信号测量电路及所适用的光学模块的制作方法

本公开涉及一种信号测量电路，特别涉及一种误差较小且成本较低的信号测量电路及所适用的光学模块。

背景技术：

目前市场上的光学产品，例如LED，在运行时会随着供电电源的正弦波的波动而产生变动，使得每一个LED所发出的光源强度随时间呈现快速且重复的变化，即为闪动(flicker)信号，而闪动信号使人眼在使用时造成影响，而为确认如何对闪动信号进行改善，则须先对闪动信号进行测量以确认闪动信号中的直流信号及交流信号的振幅。

由于闪动信号中的交流信号的振幅相对于直流信号较小，而无法直接测量闪动信号以获得交流信号，因此，传统测量闪动信号的电路结构是利用放大器将闪动信号放大，使得交流信号及直流信号皆被放大，并通过模拟/数字转换器将被放大的交流信号及直流信号由模拟形式转换为数字形式，最后由微处理器进行计算以获得闪动信号的信息。虽然交流信号确实因放大而可被测量，然而直流信号却同步被放大器放大，导致交流信号受到直流信号放大的影响而容易超过放大器所能输出的信号上限值，使得放大器仅能输出该信号上限值，然而放大器所输出的信号上限值并无法真实反映出放大后的闪动信号，造成微处理器在计算闪动信号的信息时容易产生误差。此外，在上述传统测量闪动信号的电路结构中，由于模拟/数字转换器需同时将直流信号及交流信号由模拟形式转换为数字形式，故模拟/数字转换器需要较高的分辨率，例如16至18bit，且较高的取样频率，例如500kHz，导致传统测量闪动信号的电路结构的成本较高。

因此，如何发展一种克服上述缺点的信号测量电路及所适用的光学模块，实为目前迫切的需求。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种信号测量电路及所适用的光学模块，其是可降低测量误差并降低成本。

为达上述目的，本公开的一较广实施方式为提供一种信号测量电路是包含：检测单元、直流滤波器、第一信号放大器、第一模拟/数字转换器、交流滤波器、第二信号放大器、第二模拟/数字转换器及微处理器。检测单元用以检测为模拟形式的闪动信号，其中闪动信号包含第一直流信号及第一交流信号。直流滤波器与检测单元电连接，用以滤除闪动信号中的第一直流信号，以输出第一交流信号。第一信号放大器与直流滤波器电连接，用以放大第一交流信号为第二交流信号。第一模拟/数字转换器与第一信号放大器电连接，用以将第二交流信号转换为数字形式的第一数字信号。交流滤波器与检测单元电连接，用以滤除闪动信号中的第一交流信号，以输出第一直流信号。第二信号放大器与交流滤波器电连接，用以放大第一直流信号为第二直流信号。第二模拟/数字转换器与第二信号放大器电连接，用以将第二直流信号转换为数字形式的第二数字信号。微处理器与第一模拟/数字转换器及第二模拟/数字转换器电连接，用以接收第一数字信号及第二数字信号。

为达上述目的，本公开的另一较广实施方式为提供一种光学模块，是包含光学产品及信号测量电路，光学产品是输出闪动信号，且信号测量电路是包含：检测单元、直流滤波器、第一信号放大器、第一模拟/数字转换器、交流滤波器、第二信号放大器、第二模拟/数字转换器及微处理器。检测单元用以检测为模拟形式的闪动信号，其中闪动信号包含第一直流信号及第一交流信号。直流滤波器与检测单元电连接，用以滤除闪动信号中的第一直流信号，以输出第一交流信号。第一信号放大器与直流滤波器电连接，用以放大第一交流信号为第二交流信号。第一模拟/数字转换器与第一信号放大器电连接，用以将第二交流信号转换为数字形式的第一数字信号。交流滤波器与检测单元电连接，用以滤除闪动信号中的第一交流信号，以输出第一直流信号。第二信号放大器与交流滤波器电连接，用以放大第一直流信号为第二直流信号。第二模拟/数字转换器与第二信号放大器电连接，用以将第二直流信号转换为数字形式的第二数字信号。微处理器与第一模拟/数字转换器及第二模拟/数字转换器电连接，用以接收第一数字信号及第二数字信号。

附图说明

图1为本公开优选实施例的信号测量电路的电路结构图。

图2为图1所示的信号测量电路所检测的闪动信号的电压与时间的波形图。

图3为图1所示的信号测量电路的第一交流信号的电压与时间的波形图。

图4为图1所示的信号测量电路的第一直流信号的电压与时间的波形图。

其中，附图标记说明如下：

1：信号测量电路

2：光学产品

3：光学模块

F：闪动信号

11：检测单元

12：直流滤波器

13：第一信号放大器

14：第一模拟/数字转换器

15：交流滤波器

16：第二信号放大器

17：第二模拟/数字转换器

18：微处理器

具体实施方式

体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本公开。

请参阅图1至图4，其中图1为本公开优选实施例的信号测量电路的电路结构图，图2为图1所示的信号测量电路所检测的闪动信号的电压与时间的波形图，图3为图1所示的信号测量电路的第一交流信号的电压与时间的波形图，图4为图1所示的信号测量电路的第一直流信号的电压与时间的波形图。如图所示，本公开的信号测量电路1是应用于光学模块3中，例如LED模块，并用以测量光学模块3中的光学产品2，例如LED，所产生的闪动信号F(flicker)，如图2的波形图所示。信号测量电路1包含检测单元11、直流滤波器12、第一信号放大器13、第一模拟/数字转换器14、交流滤波器15、第二信号放大器16、第二模拟/数字转换器17及微处理器18。

检测单元11与光学产品2电连接，用以检测光学产品2所产生的为模拟形式的闪动信号F，其中闪动信号F包含第一交流信号S1及第一直流信号S2。直流滤波器12与检测单元11电连接，用以滤除闪动信号F中的第一直流信号S2，以输出第一交流信号S1，如图3的波形图所示。第一信号放大器13与直流滤波器12电连接，用以放大第一交流信号S1为第二交流信号，其中第一信号放大器13的放大倍率可为但不限为5至10倍。第一模拟/数字转换器14与第一信号放大器13电连接，用以将第二交流信号转换为数字形式的第一数字信号，其中第一模拟/数字转换器14的取样频率可为但不限为小于100kHz，而第一模拟/数字转换器14的分辨率可为但不限为8bit。

交流滤波器15与检测单元11电连接，用以滤除闪动信号F中的第一交流信号S1，以输出第一直流信号S2，如图4的波形图所示。第二信号放大器16与交流滤波器15电连接，用以放大第一直流信号S2为第二直流信号，其中第二信号放大器16的放大倍率可为但不限为10至20倍。第二模拟/数字转换器17与第二信号放大器16电连接，用以将第二直流信号转换为数字形式的第二数字信号，其中第二模拟/数字转换器17的取样频率可为但不限为小于100kHz，而第二模拟/数字转换器17的分辨率可为但不限为8bit。微处理器18与第一模拟/数字转换器14及第二模拟/数字转换器17电连接，用以接收第一数字信号及第二数字信号。于一些实施例中，微处理器18还根据第一数字信号及第二数字信号计算出一闪动模块振幅(Flicker Modulation Amplitude,FMA)，其中闪动模块振幅为第一交流信号S1的振幅除以两倍的第一直流信号S2，而第一交流信号S1的振幅为第一交流信号S1的最大值减去第一交流信号S1的最小值，当闪动模块振幅的数值越大则代表第一交流信号S1的振幅越大，使得闪动信号F的闪动幅度越明显，而对人眼的影响越大，当闪动模块振幅的数值越小则代表第一交流信号S1的振幅越小，使得闪动信号F的闪动幅度较不明显，而对人眼的影响越小。

综上所述，本公开的信号测量电路是包含直流滤波器及交流滤波器，以将闪动信号中的第一直流信号及第一交流信号独立输出，再分别利用第一信号放大器及第二信号放大器独立进行放大，因此，本公开的第一交流信号被放大时不会被第一直流信号的放大所影响，故本公开的第一交流信号并不会超过第二信号放大器所能输出的信号上限值而可如实放大，使得本公开的微处理器计算闪动模块振幅时并不会产生误差。此外，由于本公开的信号测量电路分别利用第一模拟/数字转换器及第二模拟/数字转换器来转换第二交流信号及第二直流信号，而非使用单一模拟/数字转换器来转换第二交流信号及第二直流信号，故本公开的第一模拟/数字转换器及第二模拟/数字转换器可分别使用分辨率较低且取样频率较低的模拟/数字转换器，而使得本公开的信号测量电路的成本较低。