TWI407129B - 可調式電壓比較電路及可調式電壓檢測裝置 - Google Patents

Description

可調式電壓比較電路及可調式電壓檢測裝置

本發明係揭露一種可調式電壓比較電路及可調式電壓檢測裝置，尤指一種持續根據檢測待測輸出訊號的電位是否位於一上限參考電壓與一下限參考電壓之間來檢測待測音頻訊號是否正確運作的可調式電壓比較電路及可調式電壓檢測裝置。

請參閱第1圖，其為一種一般音頻測試模組100的示意圖。如第1圖所示，音頻測試模組100包含一邏輯測試機110及一待測物元件120。邏輯測試機110係用來發出測試用的輸入訊號，並根據待測物元件120所回傳的待測訊號來檢驗待測物元件120是否正確的運作。

一般邏輯測試機110會使用兩種方式來檢驗待測物元件120。其中一種方式是邏輯測試機110以其所包含的函數產生器(Function Generator)產生待測物元件120內積體電路所需之輸入訊號，並在待測物元件120產生相對應的輸出訊號(即待測訊號)後，邏輯測試機110以其所包含的精確量測單元(Precision Measurement Unit)進行量測與運算來得到量測值，以檢驗待測物元件120是否正確的運作。然而，在邏輯測試機110進行檢驗的過程中，需要持續的以中斷(Interrupt)來轉交控制權給函式產生器與精確量測單元以進行重複設定，以產生不同的輸入訊號；如此一來，在邏輯測試機110內部所進行的測試過程無法同步，且在上述持續產生中斷的過程中也會浪費大量的測試時間，而增加許多測試成本。

另外一種方式是僅使用邏輯測試機110內的函數產生器做輸入訊號與待測訊號相關的輸出與比對，其中函數產生器內部包含有比較器來進行比對的工作。由於待測物元件120可使用不同的增益(Gain)產生不同電位範圍的電壓，因此需要針對不同電位範圍的電壓設定其可正確運作的上限/下限電壓；換言之，在邏輯測試機110進行檢驗的過程中，需要不斷的重新設定該上限/下限電壓，並載入函數產生器包含之比較器中，以與待測電壓進行比較，因此在反覆設定與載入過程中也會耗費大量的測試時間。

本發明係揭露一種可調式電壓比較電路。該可調式電壓比較電路包含一上限參考電壓模組、一下限參考電壓模組、及一比較模組。該上限參考電壓模組接收自一邏輯測試機所傳送之一上限參考訊號，並根據該上限參考訊號以產生對應之一上限參考電壓。該下限參考電壓模組接收自該邏輯測試機所傳送之一下限參考訊號，並根據該下限參考訊號以產生對應之一下限參考電壓。該比較模組耦合 於該上限參考電壓模組與該下限參考電壓模組之間，藉以檢測一待測訊號之電位是否位於該上限參考電壓與該下限參考電壓之間。

本發明另揭露一種可調式電壓檢測裝置。該可調式電壓檢測裝置包含一邏輯測試機及一可調式電壓比較電路。該邏輯測試機提供一輸入訊號至一待測物元件，藉以檢測該待測物元件。該可調式電壓比較電路耦合於該邏輯測試機與該待測物元件之間，接收自該邏輯測試機傳送之一上限參考訊號與一下限參考訊號，並接收自該待測物元件所傳送之一待測訊號。該可調式電壓比較電路具有一上限參考電壓模組、一下限參考電壓模組以及一比較模組。該上限參考電壓模組用來接收自該邏輯測試機傳送之該上限參考訊號，並用來根據該上限參考訊號以產生對應之一上限參考電壓。該下限參考電壓模組用來接收自該邏輯測試機所傳送之該下限參考訊號，並根據該下限參考訊號以產生對應之一下限參考電壓。該比較模組耦合於該上限參考電壓模組與該下限參考電壓模組之間，藉以檢測該待測訊號之電位是否位於該上限參考電壓與該下限參考電壓之間。

請參閱第2圖，其為本發明所揭露之一可調式電壓檢測裝置的簡略示意圖。如第2圖所示，可調式電壓檢測裝置200包含一邏輯測試機110及一可調式電壓比較電路210；在進行對待測物元件120的測試時，邏輯測試機110會發出一輸入訊號至待測物元件120，以使待測物元件120可根據該輸入訊號產生對應之一待測訊號並輸出至可調式電壓比較電路210內，藉此檢測該待測物元件；除此以外，邏輯測試機110會同時對應該輸入訊號的”強度”所指定的內容，發出一上限參考訊號及一下限參考訊號至可調式電壓比較電路210，如此一來，可調式電壓比較電路210可根據該上限參考訊號及該下限參考訊號來產生相對應的上/下限範圍，並據以檢測該待測訊號，以確認待測物元件120的運作是否正確。

請再參閱第3圖，其為第2圖所示可調式電壓比較電路210的詳細示意圖。如第3圖所示，可調式電壓比較電路210包含一上限參考電壓模組220、一下限參考電壓模組230、及至少一個比較模組240。上限參考電壓模組220用來根據該上限參考訊號產生一上限參考電壓VOH，且下限參考電壓模組230用來根據該下限參考訊號產生一下限參考電壓VOL，其中該上限參考電壓VOH之電位係高於該下限參考電壓VOL之電位；比較模組240會將該上限參考電壓VOH與該下限參考電壓VOL與該待測訊號作比較，並根據該待測訊號之電位是否位於該上限參考電壓VOH與該下限參考電壓VOL的電位之間，來決定該待測訊號之電位是否正確，並據此判定待測物元件120是否正常運作。

上限參考電壓模組220包含一移位暫存器221、一計數器222、二開關223與225、一記憶體224、一數位至類比轉換器226、及一緩衝器227。下限參考電壓模組230包含一移位暫存器231、一計數器232、二開關233與235、一記憶體234、一數位至類比轉換器236、及一緩衝器237。

如第4圖所示，為了配合記憶體224的儲存格式，該上限參考訊號需要由原本以連續的位元串表示方式轉換為分散的平行儲存格式以方便後來的讀取，亦即對該上限參考訊號進行序列至平行資料轉換(Serial-to-Parallel Data Transformation)。因此，移位暫存器221與開關223共同將該上限參考訊號進行序列至平行資料轉換並暫存於記憶體224，且在進行該序列至平行資料轉換時，需要藉由計數器222的計數來記錄該上限參考訊號暫存在記憶體224上的暫存位址。同理，該下限參考訊號亦以同樣的方式，藉由移位暫存器231、開關233、與計數器232的運作暫存在記憶體234上的暫存位址。

如第5圖所示，當之後可調式電壓比較電路210接收到該待測訊號時，可調式電壓比較電路210會先將該上限參考訊號及該下限參考訊號的數值各自由記憶體224及234讀出以載入至單一比較模組240。以該上限參考訊號來說，上限參考電壓模組220會根據計數器222的計數找出該上限參考訊號被儲存於記憶體224的暫存位址，以讀取該上限參考訊號之數值(亦即一電位值)並透過開關225輸出至數位至類比轉換器226，接著數位至類比轉換器226會將該上限參考訊號之數值轉為類比的一上限參考電壓VOH，並輸出至用來儲存類比電壓的緩衝器227，其中緩衝器227是為了能驅動多個比較模組240所設置。因此，透過緩衝器227，可根據實際之應用擴充比較模組240之數目。最後比較模組240會由緩衝器227讀取到上限參考電壓VOH。同理，下限參考電壓模組230之操作與上限參考電壓模組220相似，由該下限參考訊號經過數位至類比轉換之一下限參考電壓VOL亦透過記憶體234、開關235、數位至類比轉換器236、及緩衝器237的運作被讀取至同一比較模組240。

請參閱第6圖，其為第3圖所示比較模組240的詳細示意圖。如第6圖所示，比較模組240包含比較器242及244、及一及邏輯閘(AND Gate)246。比較器242之一正輸入端係由電壓參考模組220接收上限參考電壓VOH，且比較器242之一負輸入端係由待測物元件120接收該待測訊號。比較器244之一正輸入端亦由待測物元件120接收該待測訊號，且比較器224之一負輸入端係由電壓參考模組230接收下限參考電壓VOL。及邏輯閘246之一第一輸入端耦接於比較器242之一輸出端，且及邏輯閘246之一第二輸入端耦接於比較器244之一輸出端。

當比較模組240接收到該待測訊號時，該待測訊號會在比較器242與上限參考電壓VOH進行比較，且當該待測訊號之電位低於上限參考電壓VOH之電位時，比較器242會輸出高電位的輸出訊號至及邏輯閘246；同理，該待測訊號亦在比較器244與下限參考電壓VOL進行比較，且當該待測訊號之電位高於下限參考電壓VOL時，比較器244亦輸出一高電位的輸出訊號至及邏輯閘246。當及邏輯閘246同時接收到二個高電位的輸出訊號時，便會輸出一個高 電位的輸出訊號，以表示該待測訊號的電位目前位於上限參考電壓VOH與下限參考電壓VOL之間，亦即目前待測物元件120處於正確運作的狀態。反之，當比較器242與244中至少一個輸出低電位的訊號時，即表示該待測訊號之電位高過了上限參考電壓VOH及/或低於下限參考電壓VOL，使得及邏輯閘246輸出低電位的輸出訊號來表示目前待測物元件120並未處於正確運作的情況。

為使可調式電壓檢測裝置200可同時檢測多個待測物元件120，因此可調式電壓比較電路210可藉由單一緩衝器驅動一個以上的比較模組240，且該些比較模組240各自耦接於單一待測物元件120，以接收單一待測訊號進行上述之比較與檢測。舉例來說，第5圖所示之緩衝器227、237各自可驅動複數個比較模組240。

請參閱第7圖，其用來表示第3圖所示之可調式電壓檢測裝置200在針對單一待測物元件120進行檢測時，動態地對不同電位範圍的待測電壓設定不同上限參考訊號VOH及下限參考訊號VOL的電位，其中電位VOH1、VOH2、VOH3、VOH4代表上限參考訊號VOH被設定的不同電位，而電位VOL1、VOL2、VOL3、VOL4代表下限參考訊號VOL被設定的不同電位。如第7圖所示，當可調式電壓檢測裝置200收到不同電位範圍的待測訊號時，可藉由第3圖所示可調式電壓比較電路210的輔助，動態地由記憶體224及234讀出不同電位範圍的上限參考訊號VOH及下限參考訊號VOL，亦即電位VOH1-VOH4與VOL1-VOL4，且不需如先前技術般需要在邏輯測試機110上持續產生中斷來調整上限參考電壓及下限參考電壓，因此可節省許多不必要的中斷與控制權交換時間。

除此以外，在測試時，第4圖所示將該上限參考訊號及該下限參考訊號之內容載入於記憶體224、234上之暫存位址的過程，可僅實施一次；且之後可如第5圖所示，由記憶體224、234上不同暫存位址，讀取出該上限參考訊號與該下限參考訊號所代表之不同電壓值，以持續進行測試。

本發明係揭露一種可調式電壓比較電路及應用該可調式電壓比較電路的可調式電壓檢測裝置。在邏輯測試機發出輸入訊號至待測物元件的同時，發出參考上/下限觸發訊號至本發明揭露之可調式電壓比較電路中，並在之後可調式電壓比較電路接收到待測物元件回傳的待測訊號時，由可調式電壓比較電路讀取參考上/下限訊號對應之上限參考電壓與下限參考電壓進行比較。如此一來，當檢測出待測訊號之電位位於上限參考電壓與下限參考電壓之間時，便可確保待測物元件之正常運作，且省去大量不必要的中斷時間。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．音頻測試模組

110．．．邏輯測試機

120．．．待測物元件

200．．．可調式電壓檢測裝置

210．．．可調式電壓比較電路

220、230．．．電壓參考模組

221、231．．．移位暫存器

222、232．．．計數器

223、225、233、235．．．開關

224、234．．．記憶體

226、236．．．數位至類比轉換器

227、237．．．緩衝器

240．．．比較模組

242、244‧‧‧比較器

246‧‧‧及邏輯閘

第1圖為一種一般音頻測試模組的示意圖。

第2圖為本發明所揭露之一可調式電壓檢測裝置的簡略示意圖。

第3、4、5圖為第2圖所示可調式電壓比較電路的詳細運作示意圖。

第6圖為第3圖所示比較模組的詳細示意圖。

第7圖表示第3圖所示之可調式電壓檢測裝置在針對單一待測物元件進行檢測時，動態的對不同電位範圍的待測電壓設定不同上限參考訊號及下限參考訊號的電位。

110．．．邏輯測試機

200．．．可調式電壓檢測裝置

210．．．可調式電壓比較電路

220、230．．．電壓參考模組

221、231．．．移位暫存器

222、232．．．計數器

223、225、233、235．．．開關

224、234．．．記憶體

226、236．．．數位至類比轉換器

227、237．．．緩衝器

240．．．比較模組

Claims (8)

1. 一種可調式電壓比較電路，包含：一上限參考電壓模組，包含：一第一記憶體，用來暫存自一邏輯測試機所傳送之一上限參考訊號；一第一數位至類比轉換器，用來根據該上限參考訊號所對應之電位值產生該上限參考電壓；一第一移位暫存器；一第一計數器；及一第一開關；其中該第一移位暫存器係與該第一開關共同將該上限參考訊號進行序列至平行資料轉換(Serial-to-Parallel Data Transformation)並暫存於該第一記憶體，且該第一計數器係用來計數以記錄該上限參考訊號暫存在該第一記憶體上的暫存位址；一下限參考電壓模組，包含：一第二記憶體，用來暫存自該邏輯測試機所傳送之一下限參考訊號；一第二數位至類比轉換器，用來根據該下限訊號所對應之電位值產生該下限參考電壓；一第二移位暫存器；一第二計數器；及 一第二開關；其中該第二移位暫存器係與該第二開關共同將該下限參考訊號進行序列至平行資料轉換並暫存於該第二記憶體，且該第二計數器係用來計數以記錄該下限參考訊號暫存在該第二記憶體上的暫存位址；以及一比較模組，耦合於該上限參考電壓模組與該下限參考電壓模組之間，藉以檢測一待測訊號之電位是否位於該上限參考電壓與該下限參考電壓之間。
2. 如請求項1所述之可調式電壓比較電路，其中該上限參考電壓模組另包含：一第三開關，用來根據該第一計數器的計數，由該第一記憶體中讀取該上限參考訊號並傳輸至該第一數位至類比轉換器；及一第一緩衝器，用來由該第一數位至類比轉換器讀取並暫存該上限參考電壓；其中該下限參考電壓模組另包含：一第四開關，用來根據該第二計數器的計數，由該第二記憶體中讀取該下限參考訊號並傳輸至該第二數位至類比轉換器；及一第二緩衝器，用來由該第二數位至類比轉換器讀取並暫存該第二參考電壓。
3. 如請求項1所述之可調式電壓比較電路，其中該比較模組係包含：一第一比較器，其一正輸入端係由該上限參考電壓模組接收該上限參考電壓，且該第一比較器之一負輸入端係接收該待測訊號；一第二比較器，其一正輸入端係接收該待測訊號，且該第二比較器之一負輸入端係由該下限參考電壓模組接收該第二參考電壓；及一及邏輯閘(AND Gate)，其一第一輸入端係耦接於該第一比較器之一輸出端，且該及邏輯閘之一第二輸入端係耦接於該第二比較器之一輸出端。
4. 如請求項1所述之可調式電壓比較電路，其中該上限參考訊號及該下限參考訊號所對應之電位值係根據一給定輸入電壓、一給定增益、一給定誤差、及一給定參考電壓所計算；其中該上限參考訊號所對應之電位值係根據如下公式計算： 其中該下限參考訊號所對應之電位值係根據如下公式計算：；及VOH為該上限參考訊號所對應之電位值，VOL為該下限參考訊號 所對應之電位值，Gain 為該給定增益，R 為該給定誤差，VREF為該給定參考電壓，且VIN為該給定輸入電壓。
5. 一種可調式電壓檢測裝置，包含：一邏輯測試機，提供一輸入訊號至一待測物元件，藉以檢測該待測物元件；以及一可調式電壓比較電路，耦合於該邏輯測試機與該待測物元件之間，接收自該邏輯測試機傳送之一上限參考訊號與一下限參考訊號，並接收自該待測物元件所傳送之一待測訊號；其中該可調式電壓比較電路具有：一上限參考電壓模組，包含：一第一記憶體，用來暫存該上限參考訊號；一第一數位至類比轉換器，用來根據該上限參考訊號所對應之電位值產生一上限參考電壓；一第一移位暫存器；一第一計數器；及一第一開關；其中該第一移位暫存器係與該第一開關共同將該上限參考訊號進行序列至平行資料轉換並暫存於該第一記憶體，且該第一計數器係用來計數以記錄該上限參考訊號暫存在該第一記憶體上的暫存位址；一下限參考電壓模組，包含：一第二記憶體，用來暫存該下限參考訊號； 一第二數位至類比轉換器，用來根據該下限訊號所對應之電位值產生該下限參考電壓；一第二移位暫存器；一第二計數器；及一第二開關；其中該第二移位暫存器係與該第二開關共同將該下限參考訊號進行序列至平行資料轉換並暫存於該第二記憶體，且該第二計數器係用來計數以記錄該下限參考訊號暫存在該第二記憶體上的暫存位址；以及一比較模組，耦合於該上限參考電壓模組與該下限參考電壓模組之間，藉以檢測該待測訊號之電位是否位於該上限參考電壓與該下限參考電壓之間。
6. 如請求項5所述之可調式電壓檢測裝置，其中該上限參考電壓模組另包含：一第三開關，用來根據該第一計數器的計數，由該第一記憶體中讀取該上限參考訊號並傳輸至該第一數位至類比轉換器；及一第一緩衝器，用來由該第一數位至類比轉換器讀取並暫存該第一參考電壓；其中該下限參考電壓模組另包含：一第四開關，用來根據該第二計數器的計數，由該第二記憶體中讀取該下限參考訊號並傳輸至該第二數位至類 比轉換器；及一第二緩衝器，用來由該第二數位至類比轉換器讀取並暫存該第二參考電壓。
7. 如請求項5所述之可調式電壓檢測裝置，其中該比較模組係包含：一第一比較器，其一正輸入端係由該上限參考電壓模組接收該第一參考電壓，且該第一比較器之一負輸入端係接收該待測訊號；一第二比較器，其一正輸入端係接收該待測訊號，且該第二比較器之一負輸入端係由該下限參考電壓模組接收該第二參考電壓；及一及邏輯閘，其一第一輸入端係耦接於該第一比較器之一輸出端，且該及邏輯閘之一第二輸入端係耦接於該第二比較器之一輸出端。
8. 如請求項5所述之可調式電壓檢測裝置，其中該上限參考訊號及該下限參考訊號所對應之電位值係根據一給定輸入電壓、一給定增益、一給定誤差、及一給定參考電壓所計算；其中該上限參考訊號所對應之電位值係根據如下公式計算： 其中該下限參考訊號所對應之電位值係根據如下公式計算： VOH為該上限參考訊號所對應之電位值，VOL為該下限參考訊號所對應之電位值，Gain 為該給定增益，R 為該給定誤差，VREF為該給定參考電壓，且VIN為該給定輸入電壓。