感温模数转换方法、感温模数转换电路和感温电路技术

感温模数转换方法、感温模数转换电路和感温电路，涉及集成电路技术。本发明专利技术的感温电路包括感温模块、初次输入信号生成模块、积分器、比较器、输入电压生成模块和滤波器，其特征在于，所述初次信号生成模块为计算模块，所述比较器的第一输入端连接积分器的输出端，第二输入端接GND，比较器具有下述逻辑：若第一输入端的输入大于第二输入端的输入则输出R1，若第一输入端的输入小于第二输入端的输入则输出R0。采用本发明专利技术的技术可以增加温度的分辨率。采用本发明专利技术的技术可以增加温度的分辨率。采用本发明专利技术的技术可以增加温度的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
感温模数转换方法、感温模数转换电路和感温电路


[0001]本专利技术涉及集成电路技术，特别涉及温度传感技术。

技术介绍

[0002]集成温度传感器芯片一般是利用PN结正向压降的温度特性来实现。PN正向电压V
BE
呈负温度系数，而不同电流密度的V
BE
之差ΔV
BE
呈正温度系数，V
BE
和ΔV
BE
可以合成一个不随温度变化的参考电压V
REF
，V
REF
＝αΔV
BE
+V
BE
(α是ΔV
BE
的放大系数)，参见图1。
[0003]现有温度传感器将模拟量αΔVBE电压作为输入电压，V
REF
＝αΔV
BE
+V
BE
作为参考电压，然后通过ADC进行量化，将模拟量转换为数字信号。例如通过一阶Σ
‑
ΔADC将温度成正比的模拟量αΔVBE转换为数字信号。
[0004]一阶Σ
‑
ΔADC温度传感器具体结构如图2所示，包括感温模块和一阶Σ
‑
ΔADC模块。感温模块提供感温的模拟量αΔV
BE
电压和V
BE
电压，然后经过一阶Σ
‑
ΔADC转换为数字温度值。一阶Σ
‑
ΔADC包括积分器、比较器和数字滤波器(使用计数器作为数字滤波器)等。设采样电容C
S
>和积分电容C
INT
容值比为1:1。
[0005]开始工作时，ADC输入电压为αΔV
BE
，然后进行积分，积分输出值和GND进行比较。如果积分输出值大于GND，比较器输出为1，
‑
V
BE
作为新的输入电压再次进行积分和比较；如果积分输出值小于GND，比较器输出为0，αΔV
BE
作为新的输入电压再次进行积分和比较。
[0006]设总的计数器周期数为N(计数器等于N时，ADC转换结束)，输出为1的周期数为A，则：
[0007]其中V
REF
＝αΔV
BE
+V
BE
，W[n]为第N个周期积分器输出电压。
[0008]BICMOS工艺，
‑
55℃到125℃，的范围一般为0.3～0.6。
[0009]缺点：BICMOS工艺，
‑
55℃到125℃，的输入幅度范围只有0.3。为了增加温度的分辨率，只能提高ADC的有效位数，而ADC有效位数的增加会带来转换时间增大或电路复杂度增加等缺点。
[0010]作为一种常见的温度传感器，温度输入幅度范围为0.3左右。从下表可以看到如果想增加温度分辨率，每增加一位，转换时间就增大一倍。因此想要高的分辨率，转换时间就必须增大。
[0011]
技术实现思路

[0012]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种高分辨率低功耗的温度传感信号模数转换技术。
[0013]本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，感温模数转换方法，包括下述步骤：
[0014]1)确定全局输入信号：以正温度系数信号αΔV
BE
和负温度系数信号V
BE
为全局输入信号；
[0015]2)确定初次输入信号，对全局输入信号进行处理，得到初次输入信号，作为采样输入电压；
[0016]3)对采样目标信号进行采样，获得采样信号；
[0017]4)对采样信号进行积分；
[0018]5)将积分输出值与GND电平作比较，将比较结果作为全局输出信号；
[0019]6)依据比较结果，在两个不同的输入电压生成模式中进行选择，通过选定的输入电压生成模式产生新的采样输入电压，然后返回步骤3)；
[0020]所述步骤2)中，初次输入信号为(a
‑
b)*αΔV
BE
‑
b*V
BE
，所述a和b为预定的有理数；
[0021]所述步骤6)中，
[0022]如果积分输出值大于GND，则以下式中的X1作为新的采样输入电压值：
[0023]X1＝(a
‑
b
‑
1)αΔV
BE
‑
(b+1)V
BE
；
[0024]如果积分输出值小于GND，则以下式中的X2作为新的采样输入电压值：
[0025]X0＝(a
‑
b)αΔV
BE
‑
bV
BE
。
[0026]本专利技术还提供一种感温模数转换电路，包括初次输入信号生成模块、积分器、比较器和输入电压生成模块，所述初次信号生成模块为计算模块，其计算方式为：
[0027](a
‑
b)*αΔV
BE
‑
b*V
BE
[0028]其中αΔV
BE
为正温度系数信号，作为第一路输入，V
BE
为负温度信号，作为第二路输入，a和b为预设的有理数；
[0029]所述输入电压生成模块具有下述逻辑：若激励信号为R1则向积分器输出信号X1，若激励信号为R0则向积分器输出信号X0；
[0030]X1＝(a
‑
b
‑
1)αΔV
BE
‑
(b+1)V
BE
[0031]X0＝(a
‑
b)αΔV
BE
‑
bV
BE
[0032]所述比较器的第一输入端连接积分器的输出端，第二输入端接GND，比较器具有下述逻辑：若第一输入端的输入大于第二输入端的输入则输出R1，若第一输入端的输入小于第二输入端的输入则输出R0。
[0033]进一步的，所述输入电压生成模块包括：
[0034]第一选择器，其第一输入端接正温度系数信号端，第二输入端接GND，输出端通过第一采样电容接积分器的第一输入端，所述第一采样电容的电容值为(a
‑
b
‑
1)Cs；
[0035]第二选择器，其第一输入端接负温度系数信号反相端，第二输入端接GND,输出端通过第二采样电容接积分器的第一输入端，所述第二采样电容的电容值为(b+1)Cs；
[0036]第三选择器，其第一输入端接正温度系数信号端，第二输入端接GND，输出端通过第三采样电容接积分器的第一输入端，所述第三采样电容的电容值为(a
‑
b)Cs；
[0037]第四选择器，其第一输入端接负温度系数信号反相端，第二输入端接GND，输出端
通过第四采样电容接积分器的第一输入端，所述第四采样电容的电容值为bCs；
[0038]各选择器的控制端连接比较器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.感温模数转换方法，包括下述步骤：1)确定全局输入信号：以正温度系数信号αΔV
BE
和负温度系数信号V
BE
为全局输入信号；2)确定初次输入信号，对全局输入信号进行处理，得到初次输入信号，作为采样输入电压；3)对采样目标信号进行采样，获得采样信号；4)对采样信号进行积分；5)将积分输出值与GND电平作比较，将比较结果作为全局输出信号；6)依据比较结果，在两个不同的输入电压生成模式中进行选择，通过选定的输入电压生成模式产生新的采样输入电压，然后返回步骤3)；其特征在于，所述步骤2)中，初次输入信号为(a
‑
b)*αΔV
BE
‑
b*V
BE
，所述a和b为预定的有理数；所述步骤6)中，如果积分输出值大于GND，则以下式中的X1作为新的采样输入电压值：X1＝(a
‑
b
‑
1)αΔV
BE
‑
(b+1)V
BE
；如果积分输出值小于GND，则以下式中的X2作为新的采样输入电压值：X0＝(a
‑
b)αΔV
BE
‑
bV
BE
。2.感温模数转换电路，包括初次输入信号生成模块、积分器、比较器和输入电压生成模块，其特征在于，所述初次信号生成模块为计算模块，其计算方式为：(a
‑
b)*αΔV
BE
‑
b*V
BE
其中αΔV
BE
为正温度系数信号，作为第一路输入，V
BE
为负温度信号，作为第二路输入，a和b为预设的有理数；所述输入电压生成模块具有下述逻辑：若激励信号为R1则向积分器输出信号X1，若激励信号为R0则向积分器输出信号X0；X1＝(a
‑
b
‑
1)αΔV
BE
‑
(b+1)V
BE
X0＝(a
‑
b)αΔV
BE
‑
bV
BE
所述比较器的第一输入端连接积分器的输出端，第二输入端接GND，比较器具有下述逻辑：若第一输入端的输入大于第二输入端的输入则输出R1，若第一输入端的输入小于第二输入端的输入则输出R0。3.如权利要求2所述的感温模数转换电路，其特征在于，所述输入电压生成模块包括：第一选择器，其第一输入端接正温度系数信号端，第二输入端接GND，输出端通过第一采样电容接积分器的第一输入端，所述第一采样电容的电容值为(a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李根，
申请(专利权)人：山东华科半导体研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：