[发明专利]时域温度传感器

说明书

技术领域

本发明有关于一种时域温度传感器。

背景技术

以下请参照图1所示，以往的温度传感器100的电路图。温度传感器100包括延迟线110、互斥或门120、与门130以及计数器140，其中的延迟线110所提供的时间延迟会随着环境温度的变化而改变。温度传感器100在进行运作时，会提供脉冲信号的起始信号START输入至延迟线110，延迟线110同时延迟起始信号START以产生延迟后信号DST。而互斥或门120则接收未被延迟的起始信号START以及延迟后信号DST，并比较出起始信号START以及延迟后信号DST的相位差PHD。与门130则接收相位差PHD以及参考频率REFCK，并利用参考频率REFCK取样出相位差PHD的正脉冲宽度所等于的参考频率REFCK的脉冲数量。计数器140则计算前述的脉冲数量并由此获知环境温度TEMP的大小。

由上述关于温度传感器100的说明可以得知，温度传感器100所侦测得的环境温度TEMP的分辨率取决于延迟线110所能产生的时间延迟的大小。在以往的技术领域中，为了使延迟线110能产生足够的时间延迟，常需要很大的电路布局面积，严重的提高了电路的成本。相对的，在电路的成本的限制下，以往的温度传感器100所侦测出的环境温度TEMP的分辨率是不足的。

发明内容

本发明提供一种时域温度传感器，有效提高环境温度侦测的分辨率。

本发明提出一种时域温度传感器，包括参考电流产生器、充电时间比较器以及运算器。参考电流产生器用以产生第一参考电流以及第二参考电流，其中第一参考电流及第二参考电流的其中之一不随环境温度变化，且其中的另一参考电流会随环境温度变化。充电时间比较器耦接参考电流产生器，包括第一电容以及第二电容，第一电容及第二电容分别对应接收第一参考电流及第二参考电流。充电时间比较器使第一电容依据第一参考电流进行充电，并使第一电容的两端电压差等于设定跨压。充电时间比较器再使第二电容依据第二参考电流进行充电，并记录第二电容充电至其两端电压差等于设定跨压的时间以产生比较结果。运算器耦接充电时间比较器，接收比较结果并依据比较结果产生温度感测结果。

在本发明的一实施例中，上述的充电时间比较器还包括充电电流产生器、电压比较模块、第一开关、第二开关以及第三开关。充电电流产生器耦接参考电流产生器以及第一电容及第二电容。充电电流产生器依据第一参考电流以及第二参考电流以分别产生第一充电电流以及第二充电电流。电压比较模块的两个输入端分别耦接至充电电流产生器耦接至第一电容及第二电容的耦接点。电压比较模块比较充电电流产生器耦接至第一电容及第二电容的耦接点上的电压，并由此产生比较结果。第一开关串接在第一电容与接地电压间，受控于第一控制信号。第二开关串接在第二电容与充电电流产生器的耦接路径间，受控于第二控制信号。第三开关串接在电压比较模块以及第二电容间。其中，第一开关及第二开关不同时导通。

在本发明的一实施例中，上述的比较模块包括比较器、闩锁器以及除频器。比较器的两个输入端分别接收充电电流产生器耦接至第一电容及第二电容的耦接点上的电压。闩锁器耦接至比较器的输出端，当比较器的输出端指示充电电流产生器耦接至第一电容及第二电容的耦接点上的电压相等时，闩锁器产生脉冲信号。除频器耦接闩锁器，接收脉冲信号并针对脉冲信号进行除频，以产生比较结果。

在本发明的一实施例中，上述的闩锁器包括第一与非门、第二与非门以及非门。第一与非门的输入端耦接至比较器的输出端。非门的输入端耦接至第一与非门耦接至比较器的输出端的输入端。第二与非门，其一输入端耦接至该第一与非门的输出端，其另一输入端耦接至该非门的输出端，其输出端与第一与非门未耦接至非门的输入端相耦接。

在本发明的一实施例中，上述的第一与非门的输出端产生脉冲信号。

在本发明的一实施例中，上述的除频器为一T型正反器，T型正反器具有频率端及输出端，其频率端耦接至闩锁器的输出端，其输出端产生比较结果。

在本发明的一实施例中，上述的充电时间比较器还包括电荷重置开关。电荷重置开关耦接在第一电容耦接充电电流产生器的端点以及接地电压间，受控于重置控制信号。

在本发明的一实施例中，当上述的比较器的输出端指示充电电流产生器耦接至第一电容及第二电容的耦接点上的电压相等时，闩锁器还产生重置控制信号使电荷重置开关导通。

在本发明的一实施例中，上述的运算器包括逻辑电路以及计数器。逻辑电路耦接充电时间比较器的输出端，接收并依据比较结果以及频率信号进行逻辑运算。计数器耦接逻辑电路的输出端，用以计数逻辑电路的输出的脉波数量。