[發明專利]一種多通道帶脈寬調制輸出的單片數字溫度傳感器

有效

• 申請號: 202011501978.8
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112665743B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 尹自強;吳會利;范軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十七研究所
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G01K1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，包括數據選擇器、ADC、帶隙基準電路、脈寬調制器和控制邏輯單元；

所述數據選擇器，用于接入電壓V1、V2、V3、V4中至少兩個電壓信號，并根據控制邏輯單元觸發對電壓信號進行通斷控制；

所述帶隙基準電路，用于根據晶體管的E-B結電壓差的正溫度特性補償E-B結電壓的負溫度特性，從而輸出一個不隨溫度變化的零溫度特性的電壓，輸出至ADC；

所述ADC，用于根據電壓對數據選擇器輸出的電壓信號進行校準，輸出校準后的電壓數字信號至控制邏輯單元；

所述脈寬調制器，用于根據控制邏輯單元的指令以及V3通道測量的溫度值輸出不同脈寬比例的調制信號至外部的散熱器或加熱器；

所述控制邏輯單元，用于存儲指令數據并將ADC輸出的電壓數字信號與上位機指令給定的溫度閾值進行比較，輸出指令至脈寬調制器以控制脈寬調制器的輸出占空比。

2.根據權利要求1所述的一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，所述數據選擇器包括多個傳輸門；

第一傳輸門、第二傳輸門、第三傳輸門、第四傳輸門并聯，四個傳輸門的輸入端分別用于接入電壓V1、V2、V3、V4，四個傳輸門的輸出端均與第五傳輸門的輸入端連接，第五傳輸門的輸出端作為數據選擇器的第一輸出端；

第六傳輸門、第七傳輸門并聯，輸入端分別用于接入電壓V2、V4，兩個傳輸門的輸出端均與第八傳輸門的輸入端連接，第八傳輸門的輸出端作為數據選擇器的第二輸出端；

所述數據選擇器的第一輸出端與第二輸出端與ADC連接。

3.根據權利要求1所述的一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，所述帶隙基準電路包括運算放大器、三極管Q1、三極管Q2、晶體管P1、晶體管P2；

所述運算放大器的正向輸入端、反向輸入端分別通過電阻R3、R4與電源連接，還分別與三極管Q1集電極、Q2集電極連接；運算放大器的輸出端與三極管Q1基極、Q2基極連接，三極管Q1發射極與Q2發射極連接，并通過串聯的修調電阻Rtrim、電阻R1接地，所述三極管Q2的發射極依次通過電阻R2、電阻Rtrim、電阻R1接地；

三極管Q1的發射極與晶體管P1的柵極連接，晶體管P2的柵極通過電阻R5與運算放大器的輸出端連接，還通過電阻R6接地；晶體管P1源極、晶體管P2源極接入基準電流，晶體管P1漏極與晶體管P2漏極連接，并與Rtrim、電阻R1間的結點連接；

運算放大器的輸出端作為帶隙基準電路的輸出端，與ADC連接。

4.根據權利要求1所述的一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，所述脈寬調制器包括第一～第十寄存器，每個寄存器的時鐘端接入時鐘信號；

十個寄存器的數據輸入端D分別通過緩沖器與對應的減法器輸出端連接，每個減法器的兩個輸入端分別接入來自控制邏輯單元的溫度閾值、來自V3通道測量溫度的數字電壓信號；

第二寄存器～第九寄存器的數據輸出端Q與上一序號的寄存器輸入端D1連接；

第一寄存器的數據輸出端Q懸空，第十寄存器的輸入端D1用于輸入低電平；

第二寄存器～第四寄存器的輸出端分別與或門A的三個輸入端連接，或門A的輸出端與與門A的第二輸入端連接；第一寄存器的輸出端通過緩沖器A與與門A的第一輸入端連接；

第五寄存器～第十寄存器的輸出端與譯碼電路連接，緩沖器A的輸出端、譯碼電路輸出端分別與與門B的兩個輸入端連接；

與門A的輸出端、與門B的輸出端分別與或門的兩個輸入端連接，或門輸出端作為脈寬調制器的輸出端，與外部加熱器或風扇的控制端連接。

5.根據權利要求1所述的一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，所述數據選擇器同時測量四個電壓或兩個差分電壓或兩個三極管溫度。

6.根據權利要求1所述的一種多通道具有脈寬調制輸出的溫度傳感器，其特征在于，所述數據選擇器具有四個獨立端口，為四選一的數據選擇器，通過控制邏輯選通某一路。