TWI411794B - 測試系統與方法 - Google Patents

Description

測試系統與方法

本發明是有關於一種測試系統與方法，且特別是有關於一種用以測試電容式觸控感測器的測試系統與方法。

圖1為現有之電容式觸控感測器的測試系統圖，其中測試系統110用以測試電容式觸控感測器130，且測試系統110包括微控制器111與可變電容VC1。在此，可變電容VC1電性連接至電容式觸控感測器130的感測埠P11，以作為一待測電容。此外，微控制器111電性連接至電容式觸控感測器130的輸出埠P12，以接收測試資訊D11。

在測試的過程中，微控制器111會調整的可變電容VC1的電容值。另一方面，電容式觸控感測器130會透過切換訊號phA與phB控制開關SW11及SW12的導通與否，以對可變電容VC1進行充電與放電。此外，電容C1與運算放大器131所形成的積分電路將會把可變電容VC1所提供的電流轉換成相應的積分電壓VG。再者，類比至數位轉換器132會把積分電壓VG轉換成相應的測試資訊D11。藉此，測試系統110中的微控制器111將可藉由讀取測試資訊D11，來判別電容式觸控感測器130的操作是否正常。

然而，電容式觸控感測器130主要是用以偵測微小電容值的變化，因此測試系統110必須具備精準的可變電容VC1，才可對電容式觸控感測器130進行有效的測試。舉例來說，倘若類比至數位轉換器132的解析度為10位元，且電容式觸控感測器130是針對電容值從4f至4.096p法拉的電容進行偵測，此時測試系統110必須具備一個電容值可從4f至4.096p法拉的可變電容VC1，且可變電容VC1必須具有每隔4f法拉即可微調一次的特性。但是，在半導體製程中經常發生製程變異的情況，因此要做到如此精準的可變電容VC1並不容易。

本發明提供一種測試系統，用以降低電容式觸控感測器在測試上所需的成本。

本發明提供一種測試方法，用以提高電容式觸控感測器在測試上的精確度。

本發明提出一種測試系統，用以測試電容式觸控感測器，且測試系統包括電阻、訊號產生器以及微控制器。電阻的第一端電性連接至電容式觸控感測器的感測埠。訊號產生器依據控制資訊提供測試電壓給電阻的第二端。藉此，電阻將依據測試電壓產生測試電流，且電容式觸控感測器將依據多個切換訊號提供電壓差給感測埠，並將測試電流轉換成測試資訊。微控制器依據測試表產生控制資訊，並依據測試表比對測試資訊，以判別電容式觸控感測器的操作是否正常。

在本發明之一實施例中，上述之控制器依據電阻、電壓差以及所述多個切換訊號的頻率與工作週期，建立測試表。其中，測試表記錄著多個電壓資訊與多個電容資訊，且微控制器從這些電壓資訊中擇一作為控制資訊。

從另一觀點來看，本發明提出一種測試方法，用以測試電容式觸控感測器，且包括下列步驟。在測試上，將電阻的第一端電性連接至電容式觸控感測器的感測埠，並依據測試表產生控制資訊。此外，依據控制資訊提供測試電壓給電阻的第二端。藉此，電阻將依據測試電壓產生測試電流，且電容式觸控感測器將依據多個切換訊號提供電壓差給感測埠，並將測試電流轉換成測試資訊。接著，接收測試資訊，並依據測試表比對測試資訊，以判別電容式觸控感測器的操作是否正常。

基於上述，本發明是將電阻電性連接至電容式觸控感測器的感測埠，並藉由提供測試電壓給電阻來進行量測。藉此，本發明無需使用待測電容即可完成電容式觸控感測器的測試，進而降低測試成本並提升測試的精確度。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2繪示為依據本發明之一實施例之測試系統的方塊示意圖，其中測試系統200用以測試一電容式觸控感測器。此外，為了說明方便起見，測試系統200是以圖1所列舉的電容式觸控感測器130為例進行說明。

參照圖2，測試系統200包括電阻R2、訊號產生器210以及微控制器220。在此，電阻R2的第一端電性連接至電容式觸控感測器130的感測埠P11，且電阻R2的第二端電性連接至訊號產生器210。微控制器220電性連接至電容式觸控感測器130的輸出埠P12以及訊號產生器210。

在說明本發明實施例之前必須了解，就電容式觸控感測器130來說，其是利用開關SW11及SW12的切換，將感測埠P11切換至輸入電壓VR1或是VR2。藉此，電容式觸控感測器130將可提供一電壓差ΔV(VR2-VR1)給感測埠P11，以致使待測電容的電流產生變化。如此一來，電容式觸控感測器130將可依據待測電容之電流的變化來感測待測電容的大小。舉例來說，針對習知的測試系統100(圖1)來看，當可變電容VC1的電容值改變時，電容式觸控感測器130所提供的充放電機制將導致流經可變電容VC1的電流I_C 產生相應的變化。藉此，電容式觸控感測器130將可依據電流I_C 的變化產生不同的測試資訊D11，以供後端的微控制器作為判斷。

然而，對現有的技術來說，作為電容式觸控感測器130在測試上的待測電容，例如：可變電容或是固定電容，要做到精準並不容易。基於此，本實施例利用電阻R2取代待測電容，並利用訊號產生器210產生不同準位的測試電壓V_T 給電阻R2。藉此，隨著測試電壓V_T 的變動，流經電阻R2的測試電流I_R 也將產生相應的變化。此外，對於電容式觸控感測器130來說，測試電流I_R 的變化將可相當於不同待測電容所導致的電流變化。

換言之，每調整一次測試電壓V_T ，所引發之測試電流I_R 的變化，將可相當於某一待測電容的電流變化。因此，藉由電阻R2與訊號產生器210將可仿造出不同的待測電容。由於本實施例之測試系統200並未使用實際的電容作為測試，因此將測試電流I_R 的變化視為不同虛擬電容所產生的電流變化。至於要如何調整測試電壓V_T 以仿造出不同的虛擬電容將如下所述。

在此，假設測試電壓V_T 的準位可以被調整至多個參考電壓之其一，且所述參考電壓對應至多個虛擬電容，藉此第i個參考電壓VR_i 與第i個虛擬電容CT_i 的對應關係將相關於電阻R2、電壓差ΔV、切換訊號phA與phB的頻率Fre與工作週期(dutycycle)Dt，且對應關係如式(1)所示：

舉例來說，圖3為電容式觸控感測器之切換訊號的波形圖，其中切換訊號phA與phB為相互反相的兩訊號，且兩訊號的頻率Fre為1M(Mega，10⁶ )赫茲、工作週期Dt為50%。此外，倘若電容式觸控感測器130所提供的電壓差ΔV為1伏特，且電阻R2的電阻值為1M歐姆，則式(1)將可簡化為：

此時，倘若需產生4f(10^-15 )的虛擬電容CT_i ，則只須提供8m(milli，10^-3 )伏特的參考電壓給電阻R2即可。以此類推，其餘的參考電壓與虛擬電容。

為了實現數位化的控制，所述多個參考電壓與所述多個虛擬電容的對應關係，將轉換成相應之數位化的多個電壓資訊與多個電容資訊，並儲存在微控制器220的一測試表中。藉此，微控制器220將可從多個電壓資訊中擇一作為控制資訊，以致使訊號產生器210所產生的測試電壓V_T 切換至所述多個參考電壓之其一。相對地，電阻R2所提供的測試電流I_R 將相當於某一虛擬電容所提供的電流。

另一方面，電容式觸控感測器130會產生相應的一測試資訊D11。此外，為了比對測試資訊D11是否正確，微控制器120將依據所選取的電壓資訊查詢測試表，以從所述多個電容資訊中選取其一。再者，微控制器120會將測試資訊與所選取的電容資訊進行比對，以判別測試資訊是否正確。其中，當測試資訊為正確時，微控制器120將判定電容式觸控感測器的操作為正常。當測試資訊為不正確時，微控制器120將判定電容式觸控感測器的操作為異常。

換言之，微控制器220會依據測試表來產生控制資訊D_T ，而訊號產生器210則會依據控制資訊D_T 提供相應的測試電壓V_T ，其中訊號產生器210例如是數位至類比轉換器。藉此，測試電壓V_T 將逐一切換至所述多個參考電壓。相對地，每切換一次測試電壓V_T ，電容式觸控感測器130就會產生相應的一測試資訊D11。此時，微控制器120將可依據測試表所記錄的電容資訊，比對測試資訊D11是否正確，進而判別電容式觸控感測器130的操作是否正常。

從另一觀點來看，圖4繪示為依據本發明之一實施例之測試方法的流程圖，其中所述測試方法用以測試電容式觸控感測器。依據圖4，在測試上，如步驟S410所示，將電阻的第一端電性連接至電容式觸控感測器的感測埠。藉著，如步驟S420所示，依據測試表產生控制資訊。此外，如步驟S430所示，依據控制資訊提供測試電壓給電阻的第二端。如此一來，電阻會依據測試電壓產生測試電流，且電容式觸控感測器會依據多個切換訊號提供一電壓差給感測埠，並將測試電流轉換成測試資訊。之後，如步驟S440所示，接收測試資訊，並依據測試表比對測試資訊，以判別電容式觸控感測器的操作是否正常。至於本實施例所述之測試方法的細部流程已包含在上述實施例中，故在此不予贅述。

綜上所述，本發明是將電阻電性連接至電容式觸控感測器的感測埠，並藉由提供測試電壓給電阻來仿造出不同待測電容所導致的電流變化。藉此，本發明無需使用待測電容即可完成電容式觸控感測器的測試，進而降低測試成本並提升測試的精確度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110、200．．．測試系統

111、220．．．微控制器

VC1．．．可變電容

I_C ．．．電流

130．．．電容式觸控感測器

131．．．運算放大器

132．．．類比至數位轉換器

SW11、SW12．．．開關

C1．．．電容

VR1、VR2．．．輸入電壓

phA、phB．．．切換訊號

VG．．．積分電壓

P11．．．感測埠

P12．．．輸出埠

D11．．．測試資訊

210．．．訊號產生器

R2．．．電阻

D_T ．．．控制資訊

V_T ．．．測試電壓

I_R ．．．測試電流

S410~S440．．．用以說明圖4之測試方法的各步驟流程

圖1為現有之電容式觸控感測器的測試系統圖。

圖2繪示為依據本發明之一實施例之測試系統的方塊示意圖。

圖3為電容式觸控感測器之切換訊號的波形圖。

圖4繪示為依據本發明之一實施例之測試方法的流程圖。

200．．．測試系統

210．．．訊號產生器

220．．．微控制器

R2．．．電阻

D_T ．．．控制資訊

V_T ．．．測試電壓

I_R ．．．測試電流

130．．．電容式觸控感測器

131．．．運算放大器

132．．．類比至數位轉換器

SW11、SW12．．．開關

C1．．．電容

P11．．．感測埠

P12．．．輸出埠

VR1、VR2．．．輸入電壓

phA、phB．．．切換訊號

D11．．．測試資訊

Claims (5)

1. 一種測試系統，用以測試一電容式觸控感測器，且該測試系統包括：一電阻，其第一端電性連接至該電容式觸控感測器的一感測埠；一訊號產生器，電性連接該電阻的第二端，且該訊號產生器依據一控制資訊提供一測試電壓給該電阻，其中該電阻依據該測試電壓產生一測試電流，且該電容式觸控感測器依據多個切換訊號提供一電壓差給該感測埠，並將該測試電流轉換成一測試資訊；以及一微控制器，電性連接該電容式觸控感測器的一輸出埠，以接收該測試資訊，且該微控制器依據一測試表產生該控制資訊，並依據該測試表比對該測試資訊，以判別該電容式觸控感測器的操作是否正常，其中，該微控制器依據該電阻、該電壓差以及該些切換訊號的頻率與工作週期建立該測試表，該測試表記錄著多個電壓資訊與多個電容資訊，且該微控制器從該些電壓資訊中擇一作為該控制資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該訊號產生器由一數位至類比轉換器所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該微控制器依據所選取的該電壓資訊查詢該測試表，以從該些電容資訊中選取其一，且該微控制器將該測試資訊與所選取的該電容資訊進行比對，以判別該測試資訊是否正確， 其中當該測試資訊為正確時，該微控制器判定該電容式觸控感測器的操作為正常，當該測試資訊為不正確時，該微控制器判定該電容式觸控感測器的操作為異常。
4. 一種測試方法，用以測試一電容式觸控感測器，且該測試方法包括：將一電阻的第一端電性連接至該電容式觸控感測器的一感測埠；依據一測試表產生一控制資訊；依據該控制資訊提供一測試電壓給該電阻的第二端，以致使該電阻依據該測試電壓產生一測試電流，且該電容式觸控感測器依據多個切換訊號提供一電壓差給該感測埠，並將該測試電流轉換成一測試資訊；以及接收該測試資訊，並依據該測試表比對該測試資訊，以判別該電容式觸控感測器的操作是否正常，其中依據該測試表產生該控制資訊的步驟包括：依據該電阻、該電壓差以及該些切換訊號的頻率與工作週期，建立該測試表，其中該測試表記錄著多個電壓資訊與多個電容資訊；以及從該些電壓資訊中擇一作為該控制資訊。
5. 如申請專利範圍第4項所述之測試方法，其中依據該測試表比對該測試資訊，以判別該電容式觸控感測器的操作是否正常的步驟包括：依據所選取的該電壓資訊查詢該測試表，以從該些電容資訊中選出對應的該電容資訊； 將該測試資訊與所選取的該電容資訊進行比對，以判別該測試資訊是否正確；當該測試資訊為正確時，則判定該電容式觸控感測器的操作為正常；以及當該測試資訊為不正確時，則判定該電容式觸控感測器的操作為異常。