[發明專利]一種高精度寬輸出電壓的溫度傳感器

有效

• 申請號: 201710302184.0
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107202649B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 邱翠雯
• 申請（專利權）人: 邱翠雯
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳東勤

本發明特別涉及一種高精度寬輸出電壓的溫度傳感器，包括溫度信號生成電路、溫度信號放大電路、電壓動態抬升電路和放大器直流偏置消除電路，溫度信號生成電路用于根據檢測到的溫度生成對應的溫度信號；溫度信號放大電路用于對所述溫度信號進行放大；電壓動態抬升電路用于提高所述溫度信號放大電路的放大倍數以增加所述溫度信號的放大范圍；放大器直流偏置消除電路用于將放大后的溫度信號中的直流偏置調制到高頻，以通過接收所述溫度信號的模數轉換器所帶的濾波器進行濾除。本發明不僅提高了溫度傳感器輸出電壓的電壓范圍，同時解決了直流偏置的干擾，提高了溫度傳感器的精度。

技術領域

本發明涉及傳感器領域，特別涉及一種高精度寬輸出電壓的溫度傳感器。

背景技術

溫度傳感器作為感知芯片環境溫度的模塊，是集成電路里一個應用廣泛的組成部分。現有技術中，既有專門的溫度傳感器芯片，也可以集成在各類型通用集成電路里，比如集成在通用處理器(MCU)、工業控制芯片、各類計量芯片等。其作用除了顯示當前溫度之外，還可以根據芯片溫度，對一些參數如晶體頻率、時鐘頻率、計量增益等進行溫度補償和校正。現有技術中，一個典型的溫度傳感器如圖1所示，由一個電流源I₀、NPN三極管Q₀和一個緩沖運放A₀組成，當電流I₀恒定時，NPN三極管Q₀基極與發射極之間的電壓與溫度T呈線性關系，因此可以通過電壓的變化來反映溫度的變化，如圖2所示，為圖1所示溫度傳感器的電壓-溫度曲線圖。而A₀則作為緩沖級，可以保證該溫度傳感器能夠驅動后續的ADC電路。采用上述結構或者類似結構的溫度傳感器，有以下不足之處：

(1)溫度曲線的線性度不足，電壓和溫度的擬合公式里含有較高的二次以上分量系數，給計算帶來較大復雜度；

(2)溫度曲線的系數受集成電路工藝參數的偏差影響較大，在批量生產的時候無法很好保證一致性；

(3)溫度傳感器產生的信號幅度不足，如圖2所示，在-40～120℃范圍內，溫度信號的電壓范圍在550mV～850mV之間，只有300mV，或1.875mV/℃，這對溫度傳感器后面的ADC精度提出了很高的要求。

發明內容

本發明旨在至少解決常規溫度傳感器輸出電壓信號小、電壓-溫度曲線參數受集成電路生產工藝影響大等問題。

為此，本發明的一個目的在于提出一種高精度寬輸出電壓的溫度傳感器,該溫度傳感器輸出電壓范圍較大，且精度高。

為了實現上述目的，本發明的一個實施例提出了一種高精度寬輸出電壓的溫度傳感器，包括溫度信號生成電路、溫度信號放大電路、電壓動態抬升電路和放大器直流偏置消除電路，

所述溫度信號生成電路用于根據檢測到的溫度生成對應的溫度信號；

所述溫度信號放大電路用于對所述溫度信號進行放大；

所述電壓動態抬升電路用于提高所述所述溫度信號放大電路的放大倍數以增加所述溫度信號的放大范圍；

所述放大器直流偏置消除電路用于將放大后的溫度信號中的直流偏置調制到高頻。

根據本發明實施例的溫度傳感器，不僅可以通過溫度信號放大電路對生成的溫度信號，即電壓信號進行一次放大，從而提高輸出電壓的電壓范圍，同時采用了電壓動態抬升電路，提高了溫度信號放大電路的放大倍數，從而進一步增加了所述電壓信號的放大范圍；不僅如此，本實施例的溫度傳感器還設置了放大器直流偏置消除電路，解決了直流偏置的干擾，提高了溫度傳感器的精度。

另外，根據本發明上述實施例的高精度寬輸出電壓的溫度傳感器還可以具有如下附加的技術特征：