[发明专利]一种集成温度传感器

权利要求书

1.一种集成温度传感器，包括温度控制振荡器TCO，片上参考时钟电路以及频率-数字信号转换器FDC，其特征在于：所述温度控制振荡器TCO由温度感应电路和模拟-频率信号转换器AFC组成；

温度感应电路，用于感应待测对象温度并将其转换为电信号即电压或电流信号进行输出，输出的两种电信号，一种是不随温度变化的REF模拟信号，另一种随温度变化的模拟信号；不随温度变化的REF模拟信号作为片上参考时钟电路的输入；随温度变化的模拟信号是一个与绝对温度成正相关PTAT或与绝对温度成负相关CTAT的模拟信号，并输出至模拟-频率信号转换器AFC中；

模拟-频率信号转换器AFC由一个片上振荡器构成，其输出频率能够通过偏置信号进行调整；振荡器中控制振荡频率高低的偏置信号为温度感应电路的输出，即与绝对温度成正相关PTAT或与绝对温度成负相关CTAT的模拟信号；AFC将此偏置信号转换为频率信号且AFC输出一个表征待测对象温度的频率信号至FDC的计数器；

所述片上参考时钟电路由一个片上振荡器构成，并与模拟-频率信号转换器AFC使用的片上振荡器相同，但其控制振荡频率高低的偏置信号采用温度感电路输出的不随温度变化的REF模拟信号；片上参考时钟电路的输出信号作为频率-数字信号转换器FDC的计数器的输入时钟；

所述的频率-数字信号转换器FDC由计数器以及编码器共同构成；

计数器将片上参考时钟电路输出作为计数器的时钟，对模拟-频率信号转换器AFC输出的表征待测对象温度的频率信号通过计数的方式进行量化，并将量化后的计数值输出到编码器中；

编码器对计数器输出的计数值进行编码并输出表征待测对象温度的数字信号，即数字化的温度信息；

所述片上振荡器为全片上集成的振荡器。

2.如权利要求1所述集成温度传感器，其特征在于：所述全片上集成的振荡器为张弛振荡器、环形振荡器或LC振荡器。

3.如权利要求1所述集成温度传感器，其特征在于：

其工作流程如下：

温度控制振荡器TCO感应被测对象的温度并将其转换为表征该温度的频率信号输出至频率-数字信号转换器FDC；

温度感应电路感知被测对象的温度，将其转换为包含该温度信息的模拟信号；

将不随温度变化的REF模拟信号作为片上参考时钟电路的偏置信号输入至其中，片上参考时钟电路输出的频率信号作为频率-数字信号转换器FDC的计数器的输入时钟，提供不随温度变化的基准频率，使其能够以该频率作为参考来对温度控制振荡器TCO输出的表征温度信息的频率信号进行量化；

将与绝对温度成正相关PTAT或与绝对温度成负相关CTAT的模拟信号作为模拟-频率信号转换器AFC的偏置信号输入至模拟-频率信号转换器AFC中；随后，模拟-频率信号转换器AFC将接收到的包含待测对象温度信息的模拟信号，并将其转换为频率信号输出至频率-数字信号转换器FDC的计数器中，然后通过计数的方式进行量化，并将量化后的计数值输出到编码器中；

编码器对计数器输出的计数值进行编码，并最终输出表征待测对象温度的数字信号，即数字化的温度信息。