[发明专利]用于芯片外温度的准确测量的系统、装置和方法

说明书

本发明公开了用于芯片外温度的准确测量的系统、装置和方法。在实施例中，一种集成电路包括：被耦合在供给电压节点和分配器节点之间的开关电容器，其中在集成电路外部的热敏电阻器将耦合到所述分配器节点；模拟至数字转换器（ADC），其耦合到所述分配器节点，用以接收分配器节点处的电压并且基于其而生成数字值；以及控制器，其耦合到ADC，用以至少部分地基于所述数字值来确定与热敏电阻器相关联的温度。

技术领域

本发明涉及用于芯片外温度的准确测量的系统、装置和方法。

背景技术

许多电子组件遭受随着温度的在性能方面的变化。在包括无线通信系统的许多系统中，典型地，晶体振荡器用于生成基准时钟信号，所述基准时钟信号要被提供到无线接收器和发射器电路的电路。然而，常规的晶体振荡器具有随着温度的振荡频率漂移。当使用不昂贵的标准晶体振荡器的时候，这限制给定解决方案的操作温度范围。在工业中，用于实现较宽操作温度范围的普及的变通方案是使用昂贵的温度补偿晶体振荡器（TCXO）来克服温度效应。

用于补偿温度变化的另一技术是通过多个电阻器来测量温度，所述多个电阻器被可控地切换到经受测量的设备。然而，这些技术是复杂的并且要求发生许多校准，从而不必要地增加测量的费用、复杂性和时间。

发明内容

在一个方面中，一种集成电路包括：被耦合在供给电压节点和分配器（divider）节点之间的开关电容器，其中在集成电路外部的热敏电阻器将耦合到分配器节点；模拟至数字转换器（ADC），其耦合到分配器节点，用以接收分配器节点处的电压并且基于其而生成数字值；以及控制器，其耦合到ADC，用以至少部分地基于数字值来确定与热敏电阻器相关联的温度。

在实施例中，所述控制器用于至少部分地基于所述数字值以及被提供到供给电压节点的供给电压的值来计算热敏电阻器的电阻。所述控制器可以此外基于开关电容器的等效电阻来计算热敏电阻器的电阻。该等效电阻可以基于开关电容器的电容以及开关电容器的开关的频率。

在实施例中，所述集成电路可以此外包括频率合成器，用以生成第一时钟信号。该频率合成器可以从被耦合到集成电路的振荡器接收输入时钟信号，并且通过使用输入时钟信号来生成第一时钟信号。所述控制器可以基于与热敏电阻器相关联的温度来补偿振荡器的温度变化，所述热敏电阻器热耦合到振荡器。所述集成电路可以此外包括分频器，用以基于从振荡器接收的第一时钟信号来生成开关频率。所述集成电路还可以包括温度传感器，用以测量集成电路的温度。进而，所述控制器可以控制分频器，用以至少部分地基于集成电路的温度来生成开关频率。所述控制器可以使得开关电容器的等效电阻被更新，如果分配器节点处的电压在预定范围之外的话。所述控制器可以使得开关电容器的等效电阻至少大体上追踪热敏电阻器的电阻。所述控制器，至少部分地基于温度，可以控制振荡器的电容以补偿振荡器的温度变化。所述集成电路可以此外包括选择电路，用以选择性地将集成电路外部的多个热敏电阻器耦合到分配器节点。

在另一方面中，一种方法包括：通过半导体管芯的控制器而控制第一开关和第二开关来以第一开关频率操作，用于使得被适配在半导体管芯上的开关电容器可切换地耦合在第一节点和第二节点之间；将热敏电阻器耦合到第二节点，所述热敏电阻器在半导体管芯外部；当热敏电阻器被耦合到第二节点的时候，测量第二节点处的电压；通过控制器、基于第一节点的电压、第二节点处的电压以及开关电容器的电阻来计算热敏电阻器的电阻；以及通过控制器、使用热敏电阻器的电阻来确定热敏电阻器的温度。

在实施例中，所述方法此外包括确定半导体管芯的温度并且至少部分地基于其而将第一开关频率改变成第二开关频率。所述方法可以此外包括基于热敏电阻器的温度来补偿耦合到半导体管芯的振荡器的频率漂移，所述振荡器与热敏电阻器热耦合。