多參數(shù)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多參數(shù)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著MEMS技術(shù)發(fā)展，各種各樣的MEMS傳感器在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。在手機(jī)、PAD相關(guān)的應(yīng)用中，加速度計(jì)、磁力計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)以及濕度計(jì)，已經(jīng)逐漸成為智能手機(jī)的標(biāo)配。其中，不同的傳感器檢測不同的環(huán)境參數(shù)，然后由各自的信號處理電路來處理傳感器輸出的信號。增大了電路的面積和功耗。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的傳感器中不同的傳感器檢測不同的環(huán)境參數(shù)，然后由各自的信號處理電路來處理傳感器的輸出信號，浪費(fèi)了電路面積，增加了功耗。
[0004]期望集成的傳感器能夠提供多個(gè)環(huán)境參數(shù)、具有小的面積和低的成本和功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種高集成度的多參數(shù)傳感器，通過分時(shí)復(fù)用信號處理電路，節(jié)省了電路面積，降低了成本。所述多參數(shù)傳感器，包括:第一傳感器，所述第一傳感器的輸出信號為電壓信號；第二傳感器，所述第二傳感器的輸出信號為電荷信號；第一放大器，用于放大所述第一傳感器的輸出信號，所述第一放大器的輸出信號為電壓信號；第二放大器，用于放大所述第二傳感器的輸出信號，所述第二放大器的輸出信號為電壓信號；第一選擇電路；以及信號處理電路，包括過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器；所述第一選擇電路根據(jù)控制信號將所述第一放大器的輸出端或第二放大器的輸出端連接到所述信號處理電路的輸入端。
[0006]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器的一個(gè)測量周期包括第一測量子周期、第二測量子周期的至少之一；在所述第一測量子周期，所述第一選擇電路將第一放大器連接信號處理電路，使得第一傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波生成第一數(shù)字信號；在所述第二測量子周期，所述第一選擇電路將第二放大器連接信號處理電路，使得第二傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波生成第二數(shù)字信號。
[0007]優(yōu)選地，所述第一測量子周期包括第一建立時(shí)間和第一工作時(shí)間，在所述第一建立時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器不工作，在所述第一工作時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器以第一過采樣率進(jìn)行采樣；所述第二測量子周期包括第二建立時(shí)間和第二工作時(shí)間，在所述第二建立時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器不工作，在所述第二工作時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器以第二過采樣率進(jìn)行采樣。
[0008]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器還包括數(shù)字補(bǔ)償電路，所述多參數(shù)傳感器的一個(gè)測量周期包括第一測量子周期和第二測量子周期，所述數(shù)字補(bǔ)償電路用于根據(jù)第一數(shù)字信號對第二數(shù)字信號進(jìn)行補(bǔ)償或根據(jù)第二數(shù)字信號對第一數(shù)字信號進(jìn)行補(bǔ)償。
[0009]通過數(shù)字補(bǔ)償電路實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)償提高測量準(zhǔn)確度，減小誤差。
[0010]優(yōu)選地，所述第一傳感器和第二傳感器分別為MEMS傳感器，所述多參數(shù)傳感器制作在同一襯底上。
[0011]優(yōu)選地，所述第一傳感器和第二傳感器分別為獨(dú)立的傳感器，所述第一選擇電路、第一放大器、第二放大器、過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器以及數(shù)字補(bǔ)償電路集成在同一芯片上，并同第一傳感器和第二傳感器封裝在一起。
[0012]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器還包括:第三傳感器，所述第三傳感器的輸出信號為電壓信號；第二選擇電路，所述第二選擇電路根據(jù)控制信號將第一傳感器或第三傳感器連接到所述第一放大器。
[0013]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器的一個(gè)測量周期包括第一測量子周期、第二測量子周期和第三測量子周期的至少之一；在所述第一測量子周期，所述第二選擇電路將所述第一傳感器連接到第一放大器，第一選擇電路將第一放大器連接信號處理電路，使得第一傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波生成第一數(shù)字信號；在所述第二測量子周期，所述第一選擇電路將第二放大器連接信號處理電路，使得第二傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波生成第二數(shù)字信號；在所述第三測量子周期，所述第二選擇電路將所述第三傳感器連接到第一放大器，第一選擇電路將第三放大器連接信號處理電路，使得第一傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波生成第三數(shù)字信號。
[0014]優(yōu)選地，所述第一測量子周期包括第一建立時(shí)間和第一工作時(shí)間，在所述第一建立時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器不工作，在所述第一工作時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器以第一過采樣率進(jìn)行采樣；所述第二測量子周期包括第二建立時(shí)間和第二工作時(shí)間，在所述第二建立時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器不工作，在所述第二工作時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器以第二過采樣率進(jìn)行采樣；所述第三測量子周期包括第三建立時(shí)間和第三工作時(shí)間，在所述第三建立時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器不工作，在所述第三工作時(shí)間內(nèi)，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器以第三過采樣率進(jìn)行采樣。
[0015]優(yōu)選地，所述第一傳感器為溫度傳感器，所述第二傳感器為濕度傳感器，所述第三傳感器為壓力傳感器，所述第一放大器為電壓信號放大器，所述第二放大器為電荷放大器。
[0016]優(yōu)選地，第三過采樣率大于第一過采樣率大于第二過采樣率。
[0017]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器的一個(gè)測量周期包括第一測量子周期。
[0018]優(yōu)選地，所述多參數(shù)傳感器還包括數(shù)字補(bǔ)償電路；所述多參數(shù)傳感器的一個(gè)測量周期還包括第二測量子周期和第三測量子周期的至少之一，所述數(shù)字補(bǔ)償電路用于根據(jù)第一數(shù)字信號補(bǔ)償?shù)诙?shù)字信號和/或根據(jù)第一數(shù)字信號補(bǔ)償?shù)谌龜?shù)字信號。
[0019]優(yōu)選地，所述過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器為Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0020]本發(fā)明的多參數(shù)傳感器能夠節(jié)省電路面積，降低功耗，節(jié)省成本。
【附圖說明】
[0021]通過以下參照附圖對本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0022]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3a_3d為本發(fā)明的第二實(shí)施例的多參數(shù)傳感器的測量周期的時(shí)序圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例的多參數(shù)傳感器的第一測量子周期、第二測量子周期和第三測量子周期的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下基于實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0027]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0028]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0029]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0031]圖1示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，多參數(shù)傳感器100包括:第一傳感器111、第二傳感器112、第一放大器121、第二放大器122、選擇電路130、過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器140、數(shù)字濾波器150以及數(shù)字補(bǔ)償電路160。
[0032]第一傳感器111可以是輸出信號為電壓信號的任一種傳感器。在本實(shí)施方式中，第一傳感器111是輸出信號為電壓信號的溫度傳感器。
[0033]第一放大器121用于放大第一傳感器111的輸出信號以生成第一放大信號，第一放大信號為模擬電壓信號。例如第一放大器121為電壓信號放大器，又稱連續(xù)放大器。
[0034]第二傳感器112可以是輸出信號為電荷信號的任一種傳感器。在本實(shí)施方式中，第二傳感器112是輸出信號為電荷信號的濕度傳感器。
[0035]第二放大器122用于放大第二傳感器112的輸出信號以生成第二放大信號，第二放大信號為模擬電壓信號。例如第二放大器122為電荷放大器。
[0036]選擇電路130根據(jù)控制信號將第一放大器121的輸出端或第二放大器122的輸出端連接到過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器140。
[0037]過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器140用于進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器150用于