[发明专利]一种小型化温度测量电路

说明书

本发明公开了一种型化温度测量电路，属于测控技术领域，主要涉及一种用于微型机械电子装置或者MEMS的小型化温度测量电路，包括以下电路单元：阻抗变换单元、积分器单元、比较器单元、单稳态触发器单元、锁存器单元、整形电路单元和电子开关单元；电子开关的输出端与积分器单元的输入端连接。本发明通过将温度信号转换成成比例的频率信号，可以实现与装置的时钟同步、输出同步，便于接口电路和计数电路的统一设计，便于实现工作温度的采集和变送器件的小型化。

技术领域

本发明属于测控技术领域，主要涉及一种用于微型机械电子装置或者 MEMS的小型化温度测量电路。

背景技术

现有技术中，温度测量数据的实时采集变送电路有两种实现方案，一是将传感器产生的电压、电流等模拟温度信号经A/D转换单元转换成数字信息并存入近端的寄存器，远端通过地址信号读取近端的寄存器中携带温度信息的数字信息，该方案可以保证温度测量数据采集变送的实时性，数据信息的编码解码和寄存器的读写实现需要具体的元器件或者集成电路；二是直接将传感器产生的电压、电流等模拟温度信号从近端传输至远端，同时设计温控电路，对电路中的关键元器件进行恒温控制，从而减小元器件性能指标因远端与近端的温度差引起的误差漂移。上述两种方案，电路结构都相对复杂，很难实现小型化设计或者进一步的微电子机械系统即MEMS设计。

在设计和制造集成电路时，行业中的描述方法为“基于电路单元的方法”，根据该方法，集成电路被视为是“电路单元”的组合，电路单元典型地包括一个或更多个晶体管，每个晶体管实现基本功能。电路单元可以是逻辑门、存储器单元或者可以实现更复杂的功能(触发器、积分器、锁存器等)。一般而言，电路单元包括以下信息：基本功能的功能描述(诸如真值表)；具体描述单元输入、输出和晶体管之间的连接的晶体管级网表；以及将被制造的单元的“布局”或两维拓扑视图。

发明内容

本发明的目的是提出一种性能好、成本低、功耗低的小型化温度测量电路，同时能有效满足微型机械电子装置的温度实时测量需求。实现与装置的时钟同步、输出同步，便于接口电路和计数电路的统一设计。

本发明提供的技术方案是：

一种小型化温度测量电路，包括以下电路单元：阻抗变换单元、积分器单元、比较器单元、单稳态触发器单元、锁存器单元、整形电路单元和电子开关单元；其中阻抗变换单元的输入端和输出端分别与温度传感器的输出端和积分器单元的输入端连接，积分器单元的输出端与比较器单元的输入端连接，比较器单元的输出端与单稳态触发器单元的输入端连接，单稳态触发器单元的输出端与锁存器单元的输入端连接，锁存器单元的输出端与整形电路单元的输入端和电子开关单元的控制端连接，电子开关的输出端与积分器单元的输入端连接。

在本申请的一个实施例中，小型化温度测量电路的电路单元还包括第一恒压源单元，第一恒压源单元的输出端与比较器单元的输入端连接。

在本申请的一个实施例中，小型化温度测量电路的电路单元还包括第二恒压源单元，第二恒压源单元的输出端与电子开关单元的输入端连接。

对上述各个实施例的进一步改进在于，小型化温度测量电路的电路单元刻蚀于同一硅晶片。

对上述实施例的进一步改进在于，硅晶片与温度传感器封装于同一芯片内。

本发明的一个方面带来的有益效果是，通过将温度信号转换成成比例的频率信号，可以实现与装置的时钟同步、输出同步，便于接口电路和计数电路的统一设计。

本发明采用了全电压有源积分、电荷平衡变换方式，对输入信号进行连续积分，既增强了电路的抗干扰能力，还可以保证温度信号采样的连续性，因为从对温度必须实时测量的角度出发，温度信号的变换过程必须是连续的，否则一旦经过长线传输，受到干扰就会丢失信息。该电路能在全温范围内工作而无需温控，具有变换精度高、分辨率高、电路结构紧凑等优点。