°C下的预期值。所述n-1个电阻与所述感测电阻串联，串联的两端分别作为所述感测电 阻的对外输出端连接到芯片电路中；第一开关至第η开关分别依次并联在所述感测电阻、 第一电阻至第η-1电阻的两端，第一开关至第η开关的控制信号输入端分别对应接收所述 η比特控制信号中最高比特位至最低比特位的控制信号。
[0038] 通过上述校准电路的工作，可以检测由于电路参数变化而导致的k值的正负偏 移，从而控制调节单元进行调整，最终调整电路参数，使得芯片输出充分接近或等于预期 值。
[0039] 图4是数字比较单元电路图。这里以四比特芯片输出为例。数字比较单元的功能 是比较两个四比特数字输入的大小。此数字比较单元为全数字电路，两个四比特输入D [3]、 D [2]、D [1]、D [0]与 Dref [3]、Dref [2]、Dref [1]、Dref [0]，经过一系列标准 CMOS 逻辑门后 得到相应输出信号Comp。
[0040] 图5是控制信号产生单元电路图。这里以四比特控制信号为例。此控制信号产生 单元用典型的逐次逼近寄存器逻辑算法来实现，包含十个触发器，为全数字电路。当输入信 号S由低电平转换为高电平时，将触发校准电路开始工作，四比特C预设为" 1000"。在后 续的四个时钟周期里，根据Comp为高电平或低电平，依次调整输出信号C，在第五个周期得 到C的最终值。如果为η比特控制信号。相应地，增加触发器的个数相应设置成多比特的 控制信号输出。
[0041] 图6是调节单元以调节电阻为例时的电路结构图。图6a是原感测电阻Rtl与外部 电路连接的示意图。其两端分别连接芯片电路中的端子Vl和V2。图6b是包含了调节电路 部分的感测电阻R tl与芯片电路连接的示意图。图6b将直接替代图6a连接到芯片电路对 应的两个端子Vl和V2节点之间。由四比特输入信号C(C3, C2, Cl，CO)来控制并联开关， 调整Vl和V2之间的等效电阻。
[0042] 以上所述，仅以四比特的情形为例进行示意，其他比特的情形可参照实施。另外， 也可通过其他的数字电路或者模拟电路实现上述比较、控制以及调整，在此不一一列举说 明。
[0043] 本【具体实施方式】的校准电路通过引入比较及控制、调整单元，自动校准温度传感 芯片中由于电阻阻值等电路参数变化而带来的误差。校准过程通过电路自动实现，且实现 了真正意义上的补偿校准，通过调节感测电阻的电阻值或者其上流过的电流镜像比值，最 终调节芯片的输出为预期值。而不再是以往使用有偏差的输出，对照查询表格获取测量温 度，本【具体实施方式】则实现了对内部芯片电路的实际校准，将芯片输出校准控制在一定范 围内，既是对电阻型温度传感芯片的一种校准，同时也降低了对与温度传感芯片配合使用 的后续处理芯片的设计要求。
[0044] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为 属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 电阻型温度传感芯片的校准电路，所述电阻型温度传感芯片包括芯片电路，使得所 述电阻型温度传感芯片在每一温度下的输出与所述电阻型温度传感芯片中的感测电阻的 电阻值成线性关系；其特征在于：所述校准电路用于对待校准的电阻型温度传感芯片的输 出进行校准；所述校准电路包括比较单元、控制信号产生单元、调节单元；所述比较单元用 于接收所述电阻型温度传感芯片在温度T下的输出以及目标参考值，将两者进行比较，输 出比较结果；其中，所述T在23~27°C，所述目标参考值为所述电阻型温度传感芯片在 25°C下的预期输出值；所述控制信号产生单元用于根据所述比较单元输出的比较结果产生 控制信号；所述调节单元用于根据所述控制信号调节所述感测电阻的电阻值的大小，或者 调节所述感测电阻上流过的电流镜像比值，进而调节所述电阻型温度传感芯片的输出。
2. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述电阻型 温度传感芯片在每一温度下的输出与所述感测电阻的电阻值成正比。
3. 根据权利要求1或2所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述芯 片电路包括提取电路、时间转换电路和数字转换电路，所述提取电路用于提取所述感测电 阻连接到所述芯片电路中时所述感测电阻中的电流和/或电压，所述时间转换电路用于接 收所述感测电阻中的电流和/或电压，根据所述电流和/或电压得到与所述感测电阻的电 阻值成正比的时间间隔值；所述数字转换电路用于将所述时间间隔值量化为数字输出结 果，作为所述电阻型温度传感芯片的输出。
4. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述T取 25。。。
5. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述比较单 元为由多个CMOS逻辑门电路组成的比较电路。
6. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述控制信 号产生单元包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；第一输入端用于输入触发 校准过程的信号，第二输入端用于输入校准过程所使用的参考时钟信号，第三输入端用于 输入所述比较单元的比较结果，输出端用于输出所产生的一组多比特数字信号。
7. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述控制信 号产生单元包括由多个CMOS逻辑门电路组成的逐次逼近寄存器电路。
8. 根据权利要求1所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述控制信 号产生单元输出n比特控制信号；所述调节单元包括n个开关和n-1个电阻，第k电阻的 阻值为g-K，k= 1、2…n-1，％表示所述感测电阻在25°C下的预期值；所述n-1个电阻与 所述感测电阻串联，串联的两端分别作为所述感测电阻的对外输出端连接到所述芯片电路 中；第一开关至第n开关分别依次并联在所述感测电阻、第一电阻至第n-1电阻的两端，第 一开关至第n开关的控制信号输入端分别对应接收所述n比特控制信号中最高比特位至最 低比特位的控制信号。
9. 根据权利要求8所述的电阻型温度传感芯片的校准电路，其特征在于：所述控制信 号产生单元输出四比特控制信号；所述调节单元包括四个开关和三个阻值分别为1/2&、 1/4R。和1/8R。的第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，R。表示所述感测电阻在25°C下的 预期值；所述第一电阻、第二电阻和第三电阻与所述感测电阻串联连接，串联的两端分别作 为所述感测电阻的对外输出端连接到所述芯片电路中；所述第一开关、第二开关、第三开关 和第四开关分别依次并联在所述感测电阻、所述第一电阻、第二电阻、第三电阻的两端，所 述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的控制信号输入端分别对应接收所述四比特 控制信号的最高比特位至最低比特位的控制信号。
10.电阻型温度传感芯片的校准方法，所述电阻型温度传感芯片包括芯片电路，使得所 述电阻型温度传感芯片在每一温度下的输出与所述电阻型温度传感芯片中的感测电阻的 电阻值成线性关系；其特征在于：对待校准的电阻型温度传感芯片的输出进行校准；包括 以下步骤：1)将所述电阻型温度传感芯片在温度T下的输出与目标参考值进行比较，得到 比较结果；其中，所述T在23~27°C;所述目标参考值为所述电阻型温度传感芯片在25°C 下的预期输出值；2)根据所述比较结果产生控制信号；3)根据所述控制信号调节所述感测 电阻的电阻值的大小，或者调节所述感测电阻上流过的电流镜像比值，进而调节所述电阻 型温度传感芯片的输出。
【专利摘要】本发明公开了一种电阻型温度传感芯片的校准电路及校准方法，所述电阻型温度传感芯片包括芯片电路，使得所述电阻型温度传感芯片在每一温度下的输出与所述电阻型温度传感芯片中的感测电阻的电阻值成线性关系；所述校准电路包括比较单元、控制信号产生单元、调节单元；所述比较单元用于接收所述电阻型温度传感芯片在温度T下的输出以及目标参考值，将两者进行比较，输出比较结果；所述控制信号产生单元用于根据所述比较单元输出的比较结果产生控制信号；所述调节单元用于根据所述控制信号调节电阻型温度传感芯片的输出。本发明的校准电路及方法，实现了对芯片内部电路的实际校准，将芯片输出校准在一定范围内，降低了对后续处理芯片的设计要求。
【IPC分类】G01K15-00
【公开号】CN104807561
【申请号】CN201510213973
【发明人】唐仙, 李福乐, 张春, 王志华
【申请人】清华大学深圳研究生院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月29日