一种阻性复合传感器阵列的读出电路及其读出方法_2

文档序号:9665074阅读:来源:国知局
线所对应的阻性敏感单元的电阻值 R2 :
[0016]
[0017] 式中,%为测试电压输入端输入的测试电压,VS1为第一电压反馈驱动电路的输入 端电压,VS2为第二电压反馈驱动电路的输入端电压,Rs为所述采样电阻的电阻值。
[0018] 根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案:
[0019] -种传感装置,包括阻性复合传感器阵列及读出电路,所述阻性复合传感器阵列 为MXN个阻性复合传感器所构成的二维阵列;每个阻性复合传感器包括2K个二端阻性敏 感单元,2K个二端阻性敏感单元的一端连接到该阻性复合传感器的公共端点,另一端为一 个独立端点,每个阻性复合传感器共有2K+1个端点;同一列阻性复合传感器的公共端点相 互连接,构成该列阻性复合传感器的共用列线,同一行阻性复合传感器中第i个阻性敏感 单元的另一端相互连接,构成该行阻性复合传感器的第i条共用行线,i= 1,2, *··,2Κ;K 为大于〇的自然数;所述读出电路为如上任一技术方案所述读出电路。
[0020] 每个阻性复合传感器可以包括2K个对同一物理量敏感的二端阻性敏感单元,也 可以包括2Κ个对不同物理量敏感的二端阻性敏感单元。优选后者,从而可以同时对多种不 同的物理量(例如温度、压力、光强等)进行检测。
[0021] 相比现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0022] -、本发明是针对阻性复合传感器阵列的检测需要,在不破坏阻性传感器阵列结 构及不中断该传感器阵列正常工作的前提下,对任一行任一列上的某阻性复合传感器内部 的任意两个阻性敏感单元同时进行检测,提高了检测速度。
[0023] 二、本发明巡检速度提高,周期缩短,可以有效减小时间对传感器阵列带来的影 响,同时,对于物理量敏感的待测阻性敏感单元,当物理属性快速变化时,本发明电路能够 更快察觉其变化,完成变化量的测量。
[0024] 三、对于阻性复合传感器阵列中某些需要高频率检测的待测阻性敏感单元,本发 明能够通过更改扫描控制器的编程,实现对阵列中某一或某些阻性复合传感器内的待测阻 性敏感单元高频率地多次检测,在完成所有其他待测阻性敏感单元检测的同时还能保证较 高的扫描速度。
[0025] 四、本发明采用双电压反馈驱动电路,在确保测量精度的前提下,减少了器件间连 线的数量,在一定程度上降低了电路的成本。
[0026] 五、本发明采用共用行线与列线的阻性复合传感器阵列,并且按照ΜΧΝ方式二维 分布,以每一传感器内含四个阻性敏感单元的阻性复合传感器阵列为例,共4ΧΜΧΝ个阻 性敏感单元,本发明可将连线数目减少为4Μ+Ν根,减少了器件互连的复杂性,保证了阵列 中的每一个阻性复合传感器包括其内部的每一个阻性敏感单元都有唯一的行与列组合的 访问方式。
【附图说明】
[0027] 图1是共用行线(a线、b线、c线、d线)与列线(0线)的阻性复合传感器阻
[0028] 性复合传感器阵列示意图;
[0029] 图2是本发明一个具体实施例的电路示意图;
[0030] 图3是检测待测阻性敏感单元时阻性复合传感器阻性复合传感器阵列的区域划 分示意图;
[0031] 图4是本发明读出电路工作时与待测阻性敏感单元所在阻性复合传感器阻性复 合传感器同列的电路示意图;
[0032] 图5是本发明读出电路工作时与待测阻性敏感单元所在阻性复合传感器阻性复 合传感器同行的电路示意图;
[0033] 图6是本发明读出电路工作时非选定行非选定列阻性复合传感器阻性复合传感 器阵列的电路示意图;
[0034] 图7是本发明读出电路工作时的简化电路示意图;
[0035] 图8是本发明另一实施例的电路示意图。
[0036] 图中各标号含义如下:
[0037] 1、MXN阻性复合传感器阵列,2、a和b单元行多路选择器,3、c和d单元行多路选 择器,4、列多路选择器,5、扫描控制器,6、第一电压反馈驱动电路,7、第二电压反馈驱动电 路,8、a单元行多路选择器,9、bed单元行多路选择器。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
[0039] 本发明针对由每一传感器内含偶数个阻性敏感单元的阻性复合传感器所构成的 二维阵列的数据读取速度问题,基于双电压反馈法,设计阵列结构及相应的读出电路,单次 检测能够读取同一阻性复合传感器中两个不同阻性敏感单元的阻值,从而大幅提高传感器 阵列的数据检测速度,同时有效降低传感系统的复杂度。
[0040] 本发明所采用的技术方案具体如下:
[0041] -种阻性复合传感器阵列的读出电路,所述阻性复合传感器阵列为MXN个阻性 复合传感器所构成的二维阵列;每个阻性复合传感器包括2K个二端阻性敏感单元,2K个二 端阻性敏感单元的一端连接到该阻性复合传感器的公共端点,另一端为一个独立端点,每 个阻性复合传感器共有2K+1个端点;同一列阻性复合传感器的公共端点相互连接,构成该 列阻性复合传感器的共用列线,同一行阻性复合传感器中第i个阻性敏感单元的另一端相 互连接,构成该行阻性复合传感器的第i条共用行线,i= 1,2, 一,21(4为大于0的自然 数;所述读出电路包括:行多路选择器、列多路选择器、扫描控制器、第一电压反馈驱动电 路、第二电压反馈驱动电路、采样电阻、测试电压输入端;采样电阻一端接地,另一端连接第 一电压反馈驱动电路的输入端;每一行阻性复合传感器的2K条共用行线预先按照相同的 分组方式被分为两组;对于属于第一组的共用行线,行多路选择器可在扫描控制器控制下 使得其中任一共用行线与测试电压输入端接通而与第二电压反馈驱动电路的输出端断开, 或者与第二电压反馈驱动电路的输出端接通而与测试电压输入端断开;对于属于第二组的 共用行线,行多路选择器可在扫描控制器控制下使得其中任一共用行线与第一电压反馈驱 动电路的输入端接通而与第二电压反馈驱动电路的输出端断开,或者与第二电压反馈驱动 电路的输出端接通而与第一电压反馈驱动电路的输入端断开;列多路选择器可在扫描控制 器控制下使得任一共用列线与第二电压反馈驱动电路的输入端接通而与第一电压反馈驱 动电路的输出端断开,或者与第一电压反馈驱动电路的输出端接通而与第二电压反馈驱动 电路的输入端断开。
[0042] 上述读出电路的读出方法,扫描控制器控制列多路选择器,使得当前扫描列阻性 复合传感器的共用列线与第二电压反馈驱动电路的输入端接通而与第一电压反馈驱动电 路的输出端断开,其余共用列线与第一电压反馈驱动电路的输出端接通而与第二电压反馈 驱动电路的输入端断开;同时,扫描控制器控制行多路选择器,使得当前扫描行阻性复合传 感器所对应的2K条共用行线中属于第一组的一条共用行线与测试电压输入端接通,该行 阻性复合传感器所对应的2K条共用行线中属于第二组的一条共用行线与第一电压反馈驱 动电路的输入端接通,阻性复合传感器阵列中的其余所有共用行线均与第二电压反馈驱动 电路的输出端接通;然后利用以下公式得到当前扫描行、列相交处的阻性复合传感器中,与 测试电压输入端接通的共用行线所对应的阻性敏感单元的电阻值R1,以及与第一电压反馈 驱动电路的输入端接通的共用行线所对应的阻性敏感单元的电阻值R2 :
[0043]
[0044] 式中,%为测试电压输入端输入的测试电压,VS1为第一电压反馈驱动电路的输入 端电压,VS2为第二电压反馈驱动电路的输入端电压,Rs为所述采样电阻的电阻值。
[0045] 为了便于公众理解,下面以每一传感器内含偶数个阻性敏感单元的阻性复合传感 器阻性复合传感器阵列为例,并结合附图来对本发明技术方案进行进一步地详细说明。
[0046] 本实施例中的阻性复合传感器阵列(MXN)结构如图1所示,其是由MXN个阻性 复合传感器构成的二维阵列。每个阻性复合传感器有4个阻性敏感单元(Ra、Rb、R。、Rd)和 5个连接端子,且4个阻性敏感单元连接到一个公共端子(0线),此外还各有一个独立连接 端子(a线、b线、c线、d线),MXN个阻性复合传感器按照共用行列线的方式二维连接,Μ 为行数,Ν为列数。每列的阻性复合传感器的0线连接在一起,共有Ν根列线,每行的阻性 复合传感器的a线连接在一起,每行的阻性复合传感器的b线连接在一起,每行的阻性复合 传感器的c线连接在一起,每行的阻性复合传感器的d线连接在一起,共有4M根行线。阵 列中的每个阻性复合传感器内的每个阻性敏感单元都有唯一的行线与列线的组合。按照这 样的方式将所有阻性复合传感器按照MXN的二维结构进行分布,只需要4M+N根连线数目 即可保证任何一个特定的阻性复合传感器内的特定阻性敏感单元可以通过控制行线和列 线的相应组合被访问。处于第i行第j列的阻性复合传感器内的a、b、c、d四个阻性敏
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