专利名称：一种片上温度传感器专用芯片电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有温度传感及测量的全新芯片电路，其特征在于它由温度传感电路、温度测量电路构成，对芯片外部环境温度进行准确测量。
背景技术：
在各种工业控制以及汽车控制系统中，需要对外部环境温度进行测量。 传统的测量方式多数采用外置的专用温度传感器进行温度测量，这种方式不便于安装，接口较多。

发明内容
为了克服现有技术存在的缺点，本发明提出的具有温度传感及测量的全新芯片电路，是一个片上温度计，结构简单，测量准确。本发明的特征在于采用了 BJT Vbe 电压与温度成负线形关系的温度传感电路，以及由过采样调制器、数字滤波电路构成的温度测量电路。


图1为该芯片结构框2为温度传感电路结构图3为温度测量电路结构图4为数字滤波电路结构
具体实施例方式本发明的芯片实现结构框图如图1所示。温度传感电路101根据温度变化，得到一个与温度成负线形系数的电压信号Vbe，以及成呈微弱的正线形系数关系的AVbe.温度测量电路102根据Vbe电压大小，同时利用AVbe进行补偿，可以得到一个精度较高的温度值；本发明的温度传感电路结构如图2所示，201及202作为电流源，提供给两个基极面积不同的三极管202、203。由于半导体器件的特殊性质，204的发射极电压Vbe会随温度成负线形变化，同时203、204的发射极电压差AVbe呈微弱的正温度线形变化。图3是温度测量电路结构图，它由一个过采样调制器301和一格数字滤波电路302 共同构成。过采样调制器对Vbe进行ADC转换，同时AVbe对调制器的基准电压进行微调， 得到精度更高的单比特数据流。数字滤波电路对该单比特数据流进行降采样和滤波，最后得到温度值；1、图4是数字滤波电路的结构图，CIC梳状滤波器单元401对单比特数据流进行梳状滤波，抽取器1再进行降采样，得到多比特较低速率的数据信号。CHR单元403对抽取器1的输出进行增益补偿，使得在通带内的纹波尽量小。抽取器2单元404，半带滤波器405 以及抽取器3单元406将通带进一步压缩，同时进行了降采样，使得尽量靠近直流频点的有效信号得到放大，其余频率分量则尽量大地衰减，从而最终得到稳定、高精度的温度值。同时采样率进一步下降，降低时钟对系统要求和功耗。
权利要求
1.一种具有温度传感及测量的全新芯片电路，其特征在于它由温度传感电路、温度测量电路构成。
2.根据权利要求1所述一种具有温度传感及测量的全新芯片电路，其特征在于该温度传感电路产生与绝对温度成负线形关系的BJT电压Vbe，和温度特性成呈微弱的正线形关系的AVbe ;Vbe作为权利要求书1所述温度测量电路的输入信号，AVbe作为权利要求书 1所述温度测量电路的补偿信号。
3.根据权利要求1所述一种具有温度传感及测量的全新芯片电路，其特征在于该温度测量电路由过采样调制器和数字滤波电路组成。根据权利要求书2，过采样调制器对Vbe信号进行过采样转换成单比特的数字信号并且送给数字滤波电路，在转换过程中，AVbe作为一个补偿输入信号，进一步提高测量精度。
4.根据权利要求3所述，其特征在于该数字滤波电路由CIC滤波器、抽取器1、CIC补偿滤波器CHR、抽取器2、半带滤波其HBF、抽取器3构成。CIC滤波器和抽取器1完成了降采样，将调制器的输出单比特信号转换成低速多比特的信号，并完成低通滤波；CHR是针对 CIC滤波器的通带内且靠近阻带附近增益纹波进行补偿，使得在通带内增益尽量平坦。抽取器2、半带滤波器、抽取器3共同完成了通带的进一步缩小，使得尽量靠近直流频点的有效信号得到放大，其余频率分量则尽量大地衰减，从而最终得到稳定、高精度的温度值。
全文摘要
本发明涉及到一种具有温度传感及测量的全新芯片电路。其特征在于它由温度传感电路、温度测量电路构成。对芯片外部环境温度进行准确测量，测量误差为±1.5℃。
文档编号G01K7/00GK102235918SQ201010153008
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者付永文, 杨军, 缑刚 申请人:付永文, 杨军, 缑刚