技术领域
[0001] 本发明涉及一种检测电路，特别是涉及一种检测微机电系统位置的检测电路。
相关背景技术
[0002] 微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)是在微小化结构中所制作的微型电子机械元件，其制造的技术十分类似于制造集成电路的技术，但微机电系统装置与其周遭环境互动的方式则多于传统的集成电路，例如力学、光学或磁力上的互动。微机电系统装置可包括极小的电子机械元件，例如马达、泵浦、阀、开关、电容器、加速度计、感应器、电容感测器、像素、麦克风或致动器等。而这些电子机械元件通常利用微机械结构与集成电路等半导体元件共同作用以达到预设的目标。
[0003] 微机电系统目前是快速发展的工业。此外，运用微机电系统而制成的光学元件，其在电信及计算机网络的领域上越来越重要。而目前激光微型投影机也应用了微机电系统光学元件，该元件为一微机电扫描镜，其驱动方式有电磁式和静电式二种，针对投影的影像输出必需要像素数据和微机电扫描镜的位置进行同步才能得到好的投影影像品质，因此如何准确地得知微机电系统元件的位置为一非常重要的课题。
具体实施方式
[0035] 图1示出了本发明一实施例的检测电路的方块图。请参照图1，检测电路100用以检测一微机电系统的位移位置，其可包括振荡器102、锁相回路单元104、低通滤波单元106以及放大单元108。其中振荡器102的输入端耦接至微机电系统，在图1中，电容M1表示微机电系统的等效电容，振荡器102依据微机电系统的等效电容值来产生振荡讯号SO1，此振荡讯号SO1为一频率调变讯号。当微机电系统被驱动讯号SD1驱动而开始运作时，微机电系统的电容值将随着其位置的不同而改变，举例来说，若微机电系统为一马达，微机电系统的电容值将会随马达转动的角度不同而有所变化，相反地，若微机电系统的电容值未产生变化，即代表微机电系统停止转动，因此藉由电容值的变化便可得知微机电系统的位置状态。
[0036] 锁相回路单元104用以对振荡器102输出的振荡讯号SO1进行锁相，进而输出一锁相后的锁相控制讯号SO2。低通滤波单元106用以对锁相控制讯号SO2进行低通滤波，以减低高频杂讯，产生一滤波讯号SF1。放大单元108则用以放大滤除高频杂讯后的滤波讯号SF1，以产生一检测讯号S1。如此一来，由检测讯号S1的电压变化即可知道微机电系统的确切位置。
[0037] 图2示出了图1的检测电路的电路示意图。详细来说，上述检测电路100的实施方式可如图2所示，振荡器102可包括阻隔电容C1、反相单元A1、低通滤波单元202、回授电阻R1以及缓冲单元B1。其中阻隔电容C1耦接反相单元A1的输入端，低通滤波单元202耦接于反相单元A1的输入端与输出端之间，回授电阻R1耦接于反相单元A1的输入端与输出端之间，缓冲单元B1则耦接于反相单元A1的输出端与锁相回路单元104之间。在本实施例中，低通滤波单元202可如图2所示，包括电感L1、电阻R2以及电容C2，其中电阻R2以及电容C2串接于反相单元A1的输出端与接地之间，电感L1则耦接于反相单元A1的输入端与电阻R2以及电容C2的共同接点之间。
[0038] 当微机电系统被驱动讯号SD1驱动而开始运作时，微机电系统的等效电容M1将随微机电系统的位置变化而改变，因此微机电系统的等效电容M1上的电容电压亦将随微机电系统的位置不同而产生变化，此电容电压可经由阻隔电容C1滤除直流成分后，被输入至反相单元A1的输入端与电感L1、电阻R2以及电容C2所组成的低通滤波单元202。其中输入至反相单元A1的电容电压被反相并藉由回授电阻R1被回授至反相单元A1的输入端，并藉由电感L1、电阻R2以及电容C2开始进行振荡，此外，电感L1、电阻R2以及电容C2所组成的低通滤波单元202亦具有滤除高频杂讯的功能。缓冲单元B1对反相单元A1所输出的电压讯号进行缓冲，以输出振荡讯号SO1，由于微机电系统的运动会改变等效电容M1的电容值，因此振荡讯号SO1的振荡频率会随的改变。
[0039] 值得注意的是，振荡器102的实施方式并不以本实施例为限，例如在部分实施例中，亦可依实际应用情形，省略阻隔电容C1或缓冲单元B1至少其中之一。
[0040] 锁相回路单元104可例如以型号74HC4046的芯片来实施，其实施方式如图所示，在此不再赘述。锁相回路单元104可对振荡讯号SO1进行锁相，以输出锁相控制讯号SO2，亦即将振荡讯号SO1的振荡频率的频率变化转成电压的变化。
[0041] 值得注意的是，本实施例的锁相回路单元104的实施方式仅为一示范性的实施例，实际应用上并不以此为限。
[0042] 此外，低通滤波单元106可例如包括电阻R3以及电容C3，其中电阻R3耦接于锁相回路单元104的输出端与放大单元108的输入端之间，电容C3则耦接于放大单元108的输入端与接地之间。电阻R3以及电容C3所组成的低通滤波单元106可对锁相控制讯号SO2进行低通滤波，以滤除锁相控制讯号SO2的高频杂讯，而输出滤波讯号SF1至放大单元108，将其处理成后级电路所需的讯号。
[0043] 放大单元108则可例如包括操作放大器OP1、电阻R4～R5、分压电阻R6～R7以及电容C4。其中操作放大器OP1的正输入端耦接低通滤波单元106，电阻R4耦接于操作放大器OP1的负输入端与输出端之间，电阻R5耦接于操作放大器OP1的负输入端与分压电阻R6、分压电阻R7的共同接点之间，其中分压电阻R6、分压电阻R7耦接于操作电压VCC与接地之间。另外，电容C4则耦接于分压电阻R6、分压电阻R7的共同接点与接地之间。
[0044] 上述的操作放大器OP1、电阻R4～R5所形成的放大电路可对滤波讯号SF1进行电压振幅放大，进而输出检测讯号S1，如图2所示，藉由检测讯号S1的电压变化即可得知微机电系统的确切位置。而电容C4、分压电阻R6以及分压电阻R7则可形成一稳压电路，提供一参考电压VR至电阻R5，以对操作放大器OP1、电阻R4～R5所形成的放大电路进行稳压。
[0045] 综上所述，本发明藉由振荡器来产生对应微机电系统的电容值变化的检测讯号，而由检测讯号的电压变化即可准确地得知微机电系统的位置。
