多参数传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种多参数传感器。
【背景技术】
[0002]随着MEMS技术发展，各种各样的MEMS传感器在很多领域得到应用。在手机、PAD相关的应用中，加速度计、磁力计、压力计、温度计以及湿度计，已经逐渐成为智能手机的标配。其中，不同的传感器检测不同的环境参数，然后由各自的信号处理电路来处理传感器输出的信号。增大了电路的面积和功耗。
[0003]现有技术的传感器中不同的传感器检测不同的环境参数，然后由各自的信号处理电路来处理传感器的输出信号，浪费了电路面积，增加了功耗。
[0004]期望集成的传感器能够提供多个环境参数、具有小的面积和低的成本和功耗。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提出了一种高集成度的多参数传感器，通过分时复用信号处理电路，节省了电路面积，降低了成本。所述多参数传感器，包括:第一传感器，所述第一传感器的输出信号为电压信号；第二传感器，所述第二传感器的输出信号为电荷信号；第一放大器，用于放大所述第一传感器的输出信号，所述第一放大器的输出信号为电压信号；第二放大器，用于放大所述第二传感器的输出信号，所述第二放大器的输出信号为电压信号；第一选择电路；以及信号处理电路，包括过采样模数转换器和数字滤波器；所述第一选择电路根据控制信号将所述第一放大器的输出端或第二放大器的输出端连接到所述信号处理电路的输入端。
[0006]优选地，所述多参数传感器的一个测量周期包括第一测量子周期、第二测量子周期的至少之一；在所述第一测量子周期，所述第一选择电路将第一放大器连接信号处理电路，使得第一传感器的输出信号经过放大、模数转换和滤波生成第一数字信号；在所述第二测量子周期，所述第一选择电路将第二放大器连接信号处理电路，使得第二传感器的输出信号经过放大、模数转换和滤波生成第二数字信号。
[0007]优选地，所述第一测量子周期包括第一建立时间和第一工作时间，在所述第一建立时间内，所述过采样模数转换器不工作，在所述第一工作时间内，所述过采样模数转换器以第一过采样率进行采样；所述第二测量子周期包括第二建立时间和第二工作时间，在所述第二建立时间内，所述过采样模数转换器不工作，在所述第二工作时间内，所述过采样模数转换器以第二过采样率进行采样。
[0008]优选地，所述多参数传感器还包括数字补偿电路，所述多参数传感器的一个测量周期包括第一测量子周期和第二测量子周期，所述数字补偿电路用于根据第一数字信号对第二数字信号进行补偿或根据第二数字信号对第一数字信号进行补偿。
[0009]通过数字补偿电路实现自补偿提高测量准确度，减小误差。
[0010]优选地，所述第一传感器和第二传感器分别为MEMS传感器，所述多参数传感器制作在同一衬底上。
[0011]优选地，所述第一传感器和第二传感器分别为独立的传感器，所述第一选择电路、第一放大器、第二放大器、过采样模数转换器、数字滤波器以及数字补偿电路集成在同一芯片上，并同第一传感器和第二传感器封装在一起。
[0012]优选地，所述多参数传感器还包括:第三传感器，所述第三传感器的输出信号为电压信号；第二选择电路，所述第二选择电路根据控制信号将第一传感器或第三传感器连接到所述第一放大器。
[0013]优选地，所述多参数传感器的一个测量周期包括第一测量子周期、第二测量子周期和第三测量子周期的至少之一；在所述第一测量子周期，所述第二选择电路将所述第一传感器连接到第一放大器，第一选择电路将第一放大器连接信号处理电路，使得第一传感器的输出信号经过放大、模数转换和滤波生成第一数字信号；在所述第二测量子周期，所述第一选择电路将第二放大器连接信号处理电路，使得第二传感器的输出信号经过放大、模数转换和滤波生成第二数字信号；在所述第三测量子周期，所述第二选择电路将所述第三传感器连接到第一放大器，第一选择电路将第三放大器连接信号处理电路，使得第一传感器的输出信号经过放大、模数转换和滤波生成第三数字信号。
[0014]优选地，所述第一测量子周期包括第一建立时间和第一工作时间，在所述第一建立时间内，所述过采样模数转换器不工作，在所述第一工作时间内，所述过采样模数转换器以第一过采样率进行采样；所述第二测量子周期包括第二建立时间和第二工作时间，在所述第二建立时间内，所述过采样模数转换器不工作，在所述第二工作时间内，所述过采样模数转换器以第二过采样率进行采样；所述第三测量子周期包括第三建立时间和第三工作时间，在所述第三建立时间内，所述过采样模数转换器不工作，在所述第三工作时间内，所述过采样模数转换器以第三过采样率进行采样。
[0015]优选地，所述第一传感器为温度传感器，所述第二传感器为湿度传感器，所述第三传感器为压力传感器，所述第一放大器为电压信号放大器，所述第二放大器为电荷放大器。
[0016]优选地，第三过采样率大于第一过采样率大于第二过采样率。
[0017]优选地，所述多参数传感器的一个测量周期包括第一测量子周期。
[0018]优选地，所述多参数传感器还包括数字补偿电路；所述多参数传感器的一个测量周期还包括第二测量子周期和第三测量子周期的至少之一，所述数字补偿电路用于根据第一数字信号补偿第二数字信号和/或根据第一数字信号补偿第三数字信号。
[0019]优选地，所述过采样模数转换器为Sigma-Delta模数转换器。
[0020]本发明的多参数传感器能够节省电路面积，降低功耗，节省成本。
【附图说明】
[0021]通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0022]图1为本发明的第一实施例的多参数传感器的结构示意图；
[0023]图2为本发明的第二实施例的多参数传感器的结构示意图；
[0024]图3a_3d为本发明的第二实施例的多参数传感器的测量周期的时序图；
[0025]图4为本发明的第二实施例的多参数传感器的第一测量子周期、第二测量子周期和第三测量子周期的时序图。
【具体实施方式】
[0026]以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0027]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0028]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0029]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0030]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0031]图1示出了本发明的第一实施例的多参数传感器的结构示意图，多参数传感器100包括:第一传感器111、第二传感器112、第一放大器121、第二放大器122、选择电路130、过采样模数转换器140、数字滤波器150以及数字补偿电路160。
[0032]第一传感器111可以是输出信号为电压信号的任一种传感器。在本实施方式中，第一传感器111是输出信号为电压信号的温度传感器。
[0033]第一放大器121用于放大第一传感器111的输出信号以生成第一放大信号，第一放大信号为模拟电压信号。例如第一放大器121为电压信号放大器，又称连续放大器。
[0034]第二传感器112可以是输出信号为电荷信号的任一种传感器。在本实施方式中，第二传感器112是输出信号为电荷信号的湿度传感器。
[0035]第二放大器122用于放大第二传感器112的输出信号以生成第二放大信号，第二放大信号为模拟电压信号。例如第二放大器122为电荷放大器。
[0036]选择电路130根据控制信号将第一放大器121的输出端或第二放大器122的输出端连接到过采样模数转换器140。
[0037]过采样模数转换器140用于进行模数转换。数字滤波器150用于