[發明專利]用于芯片外溫度的準確測量的系統、裝置和方法

有效

• 申請號: 201811534460.7
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN110034728B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: E.柳;T.E.沃爾;J.M.庫里
• 申請（專利權）人: 硅實驗室公司
• 主分類號: H03B5/12
• 分類號: H03B5/12;H03B5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳曉;閆小龍

本發明公開了用于芯片外溫度的準確測量的系統、裝置和方法。在實施例中，一種集成電路包括：被耦合在供給電壓節點和分配器節點之間的開關電容器，其中在集成電路外部的熱敏電阻器將耦合到所述分配器節點；模擬至數字轉換器（ADC），其耦合到所述分配器節點，用以接收分配器節點處的電壓并且基于其而生成數字值；以及控制器，其耦合到ADC，用以至少部分地基于所述數字值來確定與熱敏電阻器相關聯的溫度。

技術領域

本發明涉及用于芯片外溫度的準確測量的系統、裝置和方法。

背景技術

許多電子組件遭受隨著溫度的在性能方面的變化。在包括無線通信系統的許多系統中，典型地，晶體振蕩器用于生成基準時鐘信號，所述基準時鐘信號要被提供到無線接收器和發射器電路的電路。然而，常規的晶體振蕩器具有隨著溫度的振蕩頻率漂移。當使用不昂貴的標準晶體振蕩器的時候，這限制給定解決方案的操作溫度范圍。在工業中，用于實現較寬操作溫度范圍的普及的變通方案是使用昂貴的溫度補償晶體振蕩器（TCXO）來克服溫度效應。

用于補償溫度變化的另一技術是通過多個電阻器來測量溫度，所述多個電阻器被可控地切換到經受測量的設備。然而，這些技術是復雜的并且要求發生許多校準，從而不必要地增加測量的費用、復雜性和時間。

發明內容

在一個方面中，一種集成電路包括：被耦合在供給電壓節點和分配器（divider）節點之間的開關電容器，其中在集成電路外部的熱敏電阻器將耦合到分配器節點；模擬至數字轉換器（ADC），其耦合到分配器節點，用以接收分配器節點處的電壓并且基于其而生成數字值；以及控制器，其耦合到ADC，用以至少部分地基于數字值來確定與熱敏電阻器相關聯的溫度。

在實施例中，所述控制器用于至少部分地基于所述數字值以及被提供到供給電壓節點的供給電壓的值來計算熱敏電阻器的電阻。所述控制器可以此外基于開關電容器的等效電阻來計算熱敏電阻器的電阻。該等效電阻可以基于開關電容器的電容以及開關電容器的開關的頻率。

在實施例中，所述集成電路可以此外包括頻率合成器，用以生成第一時鐘信號。該頻率合成器可以從被耦合到集成電路的振蕩器接收輸入時鐘信號，并且通過使用輸入時鐘信號來生成第一時鐘信號。所述控制器可以基于與熱敏電阻器相關聯的溫度來補償振蕩器的溫度變化，所述熱敏電阻器熱耦合到振蕩器。所述集成電路可以此外包括分頻器，用以基于從振蕩器接收的第一時鐘信號來生成開關頻率。所述集成電路還可以包括溫度傳感器，用以測量集成電路的溫度。進而，所述控制器可以控制分頻器，用以至少部分地基于集成電路的溫度來生成開關頻率。所述控制器可以使得開關電容器的等效電阻被更新，如果分配器節點處的電壓在預定范圍之外的話。所述控制器可以使得開關電容器的等效電阻至少大體上追蹤熱敏電阻器的電阻。所述控制器，至少部分地基于溫度，可以控制振蕩器的電容以補償振蕩器的溫度變化。所述集成電路可以此外包括選擇電路，用以選擇性地將集成電路外部的多個熱敏電阻器耦合到分配器節點。

在另一方面中，一種方法包括：通過半導體管芯的控制器而控制第一開關和第二開關來以第一開關頻率操作，用于使得被適配在半導體管芯上的開關電容器可切換地耦合在第一節點和第二節點之間；將熱敏電阻器耦合到第二節點，所述熱敏電阻器在半導體管芯外部；當熱敏電阻器被耦合到第二節點的時候，測量第二節點處的電壓；通過控制器、基于第一節點的電壓、第二節點處的電壓以及開關電容器的電阻來計算熱敏電阻器的電阻；以及通過控制器、使用熱敏電阻器的電阻來確定熱敏電阻器的溫度。

在實施例中，所述方法此外包括確定半導體管芯的溫度并且至少部分地基于其而將第一開關頻率改變成第二開關頻率。所述方法可以此外包括基于熱敏電阻器的溫度來補償耦合到半導體管芯的振蕩器的頻率漂移，所述振蕩器與熱敏電阻器熱耦合。