[发明专利]信号增益值判断电路及相关方法

说明书

本发明公开信号增益值判断电路及相关方法，信号增益值判断电路包括一数字比较器、一数字控制器以及一算术模块。一第一缓存器用来储存一预定计数值。一感测积分电路在一第一积分时间内，根据一第一感测信号产生一第一计数值。数字比较器用来比较第一计数值和预定计数值以产生一比较结果。数字控制器用来根据比较结果，产生用来指示一信号增益值的一控制信号以提供给感测积分电路的一信号放大器；其中信号放大器根据信号增益值来调整第一感测信号以产生一第二感测信号，使感测积分电路在一第二积分时间内产生对应于第二感测信号的一第二计数值。算术模块用来根据第二计数值及信号增益值，产生对应于第一感测信号的一输出计数值。

技术领域

本发明涉及一种信号增益值判断电路及相关方法，尤其是涉及用于感测积分电路的一种信号增益值判断电路及相关方法。

背景技术

在现有传感器(例如光、压力、电量、温度传感器等)中，以光传感器为例，当原始感测信号在一预定积分时间内的一积分电压值递增到一预定参考电压值时，便将积分器进行重置，同时通过计数器累加积分电压值递增到设定参考电压值的次数。当预定积分时间结束时，通过读取计数器的数值，可取得原始感测信号在预定积分时间内所对应的计数值。

图1为现有感测积分电路的计数值对信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)的一曲线CN_1示意图。在实际应用中，申请人注意到本底噪声(Noise floor)的信号强度通常介于某个范围，并且本底噪声与原始感测信号的信号强度不是等比例缩放。详细来说，如图1所示，当现有传感器操作在感测信号强度较小的范围时，本底噪声强度在感测信号强度小时，本底噪声的占比较高，如此导致信噪比的表现较差；另一方面，本底噪声强度在感测信号强度大时，本底噪声的占比较小，如此使得信噪比的表现良好。

图2为现有感测积分电路的感测信号对计数值的一曲线CS_1示意图。当感测信号变动时，其相对应的计数值可能会不成比例的变化，如图2所示，曲线CS_1的斜率并非定值，因此现有感测积分电路的线性度表现可能不够好，因而不适用于对于线性度表现较严格的产品。

简言之，由于本底噪声与原始感测信号的信号强度不是等比例缩放，导致现有传感器操作在不同感测信号范围时的信噪比不均匀；此外，现有感测积分电路在感测信号变动时所对应的计数值不呈比例变化，因而不适用于对于线性度表现较严格的产品。

因此，如何改善传感器操作在不同感测信号范围时的信噪比均匀度，以及如何改善现有传感器的线性度，已成为本领域欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种信号增益值判断电路，以改善传感器的信噪比均匀度及线性度。

此外，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种信号增益值判断电路，用于一感测积分电路。该信号增益值判断电路包括一第一缓存器、一第二缓存器、一数字比较器、一数字控制器、一第三缓存器、一算术模块以及一第四缓存器。该第一缓存器用来储存一预定计数值。该第二缓存器用来储存一第一计数值。该感测积分电路在一第一积分时间内，根据一第一感测信号产生该第一计数值。该数字比较器耦接于该第一缓存器和该第二缓存器，用来在该第一积分时间之后，比较该第一计数值和该预定计数值以产生一比较结果。该数字控制器耦接于该数字比较器，用来根据该比较结果，判断一信号增益值，以产生用来指示该信号增益值的一控制信号到该感测积分电路的一信号放大器；其中该信号放大器根据该信号增益值来调整该第一感测信号以产生一第二感测信号，使该感测积分电路在一第二积分时间内产生对应于该第二感测信号的一第二计数值，并且该第二缓存器在该第二积分时间之后，储存该第二计数值。该第三缓存器耦接于该数字控制器，用来储存该信号增益值。该算术模块耦接于该第三缓存器和该第二缓存器，用来在该第二积分时间之后，根据该第二计数值及该信号增益值，产生对应于该第一感测信号的一输出计数值。该第四缓存器，用来储存该输出计数值。

优选地，当该比较结果指示该第一计数值小于该预定计数值时，该信号增益值大于1；以及当该比较结果指示该第一计数值不小于该预定计数值时，该信号增益值等于1。