温度传感器外围设备的制造方法
【专利说明】温度传感器外围设备
[0001]相关专利申请案
[0002]本申请案主张2012年12月10日申请的序列号为61/735，243的共同拥有的美国临时专利申请案的优先权；所述临时专利申请案为了所有目的而特此以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及温度传感设备，且特定来说，涉及一种具有独立温度系数及偏移调整可编程性的温度传感器外围设备。
【背景技术】
[0004]现有技术的温度传感器设备在第7，439，601号美国专利中有所描述。其中揭示的装置对两种电流求和且随后驱动另一电阻器。根据定义，代表温度的电压(Vtemp)与代表温度的电压(Vtemp)的温度系数(TCVtemp)相互有关。因此，Vtemp与d(Vtemp)/dTemp彼此不独立。
【发明内容】
[0005]需要一种用于集成电路(IC)微控制器中的温度传感器外围设备，所述温度传感器外围设备可产生电压，所述电压可用于IC外部的目的且所述电压:a)与温度成比例，b)其温度系数可在温度探针处经调整到任何所要值，c)其温度系数可为正或负，d)其室温电压可在温度探针处经调整到任何所要值，及e)其温度系数与室温电压彼此完全地独立。
[0006]根据一实施例，一种用于测量温度且产生代表所述温度的电压的电路布置可包括:第一及第二电压/电流转换器，其各自具有电压输入、电流调整输入及电流输出；第一运算放大器，其具有第一及第二输入以及输出；第一电阻器，其耦合到所述第一电压/电流转换器的所述电流调整输入，其中所述第一电阻器可调整来自所述第一电压/电流转换器的所述电流输出的第一电流的值；第二电阻器，其耦合到所述第二电压/电流转换器的所述电流调整输入，其中所述第二电阻器可调整来自所述第二电压/电流转换器的所述电流输出的第二电流的值；第三电阻器，其耦合在所述第一运算放大器的所述输出与所述第二输入之间；所述第一及第二电压/电流转换器的所述输出与所述第一运算放大器的所述第二输入可親合在一起；第一参考电压可親合到所述第一电压/电流转换器的所述电压输入；第二参考电压可耦合到所述第二电压/电流转换器的所述电压输入；且第三参考电压可耦合到所述运算放大器的所述第一输入；其中通过所述第三电阻器的第三电流等于所述第二电流减所述第一电流。
[0007]根据另一实施例，所述第一运算放大器的所述第一输入可为正输入，且所述第一运算放大器的所述第二输入可为负输入。根据另一实施例，所述第三参考电压可来自数/模转换器(DAC)。根据另一实施例，来自所述第一运算放大器的输出电压可等于所述第二参考电压值乘所述第三电阻器值除以所述第二电阻器值减所述第一参考电压值乘所述第三电阻器值除以所述第一电阻器值加所述第三参考电压值。根据另一实施例，所述第一参考电压可来自具有与其温度成比例的电压输出的温度传感器，且所述第二及第三参考电压可来自具有实质上零温度系数的固定电压参考。根据另一实施例，所述第一及第二电压/电流转换器可由以下各者提供:第二运算放大器；及第一及第二晶体管，其具有耦合在一起的源极、耦合到所述第二运算放大器的输出的栅极，及耦合到所述第一及第二电阻器的漏极。
[0008]根据另一实施例，所述第二及第三参考电压可来自同一电压参考。根据另一实施例，所述第一参考电压可来自温度传感器，所述第三参考电压及所述第二电阻器值可确定代表第一校准温度的第一输出电压，且所述第三电阻器值可确定代表第二校准温度的第二输出电压。根据另一实施例，所述第一校准温度可为室温。根据另一实施例，所述温度传感器可为提供随温度而变的二极管结电压的半导体二极管。根据另一实施例，所述温度传感器可为电阻温度检测器。根据另一实施例，所述温度传感器可为热敏电阻。根据另一实施例，所述第二电阻器可经调整使得来自所述第一运算放大器的所述输出的电压可等于所述第三参考电压，且所述第二电流可等于所述第一电流。
[0009]根据另一实施例，一种适应于耦合到温度传感器且提供与由所述温度传感器测量的温度成比例的电压的混合信号集成电路可包括:数字处理器及存储器；温度传感器外围设备，其可包括:第一运算放大器，其具有第一及第二输入以及输出；第三电阻器，其耦合在所述第一运算放大器的所述输出与所述第二输入之间；第二运算放大器，其具有第一及第二输入以及输出；第一及第二晶体管，其具有耦合在一起的源极、耦合到所述第二运算放大器的输出的栅极，及耦合到第一及第二电阻器的漏极；其中温度传感器可耦合到所述第二运算放大器的所述第一输入，且参考电压可耦合到所述第一运算放大器的所述第一输入；其中所述第一运算放大器的所述输出可提供与由所述温度传感器测量的温度成比例的输出电压。
[0010]根据另一实施例，所述第一、第二及第三电阻器可为可编程的且由所述数字处理器控制。根据另一实施例，数/模转换器可耦合到所述数字处理器且提供可编程参考电压。根据另一实施例，模/数转换器可具有耦合到所述第一运算放大器的所述输出的输入及耦合到所述数字处理器的输出。根据另一实施例，所述混合信号集成电路可包括微控制器。
[0011]根据另一实施例，一种用于测量温度的电路布置可包括:两个电流产生电路，其可在两个不同路径中提供第一及第二电流，其中所述第一或第二电流中的一者可取决于温度；所述第一及第二电流可经组合且转换成电压Vtemp，其中所述电压Vtemp可取决于所述温度。
[0012]根据另一实施例，当所述第一及第二电流相等时，所述电压Vtemp可等于参考电压。根据另一实施例，所述经组合的第一及第二电流可由具有反馈电阻器的放大器转换成所述电压Vtemp。根据另一实施例，所述反馈电阻器可在所述温度的变化期间确定所述电压Vtemp的变化。根据另一实施例，所述两个电流产生电流可为电压/电流转换器，且所述温度可由具有耦合到所述两个电压/电流转换器中的一者的电压输出的温度传感器测量。
[0013]根据另一实施例，一种用于测量温度且产生代表所述温度的电压的方法可包括以下步骤:确定代表第一校准温度的第一电压；当温度传感器可处于所述第一校准温度时调整来自温度传感器外围设备的第一输出电压以等于所述第一电压；确定电压范围以代表温度范围，其中所述第一电压可在所述电压范围内且所述第一校准温度可在所述温度范围内；确定代表在所述温度范围内的第二校准温度的第二电压；及当所述温度传感器可处于所述第二校准温度时调整来自所述温度传感器外围设备的第二输出电压以等于所述第二电压。
[0014]根据所述方法的另一实施例，所述第一电压可等于耦合到所述温度传感器外围设备的运算放大器的输入的参考电压。根据所述方法的另一实施例，所述第一校准温度可为室温。
【附图说明】
[0015]通过参考结合附图的以下描述可更全面地理解本发明，在附图中:
[0016]图1说明根据本发明的特定实例实施例的温度传感器外围设备及其电路电压关系的不意图；
[0017]图2说明图1所展示的温度传感器外围设备及其电路电压关系的示意图；
[0018]图3说明根据本发明的另一特定实例实施例的温度传感器外围设备、连接到温度传感器外围设备的温度传感器探针及其电路电压关系的示意图；
[0019]图4说明图3所展示的温度传感器外围设备及其电路电压关系的示意图；
[0020]图5说明根据本发明的教示的图3及4所展示的温度传感器外围设备与其示范性组件值及电路电压关系的示意图；
[0021]图6说明根据本发明的特定实例实施例的用于温度传感器外围设备的校准的示意过程流程图；
[0022]图7说明根据本发明的特定实例实施例的用于如图6的描述中更全面地揭示的温度传感器外围设备校准的示意温度-电压图；及
[0023]图8说明根据本发明的教示的具有温度传感器外围设备的混合信号集成电路的示意框图。
[0024]尽管本发明容许各种修改及替代形式，但本发明的特定实例实施例已在附图中予以展示且在本文中予以详细地描述。然而，应理解，在本文中对特定实例实施例的描述不希望将本发明限于本文中揭示的特定形式，而是相反地，本发明将覆盖如由所附权利要求书定义的所有修改及等效物。
【具体实施方式】
[0025]根据各种实施例，可提供产生与温度成比例且其温度系数、温度系数极性及室温电压为独立地用户可选择的电压的电路。
[0026]现参考附图，示意地说明特定实例实施例的细节。附图中的相