數個訊號至通用放大器240。第二感應元件234包含一npn型之光電晶體。當具有高電位之一位元經過第一感應元件232，且第二感應元件234偵測到該高電位之位元時，通用放大器240會根據第二感應元件234所偵 測到之該高電位位元而對應的被開啟，反之，當具有低電位之一位元經過第二感應元件232，且第二感應元件234偵測到該低電位之位元時，通用放大器240會根據第二感應元件234所偵測到之該低電位位元而對應的被關閉。第二感應元件234之一第二端亦根據所偵測到之位元對應的電位高低來輸出第一電位訊號V1至類比測試模組120所包含之繼電器。最後第一電位訊號V1與第二電位訊號V2之間的電壓差會用來運作類比測試模組120所包含之繼電器。
在本發明之一實施例中，通用放大器240係為專門用來承載一百微安培(mA)以上電流的npn型雙載子接面電晶體，以應付需要較高增益或較高電流之類比測試模組120在運作上的需求。如此一來，當第二感應元件234感應到第一感應元件232接收之高電位位元而產生高電位之訊號時，通用放大器240亦會被第二感應元件234所產生的高電位訊號開啟而導通，使得所輸出的第二電位訊號V2之電位可更接近類比接地端AGND而被拉低，且第一電位訊號V1與第二電位訊號之間V2的電位差會被拉大，以滿足需要較大電位差的繼電器之運作規格；反之，當第二感應元件234感應到第一感應元件232接收之低電位位元時，通用放大器240會因為第二感應元件234輸出的低電位訊號而被關閉，使得通用放大器240所輸出之第二電位訊號V2因被隔絕於類比接地端AGND而保持在高電位，且第一電位訊號V1與第二電位訊號V2之間的電位差會縮小，以應對於需要較小電位差的繼電器之運作規格。
除此以外，由於第一感應元件232與第二感應元件234之間以光耦合方式進行耦合，因此透過邏輯測試機110與移位暫存器220所產生並經過第一感應元件232的複數個位元中即使帶有雜訊，也將被光耦合器230隔離，使得這些雜訊無法到達第二感應元件234。
請參閱第3圖，其為應用第2圖所示之控制電路210所揭露之一控制系統300的示意圖。如第3圖所示，至少一個控制電路210係以移位暫存器220之一輸出端QN所輸出之一輸出訊號Qn來彼此連接，因此每一控制電路210皆可在接收到資料訊號SDA或輸出訊號Q1 、Q2 、Q3 、...、Qn-1 的同時傳遞訊號啟動其下一級的相鄰控制電路210。第3圖所示各自與至少一個控制電路210耦接的至少一個類比測試模組120之繼電器所需電壓差或規格皆不同，然而藉由第2圖所揭露的控制電路210，除了雜訊可有效被隔絕以外，採用不同增益的通用放大器240亦可達到配合該些具有不同規格及不同運作電壓差之繼電器來運作的目的。除此以外，由於控制電路210之間的串接，可省去邏輯測試機110需要使用多個輸出入埠連接至每一控制電路210及每一類比測試模組120的不便，而僅只需使用如第3圖所示之單一輸出入埠完成同時控制多個控制電路210及類比測試模組120的目的。
本發明係揭露一種控制電路與控制模組。藉由光耦合器傳輸位元及隔絕雜訊，並藉由通用放大器來調整增益，使得邏輯測試機可配合類比測試模組中所包含不同規格及不同運作電壓差的繼電器進行類比訊號測試。除此以外，每一控制電路的移位暫存器亦將資料訊號逐一傳遞至下一級控制電路中，使得邏輯測試機可在僅使用單一輸出入埠的前提下同時輸出複數個位元於至少一個控制電路與一一對應於該至少一個控制電路之至少一個類比測試模組。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
110．．．邏輯測試機
120．．．類比測試模組
210．．．控制電路
220．．．移位暫存器
230．．．光耦合器
232‧‧‧第一感應元件
234‧‧‧第二感應元件
240‧‧‧通用放大器
242、244‧‧‧電阻
300‧‧‧控制系統
AGND‧‧‧類比接地端
DGND‧‧‧數位接地端
SCK‧‧‧時脈訊號
SDA‧‧‧資料訊號
RESET‧‧‧重置訊號
LATCH‧‧‧開關訊號
V1、V2‧‧‧電位訊號
第1圖為一種一般邏輯測試機與其所配合用於音頻量測之類比測試模組的示意圖。
第2圖為本發明所揭露之一控制電路的簡略示意圖，其中該控制電路與第1圖所示之邏輯測試機及類比測試模組共同運作。
第3圖為應用第2圖所示之控制電路所揭露之一控制模組的示意圖。
110．．．邏輯測試機
120．．．類比測試模組
210．．．控制電路
220．．．移位暫存器
230．．．光耦合器
232．．．第一感應元件
234．．．第二感應元件
240．．．通用放大器
242、244．．．電阻
AGND．．．類比接地端
DGND．．．數位接地端
SCK．．．時脈訊號
SDA．．．資料訊號
RESET．．．重置訊號
LATCH．．．開關訊號
V1、V2．．．電位訊號

Claims (13)

  1. 一種用於類比量測模組之控制電路，包含：一移位暫存器，用來接收自外部之一資料訊號，並用來根據該資料訊號產生複數個位元；一光耦合器(Photo-coupler)，耦合至該移位暫存器，透過光傳輸方式傳送該複數個位元；以及一通用放大器(General Purpose Amplifier)，耦合至光耦合器，接收自該光耦合器所傳送的該複數個位元，並輸出至一類比量測模組。
  2. 如請求項1所述之用於類比量測模組之控制電路，其中該光耦合器包含：一第一感應元件，耦合至一數位接地端，該第一感應元件接收自該移位暫存器所傳送之該複數個位元，並轉換成對應之光訊號；以及一第二感應元件，耦合至該第一感應元件與一類比接地端之間，該第二感應元件根據對應該複數個位元之光訊號，輸出一第一電位訊號。
  3. 如請求項2所述之用於類比量測模組之控制電路，其中該第一感應元件，其一第一端係連接於該移位暫存器以接收該複數個位元，該第一感應元件之一第二端係連接於該數位接地端，該第一感應元件係根據該複數個位元決定是否被觸發；其中該第二感應元件，以光耦合方式耦接於該第一感應元件，該第二感應元件之一第一端係耦接於該類比接地端，該第二感應元件係感應該第一感應元件是否被該複數個位元觸發之狀況，以對應該複數個位元產生複數個訊號，且該第二感應元件之一第二端係輸出該第一電位訊號。
  4. 如請求項3所述之用於類比量測模組之控制電路，其中該通用放大器之一開關端係耦接於該第二感應元件之該第一端以接收該複數個訊號，該通用放大器之一基準端係耦接於該類比接地端，該通用放大器係根據該複數個訊號來決定是否開啟，且該通用放大器之一輸出端係輸出一第二電位訊號。
  5. 如請求項4所述之用於類比量測模組之控制電路，其中該通用放大器係為一npn型雙載子接面電晶體(npn Bipolar Junction Transistor)，該通用放大器之開關端係為該npn型雙載子接面電晶體之基極(Base)，且該通用放大器之該基準端係為該npn型雙載子接面電晶體之射極，該通用放大器之該輸出端係為該npn型雙載子接面電晶體之集極。
  6. 如請求項4所述之用於類比量測模組之控制電路，另包含：一第一電阻，其一第一端係耦接於該第二感應元件之該第一端，且該第一電阻之一第二端係耦接於該通用放大器之該開關端；及一第二電阻，其一第一端係耦接於該第一電阻之該第二端，且該第二電阻之一第二端係耦接於該類比接地端。
  7. 一種用於類比量測模組之控制系統，包含：一邏輯測試機，用來輸出一測試資料訊號；至少一個控制電路，耦合至該邏輯測試機，以接收該測試資料訊號；以及至少一個類比量測模組，耦合並一一對應於該至少一個控制電路，且各自用以測試對應之一待測元件；其中該至少一個控制電路透過光傳輸方式將該測試資料訊號傳送至該類比量測模組。
  8. 如請求項7所述之控制系統，其中該至少一個控制電路之每一控制電路包含：一移位暫存器，用來接收該測試資料訊號，並用來根據該測試資料訊號產生複數個位元；一光耦合器，耦合至該移位暫存器，透過光傳輸方式傳送該複數個位元；以及一通用放大器，耦合至光耦合器，接收自該光耦合器所傳送的該複數個位元，並輸出至該類比量測模組。
  9. 如請求項8所述之控制系統，其中該光耦合器包含：一第一感應元件，耦合至一數位接地端，該第一感應元件接收自該移位暫存器所傳送之該複數個位元，並轉換成對應之光訊號；以及一第二感應元件，耦合至該第一感應元件與一類比接地端之間，該第二感應元件根據對應該複數個位元之光訊號，輸出一第一電位訊號。
  10. 如請求項9所述之控制系統，其中該第一感應元件，其一第一端係連接於該移位暫存器以接收該複數個位元，該第一感應元件之一第二端係連接於該數位接地端，該第一感應元件係根據該複數個位元決定是否被觸發；其中該第二感應元件，以光耦合方式耦接於該第一感應元件，該第二感應元件之一第一端係耦接於該類比接地端，該第二感應元件係感應該第一感應元件是否被該複數個位元觸發之狀況，以對應該複數個位元產生複數個訊號，且該第二感應元件之一第二端係輸出該第一電位訊號。
  11. 如請求項10所述之用控制系統，其中該通用放大器之一開關端係耦接於該第二感應元件之該第一端以接收該複數個訊號，該通用放大器之一基準端係耦接於該類比接地端，該通用放大器係根據該複數個訊號來決定是否開啟，且該通用放大器之一輸出端係輸出一第二電位訊號。
  12. 如請求項11所述之控制系統，其中該通用放大器係為一npn型雙載子接面電晶體，該通用放大器之開關端係為該npn型雙載子接面電晶體之基極，且該通用放大器之該基準端係為該npn型雙載子接面電晶體之射極，該通用放大器之該輸出端係為該npn型雙載子接面電晶體之集極。
  13. 如請求項11所述之控制系統，另包含：一第一電阻，其一第一端係耦接於該第二感應元件之該第一端，且該第一電阻之一第二端係耦接於該通用放大器之該開關端；及一第二電阻，其一第一端係耦接於該第一電阻之該第二端，且該第二電阻之一第二端係耦接於該類比接地端。
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