CN101832823A - 一种温度传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温度传感器，包括偏置电路、恒定脉冲产生电路、振荡电路和计数电路，其中：所述偏置电路，用于为所述恒定脉冲产生电路和振荡电路提供偏置电流；所述恒定脉冲产生电路，用于产生频率与温度不相关的恒定脉冲信号；所述振荡电路，用于产生时钟频率与温度成正比的时钟信号；所述计数电路，用于检测所述振荡电路在所述恒定脉冲信号的一个周期内产生的时钟信号中的时钟个数。本发明温度传感器可以有效降低功耗，从而满足无源射频识别标签对低功耗的要求。

Description

一种温度传感器
技术领域
本发明涉及非接触标签芯片技术，尤其涉及一种温度传感器。
背景技术
温度传感器是环境监控传感器网络中的重要组成部件，而低功耗的温度传感器是非接触标签芯片集成传感器功能的必须部件，尤其是应用在无源RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)标签里，是一项关键的技术。射频识别标签对功耗的要求很苛刻，特别是无源射频识别标签。对于无源射频识别标签来说，各组成单元的功耗一般要低于1μW，才能满足无源射频识别标签对低功耗的要求，而普通结构的温度传感器功耗都较大，因此无法应用在无源射频识别标签中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种温度传感器，具有较低的功耗，能够应用在无源射频识别标签中，满足无源射频识别标签对低功耗的要求。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种温度传感器，包括偏置电路、恒定脉冲产生电路、振荡电路和计数电路，其中：
所述偏置电路，用于为所述恒定脉冲产生电路和振荡电路提供偏置电流；
所述恒定脉冲产生电路，用于产生频率与温度不相关的恒定脉冲信号；
所述振荡电路，用于产生时钟频率与温度成正比的时钟信号；
所述计数电路，用于检测所述振荡电路在所述恒定脉冲信号的一个周期内产生的时钟信号中的时钟个数。
进一步地，上述温度传感器还可具有以下特点，所述恒定脉冲产生电路包括电容(C1)、电阻(R1)、开关(SW1)和比较器(U1)，电容(C1)连接在比较器(U1)的同相输入端与地之间，电阻(R1)连接在比较器(U1)的反相输入端与地之间，开关(SW1)跨接在电容(C1)两端，比较器(U1)的输出端与开关(SW1)的控制端相连，控制端接时钟控制信号，比较器(U1)的同相输入端与电容(C1)的接合点注入第一偏置电流(I1)，比较器(U1)的反相输入端与电阻(R1)的接合点注入第二偏置电流(I2)，所述第一偏置电流(I1)的电流值与第二偏置电流(I2)的电流值成比例。
进一步地，上述温度传感器还可具有以下特点，所述比较器(U1)为采用CMOS工艺制作的比较器。
进一步地，上述温度传感器还可具有以下特点，所述时钟控制信号为所述振荡电路输出的时钟信号。
本发明温度传感器可以有效降低功耗，从而满足无源射频识别标签对低功耗的要求。
附图说明
图1为本发明温度传感器的结构图；
图2为本发明图1中恒定脉冲产生电路的原理图；
图3为本发明温度传感器的时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
图1是本发明温度传感器的结构图。如图1所示，温度传感器1包括偏置电路11、恒定脉冲产生电路12、振荡电路13和计数电路14。其中，偏置电路11与恒定脉冲产生信号12和振荡电路13相连，用于为恒定脉冲产生电路12和振荡电路13提供偏置电流；恒定脉冲产生电路12，与计数电路14相连，用于产生频率与温度不相关的恒定脉冲信号；振荡电路13，与计数电路14相连，用于产生时钟频率与温度成正比的时钟信号；计数电路14，用于检测振荡电路13在恒定脉冲产生电路12产生的恒定脉冲信号的一个周期内产生的时钟信号中的时钟个数，计数电路14的输出为Dout。
图2是图1中恒定脉冲产生电路的原理图。如图2所示，恒定脉冲产生电路12包括电容C1、电阻R1、开关SW1和比较器U1，其中，电容C1连接在比较器U1的同相输入端与地之间，电阻R1连接在比较器U1的反相输入端与地之间，开关SW1跨接在电容C1两端，比较器U1的输出端与开关SW1的控制端相连，开关SW1受比较器U1的输出结果Vpulse的控制。比较器U1是一个受时钟控制信号Clock控制的比较器。其中，时钟控制信号Clock可以由专门的时钟信号源提供，也可以采用图1中振荡电路13产生的时钟信号。Vp是比较器U1的同相输入端的输入信号，Vn是比较器U1的反相输入端的输入信号。图2中，比较器U1可以为采用CMOS工艺制作的比较器。采用CMOS工艺制作的比较器功耗较低，因此容易满足无源射频识别标签对于低功耗的要求。
图2中，偏置电路向比较器U1的同相输入端与电容C1的接合点注入第一偏置电流I1，向比较器U1的反相输入端与电阻R1的接合点注入第二偏置电流I2，该第一偏置电流I1与第二偏置电流I2成比例。
图3是本发明温度传感器的时序图。其中，Vp是比较器U1的同相输入端的输入信号，Vpulse是比较器U1的输出信号，Clock是振荡电路13所产生的时钟信号，Dout是计数电路14的输出信号。由图3可见，恒定脉冲产生电路内部Vp产生与温度不相关的周期恒定的三角波，经过比较器后成为周期恒定的脉冲信号Vpulse，而振荡电路产生频率与温度成正比的时钟信号。计数电路把振荡电路产生的时钟信号作为计数时钟，而用恒定脉冲产生电路的脉冲信号作复位信号，每一次复位，计数电路的输出Dout就更新一次计数的结果，同时重新开始计数。这样计数电路的最大计数值就和温度成比例，从而实现传感器的功能。
本发明温度传感器可以有效降低功耗，从而满足无源射频识别标签对低功耗的要求。当然，本发明的温度传感器也可以应用于其他要求低功耗的场合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (4)

1.一种温度传感器，其特征在于，包括偏置电路、恒定脉冲产生电路、振荡电路和计数电路，其中：
所述偏置电路，用于为所述恒定脉冲产生电路和振荡电路提供偏置电流；
所述恒定脉冲产生电路，用于产生频率与温度不相关的恒定脉冲信号；
所述振荡电路，用于产生时钟频率与温度成正比的时钟信号；
所述计数电路，用于检测所述振荡电路在所述恒定脉冲信号的一个周期内产生的时钟信号中的时钟个数。
2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述恒定脉冲产生电路包括电容(C1)、电阻(R1)、开关(SW1)和比较器(U1)，电容(C1)连接在比较器(U1)的同相输入端与地之间，电阻(R1)连接在比较器(U1)的反相输入端与地之间，开关(SW1)跨接在电容(C1)两端，比较器(U1)的输出端与开关(SW1)的控制端相连，控制端接时钟控制信号，比较器(U1)的同相输入端与电容(C1)的接合点注入第一偏置电流(I1)，比较器(U1)的反相输入端与电阻(R1)的接合点注入第二偏置电流(I2)，所述第一偏置电流(I1)的电流值与第二偏置电流(I2)的电流值成比例。
3.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述比较器(U1)为采用CMOS工艺制作的比较器。
4.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述时钟控制信号为所述振荡电路输出的时钟信号。
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