CN107525979A - 检测装置 - Google Patents

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杨雷
彭少波
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Abstract

一种检测装置。该检测装置包括：一检测端口、一泄流端口、一振荡电路以及一检测电路；该检测端口用以可插拔地耦接于一对象；该泄流端口用以电性耦接于一接地回路；该振荡电路分别电性耦接该检测端口与该泄流端口，用以产生一振荡信号，并当该检测端口耦接于该对象时，该对象的电荷经由该振荡电路被转移至该泄流端口；该检测电路依据该振荡信号的一振荡特征，判断该检测端口是否耦接于该对象以产生一判断结果。本发明能够在检测一检测端口是否有被耦接至对象的时候，同时让对象的电荷经由振荡电路转移到泄流端口。

Description

检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种与静电防护装置整合的检测装置。
背景技术
现今的集成电路对于静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)相当地敏感。在加工厂中，作业工人和技术员在进行装置的组装时，可能有静电发生，导致装置的集成电路损坏。因此加工厂的作业工人和技术员需佩带具有静电放电防护的装置，避免人体上的静电导入待加工的装置。
然而技术员可能因为许多原因而未正确地佩带静电放电防护装置。例如技术员可能有佩带静电放电防护装置，但是装置的端口松脱而接触不良。或是技术员佩带防护装置的方式错误。又或者是技术员因忙碌忘记佩带防护装置。因此如何实时发现上述问题，并提示当事人以及相关单位，为现代加工厂中待解决的课题。
因此，需要提供一种检测装置来解决上述问题。
发明内容
本发明在于提供一种检测装置，同时具有静电防护的功能。
依据本发明一实施例的检测装置，该检测装置包括：一检测端口、一泄流端口(leakage port)、一振荡电路以及一检测电路；该检测端口用以可插拔地耦接于一对象；该泄流端口用以电性耦接于一接地回路；该振荡电路分别电性耦接该检测端口与该泄流端口，用以产生一振荡信号，并当该检测端口耦接于该对象时，该对象的电荷经由该振荡电路被转移至该泄流端口；该检测电路依据该振荡信号的一振荡特征，判断该检测端口是否耦接于该对象以产生一判断结果。
藉由上述架构，本案所公开的检测装置得以在检测一检测端口是否有被耦接至对象(人员)的时候，同时让对象的电荷经由振荡电路转移到泄流端口。
以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的检测装置电路示意图。
图2是依据本发明一实施例的检测装置实际使用示意图。
图3A是依据本发明一实施例中的振荡信号时序图。
图3B是依据本发明另一实施例中的振荡信号时序图。
图4是依据本发明另一实施例的检测装置功能框图。
主要组件符号说明：
1000 检测装置
1100 检测端口
1200 泄流端口
1300 振荡电路
1310 放大器
1311 第一输入端
1313 第二输入端
1315 输出端
1320 分压反馈泄放电路
1321 第一端
1323 第二端
1325 第一节点
1327 第二节点
1330 电阻器
1331 第一端
1333 第二端
1340 谐振单元
1341 第一端
1343 第二端
1345 第三端
1400 检测电路
1500 中介电路
1600 第一致能电路
1700 第二致能电路
2000 人员
3000 手环
4000 总线网络
ESD 接地回路
R11～R13、R2 电阻
Rad 可变电阻
C1、C2 电容
Vosc 振荡信号
VCC 电源端
GND、GGND 接地端
TP1、TP2 时间区间
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参照图1，其是依据本发明一实施例的检测装置电路示意图。如图1所示，检测装置1000具有检测端口1100、泄流端口1200、振荡电路1300与检测电路1400。其中泄流端口1200电性耦接于一个接地回路ESD而接触到整个环境的接地端GGND。振荡电路1300分别电性耦接于检测端口1100与泄流端口1200。检测电路1400电性耦接于振荡电路1300。
振荡电路1300用来产生振荡信号Vosc。具体来说，振荡电路1300具有放大器1310、分压反馈泄放电路1320、电阻器1330与谐振单元1340。其中放大器1310有第一输入端1311、第二输入端1313与输出端1315。分压反馈泄放电路1320具有第一端1321、第二端1323、第一节点1325与第二节点1327。分压反馈泄放电路1320的第一端1321耦接于放大器1310的输出端1315。分压反馈泄放电路1320的第二端1323耦接于泄流端口1200。分压反馈泄放电路1320的第一节点1325耦接检测端口1100。分压反馈泄放电路1320的第二节点1327耦接放大器1310的第一输入端1311。电阻器1330具有第一端1331与第二端1333。电阻器1330的第一端1331耦接泄流端口1200。谐振单元1340具有第一端1341、第二端1343与第三端1345。谐振单元1340的第一端1341耦接放大器1310的输出端1315。谐振单元1340的第二端1343耦接放大器1310的第二输入端1313，谐振单元1340的第三端1345耦接电阻器1330的第二端1333。在一实施例中，振荡电路1300所产生的振荡信号Vosc相对于接地端GGND的电压不大于5伏特。
在一实施例中，分压反馈泄放电路1320由电阻R11、电阻R12与电阻R13构成，其中电阻R11的阻值为470千欧姆，电阻R12的阻值为910千欧姆，而电阻R13的阻值为100千欧姆。而电阻器1330的阻值不小于10千欧姆。
在一实施例中，如图1中所示，谐振单元1340具有电阻R2、第一电容C1与第二电容C2。电阻R2分别耦接于谐振单元1340的第一端1341与谐振单元1340的第二端1343。第一电容C1分别耦接于谐振单元1340的第一端1341与谐振单元1340的第三端1345。第二电容C2分别耦接于谐振单元1340的第三端1345与谐振单元1340的第二端1343。其中，在本实施例中电阻R2的阻值为470千欧姆，第一电容C1与第二电容C2的电容值均为470皮法拉(picofarad,pF)。然而此仅为举例，所属领域普通技术人员应当能依据本发明的精神适当地选择各组件数值，本发明举例并非用以限制该些组件的数值。
请一并参照图1与图2，其中图2是依据本发明一实施例的检测装置实际使用示意图。如图2所示，人员2000佩带一静电防护手环3000，静电防护手环3000插接于检测装置1000的检测端口(未明确绘示于图)。人员2000的静电电荷经由检测端口1100、检测装置1000内部的振荡电路1300的分压反馈泄放电路1320而转移到泄流端口1200。而后电荷经由泄流端口1200流经接地回路ESD而到接地端GGND。
更具体来说，静电防护手环3000的内缘具有暴露的导电回路。当静电防护手环3000插设于检测端口1100时，导电回路与检测端口电性耦接。因此当人员2000正确地佩带静电防护手环3000时，人员2000手部的电荷经由暴露的导电回路传递到检测端口1100，最终传导至接地端GGND。若是静电防护手环3000未正确地插设于检测端口1100时，或是静电防护手环3000的内缘外翻而未能使导电回路接触于人员2000的手时，则人员2000手上的电荷无法传到接地端GGND。
接着，请参照图3A与图3B，其中图3A是依据本发明一实施例中的振荡信号时序图，图3B是依据本发明另一实施例中的振荡信号时序图。在一实施例中，当人员2000实际上不与检测装置1000电性耦接时，振荡电路1300产生的振荡信号如图3A所示。在另一实施例中，当人员2000正确地与检测装置1000电性耦接时，振荡电路1300产生的振荡信号如图3B所示。具体来说，请回到图2，由于人员2000相对于接地端GGND而言，具有一个寄生电容CP，因此当人员2000正确地与检测装置1000电性耦接时，寄生电容CP的存在破坏了振荡电路基于巴克豪森定理(Barkhausen stability criterion)的振荡条件。结果就如同图3B所示，其中在时间区间TP1时，人员2000未佩带静电防护手环3000，在时间区间TP2，人员2000均正确地佩带静电防护手环3000。因此在时间区间TP2中，振荡信号的振幅逐渐变小最终实际上不再振荡。
检测电路1400电性耦接于振荡电路1300中放大器1310的输出端1315。因此检测电路1400得以检测振荡信号Vosc的振荡特征，来判断人员2000是否正确地电性耦接于检测装置1000的检测端口1100。具体来说，当检测电路1400发现振荡信号Vosc没有周期性地电压变化时，基于前述原理，检测电路1400判断人员2000正确地电性耦接于检测端口1100。也就是说，人员2000佩带静电防护手环3000的方式正确，且静电防护手环3000良好地插设于检测装置1000的检测端口1100。此外，由图3A与图3B以及前述图1实施例中对振荡信号Vosc的电压的限定，振荡电路1300送出的振荡信号Vosc的电流值即使能传送到人体也极小，不会影响到检测装置1000本身对人员2000的静电放电防护作用。并且当静电防护手环3000正确地耦接到检测装置1000时，振荡信号Vosc本身将快速地衰减、收敛至比5伏特更小的电压。更不会影响到检测装置1000本身对人员2000的静电放电防护作用。
若是检测电路1400发现振荡信号Vosc有周期性地电压变化时，检测电路1400判断人员2000未正确地电性耦接于检测端口1100。也就是说，人员2000不是没有正确地佩带静电防护手环3000，就是静电防护手环3000与检测装置1000的检测端口1100接触不良。
在一实施例中，由于每个人体形、性别的不同，人相对于环境的接地端GGND的电容值会因人而异。为了精确地检测人员2000是否正确地佩带静电防护手环3000，因此振荡电路1300需要适当地校正。请回到图1，如图1所示，电阻器1330包含一可变电阻Rad。当检测装置1000第一次用于人员2000时，人员2000操作检测装置1000以调整可变电阻Rad的阻值。直到检测装置1000的检测电路1400产生人员2000与检测装置1000正确电性耦接的判断结果。如此即完成校正作业。
在一实施例中，请回到图1，检测装置1000还电性耦接于一个总线网络4000。此总线网络4000例如为集成电路总线(inter-integrated circuit,RS-485)或其他类似的多主从架构总线。并且检测电路1400将判断结果传送到总线网络4000。
更具体来说，检测装置1000还具有中介电路1500。中介电路1500分别电性耦接至检测电路1400与总线网络4000。因此，当检测电路1400运作正常时，中介电路1500从检测电路1400接收判断结果并传送至总线网络4000。当检测电路1400失效时，在一实施例中，检测电路1400重复送出相同的判断结果，而中介电路1500检测到检测电路1400送出的判断结果持续维持不变，则中介电路1500不将此一重复的判断结果传送至总线网络4000。由于总线网络4000的协议架构，因此若是总线网络4000所连接的多个检测装置其中之一发生故障，则由于中介电路的功能，避免故障的检测装置持续地占用总线网络4000或是总线网络4000发生信号冲突的问题。
在一实施例中，如图4所示，检测装置1000还具有第一致能电路1600电性连接于振荡电路1300与检测电路1400。第一致能电路1600用以选择性地禁用振荡电路1300。更具体来说，第一致能电路1600用以选择性地将放大器1310的电源端VCC的电位拉低，使得放大器1310不发挥正常的功能。如此，振荡电路1300产生的振荡信号Vosc不会振荡，检测电路1400不会发出异常的判断结果。实作上，当人员2000暂时要离开座位而不需要佩带静电防护手环3000时，人员2000操作检测装置1000使得第一致能电路1600禁用振荡电路1300。此时第一致能电路1600并发出信号通知检测电路1400。因此检测电路1400一并将检测装置1000停止检测的信息传送至总线网络4000。当人员2000回到座位并操作检测装置1000，使得第一致能电路1600再度致能振荡电路1300时，检测电路1400一并重新开始进行检测，并将重新开始检测的信息传送至总线网络4000。
在另一实施例中，如图4所示，检测装置1000还具有第二致能电路1700电性连接于检测电路1400。并且第二致能电路1700用以选择性地调整判断结果。简单地说，在此实施例中，当人员2000暂时要离开座位而不需要佩带静电防护手环3000时，人员2000操作检测装置1000使得第二致能电路1700通知检测电路1400。因此检测电路1400不再实际对振荡信号Vosc检测，并且检测电路1400一并将检测装置1000停止检测的信息传送至总线网络4000。当人员2000回到座位并操作检测装置1000，使得第二致能电路1600通知检测电路1400重新开始进行检测，并将重新开始检测的信息传送至总线网络4000。
藉由上述架构，本案所公开的检测装置得以在检测一检测端口是否有被耦接至对象(人员)的时候，同时让对象的电荷经由振荡电路转移到泄流端口。因此本案所公开的检测装置实际上还发挥了静电放电防护装置的作用。
虽然本发明以前述的实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书。

Claims (10)

1.一种检测装置，该检测装置包括：
一检测端口，该检测端口用以可插拔地耦接于一对象；
一泄流端口，该泄流端口用以电性耦接于一接地回路；
一振荡电路，该振荡电路分别电性耦接该检测端口与该泄流端口，用以产生一振荡信号，并当该检测端口耦接于该对象时，该对象的电荷经由该振荡电路被转移至该泄流端口；以及
一检测电路，该检测电路依据该振荡信号的一振荡特征，判断该检测端口是否耦接于该对象以产生一判断结果。
2.如权利要求1所述的检测装置，其中该振荡电路包括：
一放大器，该放大器具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端；
一分压反馈泄放电路，该分压反馈泄放电路具有一第一端、一第二端、第一节点与第二节点，其中该分压反馈泄放电路的该第一端耦接于该放大器的该输出端，该分压反馈泄放电路的该第二端耦接该泄流端口，该分压反馈泄放电路的该第一节点耦接该检测端口，该分压反馈泄放电路的该第二节点耦接该放大器的该第一输入端；
一电阻器，该电阻器具有一第一端与一第二端，该电阻器的该第一端耦接该泄流端口；以及
一谐振单元，该谐振单元具有一第一端、一第二端与一第三端，该谐振单元的该第一端耦接该放大器的该输出端，该谐振单元的该第二端耦接该放大器的该第二输入端，该谐振单元的该第三端耦接该电阻器的该第二端。
3.如权利要求2所述的检测装置，其中该电阻器包括一可变电阻。
4.如权利要求2所述的检测装置，其中该谐振单元包括：
一电阻，该电阻分别耦接于该谐振单元的该第一端与该谐振单元的该第二端；
一第一电容，该第一电容分别耦接于该谐振单元的该第一端与该谐振单元的该第三端；以及
一第二电容，该第二电容分别耦接于该谐振单元的该第三端与该谐振单元的该第二端。
5.如权利要求2所述的检测装置，其中该检测电路耦接该放大器的该输出端。
6.如权利要求1所述的检测装置，其中该振荡信号相比该接地回路的电压位准小于等于五伏特。
7.如权利要求1所述的检测装置，还包括一致能电路，该致能电路电性连接该检测电路，用以选择性地调整该判断结果。
8.如权利要求1所述的检测装置，还包括一致能电路，该致能电路电性连接该振荡电路，用以选择性地致能该振荡电路。
9.如权利要求1所述的检测装置，其中该检测电路还将该判断结果传送至一总线网络。
10.如权利要求9所述的检测装置，还包括一中介电路，该中介电路分别电性耦接至该检测电路与该总线网络，当该检测电路失效时，该中介电路不将该判断结果传送至该总线网络。
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