测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种测量流经检测电阻的电流的测量装置。
【背景技术】
[0002]虽然有多种方法可测量电流，但是最常见的方法是通过精确的电阻器测量电压，并使用欧姆定律(OHM’S LAW)，通过测量电阻器的电压，以求得通过电阻器的电流。为了避免电阻器干扰电流的测量，通常会使用阻值较低的电阻。然而，由于小阻值的电阻器产生较小的电压降(VOLTAGE DROP)，因此，很容易受到其它信号的干扰，进而影响电流测量的准确度。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测量装置，用以精准地测量出流经检测电阻的电流。为达上述目的，本发明的测量装置包括干扰抵消单元、第一分压单元、第二分压单元以及处理单元。干扰抵消单元耦接检测电阻的第一及第二节点，并根据控制信号选择性地输出第一及第二节点中的至少一个的电压。第一分压单元耦接干扰抵消单元，并处理第一或第二节点的电压，用以产生第一处理信号。第二分压单元耦接干扰抵消单元，并处理第一或第二节点的电压，用以产生第二处理信号。处理单元耦接第一及第二分压单元，用以接收第一及第二处理信号，并根据第一及第二处理信号计算流经检测电阻的电流。
[0004]通过使用本发明的测量装置，能够在检测电阻的阻值非常小的时候，仍然得到精确的测量结果，而不受到噪声的影响。
[0005]为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
【附图说明】
[0006]图1为本发明的测量装置的示意图；
[0007]图2A?2C为本发明的干扰抵消单元的示意图；
[0008]图3为本发明的测量装置的另一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0009]图1为本发明的测量装置的示意图。如图所示，测量装置100并联耦接检测电阻RS，用以测量流经检测电阻Rs的电流。在本实施例中，检测电阻Rs接收电源VCONN并耦接负载110。在一个实施例中，负载110为USB TYPE-C型端口。电源VCONN通过检测电阻Rs供电给USBTYPE-C型端口的电源管脚，如VBUS管脚。
[0010]在本实施例中，测量装置100包括干扰抵消单元101、分压单元102、103以及处理单元104。干扰抵消单元101耦接检测电阻Rs的两端，分别为节点120与130，并根据控制信号140选择性地输出节点120的电压V12q及/或节点130的电压V13Q。稍后将通过图2A?2C说明本案的干扰抵消单元101的实施方式。
[0011]分压单元102耦接干扰抵消单元101，并处理干扰抵消单元101所输出的电压，用以产生处理信号Sp1。在本实施例中，分压单元102包括电阻仏与1?2，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，只要具有调整电压功能的电路，均可作为分压单元102。如图所示，电阻办与R2彼此串联，用以对干扰抵消单元101的输出电压进行分压，并将分压结果作为处理信号Spi提供给处理单元104。在其它实施例中，分压单元102还具有电容C1，用以消除噪声。
[0012]分压单元103耦接干扰抵消单元101，并处理干扰抵消单元101所输出的电压，用以产生处理信号SP2。在本实施例中，分压单元103的架构与分压单元102相同，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，分压单元103的电路架构可能不同于分压单元102的电路架构。
[0013]分压单元103包括电阻R3与R4,但并非用以限制本发明。在其它实施例中，只要具有调整电压功能的电路，均可作为分压单元103。电阻R3与R4彼此串联，用以对干扰抵消单元101的输出电压进行分压，并将分压结果作为处理信号Sp2提供给处理单元104。在其它实施例中，分压单元103还具有电容C2，用以消除噪声。
[0014]处理单元104耦接分压单元102与103，用以接收处理信号并根据处理信号计算流经检测电阻Rs的电流。本发明并不限定处理单元104的内部架构。只要能够根据检测电阻Rs的电压计算求得流经检测电阻Rs的电流的电路，均可作为处理单元104。在一个实施例中，处理单元104为模拟数字转换器(ADC)或是放大器。在另一可能实施例中，控制信号140由处理单元104所提供。在其它实施例中，控制信号140由测量装置100之外的组件所提供。
[0015]在一个实施例中，负载110为具有USBTYPE-C管脚的芯片，测试装置100需要检测流经该USB TYPE-C管脚的电流，所以采用阻值非常小的检测电阻Rs连接在该USB TYPE-C管脚上，测量装置100对检测电阻Rs两端的电压进行测量，并最终得出该USB TYPE-C管脚的电流。在一个实施例中，节点120的电压Vm及/或节点130的电压V13q过高，处理单元104不能在这样高的电压下工作，所以使用分压单元102和103来进行分压。在设计时使Ri = R2 = R3 =R4。但是在实际应用中RhR^RhR4之间会存在较小的阻值误差，由于检测电阻Rs的阻值极小，所以上述电阻Ri?R4的阻值误差可能与检测电阻Rs的阻值差不多甚至比检测电阻Rs的阻值还大，从而对测量结果产生极大影响，使测量结果完全不能反映真实的情况。在这种情况下使用干扰抵消单元101将电阻Ri?R4的阻值误差消除掉，从而得出正确的测试结果。
[0016]图2A为本发明的干扰抵消单元的一个实施例。在本实施例中，干扰抵消单元200A固定地提供节点120的电压V12q给分压单元102，并根据控制信号140选择性地提供节点120的电SV12Q或是节点130的电SV13Q给分压单元103。
[0017]在第一采样期间，干扰抵消单元200A将节点120的电压V12q提供给分压单元102与103。分压单元102与103处理节点120的电压V12Q，分别产生处理信号Sp1与Sp2。接着，处理单元104根据处理信号3[31与3[32的差值，产生第一采样结果。
[0018]在第二采样期间，干扰抵消单元200A继续将节点120的电压V12q提供给分压单元
102。此时，干扰抵消单元200A将节点130的电压V13q提供给分压单元103。分压单元102与103分别处理节点120的电压V12q与节点130的电压V13Q，用以产生处理信号Sp@Sp2。处理单元104根据处理信号5[31与3[32的差值，产生第二采样结果，
[0019]在第三采样期间，处理单元104根据第一采样结果及第二采样结果计算得知流经检测电阻Rs的电流。举例而言，在第一采样期间，处理信号Vp1等于V12f^(R2AdR2),而Vp2等于Vi20* (R4/R3+R4)。在一个实施例中，在设计上使Ri = R2 = R3 = R4。因此，第一采样结果Vs1应该等于O。然而，实际上，由于分压单元102与103里的电阻仏?1?4具有阻值误差(MISMATCH)，因此，第一采样结果Vs1可能不等于O。在本实施例中，第一采样结果Vs1能够体现电阻仏?仏的阻值误差所产生的误差成分。
[0020]在第二采样期间，处理信号Vp1等于V1M(R2ZiRdR2)，处理信号Vp2等于V13Q*(R4/R3+R4)。因此，第二采样结果Vs2等于[VmMfcM+RW-tVuWlU/Rs+IU)]。在本实施例中，第二采样结果Vs2除了包含有效信号外，即除了包括检测电阻Rs的电压外，也包含电阻R1-R4的阻值误差所产生的误差成分。
[0021]在第三采样期间，处理单元104处理第一采样结果及第二采样结果，去除电阻仏?R4的阻值误差所产生的误差成分。在一个实施例中，处理单元104计算第一采样结果与第二采样结果的差值Vs1-Vs2,去除误差成分，并得知检测电阻Rs的电压。处理单元104再根据检测电阻Rs的电压以及检测电阻Rs的阻值，计算得知流经检测电阻Rs的电流。
[0022]在本实施例中，干扰抵消单元200A包括开关210A与220A。开关210A耦接于节点120与分压单元103之间，并根据控制信号140中的控制成分CSS，将节点120的电压V12q传送至分压单元103。开关220A耦接于节点130与分压单元103之间，并根据控