一种温度传感器及陀螺仪制造技术

本发明专利技术提供一种温度传感器及陀螺仪，其中，温度传感器包括电压比较模块，用以根据预设的第一参考电压和第二参考电压对电压比较模块的输入端接收的与温度相关的输入电压进行比较，以在电压比较模块的输出端输出具有指定时钟周期且具有指定时钟占空比的电压信号，其中，第一参考电压小于第二参考电压。温度传感器还可包括电流产生模块电流电压转化模块以及电平转换模块。本发明专利技术的温度传感器利用电压比较模块替换传统的温度传感器的ADC模块，利用电压比较模块、电流产生模块、电流电压转化模块以及电平转换模块实现了温度传感器的功能，在保证温度传感器检测精度的同时，节省了传统温度传感器中的ADC模块，降低温度传感器运行时的功耗，减小了面积。

A temperature sensor and gyroscope

The invention provides a temperature sensor and a gyroscope, wherein the temperature sensor includes a voltage comparison module, which is used to compare the temperature related input voltage received at the input end of the voltage comparison module according to the preset first reference voltage and the second reference voltage, so that the output end of the voltage comparison module has a specified clock period and a specified clock duty cycle A voltage signal, wherein the first reference voltage is less than the second reference voltage. The temperature sensor can also include a current generation module, a current voltage conversion module and a level conversion module. The temperature sensor of the invention replaces the ADC module of the traditional temperature sensor with the voltage comparison module, realizes the function of the temperature sensor with the voltage comparison module, the current generation module, the current voltage conversion module and the level conversion module, saves the ADC module of the traditional temperature sensor and reduces the operation of the temperature sensor while ensuring the measurement accuracy of the temperature sensor Row time power consumption, reducing the area.

【技术实现步骤摘要】
一种温度传感器及陀螺仪
本专利技术涉及温度检测领域，特别是涉及一种温度传感器及陀螺仪。
技术介绍
温度传感器广泛应用于mems传感器中，例如应用于三轴陀螺仪以及三轴加速度计中，需要准确采集传感器芯片工作的温度信息通过数字算法进行温度补偿；现在六轴惯性系统中也需要多点检测温度数据进行温度检测，从而动态消除温度对惯性系统的影响。互补金属氧化物半导体温度传感器中，利用了晶体管的稳定温度特性，得到了广泛应用于推广。而现有最常见的方法是通过将随温度线性变化的电压或者电流通过ADC(模数转换器)实现数字输出，但是这种方法通常会利用一个模拟-数字转换芯片，高精度要求情况下，ADC(模数转换器)会成为整个能耗的主体随着环保节能，同时还要实现数字化检测输出。所以需要设计一种可在标准半导体工艺下获得的降低功耗且不降低检测精度的温度传感器。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种温度传感器及陀螺仪，用于解决现有技术中不能在保证温度传感器的精度的同时降低温度传感器的功耗等的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种温度传感器，包括：电压比较模块，用以根据预设的第一参考电压和第二参考电压对所述电压比较模块的输入端接收的与温度相关的输入电压进行比较，以在所述电压比较模块的输出端输出具有指定时钟周期且具有指定时钟占空比的电压信号，其中，所述第一参考电压小于所述第二参考电压。在一些实施例中，包括：电流产生模块，包括第一电流产生单元和第二电流产生单元，所述第二电流产生单元通过开关选择性的与所述第一电流产生单元电连接，其中，第一电流产生单元产生与温度相关的第一电流，第二电流产生单元产生与温度无关的第二电流；电流电压转化模块，包括电流电压转化模块的第一端和电流电压转化模块的第二端，所述电流电压转化模块的第一端接地，所述电流电压转化模块的第二端与所述电压比较模块的输入端电连接，且所述电流电压转化模块的第二端还电连接于所述第一电流产生单元和所述开关之间；其中，所述电流电压转化模块，用以将流经所述电流电压转化模块的输入电流转化为所述输入电压；电平转换模块，所述电平转换模块的第一端与所述电压比较模块的输出端电连接，所述第二电流产生单元通过所述开关选择性的与所述电平转换模块的第二端电连接，所述电平转换模块用以将所述电压信号转化为开关触发信号，以根据所述开关触发信号控制所述开关选择性的与所述第一电流产生单元或所述电平转换模块的第二端电连接，进而令所述第二电流产生单元通过所述开关与所述电平转换模块的第二端或所述第一电流产生单元电连接，以改变流经所述电流电压转化模块的所述输入电流。在一些实施例中，所述电流电压转化模块包括电容C1，其中，在一个时钟周期中，通过所述输入电流对所述电容C1进行充电的充电电荷量和对所述电容C1进行放电的放电电荷量相等。在一些实施例中，所述第二电流产生单元通过所述开关与所述电平转换模块的第二端电连接时，所述输入电流为所述第一电流，所述第二电流产生单元通过所述开关与所述第一电流产生单元电连接时，所述输入电流为所述第二电流减去所述第一电流。在一些实施例中，所述电压信号的所述时钟占空比与所述第一电流相关。在一些实施例中，所述温度传感器还包括与所述电压比较模块的输出端电连接的数字计算模块，所述数字计算模块用以根据所述电压信号的高电平、低电平以及时钟占空比获取关于所述电压信号的平均电压，且将所述平均电压转化为十进制数字输出。在一些实施例中，所述第一电流产生单元包括第一电路支路和第二电路支路，其中，所述第一电路支路产生第一支路电流，所述第二电路支路产生第二支路电流，且所述第一支路电流和所述第二支路电流分别与所述第一电流正相关。在一些实施例中，所述第一电路支路包括三极管Q1、电阻r1、以及场效应管M1，所述第二电路支路包括三极管Q2、电阻r2、电阻r3以及场效应管M2，其中，所述三极管Q1的集电极接地，所述三极管Q1的发射极与所述电阻r1的第一端电连接，所述电阻r1的第二端与所述场效应管M1的源极电连接，所述场效应管M1的漏极与所述场效应管M2的漏极电连接，所述场效应管M2的栅极与所述场效应管M1的栅极电连接，所述场效应管M2的源极与所述电阻r2的第一端电连接，所述电阻r2的第二端与所述电阻r3的第一端电连接，所述电阻r3的第二端与所述晶体管Q2的发射极电连接，所述晶体管Q2的集电极接地，所述晶体管Q2的基极与所述晶体管Q1的基极电连接，其中，所述晶体管Q1的发射极的电压与所述电阻r3的第二端的电压相等，所述第一电流产生单元还包括放大器OPA1，所述晶体管Q1的发射极与所述放大器OPA1的负极输入端电连接，所述电阻r3的第一端与所述放大器OPA1的正极输入端电连接，所述放大器OPA1的输出端分别与所述场效应管M1的源极和所述场效应管M2的源极电连接，其中，所述场效应管M1的漏极的上的电流为所述第一支路电流，所述场效应管M2的漏极的上的电流为所述第二支路电流。在一些实施例中，所述第一电路支路包括多个并联的三极管Q1；和/或所述第二电路支路包括多个并联的三极管Q2。在一些实施例中，所述第二电流产生单元包括第三电路支路，所述第三电路支路产生所述第二电流，所述第三电路支路包括场效应管M3、电阻r4、电阻r5、电阻r6以及电容C2；其中，所述场效应管M3的漏极与所述场效应管M2的漏极电连接，所述场效应管M3的源极与所述电阻r4的第一端电连接，所述电阻r4的第二端与所述电阻r5的第一端电连接，所述电阻r5的第二端接地，所述电阻r6的第一端与所述场效应管M3的栅极电连接，所述电阻r6的第二端与所述电容C2的第一端电连接，所述电容C2的第二端与所述电阻r4的第一端电连接，所述第二电流产生单元还包括放大器OPA2，所述电阻r2的第一端与所述放大器OPA2的正极输入端电连接，所述放大器OPA2的负极输入端与所述电阻r4的第二端电连接，所述放大器OPA2的输出端与所述电阻r6的第一端电连接。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种陀螺仪，包括如上任一项所述的温度传感器。如上所述，本专利技术提供一种温度传感器及陀螺仪，其中，所述温度传感器包括电压比较模块，用以根据预设的第一参考电压和第二参考电压对所述电压比较模块的输入端接收的与温度相关的输入电压进行比较，以在所述电压比较模块的输出端输出具有指定时钟周期且具有指定时钟占空比的电压信号，其中，所述第一参考电压小于所述第二参考电压。所述温度传感器还可包括电流产生模块电流电压转化模块以及电平转换模块。本专利技术的温度传感器利用所述电压比较模块替换传统的温度传感器的ADC模块，且利用电压比较模块、电流产生模块、电流电压转化模块以及所述电平转换模块实现了温度传感器的功能，在保证温度传感器检测精度的同时，节省了传统温度传感器中的ADC模块，降低温度传感器运行时的功耗，减小了面积。附图说明图1显示为本专利技术的温度传感器在一具体实施例中的组成示意图。图2显示为本专利技术的温度传感器在一具体实施例中的电路原理示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度传感器，其特征在于，包括：/n电压比较模块，用以根据预设的第一参考电压和第二参考电压对所述电压比较模块的输入端接收的与温度相关的输入电压进行比较，以在所述电压比较模块的输出端输出具有指定时钟周期且具有指定时钟占空比的电压信号，其中，所述第一参考电压小于所述第二参考电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器，其特征在于，包括：
电压比较模块，用以根据预设的第一参考电压和第二参考电压对所述电压比较模块的输入端接收的与温度相关的输入电压进行比较，以在所述电压比较模块的输出端输出具有指定时钟周期且具有指定时钟占空比的电压信号，其中，所述第一参考电压小于所述第二参考电压。


2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，包括：
电流产生模块，包括第一电流产生单元和第二电流产生单元，所述第二电流产生单元通过开关选择性的与所述第一电流产生单元电连接，其中，第一电流产生单元产生与温度相关的第一电流，第二电流产生单元产生与温度无关的第二电流；
电流电压转化模块，包括电流电压转化模块的第一端和电流电压转化模块的第二端，所述电流电压转化模块的第一端接地，所述电流电压转化模块的第二端与所述电压比较模块的输入端电连接，且所述电流电压转化模块的第二端还电连接于所述第一电流产生单元和所述开关之间；其中，所述电流电压转化模块，用以将流经所述电流电压转化模块的输入电流转化为所述输入电压；
电平转换模块，所述电平转换模块的第一端与所述电压比较模块的输出端电连接，所述第二电流产生单元通过所述开关选择性的与所述电平转换模块的第二端电连接，所述电平转换模块用以将所述电压信号转化为开关触发信号，以根据所述开关触发信号控制所述开关选择性的与所述第一电流产生单元或所述电平转换模块的第二端电连接，进而令所述第二电流产生单元通过所述开关与所述电平转换模块的第二端或所述第一电流产生单元电连接，以改变流经所述电流电压转化模块的所述输入电流。


3.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述电流电压转化模块包括电容C1，其中，在一个时钟周期中，通过所述输入电流对所述电容C1进行充电的充电电荷量和对所述电容C1进行放电的放电电荷量相等。


4.根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述第二电流产生单元通过所述开关与所述电平转换模块的第二端电连接时，所述输入电流为所述第一电流，所述第二电流产生单元通过所述开关与所述第一电流产生单元电连接时，所述输入电流为所述第二电流减去所述第一电流。


5.根据权利要求4所述的温度传感器，其特征在于，所述电压信号的所述时钟占空比与所述第一电流相关。


6.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器还包括与所述电压比较模块的输出端电连接的数字计算模块，所述数字计算模块用以根据所述电压信号的高电平、低电平以及时钟占空比获取关于所述电压信号的平均电压，且将所述平均电压转化为十进制数字输出。


7.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹波，刘孟良，
申请(专利权)人：深迪半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31