TWI670490B - 利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法以及利用其量測或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路 - Google Patents
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Abstract
感測器介面積體電路測量或校正一目標電阻，以作為該感測器介面積體電路中一TIA放大器之一增益電阻器使用。響應於不同特定激磁電壓，其等係施加至具有特定校正電阻值之一外部校正電阻器，產生至少一激磁電流。響應於相對應之至少一相異激磁電流，分別於跨該目標電阻器兩端測量響應電壓。利用經測量反應電壓間之差、特定激磁電壓間之差，與特定校正電阻值決定該目標電阻器之電阻值。
Description
本文件通常為但不限於積體電路領域，具體而言，係有關校正內部積體電路電阻。
為減少電路尺寸大小，可減小電路元件尺寸以符合積體電路上之電路。此會導致電路之元件值失準。例如，積體電阻器之電阻值可能不如外部電阻器之電阻值準確，其中，該外部電阻器之電阻可經更準確選擇用於期望之電路效能。然而，此違背透過整合該等元件以減少電路尺寸之目的。
此外，本發明人認為當一感測器耦接至一感測器積體電路時對內部負載與反饋電阻進行測量與校正有其需求。
一範例包括，一種利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路（IC）電阻值之方法，該激磁電流於到達目標電阻器前會受一外部感測器漏電流或其他漏電流影響而減少。該方法包括，響應於施加至具特定校正電阻值之一校正電阻器之相異第的一特定激磁電壓與第二特定激磁電壓，產生相異之第一特定激磁電壓與第二激磁電流。響應於相對應之相異的第一激磁電流與第二激磁電流，分別於跨該目標電阻器兩端測量相異之第一響應電壓與第二響應電壓。利用該經測量之第一響應電壓與第二響應電壓間之差、該第一特定激磁電壓與該第二特定激磁電壓間之差，以及該特定校正電阻值，決定該目標電阻器之積體電路電阻值。
另一範例包括一感測器介面積體電路，其利用一激磁電流測量一目標電阻器之一電阻值，該激磁電流係受耦接至該積體電路之一感測器之一外部感測器漏電流影響而減少。該感測器介面積體電路包括一電流感測器電路，其包括至少一目標電阻器，其用於感測由該感測器所產生之響應電流。一電阻值測量電路係耦接至該目標電阻器，以測量該目標電阻器之一電阻值。該電阻值測量電路包括，一電壓激磁電路，用以施加至少一特定激磁電壓至具一特定校正電阻值之一校正電阻器，以作為響應，分別產生各特定激磁電壓之相異個別的激磁電流。響應於各相對應之相異激磁電流，一電壓測量電路分別測量跨該目標電阻器兩端相異之各響應電壓。一計算電路，其利用經測量之相異個別響應電壓間之差、至少一特定激磁電流間之差，以及該特定校正電阻值，決定該目標電阻器之電阻值。
另一範例，包括一感測器介面積體電路（IC），其利用一激磁電流測量或校正一目標電阻器之一電阻值，其中該激磁電流係受耦接至該積體電路之一感測器之一外部感測器漏電流影響而減少。該感測器介面積體電路包括，一電流感測器電路，其具有至少一該目標電阻器，其用於感測由該感測器所產生之一響應電流。一電阻值測量或校正電路係耦接至該目標電阻器，以測量或校正該目標電阻器之該電阻值。該電阻值測量或校正電路包括一激磁電流電路，以透過具有一特定校正電阻值之一校正電阻器，施加至少一特定激磁電流。一電壓測量電路，響應於各相對應之相異的該激磁電流，分別測量跨該目標電阻器兩端之相異個別的一響應電壓。一計算電路，其利用該經測量之相異個別的該等響應電壓間之差、至少一特定激磁電流間之差，以及該特定校正電阻值，決定該目標電阻器之該電阻值。
此部分係用以對本發明之主體提供一總述。於此非用以對本發明提供唯一或詳盡之解釋。於此所包括之詳細說明係用以提供進一步資訊。
一感測器系統可包括，耦接至一感測器介面積體電路（IC）之感測器（例如，氣體感測器）。該感測器不僅可用以檢測氣體之存在，亦可用以檢測氣體濃度。該感測器可包含各種類型之感測器，例如光電游離感測器、紅外線感測器、電化學感測器或半導體感測器。
當受監測之氣體，穿過多孔膜背側至經氧化或還原之工作電極擴散至該感測器時，電化學感測器可透過一化學反應偵測氣體。該電化學反應會使一電流流經一外部電路。除測量、放大以及執行其他訊號處理功能外，該外部電路可維持跨位於一雙電極感測器之工作電極與相對電極間之感測器之電壓，或位於三電極電池之工作電極與參考電極間之感測器電壓。於相對電極處發生一相等且相反之反應，若該工作電極發生氧化反應，則該參考電極進行還原反應。半導體感測器通常用以偵測氫氣、氧氣、酒精蒸氣及有害氣體，例如一氧化碳。
該感測器介面積體電路用於測量該感測器之電流變化，以決定受監控氣體之存在與濃度。該感測器積體電路可以數位或類比格式輸出受監測氣體之存在與濃度，用於顯示或其他警示方法上。
該感測器積體電路包括一直流（DC）測量電路，其用於測量感測器電阻以決定氣體之存在與濃度。該感測器積體電路亦可使用一交流電（AC）測量電路，用於測量該感測器之阻抗，以監測該感測器本身之健全。
一負載電阻（例如，電阻器RLOAD
）與一轉阻放大器（TIA）電阻（例如，電阻器RTIA
）皆為該直流電測量電路之一部分。該負載電阻RLOAD
可作為用於電流穩定度該感測器之一負載。 該轉阻放大器電阻RTIA
可作為一TIA放大器之一反饋增益電阻器，並將感測器電流轉換成一電壓訊號。隨後將更詳細描述兩電阻器。
某些感測器積體電路使用位於該感測器積體電路外部之負載與轉阻放大器增益電阻器。為減少該感測器電路系統之尺寸，RLOAD
與RTIA
可整合於該積體電路上。積體電阻器不如外部電阻器精確，因此，測量或校正該等電阻器中之至少一者，以試圖於感測器測量中達到更佳之準確度係為期望目標。
圖1為根據各種實施例一感測器系統範例之示意圖。該系統包括，一感測器100與一感測器積體電路 102。該感測器積體電路 102包括一直流電測量電路108與一交流電測量電路109。該直流電測量電路108包括一放大器111、一放大器增益電阻112、一類比數位轉換器（ADC）113、RLOAD
電阻器、RTIA
電阻器101、一TIA放大器120以及複數個開關140至144。
為明確與簡潔表示，並未顯示或描述該感測器積體電路102之所有組件。 僅描述與內部積體電阻校正之結構與操作相關之該等組件。
根據感測器類型，該感測器100可包括，一參考電極（RE）、一相對電極（CE）與一感測器電極（SE）。例如，該感測器積體電路102可使用該參考電極以在感測操作期間，於該感測電極處維持一固定電位。若感測電極正在氧化，則相對電極會透過還原某些化學物質，以完成具該感測電極之電路。 該相對電極之電位可隨氣體濃度變化起伏與改變。只要該感測器積體電路102可提供充足電壓與電流，以維持該感測電極與參考電極處於相同電位，則相對電極之電位可能較不重要。該感測器100之偏壓與測量可由複數個開關140至144之狀態所控制。
該直流電測量電路108係耦接至該感測器100，並用以測量由該感測器100所提供之感測器訊號。該交流電測量電路109係耦接至該感測器100，並用以透過測量該感測器100之阻抗測量該感測器100之健全。
該類比數位轉換器113係耦接至該放大器111，並對具有至少一增益電阻器112之放大器111之正輸入提供一類比電壓。該放大器111之輸出端係耦接至該感測器100之相對電極，以對該感測器100提供一操作電壓。該參考電極經由該增益電阻器112耦接至該放大器111之反向（例如，負極）輸入端。該感測器100之感測電極經由該負載電阻器103耦接至該TIA放大器120。用於該TIA放大器120之該增益電阻器101具有RTIA
電阻值。
如圖所示，該RTIA
與RLOAD
電阻101、103係經整合至該感測器積體電路102。雖然透過整合TIA增益與該負載電阻器101、103可減少包含該感測器積體電路與外部電阻器之一電路之尺寸，但該積體電阻通常不如一外部電阻器精確，並應經校正，用於該感測器與該感測器積體電路之精密操作。
圖2為根據各種實施例，用於內部 電阻校正之感測器系統之一操作方塊圖。圖2之系統亦指一電阻值測量或校正電路。該系統包括一激磁電壓或電流電路200、一TIA放大器120、一校正電阻器211、一感測器100、一 選擇性開關290、一交流電測量電路109、一RLOAD
電阻器103、一RTIA
電阻器106與具一類比數位轉換器之一計算電路250。
透過應用由激磁電壓電路200所產生之一激磁電壓，經由具電阻RCAL
之一外部校正電阻器211產生一校正電流ICAL
，以校正內部電阻RTIA
與RLOAD
101、103。於另一實施例，方塊200為一激磁電流電路。有關校正該內部RTIA
與RLOAD
電阻101、103之問題在於，當該感測器100耦接至該感測器積體電路102時，流至該感測器100之一感測器電流ISENSOR
降低ICAL
，使流經該等電阻器101、103之IX
與ICAL
不相等。此會導致測量跨該電阻器101、103兩端間之電壓產生誤差，以及於決定RTIA
與RLOAD
電阻值時產生誤差。此外，流至其他方塊（例如，交流電測量電路109）之一相對較小（例如，＜0.1％）漏電流ILEAK
，其同樣地降低ICAL
。因RLOAD
電阻103之電阻值相對較小（例如，0至100 Ohm（Ω））以及一較高電阻（例如：5kΩ）之開關電阻，於校正時，不需將開關與該感測器100串聯使用以移除該感測器。本發明人已決定一種用於校正與測量電阻RCAL
與RLOAD
101、103之方法，同時使該感測器100維持與該感測器積體電路102之連接。
根據各種實施例，圖3為一種用於內部積體電路電阻校正之方法之一實施例流程圖。於論述圖3之方法時，亦參酌圖2之操作方塊圖。圖3之方法描繪於校正內部電阻器101、103之電阻時所執行之直流電測量。
於方塊303中，響應於施加至該校正電阻器211之相異第一與第二激磁電壓（VX1
與VX2
），產生相異之第一與第二激磁電流（ICAL1
與ICAL2
）。該激磁電壓電路200產生跨越具有電阻RCAL
之該校正電阻器211兩端所施加之第一與第二激磁電壓。僅以例示為目的，該第一激磁電壓VX1
可為10mV，而該第二激磁電壓VX2
可為20mV。其他實施例可使用其他電壓或兩個以上之電壓。於其他實施例中，可使用經由該校正電阻器211所產生之至少一激磁電流，而非使用激磁電壓。
該校正電阻器211係位於該感測器積體電路 102之外部。RCAL
之數值可為任何已知之電阻值，因其係用以決定分別由第一與第二激磁電壓產生且流經該校正電阻器211之第一與第二電流ICAL
。
校正電流ICAL
可表示為：ICAL
=IX
+ISENSOR
+ILEAK
， 其中IX
為流經至少一待校正目標電阻器之電流，ISENSOR
為該感測器電流，以及ILEAK
為由該感測器積體電路之其他模塊所引起之漏電流。利用歐姆定律，此ICAL
方程式亦可表示為：其中Vexc
代表跨RCAL
兩端之激磁電壓，VX
代表跨該目標電阻器101、103其中一者所測量之反應電壓，期作為該相對應電流IX
之結果，RX
代表RLOAD
電阻103或RTIA
電阻101中其中之一。RX
電阻值可以表示為：因ISENSOR
與ILEAK
之數值相對較大，因此可忽略該方程式之第一項，則可由以下決定RX
為：
於圖3之方塊305中，響應於相對應之相異第一與第二激磁電流（IX1
與IX2
），分別於跨越該目標電阻器（RX
）測量相異之第一與第二反應電壓（VX1
與VX2
）。可由晶片上電壓測量電路230（例如，類比數位轉換器）完成電壓測量。可將電壓、電流、或電阻之測量結果輸入至用於執行於此之計算之一計算電路250（例如，包括該類比數位轉換器）。透過引起至少二電壓，可排除感測器電流與漏電流： 當減去ICAL1
與ICAL2
測量值時： D ICAL
=D IX 因此，由上述得知，可利用經測量之第一與第二響應電壓之間之差（D VX
）、第一與第二激磁電壓之間之差（D Vexc
) 或至少一激磁電流，以及校正電阻值RCAL
決定目標電阻器之電阻值（RX
），如圖3方塊307所示。可利用所決定之目標電阻器之積體電阻值將該RX
值用以調整該目標電阻器之積體電阻值。經調整之電阻值可於感測器測量期間作為RLOAD
或RTIA
電阻值中之一者。
通常，該感測器電流ISENSOR
係與一氣體濃度相關，並於進行多個DC測量以決定RX
值之時間內不可能發生改變。然而，於另一實施例中，可透過執行一交流電測量將ISENSOR
中之可能變化納入考量。
於交流電測量期間，該ISENSOR
與ILEAK
電流會以一特定頻率消失。該特定頻率可透過使用感測器進行經驗性實驗，或感測器之已知特性所決定。因此，該第一與第二激磁電壓可包括第一與第二頻率。測量跨電阻器RLOAD
與RTIA
之電壓。該等電壓共有兩部分：一部分係與一激磁頻率相關，而另一部分係與該感測器電流相關。然而，於不同頻率下之能量譜係為相異。因此，可使用快速傅立葉變換（FFT）帶通濾波器以於一特定頻率下取得所測量之電壓。利用已知電壓與已知電流，可利用歐姆定律決定該目標電阻器之電阻值。
於上述實施例中，該感測器100於無開關情況下，連接至該感測器介面積體電路 102。於另一實施例中，該感測器100可經由一選擇性開關290耦接至該感測器介面積體電路102。於該實施例中，該感測器100可於透過打開該開關290以決定目標電阻器電阻之任何測量期間，自耦接至該感測器介面積體電路102處所移除。
參閱圖2，可得知，於校正操作期間，該感測器100之相對電極與參考電極電極係為浮動的。該感測器100係作為具相對較大電容之電容器使用。一總和節點電壓VSUM
（例如，電壓感測節點）之變化可能會造成該感測器電容放電至該感測器積體電路，而導致一電流如ISENSOR
流動。如前所述，由於校正RLOAD
或RTIA
時導致的不準確，所以任何ISENSOR
電流皆不理想。因不同感測器係耦接至具不同特性之感測器積體電路，因此，維持VSUM
電壓不變係為期望目標。於圖4至圖7中所描繪之實施例可用以校正RLOAD
或RTIA
，以考量不同之感測器及其各自特性。
圖4為根據各種實施例之一可配置RLOAD
與RTIA
架構之示意圖。該架構為電阻值測量與校正電路之一部分。
該架構包括複數個電阻器401至408（例如，電阻器網路）與複數個開關410至422，以將該電阻器網路切換耦接至該TIA放大器120。雖然當開關放置於RLOAD
或RTIA
與該感測器之間時，開關之電阻可能會導致前述之問題，但當開關放置於該等電阻器與該放大器120之間時，並不會出現該等問題。該等開關410至422可以各種方式實施，例如以電晶體來實施，使當一開關閉合時，則該電晶體係經啟動（activated），而當該開關打開時，則該電晶體係停止運作（deactivated）。
將電阻器網路分成兩組電阻器。第一組電阻器係可切換耦接至該TIA放大器120之反相輸入端與該感測器之間。第二組電阻器係可切換耦接至該TIA放大器120之輸出端與該TIA放大器120之反相輸入端之間。
各相鄰電阻對係透過一節點N1至N9相耦接。至少一開關係耦接至一獨立節點，與該放大器120之反相輸入端或該放大器120輸出端中之至少一者。例如，該等開關410、411、 413、 415、 417係耦接至其等各自之節點與該放大器120之反相輸入端之間。相似地，該等開關412、414、 416、 418至422耦接至其等各自之節點與該放大器120之輸出端之間。該等開關係由該計算電路250之控制輸出所控制。
為維持VSUM
不變，將RLOAD
設置為零歐姆之電阻，使VSUM
節點直接連接至該放大器120之反相輸入端。然而，於將RLOAD
設置為零歐姆之前，應先決定RTIA
以建立RLOAD
與RTIA
之間之適當比率。為將ICAL
電流訊號準確轉換成VX
電壓訊號，需要一準確RTIA
。此係透過設置開關改變如下RLOAD
與RTIA
電阻值所完成，以相對該第二電阻元件RTIA
之一電阻值改變該第一電阻器元件RLOAD
之一電阻值。
如根據各種實施例，圖5為一標稱操作模式之範例性初始配置中可配置之RLOAD
與RTIA
架構示意圖。圖5之配置係為一範例性配置，於其中透過閉合該開關413將RLOAD
設置為某個初始電阻，並將位於節點N1與節點N3間之電阻器401與402連接至該放大器120之反相輸入端。因此，RLOAD
此時為該兩電阻器401、402之總和。透過閉合該開關420以設置RTIA
，使位於節點N3與節點N7之間電阻器總和為RTIA
之電阻。RLOAD
與RTIA
之初始電阻值係根據該感測器特性與該感測器對RLOAD
與RTIA
之條件所決定。
如根據各種實施例，圖6為用以測量來自圖5實施例之RLOAD
之另一範例性配置中，可配置之RLOAD
與RTIA
架構示意圖。此配置省略RLOAD
（例如，設置為零歐姆），使該TIA放大器120之反相輸入端直接連接至VSUM
節點。因此，RTIA
此時等於RLOAD
先前之電阻值。此可透過閉合該開關410以將放大器之反相輸入端直接連接至VSUM
節點，並閉合該開關414以連接位於節點N1與N3之間之電阻器401與402作為RLOAD
之先前電阻值之RTIA
所完成。因新RTIA
電阻係位於該TIA放大器120之輸出端與反相輸入端之間，因此可透過測量跨該新RTIA
之差動電壓測量原始RLOAD
電阻值。該差動電壓為上述方程式中之Vx
。因Vexc
與RCAL
為已知，此時可計算電阻RX
（RLOAD
）。該電阻暫時設置為RTEMP1
。
如根據各種實施例，圖7為測量圖5之RLOAD
+RTIA
之另一範例配置中之可配置RLOAD
與RTIA
架構之示意圖。此時可將RTIA
設置為初始RLOAD
加上該初始RTIA
之總電阻。可以RTEMP2
=RLOAD
+RTIA
所表示。如圖7所示，這是經由閉合開關410以將VSUM
節點直接連接至該放大器120之反相輸入端，因此使RLOAD
為零歐姆ohm，以達成省略RLOAD
而完成。該開關420係經閉合，使RTIA
能連接至該放大器120之輸出端，並為位於節點N1與節點N7之間所有電阻器401至406之總和。此時可執行一測量以測量RTEMP2
之總電阻。
因此可透過自RTEMP2
減去RTEMP1
，以自方程中移除RLOAD
以決定RTIA
。此會導致RTIA
之決定。換言之，RTIA
=RTEMP2
–RTEMP1
。
如根據各種實施例，圖8為一種用於內部積體電路電阻校正之方法之一實施例流程圖。於方塊801中，將RLOAD
與RTIA
設置為由感測器特性所決定之初始值。於方塊803中，省略RLOAD
，使其經設置為零歐姆，並將一新RTIA
設置為初始RLOAD
。於方塊805中，跨越RTIA
測量VX
，並可根據已知Vexc
與RCAL
，由上述RX
方程式（即，）決定RTEMP1
。於方塊807中，省略RLOAD
，並將該新RTIA
設定為來自該初始配置之原始RLOAD
+RTIA
。於方塊809中，跨越RTIA
測量VX
，並可根據已知Vexc
與RCAL
，由上述RX
方程式決定RTEMP2
。於方塊811中，經校正之RTIA
可由RTEMP2
–RTEMP1
決定為該校正電路之最終值。
上述詳細說明包括作為該詳細說明之一部分之參考圖式。該等圖式透過描繪方式顯示實施本發明之具體實施例。該等實施例於此亦稱為「範例」。本文件中所提及之所有刊物、專利與專利文件係經由引用方式整體併入本文中， 如同經由參考而個別併入。若本文件與透過參考文獻所併入之任何文件間之用語使用不一致時，經併入之參考文獻中之用法應視為對本文件之補充，針對非相容不一致性時，則以本文件之用語為主。
於本文件中，於專利文件中常見之用語「一」或「一個」係包括一個或多於一個，係獨立於「至少一」或「一或多個」之任何其他例示或用途。 於本文件中，該用語「或」係用以指一非排他性用語，除非另有說明，否則如「A或B」包括「A但非B」，「B但非A」以及「A與B」。於本文件中，用語「包括」與「於其中」係分別作為該用語「包含」與「其中」簡明英文之同義詞。此外，於以下申請專利範圍中，該等用語「包括」與 「包含」係為開放式，即一系統、裝置、物件、組合、配方或過程包括已列出之元件外之元件，亦落入本發明之申請專利範圍內。再者，於以下申請專利範圍中，該等用語「第一」、「第二」與「第三」等僅作為標示，並不用於對該等標的施加數字意義上之要求。於此描述之方法範例至少一部分可由機器或電腦所實施。
上述說明係為說明性而非限制性。例如，上述範例（或其等至少一方面）可彼此相互組合使用。該技術領域通常知識者於閱讀上述說明後可使用其他實施例。所提供之摘要能使讀者快速理解本發明所揭露技術之本質。應理解為，其非用以解釋或限制申請專利範圍之範圍或含義。此外，於上述詳細說明中，各種特徵可被分群以簡化本發明所揭露之內容。此不應被解釋為未見於申請專利範圍中之技術特徵對於任何本發明之申請專利範圍係相當重要的。反之，本發明之目標主體可能少於一特定揭露之實施例之所有特徵。因此，以下申請專利範圍係併入至該詳細說明中，其中各該申請專利範圍係各自作為一單獨實施例。本發明之範圍應由申請專利範圍中所載之內容以及落入該等申請專利範圍之均等物所決定。
100‧‧‧感測器
101‧‧‧RTIA 電阻器/RTIA 電阻/負載電阻器/增益電阻器
102‧‧‧感測器積體電路
103‧‧‧RLOAD 電阻/負載電阻器
106‧‧‧R TIA 電阻器
108‧‧‧直流電測量電路
109‧‧‧交流電測量電路
111‧‧‧放大器
112‧‧‧放大器增益電阻/增益電阻器
113‧‧‧類比數位轉換器
120‧‧‧TIA放大器
140‧‧‧開關
141‧‧‧開關
142‧‧‧開關
143‧‧‧開關
144‧‧‧開關
200‧‧‧激磁電流電路
211‧‧‧校正電阻器
230‧‧‧晶片上電壓測量電路
250‧‧‧計算電路
290‧‧‧選擇性開關
303‧‧‧方塊
304‧‧‧方塊
305‧‧‧方塊
306‧‧‧方塊
307‧‧‧方塊
401‧‧‧電阻器
402‧‧‧電阻器
403‧‧‧電阻器
404‧‧‧電阻器
405‧‧‧電阻器
406‧‧‧電阻器
407‧‧‧電阻器
408‧‧‧電阻器
410‧‧‧開關
411‧‧‧開關
412‧‧‧開關
413‧‧‧開關
414‧‧‧開關
415‧‧‧開關
416‧‧‧開關
417‧‧‧開關
418‧‧‧開關
419‧‧‧開關
420‧‧‧開關
421‧‧‧開關
422‧‧‧開關
801‧‧‧方塊
803‧‧‧方塊
805‧‧‧方塊
807‧‧‧方塊
809‧‧‧方塊
811‧‧‧方塊
ICAL‧‧‧校正電流
ISENSOR‧‧‧感測器電流
ILEAK‧‧‧漏電流
IX‧‧‧待校正目標電阻器之電流
VSUM ‧‧‧總和節點電壓
於該等圖式中，其未必按比例所繪製，相同標號於不同示圖中可描述相似組件。具有不同字尾之相似標號可表示相似組件之不同範例。該等圖式僅透過範例進行描述，而非用以限制於此所述之本發明各種實施例。 圖1為根據各種實施例，一感測器系統之示意圖。 圖2為根據各種實施例，用於內部電阻校正之感測器系統之操作方塊圖。 圖3為根據各種實施例，一種用於內部積體電路電阻校正之方法之一實施例流程圖。 圖4為根據各種實施例，一可配置之RLOAD
與RTIA
架構之示意圖。 圖5為根據各種實施例，於一標稱操作模式之範例性初始配置中該可配置之RLOAD
與RTIA
架構之示意圖。 圖6為根據各種實施例，該可配置RLOAD
與RTIA
架構之示意圖，其位於用以測量來自圖5實施例之RLOAD
之另一範例配置中。 圖7為根據各種實施例，該可配置RLOAD
與RTIA
架構之示意圖，其位於用以測量圖5之RLOAD
+RTIA
之另一範例性配置中。 圖8為根據各種實施例，一種用於內部積體電路電阻校正之方法之一實施例流程圖。
Claims (20)
- 一種利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路（IC）電阻值之方法，該激磁電流於到達該目標電阻器之前會受一外部感測器漏電流或其他漏電流影響而減少，該方法包括： 響應於施加至具有一特定校正電阻值之一校正電阻器之相異的一第一特定激磁電壓與一第二特定激磁電壓，產生相異之一第一激磁電流與一第二激磁電流； 響應於對應之相異的該第一激磁電流與該第二激磁電流，分別測量跨越該目標電阻器之相異的一第一響應電壓與一第二響應電壓；以及 利用經測量之該第一響應電壓與該第二響應電壓間之差、該第一特定激磁電壓與該第二特定激磁電壓間之差，與該特定校正電阻值，決定該目標電阻器之該積體電路電阻值。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，進一步包括，校正該目標電阻器之該積體電阻值，其包括利用該目標電阻器經決定之該積體電阻值，調整該目標電阻器之該積體電阻值。
- 如申請專利範圍第2項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，其中，校正該積體電阻值包括產生、測量、與決定之進一步交互作用中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，其中，該第一特定激磁電壓與該第二特定激磁電壓包括至少一特定頻率。
- 如申請專利範圍第4項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，其中，該目標電阻器係耦接至該積體電路外部之一感測器，其中，該至少一特定頻率係高於該感測器對由該感測器感測的參數之一標稱頻率反應。
- 如申請專利範圍第4項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，其中，該目標電阻器包括，一第一電阻器組件，其將一電壓感測節點耦接至一放大器電路之一放大器輸入端，以及一第二電阻器組件，其將該放大器電路之一放大器輸出饋送至該放大器輸入端，該方法進一步包括，相對該第二電阻器組件之一電阻值改變該第一電阻器組件之一電阻值。
- 如申請專利範圍第4項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之積體電路電阻值之方法，其中，該感測器之一感測電極（SE）係耦接至該目標電阻器，該方法進一步包括，浮動該感測器之一參考電極（RE）與一相對電極（CE）。
- 一種利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路（IC），該激磁電流係受耦接至該積體電路之一感測器之一外部感測器漏電流影響而減少，該感測器介面積體電路包括： 一電流感測器電路，其包括至少一目標電阻器，其用於感測由該感測器所產生之一響應電流；以及 一電阻值測量電路，其係耦接至該目標電阻器以測量該目標電阻器之一電阻值，該電阻值測量電路包括： 一電壓激磁電路，用以將至少一特定激磁電壓施加至具一特定校正電阻值之一校正電阻器，以作為響應，產生各該特定激磁電壓之相異個別的該激磁電流； 一電壓測量電路，用以響應於各相對應之相異該激磁電流，分別測量跨該目標電阻器之相異個別的一響應電壓；以及 一計算電路，其利用經測量之相異個別的該等響應電壓間之差、該至少一特定激磁電壓間之差，以及該特定校正電阻值決定該目標電阻器之該電阻值。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，進一步包括一感測器，其係連接至該目標電阻器，其中，該感測器係位於該感測器介面積體電路之外部。
- 如申請專利範圍第9項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該感測器係進一步耦接至該校正電阻器。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該電壓測量電路包含一類比數位轉換器，其用以產生經測量之個別的該等響應電壓之一數位表示給該計算電路。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該校正電阻器係外部耦接至該感測器介面積體電路。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該計算電路係經設置以執行一直流電（DC）測量與一交流電（AC）測量。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，當該計算電路決定該目標電阻器之該電阻值時，一感測器係經由一打開之開關耦接至該目標電阻器。
- 如申請專利範圍第8項所述之利用激磁電流測量目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該計算電路係經設置以響應於決定該目標電阻器之該電阻值，其中，Rx為該目標電阻器之該電阻值，D VX 為經測量相異個別的該等響應電壓之間之差，D Vexc 為該至少一特定激磁電壓之間之差，以及RCAL 為該特定校正電阻值。
- 一種利用激磁電流測量或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路（IC），該激磁電流係受耦接至該積體電路之一感測器之一外部感測器漏電流影響而減少，該感測器介面積體電路包括： 一電流感測器電路，其包括至少一該目標電阻器，其用於感測由該感測器所產生之一響應電流；以及 一電阻值測量或校正電路，其係耦接至該目標電阻器以測量或校正該目標電阻器之該電阻值，該電阻值測量或校正電路包括： 一激磁電流電路，其經由具一特定校正電阻值之一校正電阻器施加至少一特定激磁電流； 一電壓測量電路，其響應於各相對應之相異的該激磁電流，分別測量跨該目標電阻器之相異個別的一響應電壓；以及 一計算電路，其利用經測量之相異個別的該等響應電壓之間之差、該至少一特定激磁電流之間之差，以及該特定校正電阻值，決定該目標電阻器之該電阻值。
- 如申請專利範圍第16項所述之利用激磁電流測量或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該電阻值測量或校正電路進一步包括，一電阻器網路，其係可切換耦接至一放大器。
- 如申請專利範圍第17項項所述之利用激磁電流測量或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該電阻器網路包含： 一第一組電阻器，其係可切換耦接至該放大器之一反相輸入端與該感測器之間；以及 一第二組電阻器，其係可切換耦接至該放大器之一輸出端與該反相輸入端之間。
- 如申請專利範圍第18項所述之利用激磁電流測量或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該計算電路係經設置以控制將該電阻器網路耦接至該放大器之富庶開關，使該感測器係連接至該反相輸入端，以及該放大器之該輸出端經由複數個電阻器耦接至該反相輸入端。
- 如申請專利範圍第19項所述之利用激磁電流測量或校正目標電阻器之電阻值之感測器介面積體電路，其中，該複數個電阻器之一總電阻值包括該目標電阻器之該電阻值。
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