[發(fā)明專利]溫度傳感器、激光電路、光檢測和測距系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080007260.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN113597716A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 塞巴斯蒂安·普瓦里埃
• 申請（專利權）人: AMS有限公司
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;H01S5/042;G01S7/484;G01S7/497;H01S5/183;H01S5/40
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

在一個實施例中，一種溫度傳感器具有：第一感測單元(20)，其可操作以提供表示供電單元(19)的第一溫度值的第一偽差分單極模擬信號(31)；接口電路(21)，其可操作以提供表示受電單元(22)的第二溫度值的第二偽差分單極模擬信號(32)；復用器電路(23)，其可操作以提供包括第一模擬信號(31)或第二模擬信號(32)的偽差分單極復用模擬信號(33)；以及第一模數(shù)轉換器(ADC)部件(24)，其可操作以根據(jù)復用模擬信號(33)來提供第一數(shù)字信號(34)，該第一數(shù)字信號(34)包括第一模擬信號(31)或第二模擬信號(32)的數(shù)字表示。其中，第一ADC部件(24)的操作與被設計為用于激活供電單元(19)的控制信號(30)同步。

本公開內容涉及由驅動器電路供電的裝置的溫度快速感測的領域，該驅動器電路例如被實現(xiàn)為開關電源。具體地，本申請涉及一種溫度傳感器、一種激光電路、一種光檢測和測距系統(tǒng)以及一種用于溫度感測的方法。

在一些應用中，例如在光檢測和測距(LIDAR)中，當借助于激光二極管來生成并發(fā)射光時，在短時間內會發(fā)生高的功率耗散。為了確保LIDAR系統(tǒng)始終在其溫度限制內工作以免受到損壞，則除其他外還需要監(jiān)測溫度。這一點尤其重要，因為LIDAR用于自動駕駛等安全關鍵應用場景例如自動駕駛中。

通常認為溫度是一個緩慢變化的變量或尺度。借助于合適的溫度傳感器來測量溫度，該溫度傳感器提供了與所檢測的物體溫度相對應的模擬信號。所述模擬信號被轉換成數(shù)字信號。將此過程中所采用的模數(shù)轉換器被選擇為滿足高精度、適中速度和功耗的要求。已知的解決方案基于用于感測溫度的雙極晶體管和用于轉換模擬信號的sigma delta調制器。

事實證明，這種通用的溫度感測方法不太適合于具有在短時間間隔內導致高溫度峰值的高功耗的應用。由于測量的速度相比于發(fā)生溫度峰值的高速而言較低，已知的方法僅使得能夠測量平均溫度。

因此，能夠得到以下目的，即提供一種尤其是在LIDAR應用中用于改進溫度測量的電路和方法。

該目的通過獨立權利要求的主題來實現(xiàn)。實施例和改進方案在從屬權利要求中限定。

在一個實施例中，溫度傳感器具有：第一感測單元，其可操作以提供表示供電單元的第一溫度值的第一偽差分單極模擬信號；接口電路，其可操作以提供表示受電單元的第二溫度值的第二偽差分單極模擬信號；復用器電路和第一模數(shù)轉換器(ADC)部件。復用器電路可操作以提供包括第一模擬信號或第二模擬信號的偽差分單極復用模擬信號。第一ADC部件可操作以根據(jù)復用模擬信號來提供第一數(shù)字信號。第一數(shù)字信號包括第一模擬信號或第二模擬信號的數(shù)字表示。第一ADC部件的操作與設計為用于激活供電單元的控制信號同步。

在下文中，表述“可操作以”用作表述“配置為”、“設計為用于”或“準備”的同義詞。

第一感測單元將表示供電單元的第一溫度值的第一偽差分單極模擬信號提供給復用器電路。接口電路將表示受電單元的第二溫度值的第二偽差分單極模擬信號提供給復用器電路。復用器電路將包括第一模擬信號或者第二模擬信號的偽差分單極復用模擬信號提供給第一ADC部件。第一ADC部件對復用模擬信號執(zhí)行模數(shù)轉換，該轉換與設計為用于激活供電單元的控制信號在時間上同步。作為該轉換的結果，第一ADC部件提供第一數(shù)字信號。因此，該第一數(shù)字信號包括第一模擬信號或第二模擬信號的數(shù)字表示。

由于第一ADC部件的操作與控制信號同步，該控制信號又控制了供電單元的激活以用于向受電單元提供電力，第一溫度值和第二溫度值的感測(即采樣)和模數(shù)轉換分別與供電單元和受電單元的激活同步。因此，一旦供電單元被激活并且向受電單元提供電力，就捕獲了第一溫度值和/或第二溫度值，這是第一溫度值和第二溫度值接近其相應最大值的時間點。對第一溫度值和/或第二溫度值的最大值的這種檢測改進了溫度測量，尤其是在LIDAR應用中的溫度測量。在這種應用中，激光二極管實現(xiàn)受電單元，而激光二極管的驅動器實現(xiàn)供電單元。能夠利用所提出的溫度傳感器來檢測在激光二極管的激活期間在供電單元內出現(xiàn)的溫度峰值以及由其激活所引起的在所述二極管內出現(xiàn)的溫度峰值。