專利名稱：數(shù)顯量具容柵傳感器及其信號(hào)處理集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路領(lǐng)域，尤其是數(shù)顯量具容柵傳感器及其信號(hào)處理集成電路。
背景技術(shù)：
數(shù)顯量具集成電路是為容柵傳感元件而設(shè)計(jì)的位移測(cè)量單片集成電路，適用于制造電子數(shù)字顯示卡尺及類似的大位移，高精度的位移測(cè)量設(shè)備。傳統(tǒng)數(shù)顯卡尺容柵傳感器 100的物理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，由一個(gè)接收極板10和兩個(gè)反射極板11，13組成，其中發(fā)射極14端的電路產(chǎn)生8路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)1 8，其中4路送入一個(gè)反射極板11，另4路送入地線12，之后再由反射極板11，13送入接收極板10。與該容柵傳感器相關(guān)的數(shù)顯卡尺集成電路原理框圖如圖2所示，其中，數(shù)顯卡尺集成電路經(jīng)石英晶體振蕩電路21送入分頻電路22后送入八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路23中，獲得八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送到圖1中的容柵傳感器100，由容柵傳感器100傳回調(diào)制的一路正弦信號(hào)給解調(diào)與放大電路M，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大及解調(diào)，以及鑒相與計(jì)數(shù)電路25和控制及數(shù)據(jù)處理電路沈進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在LCD驅(qū)動(dòng)顯示電路27的液晶屏上顯示位移值。由于用于數(shù)顯量具的容柵傳感器物理尺寸的限制，不能做得很大。集成電路接受來(lái)自容柵傳感器的信號(hào)非常微弱，為了保證測(cè)量精度，容柵傳感器的定柵和動(dòng)?xùn)胖g的氣隙有嚴(yán)格的限制，同時(shí)也對(duì)測(cè)量工具測(cè)量面的平整性提出了要求，在長(zhǎng)尺寸的測(cè)量工具上尤其嚴(yán)重，大大影響了數(shù)顯測(cè)量工具的生產(chǎn)成品率。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在要在保證測(cè)量精度的條件下，在不提高數(shù)顯卡尺的制造成本基礎(chǔ)上，提高在長(zhǎng)尺寸數(shù)顯測(cè)量工具的生產(chǎn)成品率。在本發(fā)明中，主要有兩個(gè)大的改進(jìn)。一是改變?nèi)輺艂鞲衅鞯奈锢斫Y(jié)構(gòu)，由一個(gè)接收極板改為差分的兩個(gè)接收極板。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)顯量具容柵傳感器，包括第一、第二反射極板，其特征在于，所述傳感器進(jìn)一步包括一組差分信號(hào)接收極板，包括一正信號(hào)接收極板和一負(fù)信號(hào)接收極板；第三反射極板，一調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸出端通過(guò)所述第三反射極板與所述差分信號(hào)接收極板的負(fù)信號(hào)接收極板相連。比較好的是，所述正信號(hào)接收極板和所述負(fù)信號(hào)接收極板的信號(hào)幅度一樣，信號(hào)相位相反。比較好的是，所述調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路是八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型還公開(kāi)了采用上述數(shù)顯量具容柵傳感器的信號(hào)處理集成電路，所述電路包括石英晶體振蕩電路、分頻電路、鑒相與計(jì)數(shù)電路、控制及數(shù)據(jù)處理電路和LCD驅(qū)動(dòng)顯示電路，其特征在于，所述電路進(jìn)一步包括一差分解調(diào)與放大電路，對(duì)所述數(shù)顯量具容柵傳感器的所述正信號(hào)接收極板和所述負(fù)信號(hào)接收極板提供的差分信號(hào)進(jìn)行差分解調(diào)和放大處理，然后提供給所述鑒相與計(jì)數(shù)電路。本實(shí)用新型由于差分接收極板提供雙倍信號(hào)強(qiáng)度給差分解調(diào)與放大電路進(jìn)行差分解調(diào)和放大的信號(hào)處理，由此，明顯改善信號(hào)噪聲比(R = S/N)，可顯著改善長(zhǎng)尺寸數(shù)顯量具的生產(chǎn)成品率。

下面，參照附圖，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。圖1是傳統(tǒng)使用的容柵傳感器的物理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用圖1所示容柵傳感器的數(shù)顯卡尺集成電路原理框圖；圖3是本實(shí)用新型的數(shù)顯量具容柵傳感器差分物理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的采用差分解調(diào)的數(shù)顯卡尺集成電路的功能框圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見(jiàn)圖3所示，本實(shí)用新型數(shù)顯量具容柵傳感器差分物理結(jié)構(gòu)示意圖；其中類似于圖1之處在于，同樣包括一接收極板10和兩個(gè)反射極板11和13，但較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)之處在以下兩方面第一，改變了數(shù)顯量具容柵傳感器的物理結(jié)構(gòu)，在常規(guī)容柵傳感器結(jié)構(gòu)中，增加了一個(gè)反射極板31，以及一個(gè)接收極板30。該八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸出端通過(guò)反射極板 31與接收極板30相連。第二，由于數(shù)顯量具容柵傳感器的接收極板10由一個(gè)改為兩個(gè)差分信號(hào)的接收極板10和30，即接收極板10和接收極板30的信號(hào)幅度一樣，信號(hào)相位相反。相應(yīng)的信號(hào)處理電路修改為圖4所示，該集成電路仍然包括石英晶體振蕩電路21、分頻電路22、八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路23、鑒相與計(jì)數(shù)電路25、控制及數(shù)據(jù)處理電路沈和IXD驅(qū)動(dòng)顯示電路27， 但傳統(tǒng)的解調(diào)與放大電路M改變?yōu)椴罘纸庹{(diào)與放大電路34，較圖2的單個(gè)接收極板，圖3 的差分接收極板10，30提供雙倍信號(hào)強(qiáng)度給差分解調(diào)與放大電路34進(jìn)行差分解調(diào)和放大的信號(hào)處理，由此，明顯改善信號(hào)噪聲比(R = S/N)，可顯著改善長(zhǎng)尺寸數(shù)顯量具的生產(chǎn)成品率。以上諸實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化， 因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇?wèi)?yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種數(shù)顯量具容柵傳感器，包括第一、第二反射極板，其特征在于，所述傳感器進(jìn)一步包括一組差分信號(hào)接收極板，包括一正信號(hào)接收極板和一負(fù)信號(hào)接收極板；第三反射極板，一調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸出端通過(guò)所述第三反射極板與所述差分信號(hào)接收極板的負(fù)信號(hào)接收極板相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)顯量具容柵傳感器，其特征在于，所述正信號(hào)接收極板和所述負(fù)信號(hào)接收極板的信號(hào)幅度一樣，信號(hào)相位相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)顯量具容柵傳感器，其特征在于，所述調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路是八路調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路。
4.一種采用如權(quán)利要求1或2所述數(shù)顯量具容柵傳感器的信號(hào)處理集成電路，所述電路包括石英晶體振蕩電路、分頻電路、鑒相與計(jì)數(shù)電路、控制及數(shù)據(jù)處理電路和LCD驅(qū)動(dòng)顯示電路，其特征在于，所述電路進(jìn)一步包括一差分解調(diào)與放大電路，對(duì)所述數(shù)顯量具容柵傳感器的所述正信號(hào)接收極板和所述負(fù)信號(hào)接收極板提供的差分信號(hào)進(jìn)行差分解調(diào)和放大處理，然后提供給所述鑒相與計(jì)數(shù)電路。
5.一種采用如權(quán)利要求3所述數(shù)顯量具容柵傳感器的信號(hào)處理集成電路，所述電路包括石英晶體振蕩電路、分頻電路、鑒相與計(jì)數(shù)電路、控制及數(shù)據(jù)處理電路和LCD驅(qū)動(dòng)顯示電路，其特征在于，所述電路進(jìn)一步包括一差分解調(diào)與放大電路，對(duì)所述數(shù)顯量具容柵傳感器的所述正信號(hào)接收極板和所述負(fù)信號(hào)接收極板提供的差分信號(hào)進(jìn)行差分解調(diào)和放大處理，然后提供給所述鑒相與計(jì)數(shù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)顯量具容柵傳感器及采用它的信號(hào)處理集成電路，該數(shù)顯量具容柵傳感器包括第一、第二反射極板，其特征在于，所述傳感器進(jìn)一步包括一組差分信號(hào)接收極板，包括一正信號(hào)接收極板和一負(fù)信號(hào)接收極板；第三反射極板，一調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸出端通過(guò)所述第三反射極板與所述差分信號(hào)接收極板的負(fù)信號(hào)接收極板相連。本實(shí)用新型在保證測(cè)量精度的條件下，在不提高數(shù)顯卡尺的制造成本基礎(chǔ)上，提高在長(zhǎng)尺寸數(shù)顯測(cè)量工具的生產(chǎn)成品率。
文檔編號(hào)G01B7/02GK202216656SQ20112035615
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者孫樹進(jìn), 楊升啟, 黃明程 申請(qǐng)人:上海新茂半導(dǎo)體有限公司