信号处理电路、对应的传感器器件和设备制造技术

本申请涉及信号处理电路、对应的传感器器件和设备。电路包括第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子。第一求和节点将在第一输入端子和第三输入端子处的信号相加。第二求和节点将在第二输入端子和第三输入端子处的信号相减。选择器响应于选择信号在相加的信号与相减的信号之间进行选择。选择器的输出被积分以生成积分信号。该积分信号由比较器与阈值进行比较，该比较器在输出端子处生成具有第一电平和第二电平的输出信号。该输出信号的反馈产生选择信号，使得选择器响应于输出信号的第一电平选择相加的信号，并且使得选择器响应于输出信号的第二电平选择相减的信号。

【技术实现步骤摘要】
信号处理电路、对应的传感器器件和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月27日提交的意大利专利申请No.102017000045616的优先权权益，其公开内容据此通过引用以其整体在法律允许的最大范围内并入。
该描述涉及信号处理电路。例如，可以在非接触式温度传感器器件中使用一个或多个实施例。
技术介绍
温度高于绝对零度的对象以电磁辐射(“光”)的形式发射能量。在大多数情况下，该辐射处于比可见光的频率更低的频率处并且对人眼不可见。这种辐射可以通过使用电子器件(诸如非接触式温度传感器)被检测。非接触式温度传感器可以检测例如由对象发射的红外(IR)辐射，并且基于该检测可以提供对象温度的测量而不与该对象进行接触。例如，由对象发射的红外能量可以被引导(例如，使用透镜)到传感器的接收界面处的某个表面上，由此提供该表面中的温度增加。热电堆是一种将热能转换成电能的电子器件。由于称为塞贝克效应(Seebeckeffect)的物理效应，可以在热电堆中生成电压。随着加热集中在对应于热电堆的“热”接合点和被设计为对这种温度增加不敏感的“冷”接合点的表面上，归因于塞贝克效应，热电堆将产生电压差，该电压差为这种加热的作用，即指示(例如，成比例于)对象的温度的电压差。这样产生的电压差可以在接收界面处被放大，以提供对象温度的测量作为输出。非接触式温度传感器可以准许检测(测量)人体温度、对象温度、周围环境温度等。非接触式温度传感器可以包括滤光器，滤光器被设计成仅传播由对象发射的热辐射中的某个波长范围。尽管在刚才讨论的领域中进行了大量的活动，但仍然需要改进的解决方案，特别是关于简化传感器电路的整体结构，因此例如就半导体器件中占用的硅区域而言，使得生产不太昂贵和/或空间消耗更少。
技术实现思路
在一个实施例中，根据一个或多个实施例的信号处理电路可以用于产生具有由诸如以下关系给出的平均值<Dout>的二进制比特流Dout：<Dout>＝(V1+V3)/(V1+V2)其中V1、V2、V3是三个(模拟)输入信号(诸如例如电压信号)。该器件可以包括温度传感器，该温度传感器被实施为对应的设备(诸如非接触式(例如，体温)温度计)。一个或多个实施例准许使用紧凑架构来读出对象的温度，其中通过采取单一转换来有效地跟踪对象的温度。因此，尽管鉴于在非接触式温度感测中的可能用途而开发，但实施例不限于这种可能的用途。在一个实施例中，电路包括：-第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，-第一求和节点，第一输入端子和第三输入端子相加地被耦合到第一求和节点，-第二求和节点，第三输入端子和第二输入端子相减地被耦合到第二求和节点，-选择器，具有被耦合到第一求和节点的第一输入、耦合到第二求和节点的第二输入以及可选择地耦合到第一输入或第二输入的输出，-积分器，在选择器输出上激活，该积分器在积分器输出处具有积分信号，-比较器，该比较器在积分器与输出端子之间，该比较器对积分器输出处的积分信号敏感，并且在所述输出端子处提供具有第一电平和第二电平的输出信号，以及-反馈线，该反馈线从输出端子到选择器，其中该选择器输出分别耦合到具有第一电平或第二电平处的所述输出信号的第一选择器输入或第二选择器输入。在一个或多个实施例中，所述输出信号的第一电平和第二电平可以包括二进制电平“0”和“1”。在一个或多个实施例中，器件可以包括：-根据一个或多个实施例的电路，-第一传感器，提供随着周围环境温度增加而增加的信号，被耦合到所述第一输入端子，-第二传感器，提供随着周围环境温度增加而减小的信号，被耦合到所述第二输入端子，-热电堆，提供指示对象相对于周围环境温度的温度差的信号，该热电堆被耦合到所述第三输入端子，其中所述输出信号的平均值指示所述对象的温度。在一个或多个实施例中，第一传感器可以包括一对双极晶体管，所述一对双极晶体管针对晶体管区域和晶体管偏置电流中的至少一项是彼此不同的，其中随着周围环境温度增加而增加的信号包括：在所述一对双极晶体管中的双极晶体管的基极到发射极电压的差。在一个或多个实施例中，第二传感器可以包括单一双极晶体管，其中随着周围环境温度增加而减小的信号包括：所述单一双极晶体管的基极到发射极电压。一个或多个实施例可以包括求平均电路块以产生所述输出信号的平均值。在一个或多个实施例中，求平均电路块可以包括在所述输出信号上激活的抽取滤波器。根据一个或多个实施例的操作电路或器件的方法可以包括：将所述第三输入端子维持在低于所述第二输入端子处的(电压)电平的(电压)电平处，其中所述输出信号的平均值位于0与1之间。在一个实施例中，设备(例如，非接触式温度计)可以包括：-根据一个或多个实施例的器件，-温度显示单元，被耦合到所述器件，该温度显示单元被配置成显示所述输出信号的平均值。附图说明现在将参照附图仅以举例的方式描述一个或多个实施例，其中：图1是非接触式温度传感器的框图，图2是根据一个或多个实施例的电路的框图，以及图3是根据一个或多个实施例的电路在非接触式温度传感器中的可能使用的示例。具体实施方式在随后的描述中，说明了一个或多个具体细节，目的在于提供对该描述的实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来获得实施例。在其他情况下，未详细说明或描述已知结构、材料或操作，使得实施例的某些方面将不被混淆。在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示相关于该实施例描述的特定配置、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的一个或多个要点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指代同一个实施例。此外，特定的构造、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。本文使用的参考文献仅仅是为了方便而提供的，并且因此不限定保护程度或实施例的范围。图1是非接触式温度传感器的框图。如先前所讨论，热电堆TP可以被用于生成与对象的温度Tobj成比例的(电压)信号。更具体地：-如果热电堆的“热”接点接收到周围环境温度下的来自对象的辐射(电磁)能量并且热电堆的“冷”接点的温度也处于周围环境温度，则热电堆TP将产生差分输出电压等于零，-可以设计热电堆的冷接点(以本身已知的方式)以便不被暴露于来自对象的辐射：因此可以假定冷接点处于等于周围环境温度Tamb的温度Tcold，其中来自对象的辐射(仅)到达热电堆的热接点，-当热电堆的热接点接收到高于/低于周围环境温度的温度Tobj下的来自对象的辐射能量时，那么热接点将处于相对于周围环境温度对应地更高/更低(相差ΔT)的温度Thot。因此来自热电堆的电压Vin将指示(成比例于)热接点的温度与冷接点的温度之间的差，即对象温度与周围环境温度之间的差：Vin＝ΔT*S＝(Thot-Tcold)*S＝(α*Tobj-Tamb)其中：-S是热电堆的塞贝克系数，以及-α是对象温度与热电堆的热接点的温度之间的温度的比例因子。在如图1所例示的电路装置中，来自热电堆TP的信号Vin在放大器(Amp)A中被放大并且在(第一)模数转换器ADC1中被转换成数字信号。如先前所讨论，信号Vin指示对象温度高于/低于周围环境温度的量。因此，在如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，包括：第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，第一求和节点，被配置成将来自所述第一输入端子和所述第三输入端子的信号相加性地组合，第二求和节点，被配置成将来自所述第三输入端子和所述第二输入端子的信号相减性地组合，选择器，具有被耦合到所述第一求和节点的输出的第一输入、耦合到所述第二求和节点的输出的第二输入、以及响应于选择信号而选择性地耦合到所述第一输入或所述第二输入的输出，积分器，被配置成对来自所述选择器的输出的信号输出进行积分以在积分器输出处生成积分信号，比较器，被配置成将所述积分信号与阈值进行比较并且在所述输出端子处生成具有第一电平和第二电平的输出信号，以及反馈线，将所述输出信号作为所述选择信号耦合到所述选择器，使得所述选择器响应于所述输出信号的所述第一电平而选择性地耦合到所述第一输入，并且响应于所述输出信号的所述第二电平而选择性地耦合到所述第二输入。

【技术特征摘要】
2017.04.27 IT 1020170000456161.一种电路，包括：第一输入端子、第二输入端子、第三输入端子和输出端子，第一求和节点，被配置成将来自所述第一输入端子和所述第三输入端子的信号相加性地组合，第二求和节点，被配置成将来自所述第三输入端子和所述第二输入端子的信号相减性地组合，选择器，具有被耦合到所述第一求和节点的输出的第一输入、耦合到所述第二求和节点的输出的第二输入、以及响应于选择信号而选择性地耦合到所述第一输入或所述第二输入的输出，积分器，被配置成对来自所述选择器的输出的信号输出进行积分以在积分器输出处生成积分信号，比较器，被配置成将所述积分信号与阈值进行比较并且在所述输出端子处生成具有第一电平和第二电平的输出信号，以及反馈线，将所述输出信号作为所述选择信号耦合到所述选择器，使得所述选择器响应于所述输出信号的所述第一电平而选择性地耦合到所述第一输入，并且响应于所述输出信号的所述第二电平而选择性地耦合到所述第二输入。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述输出信号的所述第一电平和所述第二电平是二进制电平。3.根据权利要求2所述的电路，还包括被配置成产生所述输出信号的所述二进制电平的平均值的求平均电路。4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述求平均电路包括被配置成过滤所述输出信号的抽取滤波器。5.根据权利要求3所述的电路，还包括被配置成显示所述平均值的显示器。6.根据权利要求1所述的电路，还包括：成比例于绝对温度(PTAT)传感器，被配置成在所述第一输入端子处生成PTAT信号；互补于绝对温度(CTAT)传感器，被配置成在所述第二输入端子处生成CTAT信号；以及热电堆，被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·韦亚纳，P·佩森蒂，M·基里科斯塔，C·M·伊波利托，M·马约雷，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT