在第一测量子周期Tl内，温度传感器211的输出信号经过放大、模数转换、滤波生成第一数字信号，数字补偿电路260根据第一数字信号对第二数字信号和第三数字信号进行补偿。
[0070]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，其中，ADC_CLK为过采样模数转换器240的工作时钟。
[0071]第一测量子周期Tl包括建立时间TSl和工作时间TC1，在建立时间TSl内，过采样模数转换器240不工作；在工作时间TCl内，过采样模数转换器240以第一过采样率对第一放大信号米样。
[0072]第二测量子周期T2包括建立时间TS2和工作时间TC2，在建立时间TS2内，过采样模数转换器240不工作；在工作时间TC2内，过采样模数转换器240以第二过采样率对第二放大信号米样。
[0073]第三测量子周期T3包括建立时间TS3和工作时间TC3，在建立时间TS3内，过采样模数转换器240不工作；在工作时间TC3内，过采样模数转换器240以第三过采样率对第三放大信号米样。
[0074]不同的传感器，其精度需求和噪声需求是不同的，如果使用相同的信号处理电路，在处理精度需求和噪声需求低的传感器输出信号时，会造成功耗的浪费。多参数传感器200采用过采样模数转换器240，过采样模数转换器240的过采样率可调，当需要较高的精度和较高的噪声需求时，过采样模数转换器240采用较高的过采样率；当需要较低的精度和较低的噪声需求时，过采样模数转换器240采用较低的过采样率。在本实施例中，压力传感器，湿度传感器，温度传感器的精度需求和噪声需求是不同的，压力传感器的精度要求最高，湿度传感器的精度要求最低，因此在本实施例中，第二过采样率大于第一过采样率大于第三过采样率。
[0075]在优选的实施方式中，温度传感器211、压力传感器212以及湿度传感器213分别为MEMS传感器，多参数传感器200制作在同一衬底上。
[0076]在另一个优选的实施方式中，温度传感器211、压力传感器212以及湿度传感器213分别独立的传感器，选择电路232、电压信号放大器221、选择电路231、过采样模数转换器240、数字滤波器250以及数字补偿电路260集成在同一芯片上，并同温度传感器211、压力传感器212以及湿度传感器213封装在一起。
[0077]第二实施例的多参数传感器能够提供多个环境参数；通过电压信号放大器221、过采样模数转换器240、数字滤波器250以及数字补偿电路260的分时复用，减小了电路面积，降低了成本；通过调整过采样模数转换器240的过采样率同传感器匹配，提高了信噪比，降低了功耗。通过温度补偿，提高了精度。
[0078]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多参数传感器，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。2.根据权利要求1所述的多参数传感器，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的多参数传感器，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的多参数传感器，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的多参数传感器，其特征在于，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。6.根据权利要求4所述的多参数传感器，其特征在于，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。7.根据权利要求1所述的多参数传感器，其特征在于，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。8.根据权利要求7所述的多参数传感器，其特征在于，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，第一选择电路将第一放大器连接信号处理电路，使得第三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。9.根据权利要求8所述的多参数传感器，其特征在于，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。10.根据权利要求9所述的多参数传感器，其特征在于，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。11.根据权利要求10所述的多参数传感器，其特征在于，第三过采样率大于第一过采样率大于第二过采样率。12.根据权利要求10所述的多参数传感器，其特征在于，所述多参数传感器的一个测量周期包括第一测量子周期。13.根据权利要求12所述的多参数传感器，其特征在于，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。14.根据权利要求1所述的多参数传感器，其特征在于，所述过采样模数转换器为Sigma-Delta模数转换器。
【专利摘要】公开了一种多参数传感器，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。通过信号处理电路的分时复用节省了电路面积。所述多参数传感器还包括数字补偿电路以提高测量准确度。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN104949711
【申请号】CN201510349164
【发明人】郑烷, 胡铁刚
【申请人】杭州士兰微电子股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月19日