双感温时间域读出电路及方法

本发明涉及双感温时间域读出领域，尤其是涉及一种双感温时间域读出电路及方法。

背景技术：

1、温度传感器是检测温度的一种检测器，是将温度这一感知物理量转换成具体的数据信号的重要桥梁。为了解决芯片上的温度测量问题，基于cmos的集成电路温度传感器得到了极大的关注。

2、但是传统温度传感器的时间域读出电路采用单个感温模块，数字读出电路存在精度低，分辨率低，温度传感器误差大，工艺兼容性差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双感温时间域读出电路及方法，旨在解决双感温时间域读出。

2、本发明提供一种双感温时间域读出电路，包括：

3、正温度系数模块、负温度系数模块、电容复用的电压—时间转换器模块和时间—数字转换器模块，所述正温度系数模块和负温度系数模块与电容复用的电压—时间转换器模块连接，所述电容复用的电压—时间转换器模块与时间—数字转换器模块连接。

4、本发明还提供一种双感温时间域读出方法，包括：

5、计数器cntr0和计数器cntr1重置，计时器开始工作，电容电压vc在电流源的充电下线性升高；d0输出端q0和d1输出端q1为低电平，q0和q1经过异或门xor0后vout输出低电平；

6、q0为低电平，tg0传输门打开，传输门tg1关闭，负度温度系数模块输出端的负温度系数电压vctat通过传输门tg0传送到动态比较器的反向输入端vin；当电容电压vc上升至vctat时，动态比较器输出高电平；通过开关s0和d0触发器检测到上升沿的到来，q0输出高电平；

7、异或门vout输出为高电平，计数器cntr0开始计数；开关s0打开，传输门tg0关闭，传输门tg1打开，正温度系数模块输出端的正温度系数电压vptat传送到动态比较器的反相输入端，计时器输出为低电平；高电平q0与低电平tmr经过异或门xor1输出高电平，开关s2闭合，电容开始放电，动态比较器输出重新回到低电平；

8、电容完全放电后，计时器计时结束输出高电平，开关s1闭合，开关s2打开，电容停止放电，电容电压vc在电流源的充电下线性升高，当vc达到vptat时，动态比较器输出高电平；通过开关s1和d1触发器检测到上升沿，q1输出高电平；

9、q0和q1都输出电平，所以xor0输出端为低电平；计数器cntr0停止计数，时间-数字转换器输出端输出的二进制数为温度传感器检测到此时温度对应输出的数值，计算xor0输出端vout输出高电平时间。

10、采用本发明实施例，在保证温度传感器的转换时间情况下，显著提高数字读出电路分辨率和精度，降低温度传感器的误差，减少温度传感器芯片面积，具有高工艺兼容性。

11、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种双感温时间域读出电路，其特征在于，包括：正温度系数模块、负温度系数模块、电容复用的电压—时间转换器模块和时间—数字转换器模块，所述正温度系数模块和负温度系数模块与电容复用的电压—时间转换器模块连接，所述电容复用的电压—时间转换器模块与时间—数字转换器模块连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电容复用的电压—时间转换器模块包括：传输门tg0、传输门tg1、动态比较器、电容、开关s0、开关s1、开关s2、异或门xor0、异或门xor1、计时器、第一pmos模块、第二pmos模块、第一nmos模块、第二nmos模块、触发器d1、触发器d2、地端、电流源、电压源、第一时钟信号、第二时钟信号和第一重置信号；

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述计时器具体包括：计数器cntr1、第一与门、第二与门、第三与门和第四与门，计数器cntr1输出端y0、y1和y2与第一与门输入端连接，计数器cntr1输出端y3、y4和y5与第二与门输入端连接，计数器cntr1输出端y6、y7和y8与第三与门输入端连接，第一与门输出端、第二与门输出端和第三与门输出端与第四与门输入端连接，第四输出端与xor1输入端连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述时间—数字转换器模块包括：与门、计数器cntr0、第二重置信号和第三时钟信号，电容复用的电压—时间转换器模块输出端vout与与门第一输入端连接，与门第二输入端与第三时钟信号连接，与门输出端与计数器cntr0输入端连接，第二重置信号与计数器cntr0重置端连接，计数器cntr0输出端为时间—数字转换器模块输出端。

5.一种双感温时间域读出方法，其特征在于，基于权利要求1到4所述的电路，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算xor0输出端vout输出高电平时间具体包括：

技术总结
本发明公开了一种双感温时间域读出电路及方法，所述电路包括：正温度系数模块、负温度系数模块、电容复用的电压—时间转换器模块和时间—数字转换器模块，所述正温度系数模块和负温度系数模块与电容复用的电压—时间转换器模块连接，所述电容复用的电压—时间转换器模块与时间—数字转换器模块连接。本发明可以实现双感温时间域读出。

技术研发人员：曾衍瀚,陈建华,程杰,黄文健,张妤婷,陈泳森
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14