CN107526022A - 共享电路、检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种共享电路、检测电路及检测方法，共享电路，包括：检测模块、将待检测电流信号输送至所述检测模块的电流控制模块、将待检测电压信号输送至检测模块的电压控制模块，电流控制模块和电压控制模块的输入端输入待检测信号，电流控制模块和电压控制模块的输出端分别与检测模块输入端连接，检测模块，用于实时检测接收到的待检测信号的变化情况。通过共享电路的电流控制模块将待检测电流信号输送至检测模块，实现快速检测，减少功耗；在待检测的电流信号发生变化时，通过电压控制模块将待检测电压信号输送至检测模块，实现精准检测，最终实现精度与时间的权衡，并把检测电路进行面积最小化，节省成本。

Description

共享电路、检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种共享电路、检测电路及检测方法。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，因此被广泛应用于各种电子产品。在检测电路中，通过对传感器讯号进行检测，以获得检测信息和做出相应反馈；通常情况下，传感器探测到的电信号极其微弱，检测难度大，同时，随着技术的发展，一个电子电路中，往往需要检测多个传感器讯号，因此对传感器的实时讯号检测提出了更高要求。

如图1所示，为多个传感器集成于一个显示屏像素里的有源像素传感器检测电路，该电路通过读取线路的电流信号或电压信号，得知传感器讯号的变化情况，在常规的检测线路中，读取到的电流和讯号是二次方的关系，讯号量大，电流信号也就会较大，因此容易测量，但其线性度与精准度则较差；而电压信号比电流信号变化小，导致检测到的电压信号较微弱，从而需花费较多时间检测，导致常规的检测电路难以满足实际需求。

发明内容

本发明首要目的旨在提供一种共享电路，以根据传感器讯号灵活选择检测模式，实现精度与时间的权衡。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述共享电路的检测电路，通过输出模块输出的待检测信号，共享电路选择与所述待检测信号相适应的检测模式。

本发明的又一目的旨在提供一种应用于上述检测电路的检测方法，以判断检测信号情况，进行检测模式的切换。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种共享电路，包括：检测模块、将待检测电流信号输送至所述检测模块的电流控制模块、将待检测电压信号输送至所述检测模块的电压控制模块，所述电流控制模块和所述电压控制模块的输入端输入待检测信号，所述电流控制模块和所述电压控制模块的输出端分别与所述检测模块输入端连接，所述检测模块，用于实时检测接收到的所述待检测信号的变化情况。

进一步地，所述电流控制模块包括电流控制开关，所述电流控制开关的一端接待检测信号输出端，另一端接检测模块输入端。

进一步地，所述电压控制模块包括电压采集单元，用于采集待检测电压信号，所述电压采集单元包括第一电解电容、电容控制开关，所述电容控制开关的一端接待检测信号输出端，另一端接电压采集单元输出端、第一电解电容的正极，所述第一电解电容的负极接地。

进一步地，所述电压控制模块还包括电压控制开关，所述电压控制开关一端接所述电压采集单元输出端，另一端接检测模块输入端。

进一步地，还包括复位开关，用于对所述检测模块重置复位；所述复位开关的一端连接所述检测模块输入端，另一端连接所述检测模块输出端。

进一步地，所述检测模块包括运算放大器、第二电解电容，所述第二电解电容的负极接所述电流控制模块输出端、所述电压控制模块输出端、所述运算放大器的反相输入端，所述第二电解电容的正极接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正相输入端接地。

进一步地，所述检测模块还包括检测采集单元，用于将所述运算放大器输出端所输出的信号转换成数字信号，所述检测采集单元包括模数转换电路。

相应地，本发明还提供了一种检测电路，包括输出模块和上述任一技术方案所述的共享电路，所述输出模块一端与所述共享电路连接，所述输出模块用于将待检测信号输送到所述共享电路。

进一步地，所述输出模块包括：

用于跟随所述待检测信号的信号跟随单元，

一端与所述检测电路连接，另一端与所述信号跟随单元输出端连接的开关控制单元；

所述开关控制单元包括：电流源控制开关和电流源；所述电流源控制开关一端与所述待检测信号输出端连接，另一端接所述电流源的一端，所述电流源的另一端接地。

相应地，本发明还提供了一种检测方法，所述方法适用于上述任一技术方案所述的检测电路，所述方法包括：

基于检测指令，所述输出模块输出相应的待检测信号输入至所述共享电路中；

控制所述共享电路切换至与所述待检测信号相适应的检测模式。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.当为电流检测模式时，通过共享电路的电流控制模块将待检测电流信号输送至检测模块，以检测待检测电流信号，因待检测电流信号比较大，可以直接测量，所以实现了待检测电流信号的快速检测，减少功耗；当为电压检测模式时，通过共享电路的电压控制模块将待检测电压信号输送至检测模块，此时，待检测电压信号经采集放大后进行检测，实现待检测电压信号的精准检测，最终实现精度与时间的权衡；通过电压控制模块、电流控制模块，将电压信号检测、电流信号检测共用相同检测模块，实现了同一个电路可以同时支持两种操作模式，把检测芯片和屏上电路进行面积最小化，节省成本。

2.利用电压采集单元，将微弱的不连续电压信号通过第一电解电容采集，配合电压控制开关，可以直接将采集完成的电压信号输送至检测模块，以快速检测采集到的电压信号，提高检测效率。

3.传感器讯号经过信号跟随单元跟随，通过检测电路的输出模块输出待检测信号，以便共享电路快速选择与所述待检测信号相适应的检测模式。

4.在新一轮检测开始前，通过复位开关对检测模块重置复位，以清除残留在第二电解电容的电荷，提高检测精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为有源像素传感器检测电路图；

图2为本发明一种共享电路的一个实施例中的结构示意图；

图3为本发明一种共享电路的一个实施例中的电路图，主要示出了电流控制模块、电压控制模块、检测模块中的电性元件的电路连接关系；

图4为本发明一种共享电路的一个实施例中的电路开关动作时序图，主要示出了复位开关、电压控制开关、电流控制开关、电容控制开关的动作过程；

图5为本发明一种检测电路的一个实施例中的结构示意图；

图6为采用的独立的电压输出形式电路图；

图7为采用的独立的电流输出形式电路图；

图8为本发明一种检测电路的一个实施例中的电路图，主要出示了信号跟随单元、开关控制单元的电性元件的电路连接关系。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图2所示，本发明一种共享电路的一个实施例，包括：检测模块1、将待检测电流信号输送至所述检测模块1的电流控制模块2、将待检测电压信号输送至所述检测模块1的电压控制模块3，所述电流控制模块2和所述电压控制模块3的输入端输入待检测信号，所述电流控制模块2和所述电压控制模块3的输出端分别与所述检测模块1输入端连接，所述检测模块1，用于实时检测接收到的所述待检测信号的变化情况。

本方案当为电流检测模式时，通过共享电路的电流控制模块2待电流检测信号输送至检测模块1，以检测待检测电流信号，因待检测电流信号比较大，可以直接测量，所以实现了待检测电流信号的快速检测，减少功耗；当为电压检测模式时，通过共享电路的电压控制模块3将待检测电压信号输送至检测模块1，此时，待检测电压信号经采集放大后进行检测，实现待检测电压信号的精准检测，从而实现精度与时间的权衡；通过电压控制模块、电流控制模块，将电压信号检测、电流信号检测共用相同检测模块，实现了同一个电路可以同时支持两种操作模式，把检测芯片和屏上电路进行面积最小化，节省成本。

进一步的，如图3所示，在本发明一个实施例中，所述电流控制模块2包括电流控制开关SI，用于控制待检测电流信号输送至检测模块1，所述电流控制开关SI的一端接待检测信号输出端，另一端接检测模块1输入端。

可选的，所述电压控制模块3包括电压采集单元31，用于采集待检测电压信号，所述电压采集单元31包括用于采集待检测电压信号的第一电解电容Cs、用于控制第一电解电容Cs采集待检测信号的电容控制开关SV1；所述电容控制开关SV1的一端接待检测信号输出端，另一端接电压采集单元31输出端、第一电解电容Cs的正极，所述第一电解电容Cs的负极接地。

进一步的，所述电压控制模块3还包括电压控制开关SV2，用于控制第一电解电容Cs采集到的待检测信号输送至检测模块1，所述电压控制开关SV2一端接电压采集单元31输出端，另一端接检测模块1输入端。利用电压采集单元31，将微弱的不连续电压信号通过第一电解电容Cs采集，配合电压控制开关SV2，以快速检测采集到的电压信号，提高检测效率。

进一步的，所述共享电路还包括复位开关RST，用于对所述检测模块1重置复位；所述复位开关RST的一端连接所述检测模块1输入端，另一端连接所述检测模块1输出端。

进一步的，所述检测模块1包括运算放大器、第二电解电容C_F，所述第二电解电容C_F的负极接所述电流控制模块2输出端、所述电压控制模块3输出端、所述运算放大器的反相输入端，所述第二电解电容C_F的正极接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正相输入端接地。在新一轮检测开始前，通过复位开关RST对检测模块1重置复位，以清除残留在第二电解电容C_F的电荷，提高检测精度。

可选的，所述检测模块1还包括检测采集单元4，用于将所述运算放大器输出端所输出的信号转换成数字信号，所述检测采集单元4包括模数转换电路。

具体的，所述共享电路配合如图4电路开关动作时序图，当共享电路为电流检测模式时，复位开关RST闭合，残留在第二电解电容C_F的电荷放电，当放电结束时，断开复位开关RST，从而使共享模块1重置复位；此时，闭合电流控制开关SI，待检测电流信号经过电流控制模块2，输送至检测模块1，透过第二电解电容C_F进行积累，从而于V_OUT产生电压变化，经过检测采集单元4将电压信号转换成数字信号，从而得知待检测信号。需要说明的是，如图4时序图所示，复位开关RST也可与电流控制开关SI同时闭合，给检测模块1重置复位；

当共享电路为电压检测模式时，断开电流控制开关SI，复位开关RST闭合，残留在第二电解电容C_F的电荷放电，当放电结束时，断开复位开关RST，从而使共享模块1重置复位；此时，闭合电容控制开关SV1，待检测电压信号经由Cs进行采集完毕后，断开电容控制开关SV1，闭合电压控制开关SV2，将采集的电压信号再输出到V_OUT，经过检测采集单元4将电压信号转换成数字信号，从而得知待检测信号。

本发明的一个实施例还提供了一种检测电路，如图5所示，包括输出模块6，所述输出模块6一端与所述共享电路5连接，所述输出模块6用于将待检测信号输送到所述共享电路5，当所述待检测信号发生变化时，所述电流控制模块2断开与所述检测模块1的连接，所述电压控制模块3连通所述检测模块1。

具体的，待检测信号输出包括电压输出形式和电流输出形式，而本发明人在研发过程中，所采用的独立的电压输出形式电路，如图6所示，利用跟随器M_SF进行传感器讯号跟随，透过开关M_SEL，经过电流源I_SINK于A点产生电势差，输出到V_OUT。

另外，所采用的独立的电流输出形式电路，如图7所示，它也可利用改变跟随器M_SF的栅极源极间的电压Vgs，让跟随器M_SF的电流产生变化，检测电流的变化从而得知讯号改变的情形。

优选的，在本发明的一个实施例中，本发明人在研发过程中对上述独立电压输出形式的电路和独立电流输出形式的电路进行了进一步改进，如图8所示，所述输出模块6包括：

用于跟随所述待检测信号的信号跟随单元61，

一端与所述检测电路5连接，另一端与所述信号跟随单元61输出端连接的开关控制单元62；

所述开关控制单元62包括：电流源控制开关SV4和电流源I_SINK；

所述电流源控制开关SV4一端与所述待检测信号输出端连接另一端接所述电流源I_SINK一端，所述电流源I_SINK另一端接地；

所述电流源控制开关SV4与所述电流控制开关SI不能同时闭合。即当所述电流控制开关SI闭合的时候，所述电流源控制开关SV4断开；当所述电流源控制开关SV4闭合的时候，所述电流控制开关SI断开。

进一步的，所述信号跟随单元61包括跟随器M_SF，如电压跟随器。

具体的，讯号经过跟随器M_SF跟随经过开关M_SEL，当检测电路为电流检测模式时，复位开关RST闭合，残留在第二电解电容C_F的电荷放电，当放电结束时，断开复位开关RST，从而使共享模块1重置复位，此时，电流控制开关SI闭合，A点会被锁定在运算放大器的负端，而讯号会改变跟随器M_SF的门极，造成电流随讯号大小而变化，电流积累到第二电解电容C_F于输出V_OUT产生对应的电压变化，检测V_OUT即可得知讯号变化的大小，假设电流为I，而积累时间为t，则输出会得到大小的电压，从而得知待检测信号变化情况，实现快速检测，减少功耗,需要特别说明的是，如图7电路开关动作时序图所示，复位开关亦可与电流控制开关同时闭合一段时间，以对共享模块1进行重置复位。

当检测电路为电压检测模式时，断开电流控制开关SI，如图4电路开关动作时序图所示，复位开关RST闭合，残留在第二电解电容C_F的电荷放电，当放电结束时，断开复位开关RST，从而使共享模块1重置复位；闭合电流源控制开关SV4和电容控制开关SV1，电压讯号会透过跟随器M_SF输出到A点，经过第一电解电容C_S进行采集，采集完毕后，断开电容控制开关SV1，再闭合电压控制开关SV2进行第一电解电容C_S的电荷转移至第二电解电容C_F，于输出V_OUT得到对应的电压，假设A点电压变化为V_A，则输出会得到的电压，因第一电解电容C_S进行电荷采集需花费一定时间，所以电压检测模式比电流检测模式花费较长时间，但提高了检测精度。

本发明一个实施例还提供了一种检测方法，所述方法适用于检测电路，所述方法包括：

输出步骤，基于检测指令，所述输出模块输出相应的待检测信号输入至所述共享电路中；

控制步骤，控制所述共享电路切换至与所述待检测信号相适应的检测模式。

其具体过程包括：当检测指令为电流信号检测指令时，所述输出模块6输出电流信号至共享电路5，进行电流检测模式，此时，电流控制模块2中的电流控制开关SI闭合，将待检测电流信号输送至检测模块1，以检测待检测电流信号，实现待检测信号的快速检测，减少功耗；

当检测指令为电压信号检测指令时，所述输出模块6输出电压信号至共享电路5，进行电压检测模式，此时，通过电压控制模块3将待检测信号输送至检测模块1，以检测待检测电压信号，实现待检测信号的精准检测。

进一步的，在检测模式处于电流检测模式，当待检测信号发生变化时，可控制自动切换至电压检测模式，此时，所述电流控制模块断开与所述检测模块的连接，所述电压控制模块连通所述检测模块，以对待检测信号实施电压检测。

综上所述，本方案当为电流检测模式时，通过共享电路的电流控制模块2电流信号输送至检测模块1，以检测待检测电流信号，因待检测电流信号比较大，可以直接测量，所以实现了待检测电流信号的快速检测，减少功耗；当为电压检测模式时，通过共享电路的电压控制模块3将电压信号输送至检测模块1，此时，待检测电压信号经采集放大后进行检测，实现待检测电压信号的精准检测，从而实现精度与时间的权衡；通过电压控制模块3、电流控制模块2，将电压信号检测、电流信号检测共用相同检测模块1，实现了同一个电路可以同时支持两种操作模式，把检测芯片和屏上电路进行面积最小化，节省成本。

利用电压采集单元31，将微弱的不连续电压信号通过第一电解电容Cs采集，配合电压控制开关SV2，可以直接将采集完成的电压信号输送至检测模块1，以快速检测采集到的电压信号，提高检测效率。

传感器讯号经过信号跟随单元跟随61，通过检测电路的输出模块6输出待检测信号，以便共享电路5快速选择与所述待检测信号相适应的检测模式。

通过复位开关RST对检测模块1重置复位，以清除残留在第二电解电容C_F的电荷，提高检测精度。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种共享电路，其特征在于，包括：检测模块、将待检测电流信号输送至所述检测模块的电流控制模块、将待检测电压信号输送至所述检测模块的电压控制模块，所述电流控制模块和所述电压控制模块的输入端输入待检测信号，所述电流控制模块和所述电压控制模块的输出端分别与所述检测模块输入端连接；

所述检测模块，用于实时检测接收到的所述待检测信号的变化情况。

2.根据权利要求1所述的共享电路，其特征在于，所述电流控制模块包括电流控制开关，所述电流控制开关的一端接待检测信号输出端，另一端接检测模块输入端。

3.根据权利要求1所述的共享电路，其特征在于，所述电压控制模块包括电压采集单元，用于采集待检测电压信号；

所述电压采集单元包括第一电解电容、电容控制开关，所述电容控制开关的一端接待检测信号输出端，另一端接电压采集单元输出端、第一电解电容的正极，所述第一电解电容的负极接地。

4.根据权利要求3所述的共享电路，其特征在于，所述电压控制模块还包括电压控制开关，所述电压控制开关一端接所述电压采集单元输出端，另一端接检测模块输入端。

5.根据权利要求1所述的共享电路，其特征在于，还包括复位开关，用于对所述检测模块重置复位；

所述复位开关的一端连接所述检测模块输入端，另一端连接所述检测模块输出端。

6.根据权利要求1所述的共享电路，其特征在于，所述检测模块包括运算放大器、第二电解电容，所述第二电解电容的负极接所述电流控制模块输出端、所述电压控制模块输出端、所述运算放大器的反相输入端，所述第二电解电容的正极接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正相输入端接地。

7.根据权利要求1所述的共享电路，其特征在于，所述检测模块还包括检测采集单元，用于将所述运算放大器输出端所输出的信号转换成数字信号，所述检测采集单元包括模数转换电路。

8.一种检测电路，其特征在于，包括输出模块和权利要求1-7任意一项所述共享电路，所述输出模块一端与所述共享电路连接，所述输出模块用于将待检测信号输送到所述共享电路。

9.根据权利要求8所述的检测电路，其特征在于，所述输出模块包括：

用于跟随所述待检测信号的信号跟随单元；

一端与所述检测电路连接，另一端与所述信号跟随单元输出端连接的开关控制单元；

所述开关控制单元包括：电流源控制开关和电流源；

所述电流源控制开关一端与所述待检测信号输出端连接，另一端接所述电流源的一端，所述电流源的另一端接地。

10.一种信号的检测方法，其特征在于，所述方法适用于如权利要求8或9所述的检测电路，所述方法包括：

基于检测指令，所述输出模块输出相应的待检测信号输入至所述共享电路中；

控制所述共享电路切换至与所述待检测信号相适应的检测模式。