专利名称：温度测量的抗噪声装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种抗噪声的装置与方法，特别是涉及一种应用于温度测量的抗噪声装置与方法。
背景技术：
目前计算机系统所使用的中央处理器(CPU)已达数GHz等级，而绘图芯片(GPU)处理速度也越来越快，因此，计算机系统所产生的热也越来越多。所以大部分的主机板、显卡、笔记本计算机都会去测量CPU/GPU的温度，以进行系统的温度控制。目前最常应用的温度测量技术主要有两种单电流源(singlecurrent source)及双电流源(Dual current source)。
单电流源主要是应用于测量热敏电阻，然因其置放于CPU/GPU等待测物的外部，其温度仍低于待测物内部温度，无法正确反应待测物的实际温度。若用以测量晶体管跟CPU/GPU内部的热感二极管(thermal diode)尚须针对不同制造厂商生产、不同制作的CPU/GPU调整补偿值，将增加电路设计上的复杂度。
双电流源的测量技术是通过送出两次不同电流来测量待测物的ΔVBE，例如通过CPU/GPU内建的热感二极管而正确地测量CPU/GPU的温度，从而消除因不同制造厂商生产、不同制作方法的CPU/GPU须调整温度对应补偿值等制作参数所造成的影响，即可以排除掉以往使用单电流源测量技术时的缺点，并且得到比较高的精确性。
然而，以双电流源的方式测量温度时，每相差摄氏一度时，所测得的ΔVBE的值只会产生几微伏电压(uV)的差异，此几微伏电压的差异即会影响对CPU/GPU等待测物温度的掌控精确度，而如何精准测量如此小的电压将会面临噪声干扰的技术问题。
为了能有效过滤噪声，目前的做法是将感测到的数据经过几级滤波器将噪声消除，若滤波器使用的阶数越多则滤波效果较好。然而，另一方面若滤波器使用过多则无法迅速地反应待测物温度的瞬间变化，可能会发生待测物温度过高，但系统无法实时反应而造成待测物的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种温度测量的抗噪声装置与方法，以解决先前技术所存在的问题或缺点，以不同阶段的滤波器之间关系与动作，去快速反应待测物的温度，避免待测物温度瞬间过高而保护不及的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种温度测量的抗噪声的装置，其特点在于，包括有一第一滤波器，用以将一系列的温度测量数据进行滤波，以输出一第一滤波信号；一第二滤波器，接收该第一滤波信号，并输出一第二滤波信号；一比较器，比较该第一滤波信号及该第二滤波信号；以及一计数器，与该比较器连接，以进行一计数；当该第一滤波信号与该第二滤波信号持续发生差异时，该计数器输出一致能信号给该第二滤波器，使该第二滤波器以该第一滤波信号作为该第二滤波信号。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第一滤波器为一低通滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第一滤波器为一梳形滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第一滤波器为一有限脉冲响应滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第一滤波器为一无限脉冲响应滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第一滤波器包括有一第一加法器，将该温度测量数据与前一温度测量数据相加；一第一缓存器，与该第一加法器连接，暂存该第一加法器的相加结果；一第一除法器，与该第一缓存器连接，将该第一缓存器中的数据除以一第一数值，以取得一第一平均值作为该第一滤波信号；以及一第一乘法器，将该第一除法器输出的数据乘以该第一数值减1，作为该前一温度测量数据。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第二滤波器为一低通滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第二滤波器为一梳形滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第二滤波器为一有限脉冲响应滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第二滤波器为一无限脉冲响应滤波器。
上述温度测量的抗噪声装置，其特点在于，该第二滤波器包括有一第二加法器，将该第一滤波信号与前一温度测量数据相加；一多任务器，与该第二加法器连接，以传递该第二加法器的相加结果；一第二缓存器，与该多任务器连接，以暂存由该多任务器传递的该第二加法器的相加结果；一第二除法器，与该缓存器连接，将该第二缓存器中的数据除以一第二数值，以取得一第二平均值作为该第二滤波信号；一第二乘法器，将该第二除法器输出的数据乘以该第二数值减1，作为该前一温度测量数据；以及一第三乘法器，当该多任务器接收到该致能信号时，将该第一滤波信号乘以该第二数值。
本发明还提供一种温度测量的抗噪声方法，其特点在于，包括有取得一第一滤波信号以及一第二滤波信号；比较该第一滤波信号是否大于或小于该第二滤波信号，并进行计数；以及当大于一预定计数时，且该第一滤波信号与该第二滤波信号持续发生差异时，以该第一滤波信号作为第二滤波信号。
上述温度测量的抗噪声方法，其特点在于，该第一滤波信号由一第一滤波器取得。
上述温度测量的抗噪声方法，其特点在于，该第一滤波器为一低通滤波器。
上述温度测量的抗噪声方法，其特点在于，该第二滤波信号由一第二滤波器取得。
上述温度测量的抗噪声方法，其特点在于，该第二滤波器为一低通滤波器。
本发明的功效，在于以不同阶段的滤波器之间关系与动作，去快速反应待测物的温度，避免待测物温度瞬间过高而保护不及的问题，并且可应用于各种需要测量温度的信息产品，例如台式计算机、笔记本计算机、服务器、显卡等。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明所揭露的温度测量的抗噪声装置的方块图；图2为本发明所揭露的温度测量的抗噪声装置第一滤波器的方块图；图3为本发明所揭露的温度测量的抗噪声装置第二滤波器的方块图；
图4为本发明所揭露的温度测量的抗噪声方法的流程图；以及图5为本发明所揭露的温度测量的抗噪声装置及方法的技术效果示意图。
其中，附图标记10第一滤波器20第二滤波器30比较器40计数器11第一加法器12第一缓存器13第一除法器14第一乘法器21第二加法器22多任务器23第二缓存器24第二除法器25第二乘法器26第三乘法器61第一滤波信号62第二滤波信号63第二滤波信号具体实施方式
请参考图1，为本发明所揭露温度测量的抗噪声装置的一实施例方块图。其包括有一第一滤波器10、一第二滤波器20、一比较器30以及一计数器40。详细组成及运作说明如下。
第一滤波器10用以接收一系列的温度测量数据，并对该温度测量数据进行滤波，以输出一第一滤波信号。第一滤波器10为一种低通滤波器，因此，当温度测量数据发生较大波动时，经过第一滤波器10滤波后，使这些数据收敛于某一温度区间变动，而此变动区间小于温度测量数据的变动区间。
第二滤波器20与第一滤波器10连接，以对第一滤波信号进行滤波，并产生一第二滤波信号。第二滤波器20为一种低通滤波器，因此，第二滤波信号的变动比第一滤波信号更小。通过第一滤波器10与第二滤波器20的设计，可降低噪声对温度测量数据的干扰，从而减少温度测量数据的变动，而使所测量到的温度维持在一较小的变动区间。
比较器30与第一滤波器10及第二滤波器20的输出耦接，以比较第一滤波信号及第二滤波信号。计数器40与比较器30的输出端连接，以接收比较器30的输出结果，并进行计数。当第一滤波信号持续大于或小于第二滤波信号，则将计数次数加1，一旦第一滤波信号并不是持续大于或小于第二滤波信号，则计数器会归零清除已计数的值并重新计数。
理论上，若温度为一常温时，第一滤波信号应无法持续大于或小于第二滤波信号。依此原理，一旦温度剧烈变化，经计数器40若干次的计数后，第二滤波器20输出的第二滤波信号仍持续大于或小于第一滤波信号时，此时计数器40便输出一致能信号，致使第二滤波器20直接以第一滤波信号为第二滤波信号，而不进行滤波。通过比较第一滤波信号及第二滤波信号的设计，使得第二滤波器20所输出的第二滤波信号可快速地追随所测量的温度，以提高测量温度的正确性，同时保持其抗噪声的效能。
请参考图2，为第一滤波器方块图的一实施例，其为一种低通滤波器。其包括有第一加法器11、第一缓存器12、第一除法器13以及第一乘法器14。详细组成及运作说明如下。
第一加法器11用以将目前的温度测量数据与历史数据相加，并输入到第一缓存器12中暂存。第一除法器13则将第一缓存器12中的数据除以一第一数值N，以取得第一平均值，此即为第一滤波信号。第一乘法器14则将第一除法器13中的数据乘以第一数值N减1。因此，通过第一乘法器14的回路，使得当温度数据变动时，此控制回路可缩小温度数据的变动范围。
除了图2的实施例之外，第一滤波器10也可采用梳形滤波器(combfilter)、或有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)。
请参考图3，为第二滤波器方块图的一实施例。其包括有第二加法器21、多任务器22、第二缓存器23、第二除法器24、第二乘法器25、以及第三乘法器26。详细组成及运作说明如下。
第二加法器21用以将第一滤波信号与历史数据相加，并输入到第二缓存器23中暂存，当处于正常滤波状态时，第二加法器21所输出的信号直接通过多任务器22而传送到第二缓存器23。第二除法器24则将第二缓存器23中的数据除以第二数值M，以取得第二平均值，此即为第二滤波信号。第二乘法器25则将第二除法器24中的数据乘以第二数值M减1。因此，当温度数据变动时，此控制回路可缩小温度数据的变动范围。
多任务器22为一对二多任务器，一输入端与第二加法器21连接，另一输入端与第三乘法器26连接，多任务器22另与计数器40相接，当计数器40计数到一定预定计数时，输出一致能信号给多任务器22，使得第一滤波信号不通过第二加法器21而直接由第三乘法器26乘以第二数值M后，再由第二除法器24除以第二数值M后输出，也就是说，当计数器40计数到一定预定计数时，而此时通过比较器30比较后第一滤波信号与第二滤波信号仍有差异时，即第二滤波器20不对第一滤波信号进行滤波而直接采用第一滤波信号作为第二滤波信号。
除了图3的实施之外，第二滤波器20也可采用梳形滤波器(comb filter)、或有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)。
本发明所揭露的温度测量的抗噪声方法的流程图，其主要分成两个部分流程，其中之一为第一滤波信号大于第二滤波信号时，即表示温度上升；另一为第一滤波信号小于第二滤波信号时，即表示温度下降。步骤50，判断第一滤波信号是否大于第二滤波信号；步骤56，判断第一滤波信号是否小于第二滤波信号，两个步骤都由比较器30进行比较。当步骤50判断第一滤波信号小于第二滤波信号时，步骤55，清除计数器内部计数的值，再由比较器30判断第一滤波信号是否小于第二滤波信号。
步骤50，当比较器30判断第一滤波信号大于第二滤波信号时，此时温度正在上升中，步骤51，计数器的计数加1，步骤52，接着判断是否到达一预定计数，例如计数5次。当到达一定计数时，步骤53，输出一致能信号给第二滤波器20中多任务器22，步骤54，并清除计数器的计数，再回到步骤50重新开始。
步骤56，当比较器30判断第一滤波信号小于第二滤波信号时，此时温度正在下降中，步骤57，计数器的计数加1，步骤58，接着判断是否到达一预定计数，例如计数5次。当到达一定计数时，步骤53，输出一致能信号给第二滤波器20中多任务器22，步骤54，并清除计数器的计数，再回到步骤50重新开始。步骤56，当比较器30判断第一滤波信号不小于第二滤波信号时，步骤59，清除计数器，并再回到步骤50重新进行第一滤波信号与第二滤波信号的比较。
请参考图5，为本发明所揭露的温度测量的抗噪声装置及方法的技术效果示意图。
如图所示，当第一滤波信号61与第二滤波信号62持续发生差异时，也即第一滤波信号是否持续大于或小于第二滤波信号，并大于一预定计数时，第二滤波器将以第一滤波信号61作为第二滤波信号63。
由图中的示意可知，在未比较第一滤波信号与第二滤波信号时，第二滤波信号追上第一滤波信号的速度较慢，而通过本发明所揭露的抗噪声装置与方法，使得经过一预定计数时，以第一滤波信号作为第二滤波信号，以快速地反应待测物的温度。
由以上说明可知，现有的温度测量方式容易受噪声的干扰，且滤波器使用阶数过多又会造成无法迅速反应待测物温度的瞬间变化，可能会发生待测物温度过高，系统无法及时采取保护措施而烧毁待测物等技术问题。本发明以不同阶段的滤波器之间关系与动作，去快速反应待测物的温度，避免待测物温度瞬间过高而保护不及的问题。本发明可应用于各种需要测量温度的信息产品，例如台式计算机、笔记本计算机、服务器、显卡等。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种温度测量的抗噪声的装置，其特征在于，包括有一第一滤波器，用以将一系列的温度测量数据进行滤波，以输出一第一滤波信号；一第二滤波器，接收该第一滤波信号，并输出一第二滤波信号；一比较器，比较该第一滤波信号及该第二滤波信号；以及一计数器，与该比较器连接，以进行一计数；当该第一滤波信号与该第二滤波信号持续发生差异时，该计数器输出一致能信号给该第二滤波器，使该第二滤波器以该第一滤波信号作为该第二滤波信号。
2.根据权利要求1所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第一滤波器为一低通滤波器。
3.根据权利要求2所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第一滤波器为一梳形滤波器。
4.根据权利要求2所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第一滤波器为一有限脉冲响应滤波器。
5.根据权利要求2所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第一滤波器为一无限脉冲响应滤波器。
6.根据权利要求2所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第一滤波器包括有一第一加法器，将该温度测量数据与前一温度测量数据相加；一第一缓存器，与该第一加法器连接，暂存该第一加法器的相加结果；一第一除法器，与该第一缓存器连接，将该第一缓存器中的数据除以一第一数值，以取得一第一平均值作为该第一滤波信号；以及一第一乘法器，将该第一除法器输出的数据乘以该第一数值减1，作为该前一温度测量数据。
7.根据权利要求1所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第二滤波器为一低通滤波器。
8.根据权利要求7所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第二滤波器为一梳形滤波器。
9.根据权利要求7所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第二滤波器为一有限脉冲响应滤波器。
10.根据权利要求7所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第二滤波器为一无限脉冲响应滤波器。
11.根据权利要求7所述的温度测量的抗噪声装置，其特征在于，该第二滤波器包括有一第二加法器，将该第一滤波信号与前一温度测量数据相加；一多任务器，与该第二加法器连接，以传递该第二加法器的相加结果；一第二缓存器，与该多任务器连接，以暂存由该多任务器传递的该第二加法器的相加结果；一第二除法器，与该缓存器连接，将该第二缓存器中的数据除以一第二数值，以取得一第二平均值作为该第二滤波信号；一第二乘法器，将该第二除法器输出的数据乘以该第二数值减1，作为该前一温度测量数据；以及一第三乘法器，当该多任务器接收到该致能信号时，将该第一滤波信号乘以该第二数值。
12.一种温度测量的抗噪声方法，其特征在于，包括有取得一第一滤波信号以及一第二滤波信号；比较该第一滤波信号是否大于或小于该第二滤波信号，并进行计数；以及当大于一预定计数时，且该第一滤波信号与该第二滤波信号持续发生差异时，以该第一滤波信号作为第二滤波信号。
13.根据权利要求12所述的温度测量的抗噪声方法，其特征在于，该第一滤波信号由一第一滤波器取得。
14.根据权利要求13所述的温度测量的抗噪声方法，其特征在于，该第一滤波器为一低通滤波器。
15.根据权利要求12所述的温度测量的抗噪声方法，其特征在于，该第二滤波信号由一第二滤波器取得。
16.根据权利要求15所述的温度测量的抗噪声方法，其特征在于，该第二滤波器为一低通滤波器。
全文摘要
本发明涉及一种温度测量的抗噪声的装置，包括有第一滤波器，用以将一系列的温度测量数据进行滤波，以输出第一滤波信号；第二滤波器，接收该第一滤波信号，并输出第二滤波信号；比较器，比较该第一滤波信号及该第二滤波信号；以及计数器，与比较器连接，以进行计数；当第一滤波信号与第二滤波信号持续发生差异时，计数器输出致能信号给第二滤波器，使第二滤波器以第一滤波信号作为第二滤波信号。本发明以不同阶段的滤波器之间关系与动作，去快速反应待测物的温度，避免待测物温度瞬间过高而保护不及的问题。
文档编号G01K7/25GK1854699SQ20051006469
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月20日 优先权日2005年4月20日
发明者李宗学, 林恭安, 曾耀辉 申请人:精拓科技股份有限公司