專利名稱：可調(diào)整參考電壓的多功能量測裝置及其芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種數(shù)字多功能電表(Digital Multi-Meter，DMM)，特別是關(guān)于一 種可依照量測模式而調(diào)整參考電壓的數(shù)字多功能電表。
背景技術(shù)：
一般現(xiàn)有的多功能電表，如圖1所示，包括一模擬前端電路10、一量測電路11、一 控制電路12及一顯示器13。模擬前端電路10是將待測信號(如電壓、電流、溫度等)或待 測元件(如電阻、電容、二極管等)轉(zhuǎn)成量測電路11可接受的信號，如特定范圍內(nèi)的電壓 信號。然后，量測電路11再對此信號進(jìn)行量測，并進(jìn)一步將量測結(jié)果輸出至顯示器13。上述量測裝置11在執(zhí)行量測時，除接收輸入信號外，也接收一參考電壓 (reference voltage，Vr)，使輸入信號相對于參考電壓的比值作為輸出結(jié)果。但，隨著待 測信號與待測元件的不同，會使用不同的量測模式，因此，也需提供多組的參考電壓(Vr-1， Vr-2,…，Vr-n)。而這些參考電壓的選擇，是由控制電路12依據(jù)量測模式而決定的。如圖2所示，已知的多功能電表其參考電壓(Vr)都是由一參考電壓源(Vs)經(jīng)電 阻分壓而產(chǎn)生。參考電壓源(Vs)可以使用能隙電路(bandgap circuit)或齊納二極管 (zener diode)。而為了讓電表的量測結(jié)果達(dá)到一定的精準(zhǔn)度，是利用可變電阻，使參考電 壓(Vr)的誤差能小到一定的范圍之內(nèi)。因此，在電表生產(chǎn)完成時，必須使用機具調(diào)整可變 電阻才能完成校正。而由于每個量測模式都有各自的參考電壓，所以必須針對每一量測模 式都進(jìn)行可變電阻的調(diào)整；因此，校正不方便、生產(chǎn)速度也不容易提高，且在校正過程中容 易受到外界環(huán)境影響而增加校正的困難。另外，有些電表為了節(jié)省成本，是將多種量測模式 共享一個參考電壓，例如直流電壓/交流電壓/直流電流/交流電流/ 二極管等量測模式 共享一個參考電壓。這個方式雖然可以節(jié)省成本，但由于每個量測模式使用的模擬前端電 路有所不同，是具有不同的誤差，共享一個參考電壓是無法將所有量測模式的前端電路誤 差一并校正，因此可能會犧牲某些量測模式的精準(zhǔn)度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，為了解決多功能數(shù)字電表校正上的不便、費時及犧牲精 準(zhǔn)度的問題，本發(fā)明提供一種可依據(jù)量測模式而自動調(diào)整參考電壓的多功能量測裝置，是 配置有可寫入/讀取存儲器及存取控制電路；因此，隨著使用者選擇不同的量測項目，參考 電壓產(chǎn)生電路會輸出其相對應(yīng)的參考電壓。因此，本發(fā)明的一主要目的在于提供一種可依據(jù)量測模式而自動調(diào)整參考電壓的 多功能量測裝置，此量測裝置可隨著使用者選擇不同的量測項目，參考電壓產(chǎn)生電路會輸 出符合此量測項目的參考電壓；因此，各個量測模式都有獨立的參考電壓，可一并校正模擬 前端電路的誤差，使量測裝置具有較高的精準(zhǔn)度。本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種可依據(jù)量測模式而自動調(diào)整參考電壓的多 功能量測裝置，此量測裝置是利用操作接口上原有的按鍵來完成參考電壓的校正，并不需要額外的機具；因此，校正上較方便且快速。依據(jù)上述的目的，本發(fā)明首先提出一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測裝置，是包 括模擬前端電路、量測電路、參考電壓產(chǎn)生電路、存取控制電路、控制電路及顯示器。模擬前 端電路是將待測信號或待測元件轉(zhuǎn)成適當(dāng)?shù)男盘枺怨┝繙y電路量測并進(jìn)一步將量測結(jié)果 輸出至顯示裝置。而參考電壓產(chǎn)生電路，是與量測電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測 電路。存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電路及控制電路電性連接，其中，當(dāng)多功能量測裝 置處在量測模式時，存取控制電路是根據(jù)使用者所選擇的量測項目，而輸出一控制信號至 參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。此外，本發(fā)明也包括配置于上述量測裝置中的芯片。量測芯片，包括一模擬前端 電路，是用來接收一第一待測信號并輸出一第二待測信號；一量測電路，是與模擬前端電路 電性連接，以測量第二待測信號并輸出一量測值至一顯示器；一參考電壓產(chǎn)生電路，是與量 測電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測電路；及一存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電 路電性連接，當(dāng)量測芯片處在一量測模式時，存取控制電路是根據(jù)使用者所選定的量測項 目，而輸出一控制信號至參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。


為能更清楚地說明本發(fā)明，以下列舉較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后，其 中圖1是現(xiàn)有的一種多功能電表；圖2是已知的一種多功能電表其參考電壓產(chǎn)生方式；圖3是本發(fā)明的一種量測裝置；圖4是本發(fā)明的一種量測裝置的方塊圖；及圖5是本發(fā)明的一種量測裝置其參考電壓產(chǎn)生電路的方塊圖。
具體實施例方式首先，請參考圖3，是本發(fā)明的一種實施例，是一種可調(diào)整參考電壓的量測裝置。此 量測裝置20，是一多功能電表，具有一外殼21，且在外殼21的底部設(shè)有一對測試探針22、 23，以量測一待測信號24。除此之外，外殼21上具有一操作接口 25及一顯示器26，操作接 口 25上設(shè)有一旋鈕27，可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以選擇不同的量測模式，例如量測電壓值、量測電流值、 量測二極管等，使量測的結(jié)果顯示于顯示器26上。且，操作接口 25上具有一按鍵28，可供 使用者或操作者選擇或設(shè)定之用。而如圖4所示，是上述量測裝置20的方塊圖。量測裝置20包括一旋鈕27、一按 鍵28、一模擬前端電路31、一量測電路32、一參考電壓產(chǎn)生電路33、一電可擦除只讀存儲器 (EEPROM) 34、一電可擦除只讀存儲器(EEPROM)控制器35、一控制電路36及一顯示器37。模 擬前端電路31，主要是由信號偵測元件、頻率檢測電路、放大器或濾波器等所組成，可以接 收一第一待測信號30并輸出一第二待測信號，例如特定范圍內(nèi)的電壓信號。量測電路32， 是與模擬前端電路31電性連接，以測量第二待測信號并將量測結(jié)果輸出至顯示器37。參考 電壓產(chǎn)生電路33，是與量測電路32電性連接，以輸出一參考電壓(Vr)至量測電路32。電 可擦除只讀存儲器34是儲存有預(yù)先設(shè)定的多個電壓參數(shù)項目。EEPROM控制器35，是與電可擦除只讀存儲器34及參考電壓產(chǎn)生電路33電性連接，EEPROM控制器35可以讀取儲存 于電可擦除只讀存儲器34中的資料，并輸出一控制信號至參考電壓產(chǎn)生電路33，以調(diào)整參 考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓?？刂齐娐?6則是和旋鈕27、按鍵28、模擬前端電 路31、量測電路32、參考電壓產(chǎn)生電路33以及EEPROM控制器35等電性連接。因此，當(dāng)使 用者將旋鈕27調(diào)到某一量測模式時，例如量測二極管，控制電路36會進(jìn)一步將模擬前端 電路31切換到量測二極管所需的電路，并且命令EEPROM控制器35從電可擦除只讀存儲器 34中讀取二極管量測所對應(yīng)的電壓參數(shù)項目。EEPROM控制器35會進(jìn)一步將此電壓參數(shù)項 目形成一控制信號并輸出到參考電壓產(chǎn)生電路33，使參考電壓產(chǎn)生電路33產(chǎn)生一二極管 量測所對應(yīng)的參考電壓。接著，請參閱圖5，是上述量測裝置20其參考電壓產(chǎn)生電路33的方塊圖。參考電 壓產(chǎn)生電路33是包含一能階電路331、一電壓放大器332、一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 333、一 輸出多任務(wù)器334。能隙電路331，是輸出一能隙參考電壓(Vref)，電壓放大器332，是與能 隙電路331電性連接，以接收能隙參考電壓(Vref)及一增益控制輸入，并且輸出一第一電 壓(Va)及一第二電壓(Vb)。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，是與電壓放大器332電性連接，以接 收上述第二電壓(Vb)及一 DAC輸入碼，并進(jìn)一步輸出一第三電壓(Vc)。而輸出多任務(wù)器 334，是與電壓放大器332及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器333電性連接，以接收上述第一電壓(Va)及第 三電壓(Vc)，且輸出多任務(wù)器334也接收一輸出選擇信號，以決定第一電壓(Va)或第三電 壓(Vc)作為輸出電壓；此輸出電壓就是參考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓(Vr)。上述增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號即組成所謂的電壓參數(shù)項目。增益 控制輸入是包括一第一增益及一第二增益，其中，第一增益與能隙參考電壓(Vref)的乘積 是第一電壓(Va)，而第二增益與能隙參考電壓(Vref)的乘積是第二電壓(Vb)。上述第一 增益或第二增益可以是大于、小于或等于一，使得電壓放大器332可以是對能隙參考電壓 (Vref)做放大、衰減或不做電壓改變。當(dāng)然，第一增益與第二增益也可以是相同數(shù)值。而第 三電壓是第二電壓與DAC輸入碼其對應(yīng)數(shù)值的乘積。因此，當(dāng)量測裝置20生產(chǎn)完成時，生產(chǎn)者必須將量測裝置20切換到校正的狀態(tài)或 模式，以取得上述電壓參數(shù)項目。在校正的狀態(tài)或模式下，生產(chǎn)者選擇一種量測模式并由操 作接口 25上的按鍵28來改變上述增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號，以調(diào)整參考 電壓產(chǎn)生電路33的輸出電壓。而當(dāng)參考電壓產(chǎn)生電路33所輸出的參考電壓達(dá)到符合精準(zhǔn) 度的要求時，生產(chǎn)者再利用按鍵28將此時的增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號儲 存到電可擦除只讀存儲器，將含有增益控制輸入、DAC輸入碼及輸出選擇信號的電壓參數(shù)項 目依據(jù)量測模式存至對應(yīng)的地址。以上，便完成一種量測模式其參考電壓的校正。而生產(chǎn) 者再依相同的步驟，設(shè)定其它量測模式其參考電壓所對應(yīng)的增益控制輸入、DAC輸入碼及輸 出選擇信號并存到電可擦除只讀存儲器。因此，上述校正方式僅需使用到原本操作接口 25 上的按鍵28，是不需要額外的機具，是可提供一較方便且快速的校正。而且，不同的量測模 式都有各自獨立的參考電壓，使量測裝置20具有較佳的精準(zhǔn)度。
權(quán)利要求
一種量測芯片，包括一模擬前端電路，用以接收一第一待測信號并輸出一第二待測信號，一量測電路，與該模擬前端電路電性連接，以測量該第二待測信號并輸出一量測值至一顯示器，一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測電路電性連接，以輸出一參考電壓至該量測電路，一控制電路，與該模擬前端電路、該量測電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，其中該量測芯片的特征在于該量測芯片進(jìn)一步包括一存取控制電路，該存取控制電路與該控制電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，當(dāng)該量測芯片處于一校正模式時，選定一量測項目并將相應(yīng)該量測項目的一特定信號輸入以調(diào)整出一相應(yīng)該量測項目的一參考電壓，該控制電路將該特定信號儲存至該存取控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的量測芯片，其中該特定信號包括一增益控制輸入、一輸入碼及 一輸出選擇信號。
3.如權(quán)利要求2所述的量測芯片，其中該參考電壓產(chǎn)生電路包括 一能隙電路，用以輸出一能隙參考電壓；一電壓放大器，與該能隙電路電性連接，以接收該能隙參考電壓及該增益控制輸入，且 輸出一第一電壓及一第二電壓；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，與該電壓放大器電性連接，以接收該第二電壓及該輸入碼，且輸出一第三電壓；及一輸出多任務(wù)器，與該電壓放大器及該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器電性連接，以接收該第一電壓 及該第三電壓，且進(jìn)一步接收該輸出選擇信號，以決定該第一電壓或該第三電壓作為一輸 出電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的量測芯片，其中該存取控制電路包含一存儲器，該存儲器與該 存取控制電路電性連接。
5.如權(quán)利要求1所述的量測芯片，其中該存取控制電路是一電可擦除只讀存儲器控制器。
6.一種量測芯片，包括一模擬前端電路，用以接收一第一待測信號并輸出一第二待 測信號，一量測電路，與該模擬前端電路電性連接，以測量該第二待測信號并輸出一量測值 至一顯示器，一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測電路電性連接，以輸出一參考電壓至該量測電 路，一控制電路，與該模擬前端電路、該量測電路及該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接，其中該 量測芯片的特征在于該量測芯片進(jìn)一步包括一存取控制電路，該存取控制電路與該控制電路及該參考電壓 產(chǎn)生電路電性連接，當(dāng)該量測芯片處于一量測模式時，該存取控制電路是根據(jù)使用者所選 定的量測項目，而輸出一特定信號至該參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整該參考電壓產(chǎn)生電路所 輸出的該參考電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的量測芯片，其中該特定信號包括一增益控制輸入、一輸入碼及 一輸出選擇信號。
8.如權(quán)利要求7所述的量測芯片，其中該參考電壓產(chǎn)生電路包括 一能隙電路，用以輸出一能隙參考電壓；一電壓放大器，與該能隙電路電性連接，以接收該能隙參考電壓及該增益控制輸入，且輸出一第一電壓及一第二電壓；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，與該電壓放大器電性連接，以接收該第二電壓及該輸入碼，且輸出一第三電壓；及一輸出多任務(wù)器，與該電壓放大器及該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器電性連接，以接收該第一電壓 及該第三電壓，且進(jìn)一步接收該輸出選擇信號，以決定該第一電壓或該第三電壓作為一輸 出電壓。
9.如權(quán)利要求6所述的量測芯片，其中該存取控制電路是一電可擦除只讀存儲器控制器。
10.一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測裝置，包括一外殼，該外殼上至少配置一輸入 端、一顯示裝置及一輸入按鍵，該外殼中配置一量測芯片，該量測芯片與該輸入端、該顯示 裝置及該輸入按鍵電性連接，而該量測芯片包括一模擬前端電路，用以接收一待測信號； 一量測電路，與該模擬前端電路電性連接； 一參考電壓產(chǎn)生電路，與該量測電路電性連接； 一存取控制電路，與該參考電壓產(chǎn)生電路電性連接；一控制電路，與該模擬前端電路、該量測電路、該參考電壓產(chǎn)生電路及該存取控制電路 電性連接；其中該存取控制電路儲存有預(yù)先設(shè)定的多個參考電壓參數(shù)項目。
全文摘要
一種可調(diào)整參考電壓的多功能量測裝置，包括模擬前端電路、量測電路、參考電壓產(chǎn)生電路、存取控制電路、控制電路及顯示器。模擬前端電路是將待測信號或待測元件轉(zhuǎn)成適當(dāng)?shù)男盘?，以供量測電路量測并進(jìn)一步將量測結(jié)果輸出至顯示裝置。而參考電壓產(chǎn)生電路，是與量測電路電性連接，以輸出一參考電壓至量測電路。存取控制電路，是與參考電壓產(chǎn)生電路及控制電路電性連接，其中，存取控制電路是根據(jù)使用者所選擇的量測項目，而輸出一控制信號至參考電壓產(chǎn)生電路，以調(diào)整參考電壓產(chǎn)生電路所輸出的參考電壓。
文檔編號G01R35/04GK101988959SQ20091016024
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者吳昭明, 孔振斌 申請人:承永資訊科技股份有限公司