[发明专利]一种温度感知集成电路

说明书

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，特别涉及一种感知集成电路的设计。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术是利用射频方式远距离的通信以达到物品的识别、追踪、定位和管理等目的。射频识别技术在工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已引起了广泛的关注。

随着大规模集成电路生产规模扩大、生产成本降低，射频识别技术得以迅速发展，特别是作为物联网的节点的电子标签，可以有效的存储所附着物品的各种信息并通过与阅读器的通信传输这些信息。RFID技术与温度传感器电路相结合，可以有效的感知节点的温度信息并加以管理和应用，从而有效的拓宽和完善了RFID技术在现代物流监控、医药、食品仓储等领域的应用。同时也使得集成于RFID标签中的温度传感器电路设计成为当前的研究热点。

对于UHF无源RFID标签来说，标签的工作能量全部来自阅读器发出的电磁波。该部分能量非常有限，这就要求了标签芯片的功耗非常小以保证有效的阅读距离。在这样的应用背景下，对温度传感器电路在技术上要求可集成到片上、功耗小等。目前片上集成温度传感器的主要实现方式有两种，一种是基于ADC采样的原理；另一种是基于对与温度相关的脉冲进行计数完成采集的原理。前一种结构中，ADC的电路结构较为复杂；后一种电路中含有运放，都会带来较大的功耗问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的射频识别技术中温度传感器电路功耗过大的缺点，提出了一种温度感知集成电路。

本发明的技术方案是：一种温度感知集成电路，包括基准电压源模块、PTAT延迟模块、CTAT延迟模块、加法器和波纹计数器，

所述基准电压源模块用于产生一个正温度系数的电压输入到所述的PTAT延迟模块，以及一个负温度系数的电压输入到所述的CTAT延迟模块；

所述PTAT延迟模块用于产生脉冲宽度随温度变化的PTAT脉冲输入到所述的加法器的一个输入端；

所述CTAT延迟模块用于产生脉冲宽度随温度变化的CTAT脉冲输入到所述的加法器的另一个输入端；

所述加法器的输出端与波纹计数器的输入端相连，所述波纹计数器的输出端即为所述温度感知集成电路的输出端。

进一步的，所述的PTAT延迟模块和CTAT延迟模块具体包括：第一运算放大器、MOS管M7、M8、M9、M10、M11和M12，第一反相器、第二反相器，第一电阻和第一电容，具体连接关系如下：

所述第一运算放大器的第一输入端作为所述PTAT延迟模块或CTAT延迟模块的输入端，所述第一运算放大器的第二输入端与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端接地；MOS管M7的栅极接第一运算放大器的输出端，漏极接外部的第一电源，源极接第一运算放大器的第二输入端；M8的栅极接第一运算放大器的输出端，漏极接外部的第一电源，源极接M9的漏极；M9的栅极接M10的栅极，漏极接地；M10的栅极与M12的栅极相连并接外部的控制信号，漏极接外部的第一电源，源极接M10的漏极；M10的源极接地；第一电容的一端接M10的漏极，另一端接地；M12的漏极接第一反相器的输入端，源极接地；第一反相器的输出端接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端即为所述PTAT延迟模块或CTAT延迟模块的输出端。

更进一步的，所述的第一运算放大器的偏置电路具体包括MOS管M13、M14、M15、M16和M17，具体连接关系如下：

M13的漏极接外部的输入偏置电流，栅极接外部的控制电压，漏极与M14的漏极相连接；M14的栅极与M13的源极相连接，源极接地；M15的栅极与M14的栅极相连接，漏极与M16的源极相连接，M15的源极接地；M16的栅极与M15的漏极相连接，漏极接外部的第一电源；M17的栅极与M16的栅极相连接，漏极接接外部的第一电源，源极作为偏置电路的输出端。

进一步的，所述的基准电压源模块包括MOS管M1、M2、M3、M4、M5、M6，具体连接关系如下：

M1的栅极和漏极接外部的第二电源，源极与M2的漏极相连接；M2的栅极与M2的漏极相连接，M2的源极接地；M3的漏极接外部的第二电源，栅极与M1的源极相连接，源极与M4的漏极相连接作为所述基准电压源模块的负温度系数的电压输出端；M4的栅极与漏极相连接，源极接地；M5的栅极与M1的源极相连接，漏极接外部的第二电源，源极与M6的漏极相连接作为所述基准电压源模块的正温度系数的电压输出端；M6的栅极与M5的栅极相连接，M6的源极接地。