專利名稱：時域溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種時域溫度傳感器。
背景技術(shù)：
以下請參照圖I所示，以往的溫度傳感器100的電路圖。溫度傳感器100包括延遲線110、互斥或門120、與門130以及計數(shù)器140，其中的延遲線110所提供的時間延遲會隨著環(huán)境溫度的變化而改變。溫度傳感器100在進(jìn)行運(yùn)作時，會提供脈沖信號的起始信號START輸入至延遲線110，延遲線110同時延遲起始信號START以產(chǎn)生延遲后信號DST。而互斥或門120則接收未被延遲的起始信號START以及延遲后信號DST，并比較出起始信號 START以及延遲后信號DST的相位差PHD。與門130則接收相位差PHD以及參考頻率REFCK，并利用參考頻率REFCK取樣出相位差PHD的正脈沖寬度所等于的參考頻率REFCK的脈沖數(shù)量。計數(shù)器140則計算前述的脈沖數(shù)量并由此獲知環(huán)境溫度TEMP的大小。由上述關(guān)于溫度傳感器100的說明可以得知，溫度傳感器100所偵測得的環(huán)境溫度TEMP的分辨率取決于延遲線110所能產(chǎn)生的時間延遲的大小。在以往的技術(shù)領(lǐng)域中，為了使延遲線110能產(chǎn)生足夠的時間延遲，常需要很大的電路布局面積，嚴(yán)重的提高了電路的成本。相對的，在電路的成本的限制下，以往的溫度傳感器100所偵測出的環(huán)境溫度TEMP的分辨率是不足的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種時域溫度傳感器，有效提高環(huán)境溫度偵測的分辨率。本發(fā)明提出一種時域溫度傳感器，包括參考電流產(chǎn)生器、充電時間比較器以及運(yùn)算器。參考電流產(chǎn)生器用以產(chǎn)生第一參考電流以及第二參考電流，其中第一參考電流及第二參考電流的其中之一不隨環(huán)境溫度變化，且其中的另一參考電流會隨環(huán)境溫度變化。充電時間比較器耦接參考電流產(chǎn)生器，包括第一電容以及第二電容，第一電容及第二電容分別對應(yīng)接收第一參考電流及第二參考電流。充電時間比較器使第一電容依據(jù)第一參考電流進(jìn)行充電，并使第一電容的兩端電壓差等于設(shè)定跨壓。充電時間比較器再使第二電容依據(jù)第二參考電流進(jìn)行充電，并記錄第二電容充電至其兩端電壓差等于設(shè)定跨壓的時間以產(chǎn)生比較結(jié)果。運(yùn)算器耦接充電時間比較器，接收比較結(jié)果并依據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生溫度感測結(jié)果。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的充電時間比較器還包括充電電流產(chǎn)生器、電壓比較模塊、第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)。充電電流產(chǎn)生器耦接參考電流產(chǎn)生器以及第一電容及第二電容。充電電流產(chǎn)生器依據(jù)第一參考電流以及第二參考電流以分別產(chǎn)生第一充電電流以及第二充電電流。電壓比較模塊的兩個輸入端分別耦接至充電電流產(chǎn)生器耦接至第一電容及第二電容的耦接點(diǎn)。電壓比較模塊比較充電電流產(chǎn)生器耦接至第一電容及第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓，并由此產(chǎn)生比較結(jié)果。第一開關(guān)串接在第一電容與接地電壓間，受控于第一控制信號。第二開關(guān)串接在第二電容與充電電流產(chǎn)生器的耦接路徑間，受控于第二控制信號。第三開關(guān)串接在電壓比較模塊以及第二電容間。其中，第一開關(guān)及第二開關(guān)不同時導(dǎo)通。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的比較模塊包括比較器、閂鎖器以及除頻器。比較器的兩個輸入端分別接收充電電流產(chǎn)生器耦接至第一電容及第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓。閂鎖器耦接至比較器的輸出端，當(dāng)比較器的輸出端指示充電電流產(chǎn)生器耦接至第一電容及第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，閂鎖器產(chǎn)生脈沖信號。除頻器耦接閂鎖器，接收脈沖信號并針對脈沖信號進(jìn)行除頻，以產(chǎn)生比較結(jié)果。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的閂鎖器包括第一與非門、第二與非門以及非門。第一與非門的輸入端耦接至比較器的輸出端。非門的輸入端耦接至第一與非門耦接至比較器的輸出端的輸入端。第二與非門，其一輸入端耦接至該第一與非門的輸出端，其另一輸入端耦接至該非門的輸出端，其輸出端與第一與非門未耦接至非門的輸入端相耦接。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一與非門的輸出端產(chǎn)生脈沖信號。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的除頻器為一 T型正反器，T型正反器具有頻率端及輸出端，其頻率端耦接至閂鎖器的輸出端，其輸出端產(chǎn)生比較結(jié)果。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的充電時間比較器還包括電荷重置開關(guān)。電荷重置開關(guān)耦接在第一電容耦接充電電流產(chǎn)生器的端點(diǎn)以及接地電壓間，受控于重置控制信號。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)上述的比較器的輸出端指示充電電流產(chǎn)生器耦接至第一電容及第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，閂鎖器還產(chǎn)生重置控制信號使電荷重置開關(guān)導(dǎo)通。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的運(yùn)算器包括邏輯電路以及計數(shù)器。邏輯電路耦接充電時間比較器的輸出端，接收并依據(jù)比較結(jié)果以及頻率信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。計數(shù)器耦接邏輯電路的輸出端，用以計數(shù)邏輯電路的輸出的脈波數(shù)量。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的邏輯電路為與門或與非門。換句話說，本發(fā)明為一種時域溫度傳感器，其中，包括一參考電流產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生一第一參考電流以及一第二參考電流，其中所述第一參考電流及所述第二參考電流的其中之一不隨環(huán)境溫度變化，且其中的另一參考電流會隨環(huán)境溫度變化；一充電時間比較器,稱接所述參考電流產(chǎn)生器，包括一第一電容以及一第二電容，所述第一電容及所述第二電容分別對應(yīng)接收所述第一參考電流及所述第二參考電流，所述充電時間比較器使所述第一電容依據(jù)所述第一參考電流進(jìn)行充電，并使所述第一電容的兩端電壓差等于一設(shè)定跨壓，所述充電時間比較器再使所述第二電容依據(jù)所述第二參考電流進(jìn)行充電，并記錄所述第二電容充電至其兩端電壓差等于所述設(shè)定跨壓的時間以產(chǎn)生一比較結(jié)果；以及一運(yùn)算器，耦接所述充電時間比較器，接收所述比較結(jié)果并依據(jù)所述比較結(jié)果產(chǎn)生一溫度感測結(jié)果。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述充電時間比較器還包括一充電電流產(chǎn)生器，耦接所述參考電流產(chǎn)生器以及所述第一電容及所述第二電容，依據(jù)所述第一參考電流以及所述第二參考電流以分別產(chǎn)生一第一充電電流以及一第二充電電流； 一電壓比較模塊，其兩個輸入端分別耦接至所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)，比較所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓，并由此產(chǎn)生所述比較結(jié)果；一第一開關(guān)，串接在所述第一電容與一接地電壓間，受控于一第一控制信號；一第二開關(guān)，串接在所述第二電容與所述充電電流產(chǎn)生器的耦接路徑間，受控于一第二控制信號；以及一第三開關(guān)，串接在所述電壓比較模塊以及所述第二電容間，其中，所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)不同時導(dǎo)通。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述比較模塊包括一比較器，其兩個輸入端分別接收所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所 述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓；—閂鎖器，耦接至所述比較器的輸出端，當(dāng)所述比較器的輸出端指示所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，所述閂鎖器產(chǎn)生一脈沖信號；以及一除頻器，耦接所述閂鎖器，接收所述脈沖信號并針對所述脈沖信號進(jìn)行除頻，以產(chǎn)生所述比較結(jié)果。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述閂鎖器包括—第一與非門，其一輸入端I禹接至所述比較器的輸出端；一非門，其輸入端耦接至所述第一與非門耦接至所述比較器的輸出端的輸入端；以及一第二與非門，其一輸入端耦接至所述第一與非門的輸出端，其另一輸入端耦接至所述非門的輸出端，其輸出端與所述第一與非門未耦接至所述非門的輸入端相耦接。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述第一與非門的輸出端產(chǎn)生所述脈沖信號。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述除頻器為一 T型正反器，所述T型正反器具有頻率端及輸出端，其頻率端耦接至所述閂鎖器的輸出端，其輸出端產(chǎn)生所述比較結(jié)果O本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述充電時間比較器還包括一電荷重置開關(guān)，耦接在所述第一電容耦接所述充電電流產(chǎn)生器的端點(diǎn)以及所述接地電壓間，受控于一重置控制信號。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，當(dāng)所述比較器的輸出端指示所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，所述閂鎖器還產(chǎn)生所述重置控制信號使所述電荷重置開關(guān)導(dǎo)通。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述運(yùn)算器包括一邏輯電路，耦接所述充電時間比較器的輸出端，接收并依據(jù)所述比較結(jié)果以及一頻率信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；以及一計數(shù)器，耦接所述邏輯電路的輸出端，用以計數(shù)所述邏輯電路的輸出的脈沖數(shù)量。本發(fā)明所述的時域溫度傳感器，其中，所述邏輯電路為與門。綜上所述，本發(fā)明利用會隨環(huán)境溫度變化以及不隨環(huán)境溫度變化的兩個不同的參考電流來分別對兩個不同的電容進(jìn)行充電。利用其中的一個電容的兩端電壓差作為設(shè)定跨壓，再計算另一個電容的跨壓等于設(shè)定跨壓時所需的充電時間，并利用計算上述充電時間的長短，來獲得溫度感測結(jié)果。通過提供充電的電容值以及參考電流的電容值大小的設(shè)定，可以有效提升溫度感測結(jié)果的分辨率。為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參照以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及附圖，然而所附圖式僅是為了提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖I為以往的溫度傳感器100的電路圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的時域溫度傳感器200的示意圖。圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例的時域溫度傳感器300的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電壓比較模塊322的實(shí)施方式示意圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的除頻器3222的動作波形圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算器330的一實(shí)施方式示意圖。附圖標(biāo)記的說明100 :溫度傳感器110:延遲線120 :互斥或門130:與門140、332 :計數(shù)器200、300 :時域溫度傳感器210、310 :參考電流產(chǎn)生器220、320 :充電時間比較器230>330 :運(yùn)算器270,370 :定時器321 :充電電流產(chǎn)生器322:電壓比較模塊CMPl :比較器3221 :H 鎖器3222:除頻器331 :邏輯電路CKREF :頻率信號INVl :非門NANDl NAND2 :與非門SW4 電荷重置開關(guān)1C、IP:充電電流Cl C2:電容Wl SW3 :開關(guān)GND :接地電壓
V1、V2:電壓PULSE :脈沖信號START :起始信號DST :延遲后信號PHD :相位差REFCK :參考頻率TEMP :環(huán)境溫度
CC、PTAT:參考電流CMPR 比較結(jié)果CTRL :控制信號
具體實(shí)施例方式請參照圖2，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的時域溫度傳感器200的示意圖。時域溫度傳感器200包括參考電流產(chǎn)生器210、充電時間比較器220以及運(yùn)算器230。參考電流產(chǎn)生器210用以產(chǎn)生兩組不相同的參考電流CC以及PTAT，其中，參考電流CC不隨環(huán)境溫度變化，而參考電流PTAT則是會隨環(huán)境溫度變化的。其中，參考電流產(chǎn)生器210可以利用所謂的能帶隙(band gap)電路來建構(gòu)，以利用其所提供的與環(huán)境溫度無關(guān)的電壓以及一般的電壓來分別產(chǎn)生參考電流PTAT以及CC。充電時間比較器220耦接參考電流產(chǎn)生器210。充電時間比較器220內(nèi)建兩個電容(圖中未示出)，其中這兩個電容分別對應(yīng)接收參考電流CC以及PTAT。充電時間比較器220使其中的一個電容依據(jù)參考電流CC (或PTAT)進(jìn)行充電，并使依據(jù)參考電流CC (或PTAT)進(jìn)行充電的電容的兩端電壓差等于設(shè)定跨壓。接著，充電時間比較器220再使另一個電容依據(jù)參考電流PTAT (或CC)進(jìn)行充電，并記錄依據(jù)參考電流PTAT (或CC)進(jìn)行充電的此電容充電至其兩端電壓差等于設(shè)定跨壓的時間，來產(chǎn)生比較結(jié)果CMPR。附帶一提的是，充電時間比較器220還包括接收控制信號CTRL。充電時間比較器220接收控制信號CTRL來做為啟動或關(guān)閉其中的電容進(jìn)行充電的依據(jù)。并且，控制信號CTRL是不隨環(huán)境溫度而產(chǎn)生飄移的信號。而這個與環(huán)境溫度無關(guān)的控制信號CTRL同樣可以由能帶隙電路所建構(gòu)的參考電流產(chǎn)生器210所提供的與環(huán)境溫度無關(guān)的電壓CV，并通過定時器270來產(chǎn)生。運(yùn)算器230耦接至充電時間比較器220。運(yùn)算器230接收由充電時間比較器220所產(chǎn)生的比較結(jié)果CMPR并依據(jù)比較結(jié)果CMPR來產(chǎn)生溫度感測結(jié)果TEMP。以下請參照圖3，圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例的時域溫度傳感器300的示意圖。時域溫度傳感器300包括參考電流產(chǎn)生器310、充電時間比較器320、運(yùn)算器330以及定時器370。參考電流產(chǎn)生器310產(chǎn)生與環(huán)境溫度無關(guān)的參考電流CC以及與環(huán)境溫度有關(guān)的參考電流PTAT。充電時間比較器320則包括充電電流產(chǎn)生器321、電壓比較模塊322、電容Cl C2、開關(guān)SWl SW3以及電荷重置開關(guān)SW4。充電電流產(chǎn)生器321耦接至參考電流產(chǎn)生器310，以接收參考電流CC以及PTAT，并依據(jù)參考電流CC以及PTAT來分別產(chǎn)生充電電流IC以及IP。其中，充電電流IC被提供流向電容C2而充電電流IP則被提供流向電容Cl。開關(guān)SWl串接在電容C2與接地電壓GND間，當(dāng)開關(guān)SWl導(dǎo)通時，電容C2可以接收充電電流IC以進(jìn)行充電。相對的，當(dāng)開關(guān)SWl斷開時，電容C2則停止接收充電電流1C。另夕卜，開關(guān)SW2串接在充電電流產(chǎn)生器321與電容Cl間，當(dāng)開關(guān)SW2導(dǎo)通時，電容Cl可以接收充電電流IP以進(jìn)行充電。相對的，當(dāng)開關(guān)SW2斷開時，電容Cl則停止接收充電電流IP。另外，開關(guān)SW3則耦接在電容Cl以及電壓比較模塊322間，作為提供電容Cl上的電壓至電壓比較模塊322的管道。電荷重置開關(guān)SW4則串接在電容C2未耦接接地電壓GND的端點(diǎn)以及接地電壓GND間，當(dāng)電荷重置開關(guān)SW4依據(jù)重置控制信號而導(dǎo)通時可以使電容C2進(jìn)行放電。電壓比較模塊322的兩輸入端耦接至充電電流產(chǎn)生器321耦接至電容Cl以及C2的耦接點(diǎn)，并通過比較電容Cl以及C2上的電壓的差值，從而產(chǎn)生比較結(jié)果CMPR。在時域溫度傳感器300的整體運(yùn)作過程中，首先，開關(guān)SW2被導(dǎo)通(同時，開關(guān)SffUSW3以及電荷重置開關(guān)SW4都是斷開的)，并使電容Cl可以接收參考電流IP以進(jìn)行充 電。在當(dāng)電容Cl的兩個端點(diǎn)的跨壓等于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定跨壓時，開關(guān)SW2被斷開，并停止電容Cl的充電動作。接著，開關(guān)SW3被導(dǎo)通，并使電容Cl上的電壓被傳送至電壓比較模塊322的一個輸入端。然后，導(dǎo)通開關(guān)SWl，使電容C2依據(jù)參考電流IC進(jìn)行充電。在此同時，電壓比較模塊322實(shí)時偵測電容C2與電容Cl上的電壓值，一旦電容C2上的電壓上升到與電容Cl上的電壓相同時，電壓比較模塊322對應(yīng)變更其所產(chǎn)生的比較結(jié)果CMPR。另外，在電壓比較模塊322比對到電容C2上的電壓與電容Cl上的電壓相同時，會對應(yīng)產(chǎn)生重置控制信號來使電荷重置開關(guān)SW4導(dǎo)通。在電荷重置開關(guān)SW4導(dǎo)通時，電容C2中的電荷將被釋放，并使電容C2上的跨壓回到零電壓準(zhǔn)位。在電容C2上的跨壓回到零電壓準(zhǔn)位后，電荷重置開關(guān)SW4對應(yīng)被斷開，而電容C2將再次的接收參考電流IC以進(jìn)行充電，電壓比較模塊322則再次執(zhí)行比較電容Cl以及C2上的電壓，并變更其所產(chǎn)生的比較結(jié)果CMPR。電壓比較模塊322在每次偵測到電容Cl以及C2上的電壓是相同的情況下，會使比較結(jié)果CMPR產(chǎn)生轉(zhuǎn)態(tài)，而比較結(jié)果CMPR的正或負(fù)脈寬的寬度，就等于電容C2充電至等于設(shè)定跨壓所需的時間。以下請參照圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電壓比較模塊322的實(shí)施方式示意圖。電壓比較模塊322包括比較器CMP1、閂鎖器3221以及除頻器3222。比較器CMPl接收如圖3所示的電容Cl上的電壓Vl以及電容C2上的電壓V2。比較器CMPl的輸出端耦接至閂鎖器3221。閂鎖器3221則是由與非門NANDl NAND2以及非門INVl所構(gòu)成的SR閂鎖器。其中，與非門NANDl的一輸入端耦接至比較器CMPl的輸出端以及非門INVl的輸入端，與非門NANDl的另一輸入端耦接至與非門NAND2的輸出端，與非門NAND2的一輸入端耦接至非門INVl的輸出端，與非門NAND2的另一輸入端則耦接至與非門NANDl的輸出端。當(dāng)比較器CMPl比較到電壓Vl與電壓V2相同時，比較器CMPl的輸出端會產(chǎn)生一個脈沖信號，閂鎖器3221則會閂鎖并延長這個脈沖信號的脈沖寬度。另外，在與非門NANDl的輸出端進(jìn)行閂鎖并延長脈沖信號的脈沖寬度的同時，與非門NAND2的輸出端則會產(chǎn)生重置控制信號以導(dǎo)通如圖3所示的電荷重置開關(guān)SW4。除頻器3222則耦接至閂鎖器3221的輸出端。除頻器3222針對閂鎖器3221所產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行除頻的動作以產(chǎn)生比較結(jié)果CMPR，其中，比較結(jié)果CMPR的轉(zhuǎn)態(tài)點(diǎn)恰好對應(yīng)至各脈沖信號由低電壓轉(zhuǎn)態(tài)至高電壓的轉(zhuǎn)態(tài)點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，除頻器3222由T型的正反器所構(gòu)成，其中，除頻器3222具有頻率端CK以及輸出端D，其頻率端CK耦接至閂鎖器3221的輸出端，其輸出端D產(chǎn)生比較結(jié)果CMPR。以下請參照圖5，其中圖5為本發(fā)明實(shí)施例的除頻器3222的動作波形圖。其中，在圖5中，除頻器3222針對脈沖信號PULSE進(jìn)行除頻的動作，并產(chǎn)生比較結(jié)果CMPR。由圖5可以清楚發(fā)現(xiàn)，比較結(jié)果CMPR的正或負(fù)脈沖的寬度，恰好等于電容C2進(jìn)行充電至跨壓的充電時間。接著請參照圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算器330的ー實(shí)施方式示意圖。在圖6中，運(yùn)算器330包括邏輯電路331以及計數(shù)器332。邏輯電路331耦接充電時間比較器的輸出端以接收比較結(jié)果CMPR。邏輯電路331還接收頻率信號CKREF。邏輯電路331依據(jù)比較結(jié)果CMPR以及頻率信號CKREF進(jìn)行邏輯運(yùn)算。簡單來說，以邏輯電 路331是與門為例子，當(dāng)比較結(jié)果CMPR等于邏輯高準(zhǔn)位吋，頻率信號CKREF的脈沖可以直接由邏輯電路331的輸出端被輸出。相対的，當(dāng)比較結(jié)果CMPR等于邏輯低準(zhǔn)位吋，頻率信號CKREF的脈沖被遮蔽，而邏輯電路331的輸出端輸出邏輯低準(zhǔn)位信號。計數(shù)器332則耦接邏輯電路331的輸出端，用以計數(shù)邏輯電路331輸出的脈波數(shù)量。在此，邏輯電路331輸出的脈波數(shù)量與比較結(jié)果CMPR的脈波寬度是相對應(yīng)的，CMPR的脈波寬度越寬，邏輯電路331輸出的脈波數(shù)量越高。由上述的說明可以得知，由計數(shù)器332的計數(shù)結(jié)果就可以換算出比較結(jié)果CMPR的脈波寬度。例如，當(dāng)頻率信號CKREF的周期為I微秒時，且當(dāng)計數(shù)器332的計數(shù)結(jié)果為100時，比較結(jié)果CMPR的脈波寬度就等于I微秒X 100，也就等于100微秒。當(dāng)然，邏輯電路331也并非一定要由與門來實(shí)施，其中，只要可以在比較結(jié)果CMPR為正及負(fù)脈寬的其中之ー產(chǎn)生直接傳送頻率信號CKREF的脈波，而在比較結(jié)果CMPR為正及負(fù)脈寬的另ー遮蔽頻率信號CKREF的脈波的邏輯電路都可以應(yīng)用以實(shí)施邏輯電路331。相關(guān)上述的邏輯電路為本領(lǐng)域具通常知識的人員所熟知的技術(shù)，以下恕不多贅述。綜上所述，本發(fā)明利用不隨環(huán)境溫度改變的參考電流以及會隨環(huán)境溫度改變的參考電流來進(jìn)行對不同電容的充電。并通過其中的充電至預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)跨壓的充電時間，來獲知環(huán)境溫度的變化。如此ー來，所產(chǎn)生的溫度感測結(jié)果的分辨率可以依據(jù)需要，由設(shè)計者變更電容值、參考電流的電流值的大小或預(yù)設(shè)跨壓的大小，來進(jìn)行有效的設(shè)定。并且，這些設(shè)定并不需要占去很大的電路布局面積，有效節(jié)省了電路成本。雖然本發(fā)明公開的實(shí)施例如上所述，這些實(shí)施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明實(shí)施的限制。在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，其他的改動或者變化，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種時域溫度傳感器，其特征在于，包括 一參考電流產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生一第一參考電流以及一第二參考電流，其中所述第一參考電流及所述第二參考電流的其中之一不隨環(huán)境溫度變化，且其中的另一參考電流會隨環(huán)境溫度變化； 一充電時間比較器，稱接所述參考電流產(chǎn)生器，包括一第一電容以及一第二電容，所述第一電容及所述第二電容分別對應(yīng)接收所述第一參考電流及所述第二參考電流，所述充電時間比較器使所述第一電容依據(jù)所述第一參考電流進(jìn)行充電，并使所述第一電容的兩端電壓差等于一設(shè)定跨壓，所述充電時間比較器再使所述第二電容依據(jù)所述第二參考電流進(jìn)行充電，并記錄所述第二電容充電至其兩端電壓差等于所述設(shè)定跨壓的時間以產(chǎn)生一比較結(jié)果；以及 一運(yùn)算器，耦接所述充電時間比較器，接收所述比較結(jié)果并依據(jù)所述比較結(jié)果產(chǎn)生一溫度感測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述充電時間比較器還包括 一充電電流產(chǎn)生器，耦接所述參考電流產(chǎn)生器以及所述第一電容及所述第二電容，依據(jù)所述第一參考電流以及所述第二參考電流以分別產(chǎn)生一第一充電電流以及一第二充電電流； 一電壓比較模塊，其兩個輸入端分別耦接至所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)，比較所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓，并由此產(chǎn)生所述比較結(jié)果； 一第一開關(guān)，串接在所述第一電容與一接地電壓間，受控于一第一控制信號； 一第二開關(guān)，串接在所述第二電容與所述充電電流產(chǎn)生器的耦接路徑間，受控于一第二控制信號；以及 一第三開關(guān)，串接在所述電壓比較模塊以及所述第二電容間，其中，所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)不同時導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述比較模塊包括 一比較器，其兩個輸入端分別接收所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓； 一閂鎖器，耦接至所述比較器的輸出端，當(dāng)所述比較器的輸出端指示所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，所述閂鎖器產(chǎn)生一脈沖信號；以及 一除頻器，耦接所述閂鎖器，接收所述脈沖信號并針對所述脈沖信號進(jìn)行除頻，以產(chǎn)生所述比較結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述閂鎖器包括 一第一與非門，其一輸入端耦接至所述比較器的輸出端； 一非門，其輸入端耦接至所述第一與非門耦接至所述比較器的輸出端的輸入端；以及 一第二與非門，其一輸入端耦接至所述第一與非門的輸出端，其另一輸入端耦接至所述非門的輸出端，其輸出端與所述第一與非門未耦接至所述非門的輸入端相耦接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時域溫度傳感器,其特征在于,所述第一與非門的輸出端產(chǎn)生所述脈沖信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述除頻器為一T型正反器，所述T型正反器具有頻率端及輸出端，其頻率端耦接至所述閂鎖器的輸出端，其輸出端產(chǎn)生所述比較結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述充電時間比較器還包括 一電荷重置開關(guān)，耦接在所述第一電容耦接所述充電電流產(chǎn)生器的端點(diǎn)以及所述接地電壓間，受控于一重置控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的時域溫度傳感器，其特征在于，當(dāng)所述比較器的輸出端指示所述充電電流產(chǎn)生器耦接至所述第一電容及所述第二電容的耦接點(diǎn)上的電壓相等時，所述閂鎖器還產(chǎn)生所述重置控制信號使所述電荷重置開關(guān)導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述運(yùn)算器包括 一邏輯電路，耦接所述充電時間比較器的輸出端，接收并依據(jù)所述比較結(jié)果以及一頻率信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；以及 一計數(shù)器，耦接所述邏輯電路的輸出端，用以計數(shù)所述邏輯電路的輸出的脈波數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的時域溫度傳感器，其特征在于，所述邏輯電路為與門。
全文摘要
本發(fā)明為一種時域溫度傳感器，包括參考電流產(chǎn)生器、充電時間比較器以及運(yùn)算器。參考電流產(chǎn)生器用以產(chǎn)生第一以及第二參考電流，其中第一參考電流及第二參考電流的其中之一不隨環(huán)境溫度變化，且其中的另一參考電流會隨環(huán)境溫度變化。充電時間比較器包括第一電容以及第二電容分別對應(yīng)接收第一參考電流及第二參考電流。第一電容依據(jù)第一參考電流進(jìn)行充電，并使第一電容的兩端電壓差等于設(shè)定跨壓。充電時間比較器記錄第二電容依據(jù)第二參考電流進(jìn)行充電至其兩端電壓差等于設(shè)定跨壓的時間以產(chǎn)生比較結(jié)果。運(yùn)算器接收比較結(jié)果并依據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生溫度感測結(jié)果。
文檔編號H03K5/22GK102865943SQ20111019505
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者林宇浩, 許博欽 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司