具有集成定时器及突发模式的数字温度传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种集成温度传感器装置，其具有：温度传感器，其提供对应于周围温度的模拟信号；模/数转换器，其耦合到传感器调节电路并接收所述模拟温度信号；及定时器及控制电路，其可操作以经配置以控制所述温度传感器装置来执行一序列的温度测量及关闭时间周期，其中在所述测量周期期间进行多个温度测量，其中所述定时器及控制电路进一步可操作以经编程以设置温度测量的数目及所述关闭周期的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉参考本申请案主张2013年12月27日申请的序列号为61/921,183的美国临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中，正如在本文中充分陈述。
本专利技术涉及数字温度传感器装置，尤其涉及一种具有先进特征的数字温度传感器。
技术介绍
存在多种集成半导体温度传感器。此类传感器可用于具有小数目的引脚的外壳且可提供模拟接口或数字接口。模拟温度传感器通常输出与测量的温度成比例的电压，而数字温度传感器提供数字接口，所述数字接口经设计以将温度值编码成数字值并(例如)使用串行接口将这些值提供到处理器。为保持引脚的数目较小，这些数字温度传感器常常使用单线接口。然而，其它装置可使用具有一个以上线的接口。尽管此类数字温度传感器是方便的且可用于许多应用中，但某些应用可能另外需要特征。因此，存在对经改进的数字温度传感器的需要。
技术实现思路
根据实施例，一种集成温度传感器装置可包括：温度传感器，其提供对应于周围温度的模拟信号；模/数转换器，其耦合到传感器调节电路并接收模拟温度信号；及定时器及控制电路，其可操作以经配置以控制温度传感器装置来执行一序列的温度测量及关闭时间周期，其中在测量周期期间进行多个温度测量，其中定时器及控制电路进一步可操作以经编程以设置温度测量的数目及关闭周期的长度。根据另一实施例，可编程的测量数目的范围在1与128之间。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括功率控制单元，所述功率控制单元经配置以在关闭周期期间将集成温度传感器装置切换成休眠模式。根据另一实施例，关闭周期的可编程长度
的范围为从0.5到128秒。根据另一实施例，控制单元包括平均化电路，所述平均化电路用于平均化在每一序列的温度测量期间接收的多个温度值。根据另一实施例，控制单元包括比较器，所述比较器用于比较每一温度值或平均温度值与阈值。根据另一实施例，所述装置包括外部连接，所述外部连接与比较器耦合以输出警报信号。根据另一实施例，传感器元件可为半导体二极管。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括温度寄存器，所述温度寄存器与模/数转换器耦合以存储模/数转换器的输出。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括平均寄存器，所述平均寄存器与控制单元耦合以存储平均温度值。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括与模/数转换器耦合的数字滤波器。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括滤波器寄存器，所述滤波器寄存器与数字滤波器耦合以存储经滤波的温度值。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括控制寄存器，所述控制寄存器与数字滤波器耦合以存储所述可编程数字滤波器的滤波器系数。根据另一实施例，控制寄存器被设置为0以停用数字滤波器及/或其中控制寄存器选择多个预定义滤波器系数中的一者。根据另一实施例，集成温度传感器装置可进一步包括串行接口，所述串行接口可从由SPI、I2C，或单线串行接口组成的群组中选出。根据另一实施例，一种用于操作集成温度传感器装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有温度传感器、模/数转换器及定时器单元的温度传感器装置；使用模/数转换器执行由传感器元件提供的模拟值的预定数目的循序模/数转换以产生多个数字值；平均化由循序模/数转换提供的数字值；将所述温度传感器装置切换成休眠模式持续预定关闭周期；及重复转换、平均化及切换成休眠模式。根据另一实施例，所述方法可进一步包括将平均数字值存储在平均寄存器中。根据另一实施例，所述方法可进一步包括在平均化数字值之前使用数字滤波器对数字值进行滤波。根据另一实施例，所述方法可进一步包括比较平均数字值与阈值并在平均数字值大于阈值的情况下输出警报信号。根据另一实施例，在集成温度传感器装置的中断信号线上输出警报信号。根据另一实施例，通过集成温度传感器装置的串行接口输出警报信号。根据另一实施例，所述方法可进一步包括比较每一转换与阈值并在平均数字值大于阈值的情况下输出警报信号。根据另一实施例，在集成温度传感器装置的中断信号线上输出警报信号。根据另一实施例，通过集成温度传感器装置的串行接口输出警报信号。根据另一实施例，所述方法可进一步包括将控制值存储在控制寄存器中，所述控制寄存器与数字滤波器耦合以选择滤波器系数。根据另一实施例，可通过微处理器或微控制器经由集成温度传感器装置的串行接口读取平均寄存器。附图说明图1展示根据各种实施例的框图；图2展示温度传感器信号的时序图；图3展示根据实施例的时间控制电路的框图；及图4展示描绘各种滤波器系数的传递函数的曲线图。具体实施方式根据各种实施例，具有用户可选定时器间隔的温度感测装置允许获得温度读数突发并以预设间隔监测温度。传统极低功率微控制器管理时间及各种时间相关任务。这增加成本，这是因为微控制器需要在活动模式中来控制这些程序。根据各种实施例的具有非常快的温度转换速率及低操作电流的独立温度传感器装置使得对于其中可从控制器卸载例如时间管理的典型功能以节省更多电力的此类型的应用来说是理想化的。通常，通过与单独温度传感器装置耦合的微控制器管理定时器间隔，且控制器以预设间隔从传感器取样温度。在其中控制器在低功率或休眠模式中以节省电池寿命的低功率应用中，控制器将从休眠模式唤醒并以预设间隔测量温度。此活动消耗电力。运用根据各种实施例的定时器模式，传感器可以预设间隔进行编程以测量温度样本突发并监测用户设置温度警报阈值，因此微控制器不需要消耗电力来完成此事件。这些集成定时器模式及突发模式特征使根据各种实施例的温度传感器装置对于低功率热管理应用来说是理想化的。根据各种实施例，此数字温度传感器可进一步包括数字滤波器特征，所述特征使用户能够控制温度传感器灵敏度。根据各种实施例，可实施多种此类滤波器。最低滤波器设置使用户能够检测快速热瞬态，且最高滤波器设置减小传感器灵敏度，输出温度的逐渐改变。温度传感器可为可配置的，例如，包括可通过装置的串行接口配置的配置寄存器。根据各种实施例，此低功率及数字温度传感器可针对高分辨率温度数据，以比常规装置更快的速度输出温度数据，例如，以5毫秒间隔(通常)，或每秒200次的速度输出温度数据。此速率比常规温度传感器的速度快大约25倍。归因于此高速度转换速率，装置在温度转换模式中花费较少时间，这在其结合低功率或关闭模式使用时节省总体操作电力。然而，归因于快速温度转换，可能从应用中检测到快速热瞬态，且装置可能输
出错误温度警报。解决方案是实施具有供用户调整滤波器系数或滤波器强度的选项的集成数字滤波器。在常规应用中，如果应用需要数字滤波器，则使用微控制器来处理温度数据并对温度数据进行滤波。根据各种实施例，微控制器消耗显著高于温度传感器的操作电流或电力。因此，此集成特征消除微控制器的相关联处理要求，并使根据各种实施例的数字温度传感器对极低功率应用来说是理想的。根据一些实施例，如图1中所展示的根据各种实施例的温度传感器100可具有若干功能块：固有传感器110及相关联调节电路120、模/数转换器130及用户可编程寄存器140。在此实例中可使用二极管110来测量温度，且使用传感器调节电路120来偏置传感器二极管110，并将二极管电压按比例调整到可测量电平。然而，根据其它实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成温度传感器装置，其包括：温度传感器，其提供对应于周围温度的模拟信号；模/数转换器，其耦合到传感器调节电路，并接收所述模拟温度信号；及定时器及控制电路，其可操作以经配置以控制所述温度传感器装置来执行一序列的温度测量及关闭时间周期，其中在所述测量周期期间进行多个温度测量，其中所述定时器及控制电路进一步可操作以经编程以设置温度测量的数目及所述关闭周期的长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 US 61/921,183;2014.12.04 US 14/560,3421.一种集成温度传感器装置，其包括：温度传感器，其提供对应于周围温度的模拟信号；模/数转换器，其耦合到传感器调节电路，并接收所述模拟温度信号；及定时器及控制电路，其可操作以经配置以控制所述温度传感器装置来执行一序列的温度测量及关闭时间周期，其中在所述测量周期期间进行多个温度测量，其中所述定时器及控制电路进一步可操作以经编程以设置温度测量的数目及所述关闭周期的长度。2.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其中所述可编程的测量数目范围在1与128之间。3.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其进一步包括功率控制单元，所述功率控制单元经配置以在所述关闭周期期间将所述集成温度传感器装置切换成休眠模式。4.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其中所述关闭周期的所述可编程长度范围从0.5到128秒。5.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其中所述控制单元包括平均化电路，其用于平均化在每一序列的温度测量期间接收到的多个温度值。6.根据权利要求5所述的集成温度传感器装置，其中所述控制单元包括比较器，其用于比较每一温度值或平均温度值与阈值。7.根据权利要求6所述的集成温度传感器装置，其中所述装置包括外部连接，所述外部连接与所述比较器耦合以输出警报信号。8.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其中所述传感器元件为半导体二极管。9.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其进一步包括温度寄存器，所述温度寄存器与所述模/数转换器耦合以存储所述模/数转换器的输出。10.根据权利要求5所述的集成温度传感器装置，其进一步包括平均寄存器，所述平均寄存器与所述控制单元耦合以存储所述平均温度值。11.根据权利要求1所述的集成温度传感器装置，其进一步包括数字滤波器，所述数字滤波器与所述模/数转换器耦合。12.根据权利要求11所述的集成温度传感器装置，其进一步包括滤波器寄存器，所述滤波器寄存器与所述数字滤波器耦合以存储经滤波的温度值。13.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊桑纳·埃布尔拉，帕特里克·理查德兹，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US