CN107290073A - 低功耗温度传感*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗温度传感***，包括低频时钟产生器、与低频时钟产生器相连的开关、第一电流产生器、第二电流产生器、第一电阻、第二电阻、与第一电阻及第二电阻相连的模数转换器及与第一电流产生器及第二电流产生器相连的正负温度判断模块，低频时钟产生器产生控制***工作的使能信号及时钟信号，第一电流产生器与第二电流产生器分别产生代表温度的电流信号至模数转换器及正负温度判断模块，模数转换器通过控制第一电阻或第二电阻的大小对接收到的电压信号进行比较并输出温度值，正负温度判断模块对接收到的电流信号进行比较并输出代表温度正负的电平信号。本发明精度高、线性度好、测量范围宽且工艺依赖性低。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种低功耗温度传感***。
背景技术
在现有技术中，温度传感器在传感器市场占有最大的市场份额，其广泛应用于生产生活的各个领域中。除了用于探测***温度本身之外，温度传感器的热转换方式常常被用来测量流量、辐射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等以热形式为媒介的物理量，从而把它们转换为电信号。且温度传感器也被广泛应用于生物医学领域、航空航天、工业及消费电子领域中。
现有的温度传感器通常是利用半导体器件的温度特性，将温度转换为电压信号输出，再送至高输入阻抗的模数转换器，从而转换为数字信号。
如今，温度传感器正向着高精度，高可靠性，宽测量范围，高线性度，小尺寸，低成本，低功耗的集成化、数字化、智能化发展。然而，现有的温度传感器往往功耗很高，且精度不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低功耗温度传感***，使得温度传感***具有精度高、线性度好、测量范围宽且工艺依赖性低等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低功耗温度传感***，包括低频时钟产生器、与低频时钟产生器相连的开关、与开关相连的第一电流产生器、与开关相连的第二电流产生器、与第一电流产生器相连的第一电阻、与第二电流产生器相连的第二电阻、与第一电阻及第二电阻相连的模数转换器及与第一电流产生器及第二电流产生器相连的正负温度判断模块，所述低频时钟产生器产生控制***工作的使能信号及时钟信号，所述第一电流产生器与所述第二电流产生器分别产生代表温度的电流信号至所述模数转换器及所述正负温度判断模块，所述模数转换器通过控制所述第一电阻或所述第二电阻的大小对接收到的电压信号进行比较并输出温度值，所述正负温度判断模块对接收到的电流信号进行比较并输出代表温度正负的电平信号。
所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述第一电阻为可调电阻。
所述低频时钟产生器的使能信号端与所述开关的控制端相连，所述低频时钟产生器的时钟信号端与所述模数转换器的时钟信号端及所述正负温度判断模块的控制端相连，所述开关的一端及所述低频时钟产生器的电源端与电源相连，所述开关的另一端与所述第一电流产生器的输入端及所述第二电流产生器的输入端相连。
所述第一电流产生器的输出端与所述第一电阻的一端、所述正负温度判断模块的一输入端及所述模数转换器的一输入端相连，所述第二电流产生器的输出端与所述第二电阻的一端、所述正负温度判断模块的另一输入端及所述模数转换器的另一输入端相连，所述模数转换器的采集完成端与所述低频时钟产生器的反馈信号端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端接地，所述模数转换器的输出端与所述第一电阻的控制端相连，并输出温度值；所述正负温度判断模块的输出端输出代表温度正负的电平信号。
所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述第二电阻为可调电阻，所述模数转换器的输出端与所述第二电阻的控制端相连。
所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的可调电流产生器，所述模数转换器的输出端与所述第二电流产生器的控制端相连。
所述第一电流产生器为与温度成正比的可调电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述模数转换器的输出端与所述第一电流产生器的控制端相连。
本发明的有益效果是：精度高、线性度好、测量范围宽且工艺依赖性低。
附图说明
图1为本发明低功耗温度传感***的结构图；
图2至图4为本发明低功耗温度传感***其他实施方式的结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，图1为本发明低功耗温度传感***的结构图，其包括低频时钟产生器、与低频时钟产生器相连的开关T、与开关T相连的第一电流产生器、与开关T相连的第二电流产生器、与第一电流产生器相连的第一电阻R1、与第二电流产生器相连的第二电阻R2、与第一电阻R1及第二电阻R2相连的模数转换器及与第一电流产生器及第二电流产生器相连的正负温度判断模块。低频时钟产生器用于产生控制***工作的使能信号及时钟信号，第一电流产生器与第二电流产生器分别产生代表温度的电流信号至模数转换器及正负温度判断模块，模数转换器通过控制第一电阻R1或第二电阻R2的大小对接收到的电压信号进行比较并输出温度值，正负温度判断模块对接收到的电流信号进行比较并输出代表温度正负的电平信号。
在本实施方式中，第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，第一电阻R1为可调电阻。
其中，低频时钟产生器的使能信号端与开关T的控制端相连，低频时钟产生器的时钟信号端与模数转换器的时钟信号端及正负温度判断模块的控制端相连，开关T的一端及低频时钟产生器的电源端与电源相连，开关T的另一端与第一电流产生器的输入端及第二电流产生器的输入端相连，第一电流产生器的输出端与第一电阻R1的一端、正负温度判断模块的一输入端及模数转换器的一输入端相连，第二电流产生器的输出端与第二电阻R2的一端、正负温度判断模块的另一输入端及模数转换器的另一输入端相连，模数转换器的采集完成端与低频时钟产生器的反馈信号端相连，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端接地，模数转换器的输出端与第一电阻R1的控制端相连，并输出温度值；正负温度判断模块的输出端输出代表温度正负的电平信号。
本发明低功耗温度传感***的工作原理如下所述：
低频时钟产生器进行计时，当时间到达时，产生使能信号与时钟信号，使得开关T导通，温度传感***开始工作，第一电流产生器与第二电流产生器分别产生代表温度的电流信号，正负温度判断模块对两个电流信号进行比较后，产生代表温度正负的电平信号；模数转换器通过调整第一电阻R1的大小，对接收到的电压信号进行比较，并输出温度值。
当模数转换器采集完成后，会发送反馈信号至低频时钟产生器，使得低频时钟产生器切断使能信号与时钟信号，进入下一次的工作状态。
图2为本发明低功耗温度传感器另一实施方式的结构图，在该实施方式中，第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，第二电阻R2为可调电阻，模数转换器的输出端与第二电阻R2的控制端相连，并通过调整第二电阻R2的大小，对接收到的电压信号进行比较，输出温度值。
图3为本发明低功耗温度传感器第三实施方式的结构图，在该实施方式中，第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，第二电流产生器为与温度无关的可调电流产生器，模数转换器的输出端与第二电流产生器的控制端相连，并通过调整第二电流产生器产生的电流大小，对接收到的电压信号进行比较，输出温度值。
图4为本发明低功耗温度传感器第四实施方式的结构图，在该实施方式中，第一电流产生器为与温度成正比的可调电流产生器，第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，模数转换器的输出端与第一电流产生器的控制端相连，并通过调整第一电流产生器产生的电流大小，对接收到的电压信号进行比较，输出温度值。
从上述分析可以看出，第一电流产生器与第二电流产生器分别产生一个与温度成正比的电流及一个与温度无关的电流，且这两个电流具有相关性，并通过第一电阻R1与第二电阻R2分别产生了一个与温度成正比的电压及一个与温度无关的电压，这两个电压可以通过模数转换器的输出端进行调节，因此这两个电压差与工艺偏差很小，线性度良好，且精度较高。且在温度传感***停止工作时，产生的功耗很低，只有在温度传感***工作时，才能产生一定的功耗。
综上所述，本发明低功耗温度传感***具有精度高、线性度好、测量范围宽且工艺依赖性低等特点。
Claims (7)
1.一种低功耗温度传感***，其特征在于：所述低功耗温度传感***包括低频时钟产生器、与低频时钟产生器相连的开关、与开关相连的第一电流产生器、与开关相连的第二电流产生器、与第一电流产生器相连的第一电阻、与第二电流产生器相连的第二电阻、与第一电阻及第二电阻相连的模数转换器及与第一电流产生器及第二电流产生器相连的正负温度判断模块，所述低频时钟产生器产生控制***工作的使能信号及时钟信号，所述第一电流产生器与所述第二电流产生器分别产生代表温度的电流信号至所述模数转换器及所述正负温度判断模块，所述模数转换器通过控制所述第一电阻或所述第二电阻的大小对接收到的电压信号进行比较并输出温度值，所述正负温度判断模块对接收到的电流信号进行比较并输出代表温度正负的电平信号。
2.根据权利要求1所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述第一电阻为可调电阻。
3.根据权利要求2所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述低频时钟产生器的使能信号端与所述开关的控制端相连，所述低频时钟产生器的时钟信号端与所述模数转换器的时钟信号端及所述正负温度判断模块的控制端相连，所述开关的一端及所述低频时钟产生器的电源端与电源相连，所述开关的另一端与所述第一电流产生器的输入端及所述第二电流产生器的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述第一电流产生器的输出端与所述第一电阻的一端、所述正负温度判断模块的一输入端及所述模数转换器的一输入端相连，所述第二电流产生器的输出端与所述第二电阻的一端、所述正负温度判断模块的另一输入端及所述模数转换器的另一输入端相连，所述模数转换器的采集完成端与所述低频时钟产生器的反馈信号端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端接地，所述模数转换器的输出端与所述第一电阻的控制端相连，并输出温度值；所述正负温度判断模块的输出端输出代表温度正负的电平信号。
5.根据权利要求1所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述第二电阻为可调电阻，所述模数转换器的输出端与所述第二电阻的控制端相连。
6.根据权利要求1所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述第一电流产生器为与温度成正比的电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的可调电流产生器，所述模数转换器的输出端与所述第二电流产生器的控制端相连。
7.根据权利要求1所述的低功耗温度传感***，其特征在于：所述第一电流产生器为与温度成正比的可调电流产生器，所述第二电流产生器为与温度无关的电流产生器，所述模数转换器的输出端与所述第一电流产生器的控制端相连。
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