[发明专利]一种微功耗温度传感器

说明书

技术领域

本发明属于无线通信电子电路技术领域，尤其涉及一种微功耗温度传感器。

背景技术

温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时的测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键器件是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：(1)传统的分立式温度传感器；(2)模拟集成温度传感器；(3)智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。

传统的温度传感器测量精度比较高，也能够覆盖较宽的温度范围，但比较成熟的技术都局限于有源温度传感器，对于无源无线温度传感器技术，目前市面上少有成熟技术见于市场。对于一些低成本、微功耗、宽工作范围、无源无线领域，目前已有的技术难以满足其需求。本发明提出了一种新颖的微功耗温度传感器，可以满足这种需求。本发明提出的温度传感器在无源无线、微功耗的情况下，与RFID技术向结合，实现了一种新颖的微功耗温度传感器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中的问题提供了一种微功耗温度传感器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种微功耗温度传感器，包含基准源、第一环形振荡器、第二环形振荡器、校准及计数器模块；

其中，所述基准源用于产生两个电压信号，其中，一个电压信号为恒温参考电压Vref，另一个电压信号为线性的与温度成反比电压Vbe，Vref输入到第一环形振荡器的输入端口，Vbe输入到第二环形振荡器的输入端口；

所述第一环形振荡器用于产生一组时钟频率固定的方波CLK_ref；

所述第二环形振荡器用于产生一组时钟频率随温度线性变化的方波CLK_tem；

所述校准及计数器模块用于将方波CLK_ref和方波CLK_tem转换为携带温度信息的温度码字，进而获取温度传感器所处环境的当前温度。

作为本发明一种微功耗温度传感器的进一步优选方案，所述第一环形振荡器包含第一比较器、三个第一反相器和第一充放电电路；所述三个第一反相器依次串联构成一个第一反相器组，第一比较器的正输入端连接基准源的参考电压Vref端，第一比较器的负输入端连接第一充放电电路的输出端，第一比较器的输出端连接第一反相器组的输入端，第一反相器组的输出端连接第一充放电电路的输入端，第一充放电电路的输出端用于产生一个尖峰脉冲信号，第一比较器的负输入端随着第一比较器的正输入端的电压变化使第一比较器的输出端产生一组周期性的脉冲信号，通过第一反相器组的整形之后，得到一组恒定时钟频率的方波信号。

作为本发明一种微功耗温度传感器的进一步优选方案，所述第二环形振荡器包含第二比较器、三个第二反相器和第二充放电电路；所述三个第二反相器依次串联构成一个第二反相器组，第二比较器的正输入端连接线性的与温度成反比电压Vbe端，第二比较器的负输入端连接第二充放电电路的输出端，第二比较器的输出端连接第二反相器组的输入端，第二反相器组的输出端连接第二充放电电路的输入端，第二充放电电路的输出端用于产生一个尖峰脉冲信号，第二比较器的负输入端随第二比较器的正输入端的电压变化使第二比较器的输出端产生一组周期性的脉冲信号，通过第二反相器组的整形之后，就可得到一组标准的携带温度信息的方波信号。

作为本发明一种微功耗温度传感器的进一步优选方案，所述第一充放电电路和第二充放电路均包含电流源、反相器和充放电电容；当第一充放电电路和第二充放电电路的输入端输入低电平时，反相器的PMOS管导通，电流源给充放电电容充电；当第一充放电电路和第二充放电电路的输入端输入高电平时，反相器的NMOS管导通，充放电电容放电，通过环振不断重复迭代产生一组时钟信号。

作为本发明一种微功耗温度传感器的进一步优选方案，所述校准及计数器模块包含校准模块、数字门电路、第一分频器、第二分频器和计数器；所述数字门电路包含第一或门、第二或门和第三或门，第一环形振荡器的输出端分别连接第一或门和第二或门的A1输入端，第二环形振荡器的输出端连接第三或门的A1输入端；第二反相器组的输出端连接第二或门的A2输入端，第二或门的输出端连接第一分频器的输入端，第一或门和第三或门的A2输入端分别连接第一分频器的输出端；第一或门的输出信号用于作为计数器的参考时钟，第三或门的输出信号用于作为第二分频器的输入信号，第二分频器的输出信号用于作为计数器的使能信号，该使能信号经过延时器后，用于作为传感器的使能信号。