[发明专利]温度传感器、激光电路、光检测和测距系统及方法

说明书

在一个实施例中，一种温度传感器具有：第一感测单元(20)，其可操作以提供表示供电单元(19)的第一温度值的第一伪差分单极模拟信号(31)；接口电路(21)，其可操作以提供表示受电单元(22)的第二温度值的第二伪差分单极模拟信号(32)；复用器电路(23)，其可操作以提供包括第一模拟信号(31)或第二模拟信号(32)的伪差分单极复用模拟信号(33)；以及第一模数转换器(ADC)部件(24)，其可操作以根据复用模拟信号(33)来提供第一数字信号(34)，该第一数字信号(34)包括第一模拟信号(31)或第二模拟信号(32)的数字表示。其中，第一ADC部件(24)的操作与被设计为用于激活供电单元(19)的控制信号(30)同步。

本公开内容涉及由驱动器电路供电的装置的温度快速感测的领域，该驱动器电路例如被实现为开关电源。具体地，本申请涉及一种温度传感器、一种激光电路、一种光检测和测距系统以及一种用于温度感测的方法。

在一些应用中，例如在光检测和测距(LIDAR)中，当借助于激光二极管来生成并发射光时，在短时间内会发生高的功率耗散。为了确保LIDAR系统始终在其温度限制内工作以免受到损坏，则除其他外还需要监测温度。这一点尤其重要，因为LIDAR用于自动驾驶等安全关键应用场景例如自动驾驶中。

通常认为温度是一个缓慢变化的变量或尺度。借助于合适的温度传感器来测量温度，该温度传感器提供了与所检测的物体温度相对应的模拟信号。所述模拟信号被转换成数字信号。将此过程中所采用的模数转换器被选择为满足高精度、适中速度和功耗的要求。已知的解决方案基于用于感测温度的双极晶体管和用于转换模拟信号的sigma delta调制器。

事实证明，这种通用的温度感测方法不太适合于具有在短时间间隔内导致高温度峰值的高功耗的应用。由于测量的速度相比于发生温度峰值的高速而言较低，已知的方法仅使得能够测量平均温度。

因此，能够得到以下目的，即提供一种尤其是在LIDAR应用中用于改进温度测量的电路和方法。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。实施例和改进方案在从属权利要求中限定。

在一个实施例中，温度传感器具有：第一感测单元，其可操作以提供表示供电单元的第一温度值的第一伪差分单极模拟信号；接口电路，其可操作以提供表示受电单元的第二温度值的第二伪差分单极模拟信号；复用器电路和第一模数转换器(ADC)部件。复用器电路可操作以提供包括第一模拟信号或第二模拟信号的伪差分单极复用模拟信号。第一ADC部件可操作以根据复用模拟信号来提供第一数字信号。第一数字信号包括第一模拟信号或第二模拟信号的数字表示。第一ADC部件的操作与设计为用于激活供电单元的控制信号同步。

在下文中，表述“可操作以”用作表述“配置为”、“设计为用于”或“准备”的同义词。

第一感测单元将表示供电单元的第一温度值的第一伪差分单极模拟信号提供给复用器电路。接口电路将表示受电单元的第二温度值的第二伪差分单极模拟信号提供给复用器电路。复用器电路将包括第一模拟信号或者第二模拟信号的伪差分单极复用模拟信号提供给第一ADC部件。第一ADC部件对复用模拟信号执行模数转换，该转换与设计为用于激活供电单元的控制信号在时间上同步。作为该转换的结果，第一ADC部件提供第一数字信号。因此，该第一数字信号包括第一模拟信号或第二模拟信号的数字表示。

由于第一ADC部件的操作与控制信号同步，该控制信号又控制了供电单元的激活以用于向受电单元提供电力，第一温度值和第二温度值的感测(即采样)和模数转换分别与供电单元和受电单元的激活同步。因此，一旦供电单元被激活并且向受电单元提供电力，就捕获了第一温度值和/或第二温度值，这是第一温度值和第二温度值接近其相应最大值的时间点。对第一温度值和/或第二温度值的最大值的这种检测改进了温度测量，尤其是在LIDAR应用中的温度测量。在这种应用中，激光二极管实现受电单元，而激光二极管的驱动器实现供电单元。能够利用所提出的温度传感器来检测在激光二极管的激活期间在供电单元内出现的温度峰值以及由其激活所引起的在所述二极管内出现的温度峰值。