[发明专利]数字读出模块、数字感测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块、装置，特别是涉及一种感测范围可调的数字读出模块、数字感测装置。

背景技术

参阅图1，是一种现有的感测装置SA，其包括一个感测元件SE、一个读取单元RU’及一个仿真数字转换器ADC。

该感测元件SE用于感测一个环境参数，并产生一个正向追随该环境参数（例如加速度）变化的第一元件参数值和一个反向追随该环境参数变化的第二元件参数值。

该读取单元RU’电连接该感测元件SE以接收该第一元件参数及该第二元件参数，且产生正向追随该第一元件参数及该第二元件参数的一个差值而变化的感测电压。

该仿真数字转换器ADC电连接该读取单元RU’以接收该感测电压，且将位于一个转换范围内的该感测电压进行模拟至数字转换，以产生一个指示该环境参数的数字感测码。

而为了要充分利用该仿真数字转换器ADC的所有位数，该仿真数字转换器ADC的该转换范围的上、下限必须分别对应该读取单元RU’所输出的该感测电压的上、下限，而该感测电压的上、下限又分别对应该环境参数的上、下限，也就是说，该环境参数的上、下限即界定为该现有的感测装置SA的一个感测范围，若利用该感测装置SA所感测的该感测参数超出该感测范围时，该感测装置SA所产生的该数字感测码就会发生错误。

为了解决上述问题，因应不同的感测范围就必须设计多款不同的感测装置SA，进而增加设计及制造成本。

为了便于了解上述说明，以下以该现有的感测装置SA是一个加速度计、该仿真数字转换器ADC的转换范围是0V~5V、该位数是10-bit来举例。

该感测元件SE（见图2）具有一个追随被施与的一个加速度值而产生相对应的位移的中央质量块CM及分别位于该中央质量块CM的左右两侧、且不随该加速度值而位移的左质量块LM及右质量块RM，且所述质量块LM、CM、RM均为通电的导体，该中央质量块CM与该左质量块LM两者间形成一个左侧电容CL，而该中央质量块CM与该右质量块RM两者间形成一个右侧电容CR。

当该感测元件SE被施以一个右向的加速度时，该中央质量块CM就会朝右位移，且被施加的该右向加速度越大，该中央质量块CM于一个单位时间后所产生的位移距离也越大，致使该中央质量块CM与该右质量块RM间的距离变小而与该左质量块LM间的距离变大，此时该右侧电容CR（CR就是该第一元件参数）的容值C_R就会变大，而该左侧电容CL（CL就是该第二元件参数）的容值C_L就会变小。

该读取单元RU’是一种电容至电压转换器，用于根据该左侧电容CL、该右侧电容CR产生一个正向追随所述容值C_L、C_R的一个差值ΔC=C_L-C_R（或ΔC=C_R-C_L）而变化的感测电压。

该仿真数字转换器ADC电连接该读取单元RU’以接收该感测电压，且将位于一个转换范围内的该感测电压（例如0V~5V）进行模拟至数字转换，以产生一个指示该环境参数值的数字感测码，且该感测的环境参数值为该感测范围的下限（例如－2g）时，该感测电压为0V，该数字感测码为0=(0V/5V)×1023；该感测的环境参数值为该感测范围的上限（例如+2g）时，该感测电压为5V，且该数字感测码为1023=(5V/5V)×1023。

而当该环境参数为+3g时，依上述比例所推算的该感测电压则为6.25V，因而超过该5V的转换范围上限，无法从此时所得到的该数字感测码正确地对应出该+3g的环境参数。

因此，该现有的感测装置SA具有以下缺点：

(1)感测范围固定，该N位的仿真数字转换器ADC所输出的0至2^N-1的数字感测码指示该感测范围的下限至上限，所以当该感测参数超出该感测范围时，该输出的数字感测码会产生错误。

(2)该仿真数字转换器必须持续运作以进行转换，进而产生耗电的问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种数字读出模块，可以解决上述背景技术的缺点(1)及缺点(2)。