[发明专利]一种基于电容数字转换器的温度传感器

说明书

本发明属于传感器技术领域，提供了一种基于电容数字转换器的温度传感器。所述温度传感器包括：用于根据温度变化量生成第一温度变化信号、第二温度变化信号以及第三温度变化信号的传感器前端电路；与所述传感器前端电路连接，用于根据所述第一温度变化信号、所述第二温度变化信号以所述第三温度变化信号生成数字码的CDC读出电路；及与所述CDC读出电路连接，用于对所述数字码进行输出的数字处理电路；通过本发明可有效解决现有温度传感器中CDC读出电路的结构过于复杂，实用性低以及对温度检测误差较大的问题。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种基于电容数字转换器的温度传感器。

背景技术

随着现代电子技术的高速发展，各类电子产品也逐渐趋于便携化和小型化，基于现代CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺的温度传感器由于其强大的兼容性而得到了越来越广泛地应用；在相关现有技术中，CDC(Capacitance-to-Digital-Converter,电容数字转换器)读出电路将温度传感器电路所检测到的温度变化量转化为可识别的数字码，再将该数字码通过后续的数字处理即可直接得到外界环境的温度值，进而实现了对于环境温度的直接测量。

因此，现有技术至少存在以下问题：现有的CDC读出电路结合了开关电容技术与过采样调制技术来读取温度信号，需要通过电流镜电路、振荡器电路以及计数电路对温度信号进行处理才能得到与温度成正比的计数值，整个温度检测过程操作过于繁琐，CDC读出电路结构过于复杂，电路实现难度较大，并且现有的温度传感器需要对温度信号进行校准后才能得到温度值，增大了温度检测误差。

发明内容

本发明提供一种基于电容数字转换器的温度传感器，旨在解决现有技术中CDC读出电路结构过于复杂、难于实现以及温度传感器具有较大的检测误差较大的问题。

本发明第一方面提供一种基于电容数字转换器的温度传感器，包括：

用于根据温度变化量生成第一温度变化信号、第二温度变化信号以及第三温度变化信号的传感器前端电路；

与所述传感器前端电路连接，用于根据所述第一温度变化信号、所述第二温度变化信号以所述第三温度变化信号生成数字码的CDC读出电路；及

与所述CDC读出电路连接，用于对所述数字码进行输出的数字处理电路。

进一步地，所述CDC读出电路包括：

其信号输入端与所述传感器前端电路连接，用于消除偏移误差的开关电容模块；

与所述开关电容模块的信号输出端连接，用于对所述开关电容模块生成的电压比值信号进行放大的跨导放大模块；及

输入端与跨导放大模块连接，用于根据所述电压比值信号生成数字码的一位量化模块。

进一步地，所述开关电容模块包括：

与所述传感器前端电路连接，用于根据所述第一温度变化信号以及第一时钟信号生成第一充电电荷的第一电容积分单元；

与所述传感器前端电路连接，用于根据所述第一温度变化信号以及第二时钟信号生成第二充电电荷的第二电容积分单元；

与所述传感器前端电路连接，用于根据所述第二温度变化信号、所述第三温度变化信号以及第三时钟信号调节所述第一充电电荷与所述第二充电电荷比值的电容反馈单元；以及

第一MOS开关管，所述第一MOS开关管的漏极与所述第一电容积分单元、所述第二电容积分单元以及所述电容反馈单元连接，所述第一MOS开关管的栅极接第四时钟信号，所述第一MOS开关管的源极为所述开关电容模块信号输出端。

进一步地，所述第一电容积分单元包括：第二MOS开关管、第三MOS开关管以及第一微调电容；