檢測電路的制作方法
【專利摘要】一種檢測電路。藉由振蕩器來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容值變化的檢測訊號(hào)，其中微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容值隨微機(jī)電系統(tǒng)的位置不同而變化。
【專利說明】檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測電路，特別是涉及一種檢測微機(jī)電系統(tǒng)位置的檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)是在微小化結(jié)構(gòu)中所制作的微型電子機(jī)械元件，其制造的技術(shù)十分類似于制造集成電路的技術(shù)，但微機(jī)電系統(tǒng)裝置與其周遭環(huán)境互動(dòng)的方式則多于傳統(tǒng)的集成電路，例如力學(xué)、光學(xué)或磁力上的互動(dòng)。微機(jī)電系統(tǒng)裝置可包括極小的電子機(jī)械元件，例如馬達(dá)、泵浦、閥、開關(guān)、電容器、加速度計(jì)、感應(yīng)器、電容感測器、像素、麥克風(fēng)或致動(dòng)器等。而這些電子機(jī)械元件通常利用微機(jī)械結(jié)構(gòu)與集成電路等半導(dǎo)體元件共同作用以達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。
[0003]微機(jī)電系統(tǒng)目前是快速發(fā)展的工業(yè)。此外，運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)而制成的光學(xué)元件，其在電信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域上越來越重要。而目前激光微型投影機(jī)也應(yīng)用了微機(jī)電系統(tǒng)光學(xué)兀件，該兀件為一微機(jī)電掃描鏡，其驅(qū)動(dòng)方式有電磁式和靜電式二種，針對(duì)投影的影像輸出必需要像素?cái)?shù)據(jù)和微機(jī)電掃描鏡的位置進(jìn)行同步才能得到好的投影影像品質(zhì)，因此如何準(zhǔn)確地得知微機(jī)電系統(tǒng)元件的位置為一非常重要的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種檢測電路，可準(zhǔn)確地檢測出微機(jī)電掃描鏡的位置。
[0005]本發(fā)明的一種檢測電路，適于檢測微機(jī)電系統(tǒng)的位置。檢測電路包括振蕩器、鎖相回路單元、第一低通濾波單元以及放大單元。其中振蕩器的輸入端耦接至微機(jī)電系統(tǒng)，依據(jù)微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容值產(chǎn)生第一振蕩訊號(hào)。鎖相回路單兀對(duì)第一振蕩訊號(hào)進(jìn)行鎖相而輸出鎖相控制訊號(hào)。第一低通濾波單元耦接鎖相回路單元，對(duì)鎖相控制訊號(hào)進(jìn)行低通濾波而產(chǎn)生濾波訊號(hào)。放大單元耦接第一低通濾波單元，放大濾波訊號(hào)，以產(chǎn)生檢測訊號(hào)。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的振蕩器包括反相單元、第二低通濾波單元、回授電阻以及緩沖單元。其中反相單元的輸入端耦接微機(jī)電系統(tǒng)。第二低通濾波單元耦接于反相單元的輸入端與輸出端之間?；厥陔娮桉罱佑诜聪鄦卧妮斎攵伺c輸出端之間。緩沖單元耦接于反相單元的輸出端與鎖相回路單元之間，緩沖反相單元輸出的電壓。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的檢測電路，還包括阻隔電容，其耦接于微機(jī)電系統(tǒng)與反相單元的輸入端之間。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二低通濾波單元包括電阻、電容與電感。其中電阻的一端耦接反相單元的輸出端。電容耦接于電阻的另一端與接地之間。電感耦接于電阻與電容的共同接點(diǎn)與反相單元的輸入端之間。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一低通濾波單元包括電阻以及電容。其中電阻耦接于鎖相回路單元的輸出端與放大單元的輸入端之間。電容耦接于放大單元的輸入端與接地之間。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的放大單元包括操作放大器、第一電阻以及第二電阻。其中操作放大器的正輸入端耦接第一低通濾波單元。第一電阻耦接于操作放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間。第二電阻稱接于操作放大器的負(fù)輸入端與參考電壓之間。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的放大單元還包括第一分壓電阻、第二分壓電阻以及電容。其中第二分壓電阻與第一分壓電阻串聯(lián)于操作電壓與接地之間，第一分壓電阻與第二分壓電阻的共同接點(diǎn)用以產(chǎn)生參考電壓。電容耦接于第一分壓電阻與第二分壓電阻的共同接點(diǎn)與接地之間。
[0012]基于上述，藉由振蕩器來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容值變化的檢測訊號(hào)，而由檢測訊號(hào)的頻率變化即可準(zhǔn)確地得知微機(jī)電系統(tǒng)的位置。
[0013]為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例的檢測電路的方塊圖。
[0015]圖2示出了圖1的檢測電路的電路示意圖。
[0016]附圖符號(hào)說明
[0017]100:檢測電路
[0018]102:振蕩器
[0019]104:鎖相回路單元
[0020]106,202:低通濾波單元
[0021]108:放大單元
[0022]M1、C1 ?C4:電容
[0023]S01:振蕩訊號(hào)
[0024]S02:鎖相控制訊號(hào)
[0025]SD1:驅(qū)動(dòng)訊號(hào)
[0026]SF1:濾波訊號(hào)
[0027]S1:檢測訊號(hào)
[0028]A1:反相單元
[0029]B1:緩沖單元
[0030]L1:電感
[0031]R1 ?R7:電阻
[0032]0P1:操作放大器
[0033]VCC:操作電壓
[0034]VR:參考電壓

【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例的檢測電路的方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，檢測電路100用以檢測一微機(jī)電系統(tǒng)的位移位置，其可包括振蕩器102、鎖相回路單元104、低通濾波單元106以及放大單元108。其中振蕩器102的輸入端耦接至微機(jī)電系統(tǒng)，在圖1中，電容Ml表示微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容，振蕩器102依據(jù)微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容值來產(chǎn)生振蕩訊號(hào)S01,此振蕩訊號(hào)SOI為一頻率調(diào)變訊號(hào)。當(dāng)微機(jī)電系統(tǒng)被驅(qū)動(dòng)訊號(hào)SD1驅(qū)動(dòng)而開始運(yùn)作時(shí)，微機(jī)電系統(tǒng)的電容值將隨著其位置的不同而改變，舉例來說，若微機(jī)電系統(tǒng)為一馬達(dá)，微機(jī)電系統(tǒng)的電容值將會(huì)隨馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同而有所變化，相反地，若微機(jī)電系統(tǒng)的電容值未產(chǎn)生變化，即代表微機(jī)電系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因此藉由電容值的變化便可得知微機(jī)電系統(tǒng)的位置狀態(tài)。
[0036]鎖相回路單元104用以對(duì)振蕩器102輸出的振蕩訊號(hào)S01進(jìn)行鎖相，進(jìn)而輸出一鎖相后的鎖相控制訊號(hào)S02。低通濾波單元106用以對(duì)鎖相控制訊號(hào)S02進(jìn)行低通濾波，以減低高頻雜訊，產(chǎn)生一濾波訊號(hào)SF1。放大單元108則用以放大濾除高頻雜訊后的濾波訊號(hào)SF1,以產(chǎn)生一檢測訊號(hào)S1。如此一來，由檢測訊號(hào)S1的電壓變化即可知道微機(jī)電系統(tǒng)的確切位置。
[0037]圖2示出了圖1的檢測電路的電路示意圖。詳細(xì)來說，上述檢測電路100的實(shí)施方式可如圖2所示，振蕩器102可包括阻隔電容C1、反相單元A1、低通濾波單元202、回授電阻R1以及緩沖單元B1。其中阻隔電容C1耦接反相單元A1的輸入端，低通濾波單元202耦接于反相單元A1的輸入端與輸出端之間，回授電阻R1耦接于反相單元A1的輸入端與輸出端之間，緩沖單元B1則耦接于反相單元A1的輸出端與鎖相回路單元104之間。在本實(shí)施例中，低通濾波單元202可如圖2所示，包括電感L1、電阻R2以及電容C2，其中電阻R2以及電容C2串接于反相單元A1的輸出端與接地之間，電感L1則耦接于反相單元A1的輸入端與電阻R2以及電容C2的共同接點(diǎn)之間。
[0038]當(dāng)微機(jī)電系統(tǒng)被驅(qū)動(dòng)訊號(hào)SD1驅(qū)動(dòng)而開始運(yùn)作時(shí)，微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容Ml將隨微機(jī)電系統(tǒng)的位置變化而改變，因此微機(jī)電系統(tǒng)的等效電容Ml上的電容電壓亦將隨微機(jī)電系統(tǒng)的位置不同而產(chǎn)生變化，此電容電壓可經(jīng)由阻隔電容C1濾除直流成分后，被輸入至反相單元A1的輸入端與電感L1、電阻R2以及電容C2所組成的低通濾波單元202。其中輸入至反相單元A1的電容電壓被反相并藉由回授電阻R1被回授至反相單元A1的輸入端，并藉由電感L1、電阻R2以及電容C2開始進(jìn)行振蕩，此外，電感L1、電阻R2以及電容C2所組成的低通濾波單元202亦具有濾除高頻雜訊的功能。緩沖單元B1對(duì)反相單元A1所輸出的電壓訊號(hào)進(jìn)行緩沖，以輸出振蕩訊號(hào)S01，由于微機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變等效電容Ml的電容值，因此振蕩訊號(hào)S01的振蕩頻率會(huì)隨的改變。
[0039]值得注意的是，振蕩器102的實(shí)施方式并不以本實(shí)施例為限，例如在部分實(shí)施例中，亦可依實(shí)際應(yīng)用情形，省略阻隔電容C1或緩沖單元B1至少其中之一。
[0040]鎖相回路單元104可例如以型號(hào)74HC4046的芯片來實(shí)施，其實(shí)施方式如圖所示，在此不再贅述。鎖相回路單元104可對(duì)振蕩訊號(hào)S01進(jìn)行鎖相，以輸出鎖相控制訊號(hào)S02，亦即將振蕩訊號(hào)S01的振蕩頻率的頻率變化轉(zhuǎn)成電壓的變化。
[0041]值得注意的是，本實(shí)施例的鎖相回路單元104的實(shí)施方式僅為一示范性的實(shí)施例，實(shí)際應(yīng)用上并不以此為限。
[0042]此外，低通濾波單元106可例如包括電阻R3以及電容C3，其中電阻R3耦接于鎖相回路單元104的輸出端與放大單元108的輸入端之間，電容C3則耦接于放大單元108的輸入端與接地之間。電阻R3以及電容C3所組成的低通濾波單元106可對(duì)鎖相控制訊號(hào)S02進(jìn)行低通濾波，以濾除鎖相控制訊號(hào)S02的高頻雜訊，而輸出濾波訊號(hào)SF1至放大單元108，將其處理成后級(jí)電路所需的訊號(hào)。
[0043]放大單元108則可例如包括操作放大器0P1、電阻R4?R5、分壓電阻R6?R7以及電容C4。其中操作放大器0P1的正輸入端耦接低通濾波單元106，電阻R4耦接于操作放大器OP1的負(fù)輸入端與輸出端之間，電阻R5稱接于操作放大器OP1的負(fù)輸入端與分壓電阻R6、分壓電阻R7的共同接點(diǎn)之間，其中分壓電阻R6、分壓電阻R7耦接于操作電壓VCC與接地之間。另外，電容C4則耦接于分壓電阻R6、分壓電阻R7的共同接點(diǎn)與接地之間。
[0044]上述的操作放大器0P1、電阻R4?R5所形成的放大電路可對(duì)濾波訊號(hào)SF1進(jìn)行電壓振幅放大，進(jìn)而輸出檢測訊號(hào)S1，如圖2所示，藉由檢測訊號(hào)S1的電壓變化即可得知微機(jī)電系統(tǒng)的確切位置。而電容C4、分壓電阻R6以及分壓電阻R7則可形成一穩(wěn)壓電路，提供一參考電壓VR至電阻R5，以對(duì)操作放大器0P1、電阻R4?R5所形成的放大電路進(jìn)行穩(wěn)壓。
[0045]綜上所述，本發(fā)明藉由振蕩器來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)微機(jī)電系統(tǒng)的電容值變化的檢測訊號(hào)，而由檢測訊號(hào)的電壓變化即可準(zhǔn)確地得知微機(jī)電系統(tǒng)的位置。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測電路,適于檢測一微機(jī)電系統(tǒng)的位置,包括: 一振蕩器，其輸入端耦接至該微機(jī)電系統(tǒng)，依據(jù)該微機(jī)電系統(tǒng)的一等效電容值產(chǎn)生一第一振蕩訊號(hào)； 一鎖相回路單兀，對(duì)該第一振蕩訊號(hào)進(jìn)行鎖相而輸出一鎖相控制訊號(hào)； 一第一低通濾波單元，耦接該鎖相回路單元，對(duì)該鎖相控制訊號(hào)進(jìn)行低通濾波而產(chǎn)生一濾波訊號(hào)；以及 一放大單元，耦接該第一低通濾波單元，放大該濾波訊號(hào)，以產(chǎn)生一檢測訊號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測電路，其中該振蕩器包括: 一反相單元，其輸入端耦接該微機(jī)電系統(tǒng)； 一第二低通濾波單元，耦接于該反相單元的輸入端與輸出端之間； 一回授電阻，耦接于該反相單元的輸入端與輸出端之間；以及一緩沖單元，耦接于該反相單元的輸出端與該鎖相回路單元之間，緩沖該反相單元輸出的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測電路，還包括: 一阻隔電容，稱接于該微機(jī)電系統(tǒng)與該反相單兀的輸入端之間。
4.如權(quán)利要求2所述的檢測電路，其中該第二低通濾波單元包括: 一電阻，其一端稱接該反相單兀的輸出端； 一電容，耦接于該電阻的另一端與一接地之間；以及 一電感，耦接于該電阻與該電容的共同接點(diǎn)與該反相單元的輸入端之間。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測電路，其中該第一低通濾波單元包括: 一電阻，耦接于該鎖相回路單元的輸出端與該放大單元的輸入端之間；以及 一電容，稱接于該放大單兀的輸入端與一接地之間。
6.如權(quán)利要求1所述的檢測電路，其中該放大單元包括: 一操作放大器，其正輸入端耦接該第一低通濾波單元； 一第一電阻，I禹接于該操作放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間；以及 一第二電阻，稱接于該操作放大器的負(fù)輸入端與一參考電壓之間。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測電路，其中該放大單元還包括: 一第一分壓電阻； 一第二分壓電阻，與該第一分壓電阻串聯(lián)于一操作電壓與一接地之間，該第一分壓電阻與該第二分壓電阻的共同接點(diǎn)用以產(chǎn)生該參考電壓；以及 一電容，耦接于該第一分壓電阻與該第二分壓電阻的共同接點(diǎn)與該接地之間。
【文檔編號(hào)】G01B7/00GK104374308SQ201310348811
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】蔡育南, 鄭凱文, 許嘉豪, 蕭俊來 申請(qǐng)人:光寶科技股份有限公司