[发明专利]一种脉冲调制温度传感器的校准系统与校准方法

说明书

本发明提供了一种脉冲调制温度传感器的校准系统与校准方法，属于集成电路设计技术领域，该系统包括脉冲数字转换模块和温度控制模块；该方法包括：建立使温度传感器的数字输出值与温度呈线性关系的、可在工程上实现的理论方法；根据所述理论方法构建所述脉冲数字转换模块，产生与温度呈线性关系的数字输出值；所述温度控制模块获取参考温度的实际数字输出值，根据存储的仿真数字输出值和实际数字输出值计算偏差值，根据偏差值对温度传感器的数字输出值进行校准。该系统和方法提高了传感器的测量精度，简化校准过程，能实时自动校准，简化电路结构。

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种脉冲调制温度传感器的校准系统与校准方法。

背景技术

伴随物联网的发展，智能家居、智能汽车、可穿戴设备等智能产品不断涌现，这些智能产品都离不开温度测量，CMOS工艺的温度传感器应用广泛。CMOS工艺温度传感器的实现方法之一为脉冲宽度调制温度传感器。其采用延迟模块产生输出脉冲，利用MOS漏电流的温度特性，使输出脉冲的宽度与温度相关，采用计数功能电路将含有温度信息输出脉冲转换为数字输出。然而，传感器的数字输出受工艺误差因素影响产生偏差，降低传感器的测量精度，因此必须对温度传感器进行校准。

传统的校准方法大多应用于以双极晶体管为感温元件的ADS结构温度传感器，而针对CMOS工艺脉冲宽度调制温度传感器的校准方法较为少见。已发表的少数脉冲调制温度传感器的校准方法，存在以下缺点：

1、采用两点校准方法，需测量两个参考温度，校准过程复杂；

2、传感器使用过程中，需要单独的校准环节，不能实时自动校准；

3、校准电路或需要预留较多的震荡单元，或采用双锁相环结构，电路结构复杂。

鉴于此，本发明提出一种脉冲调制温度传感器的校准方法及系统，解决传感器的数字输出偏差的问题，提高传感器的测量精度，同时克服已存在校准电路中的上述缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种脉冲调制温度传感器的校准系统和校准方法，该方法基于CMOS工艺。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种脉冲调制温度传感器的校准系统，包括脉冲数字转换模块和温度控制模块；

所述脉冲数字转换模块，用于根据基准时钟将输出脉冲转换成与温度呈线性关系的数字输出值，包括：

温度传感器延迟模块，用于产生与温度相关的输出脉冲；

基准振荡器，用于产生基准时钟；

计数器，用于在基准时钟控制下对输出脉冲进行计数，产生与温度呈线性关系的数字输出值；

发射模块，用于将所述计数器产生的数字输出值发射至所述温度控制模块；

所述温度控制模块，用于获取参考温度的实际数字输出值，并根据已存储的参考温度的仿真数字输出值计算得到偏差值，根据偏差值对温度传感器的数字输出值进行校准，包括：

存储单元，用于存储数字输出值和参考温度的仿真数字输出值；

处理器，用于根据存储的仿真数字输出值和实际数字输出值计算偏差值，根据偏差值对温度传感器的数字输出值进行校准；

接收模块，用于接收所述发射模块发送的数字输出值并将数字输出值传输至所述存储单元。

优选地，所述温度传感器延迟模块包括：

反相器阵列，用于对温度传感器输入使能信号产生延迟，获得与温度相关的延迟信号；

与门，用于将温度传感器输入的使能信号和延迟信号转换成与温度相关的输出脉冲。