[发明专利]一种集成温度传感器

摘要

本发明涉及集成电路和传感器领域，具体涉及一种集成温度传感器。包括TCO，片上参考时钟电路以及FDC。本发明利用片上振荡器电路来为集成温度传感器提供时钟信号，以解决现有的集成温度传感器均需求片外时钟源而导致的无法全片上集成的问题，从而降低了集成温度传感器的使用成本。针对电源电压和集成电路制作工艺对片上振荡器的影响，本发明提出采用相同结构的振荡器来实现集成温度传感器中的片上时钟源电路以及AFC，从而利用频率相比的方法来改善集成温度传感器对抗电源电压以及工艺变化的能力。本发明不仅拓展了集成温度传感器的应用范围，还提高了集成温度传感器芯片制作的成品率，为进一步降低其使用成本奠定基础。

主权项

1.一种集成温度传感器，包括温度控制振荡器TCO，片上参考时钟电路以及频率‑数字信号转换器FDC，其特征在于：所述温度控制振荡器TCO由温度感应电路和模拟‑频率信号转换器AFC组成；温度感应电路，用于感应待测对象温度并将其转换为电信号即电压或电流信号进行输出，输出的两种电信号，一种是不随温度变化的REF模拟信号，另一种随温度变化的模拟信号；不随温度变化的REF模拟信号作为片上参考时钟电路的输入；随温度变化的模拟信号是一个与绝对温度成正相关PTAT或与绝对温度成负相关CTAT的模拟信号，并输出至模拟‑频率信号转换器AFC中；模拟‑频率信号转换器AFC由一个片上振荡器构成，其输出频率能够通过偏置信号进行调整；振荡器中控制振荡频率高低的偏置信号为温度感应电路的输出，即与绝对温度成正相关PTAT或与绝对温度成负相关CTAT的模拟信号；AFC将此偏置信号转换为频率信号且AFC输出一个表征待测对象温度的频率信号至FDC的计数器；所述片上参考时钟电路由一个片上振荡器构成，并与模拟‑频率信号转换器AFC使用的片上振荡器相同，但其控制振荡频率高低的偏置信号采用温度感电路输出的不随温度变化的REF模拟信号；片上参考时钟电路的输出信号作为频率‑数字信号转换器FDC的计数器的输入时钟；所述的频率‑数字信号转换器FDC由计数器以及编码器共同构成；计数器将片上参考时钟电路输出作为计数器的时钟，对模拟‑频率信号转换器AFC输出的表征待测对象温度的频率信号通过计数的方式进行量化，并将量化后的计数值输出到编码器中；编码器对计数器输出的计数值进行编码并输出表征待测对象温度的数字信号，即数字化的温度信息；所述片上振荡器为全片上集成的振荡器。