CN1267736C - 自动电压检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种自动电压检测装置，用以将一输入电流转换成一输出电压，其包含一电流/电压转换电路，用以接收该输入电流，并将该输入电流转换成一输入电压；以及一多阶处理电路，电连接于该电流/电压转换电路，以多阶方式处理该输入电压，以产生一输出电压，本发明可用于鼠标的输入检测转换装置电路，以抑制因环境变化或是元器件不良而产生直流漂移所造成的影响，以得到更正确的数字输出电压波形。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动电压检测装置，尤指一种将一输入电流转换成一输出电压的自动电压检测装置。
背景技术
鼠标或轨迹球是目前运用最广泛的光标控制输入装置，尤其在窗口软件成为市场主流后，此类光标控制输入装置更是计算机使用者所不可或缺的设备。此等输入装置基本上是以滚球带动光栅轮的转动，使光电感应元件所接收到的光信号产生”亮”、”暗”交替的现象，进而将其转换成”1”、”0”的数字信号而检测出滚球的滚动。
鼠标中发光二极管的光线经光栅投射到光敏晶体管，当光栅转动时，光敏晶体管的输出电流也随着改变，而在鼠标控制器输入端可以得到对应于光栅通断的交流信号波形，但受到杂散电容及发光二极管与光敏晶体管响应时间的影响，当光栅转速提高时，会造成光敏晶体管的输出波形变小及直流偏移量往上偏移的问题，形成后续电路检测上的困难。
图1所示是已知鼠标的输入检测转换装置电路图。该电路包含一光电感应元件11、一固定电阻12、以及一电压比较器13，其中该光电感应元件11为一光敏晶体管。
该光电感应元件11因应输入光信号“亮”、“暗”的变化而产生一输出电流I“大”、“小”的变化，而其射极连接一固定电阻12，将该输出电流I转换为一输入电压Vin，再以一电压比较器13将该电压与一参考电压Vref作比较后转换成代表”1”、”0”的数字电压信号Vout供后续电路运用。然而，此简易的固定电阻12仅能将输出电流信号I大小与电压信号Vin间作一线性转换，对于光电感应元件11因外在快速移动与角度环境变化所造成的直流电位漂移或信号振幅变化过大时，便无法因应，而导致输出判断错误。另外，固定电阻12的选择须随光电感应元件11或后续应用电路的不同而更动其阻值，也有不便之处。
常见的改善方法，是将固定电阻改为动态电阻，如图2所示，包括一光电感应元件21、一固定电阻22、一MOS晶体管23及一电压比较器24。利用增加的MOS晶体管23的特性，进而改变其电流对电压转换曲线，如图3所示。当该光电感应元件21的输出电流I低于I1时，可使电压信号Vin箝位于特定电压0~Vc之间，如此便可抑制直流输出振幅变化过大的情况。
虽然采用了上述的改善方法，然而，在鼠标快速移动时，波峰/波谷电压仍有上漂的趋势，如图4所示。当频率变高时(光栅转动快速时)，波幅逐渐变小、直流偏移量逐渐变高，如此将造成后续应用电路确定转态点的困难，在转速高时，有些信号会检测不到，或是在生产鼠标时，必须特别配对发光二极管及光敏晶体管或调整光栅角度，造成生产的不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动电压检测装置，将一输入电流用多阶方式进行处理，转换成一稳定的输出电压。
为了达到上述目的，本发明提供一种自动电压检测装置，包含一电流/电压转换电路，用以接收该输入电流，并将该输入电流转换成一输入电压；以及一多阶处理电路，电连接于该电流/电压转换电路，以多阶方式处理该输入电压，以产生一输出电压。
根据上述构想，其中该输入电流系为一模拟输入电流。
根据上述构想，其中该输入电压系为一模拟输入电压。
根据上述构想，其中该输出电压系为一数字输出电压。
根据上述构想，其中该电流/电压转换电路包含一非线性动态电阻电路。
根据上述构想，其中该动态电阻可为一MOS晶体管。
根据上述构想，其中该电流/电压转换电路可为一简单电阻。
根据上述构想，其中该多阶处理电路包含一多阶比较电路，该多阶比较电路电连接于该电流/电压转换电路，其设定有多个不同参考电压，用以将该输入电压与该多个不同参考电压做比较，以产生多个比较后的电压。
根据上述构想，其中该多阶比较电路为2阶或2阶以上的比较器。
根据上述构想，其中该多阶处理电路还包含一电压产生电路，电连接于该多阶比较电路，因应该多个比较后的电压的输入而产生该输出电压。
根据上述构想，其中该电压产生电路还包含一检测电路，该检测电路电连接于该多阶比较电路，因应该多个比较后的电压的输入而产生一上升/下降趋势信号。
根据上述构想，其中该电压产生电路还包含一状态输出电路，该状态输出电路电连接于该检测电路，因应该上升/下降趋势信号的输入而产生该输出电压。
根据上述构想，当该上升/下降趋势信号为一上升趋势信号时，该输出电压为一高电位状态。
根据上述构想，当该上升/下降趋势信号为一下降趋势信号时，该输出电压为一低电位状态。
综上所述，本发明的自动电压检测装置可将一模拟输入电流转换成一稳定的数字输出电压，能抑制因环境变化或是机构不良产生直流漂移所造成的影响，以更容易的比较出正确的数字输出电压波形，有效改善已知技术的缺失，是故具有产业价值，从而达到发展本发明的目的。
附图说明
图1是已知鼠标的输入检测转换装置电路图。
图2是另一已知鼠标的输入检测转换装置电路图。
图3是图2的电流对电压转换曲线图。
图4是图2的电压对时间波形图。
图5是本发明的结构示意图。
图6是本发明一较佳实施例的输入电压与输出电压对应图。
具体实施方式
图5所示是本发明的结构示意图。本发明的结构包含一电流/电压转换电路52以及一多阶处理电路57。其中该多阶处理电路57包含一多阶比较电路53以及一电压产生电路58。而其中该电压产生电路58包含一检测电路54以及一状态输出电路56。
该电流/电压转换电路52用以接收一光电感应元件51的输出电流I.并将该输出电流I转换成一输入电压Vin。其中该输出电流I为一模拟输出电流，该输入电压Vin为一模拟输入电压。而该电流/电压转换电路52包含一非线性动态电阻电路，其中该动态电阻可为一MOS晶体管，如图2所示。当然，该电流/电压转换电路52也可为一简单电阻，如图1所示。
当该输入电流I经由该电流/电压转换电路52转换成该输入电压Vin后，即将该输入电压Vin传送至该多阶比较电路53。该多阶比较电路53电连接于该电流/电压转换电路52，其设定有多个不同参考电压(Vref1，Vref2，...Vrefn)，用以将该输入电压Vin与该多个不同参考电压(Vref1，Vref2，...Vrefn)做比较，以产生多个比较后的电压(Vcmp1，Vcmp2，...Vcmpn)。其中该多阶比较电路53为2阶或2阶以上的比较器。
当该多个比较后的电压(Vcmp1，Vcmp2，...Vcmpn)产生后，即传送至该检测电路54。该检测电路54电连接于该多阶比较电路53，因应该多个比较后的电压(Vcmp1，Vcmp2，...Vcmpn)的输入而产生一上升/下降趋势信号55。该上升/下降趋势信号55再传送至该状态输出电路56，该状态输出电路56电连接于该检测电路54，因应该上升/下降趋势信号55的输入而产生一输出电压Vout，其中该输出电压Vout为一数字输出电压。
图6所示是本发明一较佳实施例(本例为2阶比较器)的输入电压与输出电压对应图。如图所示，该输入电压Vin为一不规则波形的时间波，经与该2阶比较器的参考电压Vref1及Vref2比较后产生2个比较后的电压Vcmp1及Vcmp2，而该2个比较后的电压Vcmp1及Vcmp2经由该检测电路54处理后产生该上升(Up)/下降(Down)趋势信号55，再将该上升(Up)/下降(Down)趋势信号55传送至该状态输出电路56以决定输出状态。当该上升(Up)/下降(Down)趋势信号55为一上升(Up)趋势信号时，该输出电压Vout为一高电位状态；而当该上升(Up)/下降(Down)趋势信号55为一下降(Down)趋势信号时，该输出电压Vout为一低电位状态。
综上所述，本发明的自动电压检测装置可将一模拟输入电流转换成一稳定的数字输出电压，能抑制因环境变化或是机构不良产生直流漂移所造成的影响，以更容易的比较出正确的数字输出电压波形，有效改善已知技术的缺失，是故具有产业价值，从而达到发展本发明的目的。
本发明由熟悉本技术的人士所作的等效变化及修饰，均应在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种自动电压检测装置，用以将一输入电流转换成一输出电压，其特征在于包含：
一电流/电压转换电路，用以接收该输入电流，并将该输入电流转换成一输入电压；以及
一多阶处理电路，电连接于该电流/电压转换电路，以多阶方式处理该输入电压，以产生一输出电压，其包括：
一多阶比较电路，其电连接于该电流/电压转换电路，并设定有多个不同参考电压，用以将该输入电压与该多个不同参考电压做比较，以产生多个比较后的电压；
一电压产生电路，其电连接于该多阶比较电路，根据该多个比较后的电压的输入而产生该输出电压，其包括：
一检测电路，其电连接于该多阶比较电路，根据该多个比较后的电压的输入而产生一上升/下降趋势信号，以及
一状态输出电路，其电连接于该检测电路，根据该上升/下降趋势信号的输入而产生该输出电压。
2、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该输入电流为一模拟输入电流。
3、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该输入电压为一模拟输入电压。
4、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该输出电压为一数字输出电压。
5、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该电流/电压转换电路包含一非线性动态电阻电路。
6、如权利要求5所述的自动电压检测装置，其特征在于该动态电阻为一MOS晶体管。
7、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该电流/电压转换电路为一简单电阻。
8、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于该多阶处理电路为2阶或2阶以上的比较器。
9、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于当该上升/下降趋势信号为一上升趋势信号时，该输出电压为一高电位状态。
10、如权利要求1所述的自动电压检测装置，其特征在于当该上升/下降趋势信号为一下降趋势信号时，该输出电压为一低电位状态。
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