溫度傳感器外圍設(shè)備的制造方法
【專利說明】溫度傳感器外圍設(shè)備
[0001]相關(guān)專利申請案
[0002]本申請案主張2012年12月10日申請的序列號為61/735，243的共同擁有的美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)；所述臨時專利申請案為了所有目的而特此以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及溫度傳感設(shè)備，且特定來說，涉及一種具有獨立溫度系數(shù)及偏移調(diào)整可編程性的溫度傳感器外圍設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器設(shè)備在第7，439，601號美國專利中有所描述。其中揭示的裝置對兩種電流求和且隨后驅(qū)動另一電阻器。根據(jù)定義，代表溫度的電壓(Vtemp)與代表溫度的電壓(Vtemp)的溫度系數(shù)(TCVtemp)相互有關(guān)。因此，Vtemp與d(Vtemp)/dTemp彼此不獨立。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]需要一種用于集成電路(IC)微控制器中的溫度傳感器外圍設(shè)備，所述溫度傳感器外圍設(shè)備可產(chǎn)生電壓，所述電壓可用于IC外部的目的且所述電壓:a)與溫度成比例，b)其溫度系數(shù)可在溫度探針處經(jīng)調(diào)整到任何所要值，c)其溫度系數(shù)可為正或負，d)其室溫電壓可在溫度探針處經(jīng)調(diào)整到任何所要值，及e)其溫度系數(shù)與室溫電壓彼此完全地獨立。
[0006]根據(jù)一實施例，一種用于測量溫度且產(chǎn)生代表所述溫度的電壓的電路布置可包括:第一及第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器，其各自具有電壓輸入、電流調(diào)整輸入及電流輸出；第一運算放大器，其具有第一及第二輸入以及輸出；第一電阻器，其耦合到所述第一電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電流調(diào)整輸入，其中所述第一電阻器可調(diào)整來自所述第一電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電流輸出的第一電流的值；第二電阻器，其耦合到所述第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電流調(diào)整輸入，其中所述第二電阻器可調(diào)整來自所述第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電流輸出的第二電流的值；第三電阻器，其耦合在所述第一運算放大器的所述輸出與所述第二輸入之間；所述第一及第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述輸出與所述第一運算放大器的所述第二輸入可親合在一起；第一參考電壓可親合到所述第一電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電壓輸入；第二參考電壓可耦合到所述第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器的所述電壓輸入；且第三參考電壓可耦合到所述運算放大器的所述第一輸入；其中通過所述第三電阻器的第三電流等于所述第二電流減所述第一電流。
[0007]根據(jù)另一實施例，所述第一運算放大器的所述第一輸入可為正輸入，且所述第一運算放大器的所述第二輸入可為負輸入。根據(jù)另一實施例，所述第三參考電壓可來自數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)。根據(jù)另一實施例，來自所述第一運算放大器的輸出電壓可等于所述第二參考電壓值乘所述第三電阻器值除以所述第二電阻器值減所述第一參考電壓值乘所述第三電阻器值除以所述第一電阻器值加所述第三參考電壓值。根據(jù)另一實施例，所述第一參考電壓可來自具有與其溫度成比例的電壓輸出的溫度傳感器，且所述第二及第三參考電壓可來自具有實質(zhì)上零溫度系數(shù)的固定電壓參考。根據(jù)另一實施例，所述第一及第二電壓/電流轉(zhuǎn)換器可由以下各者提供:第二運算放大器；及第一及第二晶體管，其具有耦合在一起的源極、耦合到所述第二運算放大器的輸出的柵極，及耦合到所述第一及第二電阻器的漏極。
[0008]根據(jù)另一實施例，所述第二及第三參考電壓可來自同一電壓參考。根據(jù)另一實施例，所述第一參考電壓可來自溫度傳感器，所述第三參考電壓及所述第二電阻器值可確定代表第一校準溫度的第一輸出電壓，且所述第三電阻器值可確定代表第二校準溫度的第二輸出電壓。根據(jù)另一實施例，所述第一校準溫度可為室溫。根據(jù)另一實施例，所述溫度傳感器可為提供隨溫度而變的二極管結(jié)電壓的半導體二極管。根據(jù)另一實施例，所述溫度傳感器可為電阻溫度檢測器。根據(jù)另一實施例，所述溫度傳感器可為熱敏電阻。根據(jù)另一實施例，所述第二電阻器可經(jīng)調(diào)整使得來自所述第一運算放大器的所述輸出的電壓可等于所述第三參考電壓，且所述第二電流可等于所述第一電流。
[0009]根據(jù)另一實施例，一種適應于耦合到溫度傳感器且提供與由所述溫度傳感器測量的溫度成比例的電壓的混合信號集成電路可包括:數(shù)字處理器及存儲器；溫度傳感器外圍設(shè)備，其可包括:第一運算放大器，其具有第一及第二輸入以及輸出；第三電阻器，其耦合在所述第一運算放大器的所述輸出與所述第二輸入之間；第二運算放大器，其具有第一及第二輸入以及輸出；第一及第二晶體管，其具有耦合在一起的源極、耦合到所述第二運算放大器的輸出的柵極，及耦合到第一及第二電阻器的漏極；其中溫度傳感器可耦合到所述第二運算放大器的所述第一輸入，且參考電壓可耦合到所述第一運算放大器的所述第一輸入；其中所述第一運算放大器的所述輸出可提供與由所述溫度傳感器測量的溫度成比例的輸出電壓。
[0010]根據(jù)另一實施例，所述第一、第二及第三電阻器可為可編程的且由所述數(shù)字處理器控制。根據(jù)另一實施例，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可耦合到所述數(shù)字處理器且提供可編程參考電壓。根據(jù)另一實施例，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可具有耦合到所述第一運算放大器的所述輸出的輸入及耦合到所述數(shù)字處理器的輸出。根據(jù)另一實施例，所述混合信號集成電路可包括微控制器。
[0011]根據(jù)另一實施例，一種用于測量溫度的電路布置可包括:兩個電流產(chǎn)生電路，其可在兩個不同路徑中提供第一及第二電流，其中所述第一或第二電流中的一者可取決于溫度；所述第一及第二電流可經(jīng)組合且轉(zhuǎn)換成電壓Vtemp，其中所述電壓Vtemp可取決于所述溫度。
[0012]根據(jù)另一實施例，當所述第一及第二電流相等時，所述電壓Vtemp可等于參考電壓。根據(jù)另一實施例，所述經(jīng)組合的第一及第二電流可由具有反饋電阻器的放大器轉(zhuǎn)換成所述電壓Vtemp。根據(jù)另一實施例，所述反饋電阻器可在所述溫度的變化期間確定所述電壓Vtemp的變化。根據(jù)另一實施例，所述兩個電流產(chǎn)生電流可為電壓/電流轉(zhuǎn)換器，且所述溫度可由具有耦合到所述兩個電壓/電流轉(zhuǎn)換器中的一者的電壓輸出的溫度傳感器測量。
[0013]根據(jù)另一實施例，一種用于測量溫度且產(chǎn)生代表所述溫度的電壓的方法可包括以下步驟:確定代表第一校準溫度的第一電壓；當溫度傳感器可處于所述第一校準溫度時調(diào)整來自溫度傳感器外圍設(shè)備的第一輸出電壓以等于所述第一電壓；確定電壓范圍以代表溫度范圍，其中所述第一電壓可在所述電壓范圍內(nèi)且所述第一校準溫度可在所述溫度范圍內(nèi)；確定代表在所述溫度范圍內(nèi)的第二校準溫度的第二電壓；及當所述溫度傳感器可處于所述第二校準溫度時調(diào)整來自所述溫度傳感器外圍設(shè)備的第二輸出電壓以等于所述第二電壓。
[0014]根據(jù)所述方法的另一實施例，所述第一電壓可等于耦合到所述溫度傳感器外圍設(shè)備的運算放大器的輸入的參考電壓。根據(jù)所述方法的另一實施例，所述第一校準溫度可為室溫。
【附圖說明】
[0015]通過參考結(jié)合附圖的以下描述可更全面地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0016]圖1說明根據(jù)本發(fā)明的特定實例實施例的溫度傳感器外圍設(shè)備及其電路電壓關(guān)系的不意圖；
[0017]圖2說明圖1所展示的溫度傳感器外圍設(shè)備及其電路電壓關(guān)系的示意圖；
[0018]圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實例實施例的溫度傳感器外圍設(shè)備、連接到溫度傳感器外圍設(shè)備的溫度傳感器探針及其電路電壓關(guān)系的示意圖；
[0019]圖4說明圖3所展示的溫度傳感器外圍設(shè)備及其電路電壓關(guān)系的示意圖；
[0020]圖5說明根據(jù)本發(fā)明的教示的圖3及4所展示的溫度傳感器外圍設(shè)備與其示范性組件值及電路電壓關(guān)系的示意圖；
[0021]圖6說明根據(jù)本發(fā)明的特定實例實施例的用于溫度傳感器外圍設(shè)備的校準的示意過程流程圖；
[0022]圖7說明根據(jù)本發(fā)明的特定實例實施例的用于如圖6的描述中更全面地揭示的溫度傳感器外圍設(shè)備校準的示意溫度-電壓圖；及
[0023]圖8說明根據(jù)本發(fā)明的教示的具有溫度傳感器外圍設(shè)備的混合信號集成電路的示意框圖。
[0024]盡管本發(fā)明容許各種修改及替代形式，但本發(fā)明的特定實例實施例已在附圖中予以展示且在本文中予以詳細地描述。然而，應理解，在本文中對特定實例實施例的描述不希望將本發(fā)明限于本文中揭示的特定形式，而是相反地，本發(fā)明將覆蓋如由所附權(quán)利要求書定義的所有修改及等效物。
【具體實施方式】
[0025]根據(jù)各種實施例，可提供產(chǎn)生與溫度成比例且其溫度系數(shù)、溫度系數(shù)極性及室溫電壓為獨立地用戶可選擇的電壓的電路。
[0026]現(xiàn)參考附圖，示意地說明特定實例實施例的細節(jié)。附圖中的相