專利名稱：一種片上溫度傳感器專用芯片電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路，其特征在于它由溫度傳感電路、溫度測(cè)量電路構(gòu)成，對(duì)芯片外部環(huán)境溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。
背景技術(shù)：
在各種工業(yè)控制以及汽車控制系統(tǒng)中，需要對(duì)外部環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量。 傳統(tǒng)的測(cè)量方式多數(shù)采用外置的專用溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量，這種方式不便于安裝，接口較多。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出的具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路，是一個(gè)片上溫度計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確。本發(fā)明的特征在于采用了 BJT Vbe 電壓與溫度成負(fù)線形關(guān)系的溫度傳感電路，以及由過采樣調(diào)制器、數(shù)字濾波電路構(gòu)成的溫度測(cè)量電路。


圖1為該芯片結(jié)構(gòu)框2為溫度傳感電路結(jié)構(gòu)圖3為溫度測(cè)量電路結(jié)構(gòu)圖4為數(shù)字濾波電路結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的芯片實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。溫度傳感電路101根據(jù)溫度變化，得到一個(gè)與溫度成負(fù)線形系數(shù)的電壓信號(hào)Vbe，以及成呈微弱的正線形系數(shù)關(guān)系的AVbe.溫度測(cè)量電路102根據(jù)Vbe電壓大小，同時(shí)利用AVbe進(jìn)行補(bǔ)償，可以得到一個(gè)精度較高的溫度值；本發(fā)明的溫度傳感電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，201及202作為電流源，提供給兩個(gè)基極面積不同的三極管202、203。由于半導(dǎo)體器件的特殊性質(zhì)，204的發(fā)射極電壓Vbe會(huì)隨溫度成負(fù)線形變化，同時(shí)203、204的發(fā)射極電壓差A(yù)Vbe呈微弱的正溫度線形變化。圖3是溫度測(cè)量電路結(jié)構(gòu)圖，它由一個(gè)過采樣調(diào)制器301和一格數(shù)字濾波電路302 共同構(gòu)成。過采樣調(diào)制器對(duì)Vbe進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換，同時(shí)AVbe對(duì)調(diào)制器的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行微調(diào)， 得到精度更高的單比特?cái)?shù)據(jù)流。數(shù)字濾波電路對(duì)該單比特?cái)?shù)據(jù)流進(jìn)行降采樣和濾波，最后得到溫度值；1、圖4是數(shù)字濾波電路的結(jié)構(gòu)圖，CIC梳狀濾波器單元401對(duì)單比特?cái)?shù)據(jù)流進(jìn)行梳狀濾波，抽取器1再進(jìn)行降采樣，得到多比特較低速率的數(shù)據(jù)信號(hào)。CHR單元403對(duì)抽取器1的輸出進(jìn)行增益補(bǔ)償，使得在通帶內(nèi)的紋波盡量小。抽取器2單元404，半帶濾波器405 以及抽取器3單元406將通帶進(jìn)一步壓縮，同時(shí)進(jìn)行了降采樣，使得盡量靠近直流頻點(diǎn)的有效信號(hào)得到放大，其余頻率分量則盡量大地衰減，從而最終得到穩(wěn)定、高精度的溫度值。同時(shí)采樣率進(jìn)一步下降，降低時(shí)鐘對(duì)系統(tǒng)要求和功耗。
權(quán)利要求
1.一種具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路，其特征在于它由溫度傳感電路、溫度測(cè)量電路構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路，其特征在于該溫度傳感電路產(chǎn)生與絕對(duì)溫度成負(fù)線形關(guān)系的BJT電壓Vbe，和溫度特性成呈微弱的正線形關(guān)系的AVbe ;Vbe作為權(quán)利要求書1所述溫度測(cè)量電路的輸入信號(hào)，AVbe作為權(quán)利要求書 1所述溫度測(cè)量電路的補(bǔ)償信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路，其特征在于該溫度測(cè)量電路由過采樣調(diào)制器和數(shù)字濾波電路組成。根據(jù)權(quán)利要求書2，過采樣調(diào)制器對(duì)Vbe信號(hào)進(jìn)行過采樣轉(zhuǎn)換成單比特的數(shù)字信號(hào)并且送給數(shù)字濾波電路，在轉(zhuǎn)換過程中，AVbe作為一個(gè)補(bǔ)償輸入信號(hào)，進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，其特征在于該數(shù)字濾波電路由CIC濾波器、抽取器1、CIC補(bǔ)償濾波器CHR、抽取器2、半帶濾波其HBF、抽取器3構(gòu)成。CIC濾波器和抽取器1完成了降采樣，將調(diào)制器的輸出單比特信號(hào)轉(zhuǎn)換成低速多比特的信號(hào)，并完成低通濾波；CHR是針對(duì) CIC濾波器的通帶內(nèi)且靠近阻帶附近增益紋波進(jìn)行補(bǔ)償，使得在通帶內(nèi)增益盡量平坦。抽取器2、半帶濾波器、抽取器3共同完成了通帶的進(jìn)一步縮小，使得盡量靠近直流頻點(diǎn)的有效信號(hào)得到放大，其余頻率分量則盡量大地衰減，從而最終得到穩(wěn)定、高精度的溫度值。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種具有溫度傳感及測(cè)量的全新芯片電路。其特征在于它由溫度傳感電路、溫度測(cè)量電路構(gòu)成。對(duì)芯片外部環(huán)境溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量誤差為±1.5℃。
文檔編號(hào)G01K7/00GK102235918SQ201010153008
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者付永文, 楊軍, 緱剛 申請(qǐng)人:付永文, 楊軍, 緱剛