TW201925795A

TW201925795A - 感測器的讀取電路及其讀取方法

Info

Publication number: TW201925795A
Application number: TW106140642A
Authority: TW
Inventors: 李思翰; 林志昇; 楊雅文; 陳冠位; 許世玄
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-07-01
Also published as: US20190154473A1; TWI644107B; US10914618B2

Abstract

一種感測器的讀取電路及其讀取方法。讀取電路包括參考電路、補償電路以及信號調整電路。參考電路提供直流信號。補償電路耦接至參考電路。補償電路獲得感測器的類比感測信號，從所述參考電路獲得所述直流信號，且依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供補償信號。信號調整電路耦接所述補償電路。信號調整電路對所述補償信號進行處理並將其轉換為數位感應信號。補償電路將所述類比感測信號扣除所述直流信號以提供所述補償信號。

Description

感測器的讀取電路及其讀取方法

本揭露是有關於一種感測器的信號處理技術，且特別是有關於一種易於獲得感測信號中的交流部分的感測器的讀取電路及其讀取方法。

感測器（Sensor）是能夠對特定的物理量（例如，溫度、濕度、光線、氣體含量…等）進行測量並將測量到的結果轉換成輸出信號的器件或裝置。此外，依據感測元件對特定物理量的表現方式的不同，亦可將感測器區分為電阻式、電容式、電感式…等不同類型。

若是感測器的靈敏度不佳的話，感測到的物理量變化將十分微弱，致使感測器的感測值產生微小改變，從而不容易讀取準確的感測信號且難以精準判讀感測信號的數值。感測器的讀取電路對於信號傳輸具備其電壓上限，且並非每種感測器的讀取電路皆採用全橋式電路來讀取感測信號。若是讀取電路直接將感測信號放大數倍的話，很有可能會讓經放大的感測信號直接達到所述電壓上限而使得信號飽和，從而難以獲得準確的感測值。從另一角度來說，感測信號中通常具備直流部分跟交流部分，若直流部分較大而致使交流部分僅產生微小改變時，亦會使得感測信號的變化量（交流部分）難以擷取及偵測。

因此，如何提昇感測器的靈敏度，便是廠商欲待解決的問題。

本揭露實施例提供一種感測器的讀取電路及其讀取方法，藉由將感測信號扣除直流信號（如，直流電源或直流電壓）的方式來提昇感測器的靈敏度。

本揭露實施例的感測器的讀取電路包括參考電路、補償電路以及信號調整電路。參考電路提供直流信號。補償電路耦接至所述參考電路。補償電路獲得感測器的類比感測信號，從所述參考電路獲得所述直流信號，且依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供補償信號。信號調整電路耦接所述補償電路。信號調整電路用以對所述補償信號進行處理並將其轉換為數位感應信號。所述補償電路將所述類比感測信號扣除所述直流信號以提供所述補償信號。

本揭露實施例的感測器的讀取方法適用於感測器的讀取電路。讀取方法包括下列步驟。從所述讀取電路中的參考電路獲得直流信號。獲得感測器的類比感測信號。依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供補償信號，其中所述補償信號是將所述類比感測信號扣除所述直流信號的信號。以及，對所述補償信號進行處理並將其轉換為數位感應信號。

基於上述，本揭露實施例所述的感測器的讀取電路及其讀取方法藉由將感測器提供的感測信號扣除直流信號（如，直流電源或直流電壓）的方式來提昇感測器的感測信號靈敏度。上述的直流信號可由回饋電路在讀取電路的初始設定階段中透過在尚未偵測物理量的狀態（稱為是，『未偵測狀態』）中以獲得感測信號的直流部分，並經由回饋電路所產生的回饋信號來調整直流信號，藉以直觀且有效地將感測信號中的直流部分扣除。此外，也可以利用與感測器在未偵測狀態下具備相同電性數值的遮罩電性元件以及與其配套的箝位讀取電路來獲得感測信號的直流部分。或是，利用電容器來暫存直流信號，並控制連接至電容器的開關以將感測信號扣除所述直流信號。換句話說，本揭露實施例提供三種實現方式來讓讀取電路可將感測信號先行扣除直流信號，藉以獲得具備明顯交流部分的感測信號，從而提升感測器的靈敏度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明實施例的一種感測器100及其讀取電路110的功能方塊圖。感測器100可以是對特定的物理量（例如，溫度、濕度、光線、氣體含量…等）進行測量並將測量到的結果轉換成輸出信號的器件或裝置。感測器100包括感測元件102以及驅動器104。感測元件102可以區分為電阻式、電容式、電感式…等不同類型，而驅動器104的電路便會依據感測元件102的不同類型而有所不同。例如，本實施例的感測器100可以是電阻式氫氣（H₂ ）感測器。感測元件102便可等效為一個可變電阻，此可變電阻的電阻值將會根據環境四周氫氣的含量來自行調整。也就是說，電阻式的感測器100的電性數值可透過電阻值（R-ΔR）來呈現。驅動器104可以利用箝位讀取電路或是電流源來實現。感測器100可提供類比感測信號SS至讀取電路110。

讀取電路110可以包括參考電路120、補償電路130以及信號調整電路140。參考電路120可提供直流信號Sdc至補償電路130。補償電路130耦接至參考電路120。補償電路130獲得感測器100的類比感測信號SS，從參考電路120獲得直流信號Sdc，且依據類比感測信號SS以及直流信號Sdc以提供補償信號SCS。信號調整電路140耦接補償電路130。信號調整電路140用以對補償信號SCS進行處理並將其轉換為數位感應信號SDS。特別說明的是，補償電路130將類比感測信號SS扣除直流信號Sdc後的信號作為供補償信號SCS，並將其提供至信號調整電路140。

本揭露提出三種對於讀取電路110的實現方式，並逐一描述如下。應用本實施例者可依照這些實現方式來適度地影信及調整部分電路的功能或結構，本揭露並不僅受限於這三種實現方式。

圖2是依照本發明第一實施例的讀取電路110的電路圖。讀取電路110除了包括參考電路120、補償電路130以及信號調整電路140以外，還包括箝位讀取電路210。箝位讀取電路210耦接補償電路130以及感測器100。箝位讀取電路210除了可作為感測器100的驅動電路以外，還從感測器100獲得感測電流Is，並放大感測電流Is以成為感測電流Iss。本實施例將感測電流Iss視為類比感測信號SS。

箝位讀取電路210包括運算放大器220、第三電晶體M3以及第一電流放大器230。運算放大器220的非反相輸入端接收讀取電壓Vread，運算放大器220的反相輸入端耦接感測器100的一端。感測器100的另一端接地。第三電晶體M3是以P型金屬氧化物半導體場效電晶體。電晶體M3的控制端（閘極端）耦接運算放大器220的輸出端。第三電晶體M3的第一端（源極端）接收電源電壓Vdd。第三電晶體M3的第二端（汲極端）耦接運算放大器220的反相輸入端以獲得感測電流Is。從另一個角度來看，第三電晶體M3可稱為是感測器100的電流源。第一電流放大器230可以是多個P型電晶體組合而成。第一電流放大器230中各個P型電晶體的控制端（閘極端）耦接第三電晶體M3的控制端。第一電流放大器230中各個P型電晶體的第一端（源極端）耦接電源電壓Vdd。如此一來，第三電晶體M3與第一電流放大器230形成電流鏡型態（本實施例稱為是第二電流鏡），使得感測電流Is依據放大倍率（此處的倍率是以電晶體M3與第一電流放大器230中P型電晶體的數量或是寬度比來計算）來產生放大後的感測電流Iss（類比感測信號SS）。在此以『倍率A』作為第一電流放大器230的放大倍率。

在此以方程式來說明感測電流Is（方程式(1)）與感測電流Iss（方程式(2)）：

補償電路130包括第一電晶體M1。第一電晶體M1是以N型金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）來實現。電晶體M1的控制端（閘極端）接收直流信號Sdc。電晶體M1的第一端（汲極端）耦接箝位讀取電路210的輸出端N210以及信號調整電路140的輸入端N140。第一電晶體M1的第二端（源極端）接地。箝位讀取電路提供感測電流Iss（類比感測信號SS）至第一電晶體M1的第一端（汲極端）。第一電晶體M1產生從其第一端（汲極端）流至第二端（源極端）的直流電流IM1以作為直流信號Sdc。信號調整電路140的輸入端N140接收補償電流Ics來作為補償信號SCS。換句話說，補償電流Ics（補償信號SCS）的數值等同於感測電流Iss（類比感測信號）減去直流電流IM1（直流信號Sdc）的數值。也就是說，直流信號Sdc應等效於感應器100在尚未偵測物理量的狀態（稱為是，『未偵測狀態』）下而獲得感測信號的直流部分。從另一角度來說，感測器100在未偵測狀態的電阻數值為電阻值R。

圖2的參考電路120包括回饋電路240以及直流信號源250。在此以直流電壓源250作為直流信號源，應用本實施例者亦可以直流電流源來實現直流信號源。為使參考電路120產生適當的直流電流IM1，從而將感測信號SS中的直流部分去除，圖2的實施例是利用回饋電路240來識別數位感應信號SDS的直流部分，並依據此直流部分的數值產生回饋信號Sfb。耦接補償電路130的直流電壓源250受控於回饋信Sfb號而產生直流電壓以作為直流信號Sdc。藉此，透過可被回饋電路240所調整的直流電壓源250，可將感測信號Iss中的直流部分去除，再透過信號調整電路140的適度放大，即可將感測器100的交流部分進行倍率放大，也就是等效地放大感測器100的靈敏度。本實施例中，回饋電路是在讀取電路110的初始設定階段中來識別數位感應信號SDS的直流部分，並依據此直流部份提供回饋信號Sfb。在讀取電路110的其他階段中，回饋信號Sfb的數值將不隨數位感應信號SDS的改變而改變，從而在讀取電路110的實際操作階段時仍維持住直流電流IM1以及直流信號Sdc的數值。

信號調整電路140可包括第四電晶體M4、第二電流放大器260以及類比數位轉換器（ADC）270。第四電晶體M4是以N型MOSFET來實現。第四電晶體M4的第一端（汲極端）與其控制端（閘極端）耦接補償電路130以獲得補償電流Ics（補償信號SCS）。第四電晶體M4的第二端接地。第二電流放大器260具備多個N型MOSFET。第二電流放大器260中的多個N型MOSFET的控制端（閘極端）耦接第四電晶體M4的控制端（閘極端），N型MOSFET的第二端（源極端）接地。藉此，第四電晶體M4與第二電流放大器260中的多個N型MOSFET形成電流鏡型態（本實施例稱為是第三電流鏡），以依據補償電流Ics（補償信號SCS）產生經放大的補償電流Icsa以作為經放大補償信號。耦接第二電流放大器260的類比數位轉換器270便依據此經放大補償信號而產生數位感應信號SDS。在此以『倍率B』作為第二電流放大器260的放大倍率。

在此以方程式來說明直流電流IM1、補償電流Ics與經放大補償電流Icsa。在方程式(3)中，直流電流IM1應可從數位感測信號SDS中偵測到其直流部分為感測器在未偵測狀態下的情況（亦即，感測器100的電阻值為R）。因此，直流電流IM1的數值應如下所示。

此外，由於補償電流Ics為感測電流Iss扣除直流電流IM1的數值，因此補償電流Ics可如方程式(4)表示：

經放大補償電流Icsa可如方程式(5)表示：

藉此可知，經放大補償電流Icsa將會因為兩個電流放大器230以及260來直接放大感測器100的電阻變動量/交流部分（ΔR），從而更為提升感測器的靈敏度。

回授電路240的詳細操作請參見圖3，圖3是本發明第一實施例中回授電路240的操作流程圖。於步驟S310中，在讀取電路110的初始設定階段中，回授電路240利用回授信號Sfb來控制直流電壓源250，以提供一個初始電壓值作為直流信號Sdc。於步驟S320中，在讀取電路110的初始設定階段中，回授電路240識別數位感應信號SDS的數值。若數位感應信號SDS的數值為0，則表示直流信號Sdc可以正確扣除數位感應信號SDS中的直流部分，則從步驟S3320進入步驟S330以保留對於直流電壓源250的設定，並使感測器正常操作。相對地，若數位感應信號SDS的數值不為0，則表示直流信號Sdc無法正確扣除數位感應信號SDS中的直流部分，則從步驟S3320進入步驟S340以調整直流信號Sdc的數值，並回到步驟S320以繼續識別數位感應信號SDS的數值是否為0。

圖4是依照本發明第二實施例的讀取電路110的電路圖。圖2與圖4之間的差異在於，圖4中的參考電路120包括遮罩電性元件310、遮罩讀取電路320以及第二電晶體M2，而無設置回饋電路以及直流電壓源。遮罩電性元件310的數值等同於感測器100於未偵測狀態下的電性數值（亦即，電阻值為R）。遮罩電性元件310的數值不會隨著感測物理量的變化而改變。例如，可將不與外界接觸、與感測器100相同的感測器來作為遮罩電性元件310。遮罩讀取電路320耦接遮罩電性元件310，以從遮罩電性元件310中獲得比較電流，並放大比較電流以成為遮罩電流Imk。本實施例的箝位讀取電路210與遮罩讀取電路320的電路結構相同，藉以獲得更為準確的遮罩電流Imk。

第二電晶體M2的控制端（閘極端）耦接第一電晶體M1的控制端（閘極端）以及第二電晶體M2的第一端（汲極端）。第二電晶體M2的第二端（源極端）接地。藉此，第一電晶體M1便會與第二電晶體M2形成電流鏡型態（本實施例稱為是第一電流鏡），以將遮罩電流Imk作為直流電流Iss（直流信號Sdc）提供給補償電路130。圖2與圖4中的箝位讀取電路210、補償電路130、信號調整電路140的電路結構與功能皆相同。

圖5及圖6是依照本發明第三實施例的讀取電路110的電路圖。詳細來說，圖5是讀取電路110在切換信號為第一狀態下的電路示意圖，圖6是讀取電路110在切換信號為第二狀態下的電路示意圖。對應圖5與圖6的本揭露第三實施例是利用電容器來作為電壓暫存處，並利用開關的切換來達成感測信號扣除直流信號的目的。圖5與圖6的電路結構相同。感測器100包括感測元件102及以第一電流源510來實現的驅動器104。第一電流源510耦接感測器100中的感測元件102。此處感測元件102的等效電阻值為（R+ΔR）。第一電流源510產生第一電流I1。感測器100的第一端NSS1依據第一電流I1以產生感測電壓VS來作為類比感測信號SS。本實施例的感測電壓VS的數值為（I1×（R+ΔR））。

參考電路120包括第二電流源520以及參考元件430。參考元件430耦接第二電流源520以獲得第二電流I2。參考元件430的第一端NR1依據第二電流I2提供直流電壓Vdc作為直流信號Sdc。參考元件430類似於圖4的遮罩電性元件310，其數值等同於感測器100於未偵測狀態下的電性數值（亦即，電阻值R），且參考元件310的數值不隨外部物理量的改變而改變。本實施例的直流電壓Vdc的數值為（I2×R）。本實施例將第一電流源I1與第二電流源I2所產生的第一電流I1與第二電流I2的數值設定為相同。

補償電路130包括第一開關SW1、電容器C1、以及第二開關SW2。第一開關SW1的第一端N11耦接參考元件430的第一端，第一開關SW1的第二端N12耦接感測器100的第一端NSS1。第一開關SW1的控制端接收切換信號Ssw。電容器C1的第一端耦接第一開關SW1的輸出端NS1。第二開關SW2的輸入端NS2耦接電容器C1的第二端。第二開關SW2的第一輸出端N21接地，第二開關SW2的第二輸出端N22耦接信號調整電路140的輸入端。第二開關W2的控制端接收切換信號Ssw。

信號調整電路140包括電壓放大器550以及類比數位轉換器560。電壓放大器550用以將補償電壓Vcs放大，其放大倍率為『A』。類比數位轉換器270便依據經放大的補償電壓而產生數位感應信號SDS。

藉此，請參照圖5，當切換信號Ssw為第一狀態（如，邏輯”0”）時，第一開關SW1的第一端N11與第一開關SW1的輸出端NS1電性連接，第二開關SW2的輸入端NS2與第二開關SW2的第一輸出端N21電性連接。參考元件430的第一端NR1具備直流電壓Vdc，其數值為（I2×R），電容器C1的一端接收此直流電壓Vdc，而電容器C1的另一端接地，則會使直流電壓Vdc（直流信號Sdc）暫存於電容器C1。

請參照圖6，當切換信號Ssw為第二狀態（如，邏輯”1”）時，第一開關SW1的第二端N12與第一開關SW1的輸出端NS1電性連接，第二開關SW2的輸入端NS2與第二開關SW2的第二輸出端N22電性連接。感測器100的第一端NSS1具備感測電壓VS，其數值為（I1×（R+ΔR）），且電容器C1仍存有數值為（I2×R）的直流電壓Vdc，因此在第二開關SW2的第二輸出端N22產生補償電壓Vcs，其數值為（I×ΔR）。也就是說，補償電壓Vcs為感測電壓VS扣除直流電壓Vdc後的信號。數值I為電流I1以及電流I2的數值。藉此可知，補償電壓Vcs將會依據電流的數值增加而放大感測器100的電阻變動量/交流部分（ΔR），從而更為提升感測器的靈敏度。當切換信號如同時脈信號一般地經常往復切換時，讀取電路110便可較為即時地獲得數位感測信號SDS。

圖7是符合本發明實施例的一種感測器的讀取方法的流程圖。圖7所述的讀取方法適用於感測器的讀取電路。請同時參照圖1與圖7，於步驟S710中，補償電路130從讀取電路110中的參考電路120獲得直流信號Sdc。於步驟S720中，補償電路130獲得感測器100的類比感測信號SS。於步驟S730中，補償電路130依據類比感測信號SS以及直流信號Sdc以提供補償信號SCS，其中補償信號SCS是將類比感測信號SS扣除直流信號Sdc的信號。於步驟S740中，信號調整電路140對補償信號SCS進行處理並將其轉換為數位感應信號SDS。上述步驟的詳細流程請見上述各實施例。

綜上所述，本揭露實施例所述的感測器的讀取電路及其讀取方法藉由將感測器提供的感測信號扣除直流信號（如，直流電源或直流電壓）的方式來提昇感測器的感測信號靈敏度。上述的直流信號可由回饋電路在讀取電路的初始設定階段中透過尚未偵測物理量的狀態（稱為是，『未偵測狀態』）下而獲得感測信號的直流部分，並經由回饋電路所產生的回饋信號來調整直流信號，藉以直觀且有效地將感測信號中的直流部分扣除。此外，也可以利用與感測器在未偵測狀態下具備相同電性數值的遮罩電性元件以及與其配套的箝位讀取電路來獲得感測信號的直流部分。或是，利用電容器來暫存直流信號，並利用開關的切換來將感測信號中的直流部分扣除。換句話說，本揭露實施例提供三種方式來讓讀取電路可將感測信號先行扣除直流信號，藉以獲得具備明顯交流部分的感測信號，從而提昇感測器的感測信號靈敏度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧感測器

102‧‧‧感測元件

104‧‧‧驅動器

110‧‧‧驅動電路

120‧‧‧參考電路

130‧‧‧補償電路

140‧‧‧信號調整電路

210‧‧‧箝位讀取電路

220‧‧‧運算放大器

230‧‧‧第一電流放大器

240‧‧‧回饋電路

250‧‧‧直流信號源/直流電壓源

260‧‧‧第二電流放大器

270、560‧‧‧類比數位轉換器（ADC）

310‧‧‧遮罩電性元件

320‧‧‧遮罩讀取電路

510‧‧‧第一電流源

520‧‧‧第二電流源

430‧‧‧參考元件

550‧‧‧電壓放大器

S310~S340、S710~S740‧‧‧步驟

SS‧‧‧類比感測信號

Sdc‧‧‧直流信號

SCS‧‧‧補償信號

SDS‧‧‧數位感應信號

Vdd‧‧‧電源電壓

Vread‧‧‧讀取電壓

Is、Iss‧‧‧感測電流

N140‧‧‧信號調整電路的輸入端

N210‧‧‧箝位讀取電路的輸出端

M1~M4‧‧‧電晶體

IM1‧‧‧直流電流

Ics‧‧‧補償電流

Icsa‧‧‧經放大的補償電流

Sfb‧‧‧回饋信號

Imk‧‧‧遮罩電流

NSS1‧‧‧感測器的第一端

N11、N12、NS1、NS2、N21、N22‧‧‧端點

C1‧‧‧電容器

SW1、SW2‧‧‧開關

I1、I2‧‧‧電流

VS‧‧‧感測電壓

Vdc‧‧‧直流電壓

Vcs‧‧‧補償電壓

Ssw‧‧‧切換信號

圖1是依照本發明實施例的一種感測器及其讀取電路的功能方塊圖。圖2是依照本發明第一實施例的讀取電路的電路圖。圖4是依照本發明第二實施例的讀取電路的電路圖。圖5及圖6是依照本發明第三實施例的讀取電路的電路圖。圖7是符合本發明實施例的一種感測器的讀取方法的流程圖。

Claims

一種感測器的讀取電路，包括：參考電路，提供直流信號；補償電路，耦接至所述參考電路，所述補償電路獲得感測器的類比感測信號，從所述參考電路獲得所述直流信號，且依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供補償信號；以及信號調整電路，耦接所述補償電路，用以對所述補償信號進行處理並將其轉換為數位感應信號，其中，所述補償電路將所述類比感測信號扣除所述直流信號以提供所述補償信號。
如申請專利範圍第1項所述的感測器的讀取電路，還包括：箝位讀取電路，耦接所述補償電路以及所述感測器，用以從所述感測器獲得感測電流，並放大所述感測電流以成為所述類比感測信號。
如申請專利範圍第2項所述的感測器的讀取電路，其中所述補償電路包括：第一電晶體，其控制端接收所述直流信號，所述第一電晶體的第一端耦接所述箝位讀取電路的輸出端以及所述信號調整電路的輸入端，所述第一電晶體的所述第二端接地，其中，所述箝位讀取電路提供所述類比感測信號至所述第一電晶體的所述第一端，所述第一電晶體產生從其所述第一端流至所述第二端的直流電流以作為所述直流信號，所述信號調整電路的所述輸入端接收所述補償信號，其中所述補償信號為所述類比感測信號減去所述直流電流的信號。
如申請專利範圍第3項所述的感測器的讀取電路，所述參考電路包括：回饋電路，用以識別所述數位感應信號的直流部分，並依據所述直流部份來產生一回饋信號；以及直流信號源，耦接所述補償電路，所述直流信號源受控於所述回饋信號而產生一直流電壓以作為所述直流信號。
如申請專利範圍第4項所述的感測器的讀取電路，在所述讀取電路的初始設定階段中，所述回饋電路識別所述數位感應信號的直流部分，並依據所述直流部份提供所述回饋信號，在所述讀取電路的其他階段中，所述回饋信號的數值不變。
如申請專利範圍第4項所述的感測器的讀取電路，其中所述參考電路包括：遮罩電性元件，所述遮罩電性元件的數值等同於所述感測器於未偵測狀態下的電性數值；遮罩讀取電路，耦接所述遮罩電性元件，以從所述遮罩電性元件獲得比較電流，並放大所述比較電流以成為所述遮罩電流，其中所述箝位讀取電路與所述遮罩讀取電路的電路結構相同；以及第二電晶體，所述第二電晶體的控制端耦接所述第一電晶體的所述控制端以及所述第二電晶體的第一端，所述第二電晶體的第二端接地，所述第一電晶體與所述第二電晶體形成第一電流鏡以將所述遮罩電流作為所述直流信號提供給所述補償電路。
如申請專利範圍第3項所述的感測器的讀取電路，其中所述箝位讀取電路包括：運算放大器，其之非反相輸入端接收一讀取電壓，所述運算放大器的反相輸入端耦接所述感測器；第三電晶體，其控制端耦接所述運算放大器的輸出端，所述第三電晶體的第一端接收電源電壓，所述第三電晶體的第二端耦接所述運算放大器的所述反相輸入端以獲得所述感測電流；以及第一電流放大器，所述第一電流放大器的控制端耦接所述第三電晶體的所述控制端，所述第一電流放大器的第一端耦接所述電源電壓，所述第三電晶體與所述第一電流放大器形成一第二電流鏡以依據所述感測電流以產生所述類比感測信號。
如申請專利範圍第1項所述的感測器的讀取電路，其中所述信號調整電路包括：第四電晶體，其第一端與其控制端耦接所述補償電路以獲得所述補償信號，所述第四電晶體的第二端接地；第二電流放大器，所述第二電流放大器的控制端耦接所述第四電晶體的所述控制端，所述第二電流放大器的第二端接地，所述第四電晶體與所述第二電流放大器形成一第三電流鏡以依據所述補償信號產生經放大補償信號；以及類比數位轉換器，耦接所述第二電流放大器以依據所述經放大補償信號而產生所述數位感應信號。
如申請專利範圍第1項所述的感測器的讀取電路，還包括：第一電流源，耦接所述感測器，其中所述第一電流源產生第一電流，所述感測器的第一端依據所述第一電流提供所述類比感測信號，其中所述參考電路包括：第二電流源；以及參考元件，耦接所述第二電流源以獲得一第二電流，所述參考元件的第一端依據所述第二電流提供所述直流信號，其中所述參考元件的數值等同於所述感測器於未偵測狀態下的電性數值，且所述參考元件的數值不隨外部物理量的改變而改變。
如申請專利範圍第9項所述的感測器的讀取電路，其中所述補償電路包括：第一開關，其第一端耦接所述參考元件的所述第一端，所述第一開關的第二端耦接所述感測器的所述第一端，所述第一開關的控制端接收一切換信號；電容器，其第一端耦接所述第一開關的輸出端；以及第二開關，其輸入端耦接所述電容器的第二端，所述第二開關的第一輸出端接地，所述第二開關的第二輸出端耦接所述信號調整電路的輸入端，所述第二開關的控制端接收所述切換信號，其中當所述切換信號為第一狀態時，所述第一開關的所述第一端與所述第一開關的所述輸出端電性連接，所述第二開關的所述輸入端與所述第二開關的第一輸出端電性連接，以使所述直流信號暫存於所述電容器，當所述切換信號為第二狀態時，所述第一開關的所述第二端與所述第一開關的所述輸出端電性連接，所述第二開關的所述輸入端與所述第二開關的所述第二輸出端電性連接，以在所述第二開關的所述第二輸出端產生所述補償信號，其中所述補償信號為所述類比感測信號扣除所述直流信號後的信號。
如申請專利範圍第10項所述的感測器的讀取電路，其中所述切換信號為時脈信號。
一種感測器的讀取方法，適用於所述感測器的讀取電路，所述讀取方法包括：從所述讀取電路中的參考電路獲得一直流信號；獲得感測器的類比感測信號；依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供補償信號，其中所述補償信號是將所述類比感測信號扣除所述直流信號的信號；以及對所述補償信號進行處理並將其轉換為數位感應信號。
如申請專利範圍第12項所述的讀取方法，獲得所述直流信號包括下列步驟：在初始設定階段中，識別所述數位感應信號的直流部分，並依據所述直流部份來產生一回饋信號；以及依據所述回饋信號而產生一直流電壓以作為所述直流信號。
如申請專利範圍第13項所述的讀取方法，獲得所述直流信號還包括下列步驟：在除了所述初始設定階段以外的其他階段中，所述回饋信號的數值不變。
如申請專利範圍第12項所述的讀取方法，所述參考電路包括：遮罩電性元件，所述遮罩電性元件的數值等同於所述感測器於未偵測狀態下的電性數值；遮罩讀取電路，耦接所述遮罩電性元件，以從所述遮罩電性元件獲得比較電流，並放大所述比較電流以成為所述遮罩電流，其中所述感測器的箝位讀取電路與所述遮罩讀取電路的電路結構相同；以及第二電晶體，所述第二電晶體的控制端耦接所述第一電晶體的所述控制端以及所述第二電晶體的第一端，所述第二電晶體的第二端接地，所述第一電晶體與所述第二電晶體形成第一電流鏡以將所述遮罩電流作為所述直流信號提供給所述補償電路。
如申請專利範圍第12項所述的讀取方法，依據所述類比感測信號以及所述直流信號以提供所述補償信號包括下列步驟：當切換信號為第一狀態時，使所述直流信號暫存於電容器中；以及當切換信號為第二狀態時，將所述類比感測信號扣除所述電容器中的所述直流信號以獲得所述補償信號。