CN105987762B - 一种片上温度传感器及确定温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种片上温度传感器及确定温度的方法，用以解决现有技术中存在的通过目前的温度传感器测量得到的温度的精度不高的问题。本发明的片上温度传感器包括：电压生成单元，电压比值读取单元和温度计算单元；电压生成单元，用于在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压，其中随温度变化，第一电压和第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的第一电压和第二电压的电压值不同；电压比值读取单元，用于根据输入的第一电压和第二电压确定电压比值，并向温度计算单元输出电压比值；温度计算单元，用于根据输入的电压比值，确定温度数值。采用本发明的片上温度传感器能够使得确定出的温度数值精度较高。

Description

一种片上温度传感器及确定温度的方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种片上温度传感器及确定温度的方法。

背景技术

温度传感器电路是使用非常广泛的一种电路，目前，在芯片内集成的温度传感器主要分为两大类：基于MOS(Mosfet，场效应管)管阈值电压的温度传感器和基于BJT温度特性的温度传感器。

基于MOS管阈值电压的温度传感器，由于容易受到制造工艺波动的影响，使得该种温度传感器测量得到的温度的精度不高。

基于V_BE的负温度特性(CTAT，Complementary to Absolute Temperature，与绝对温度互补)的温度传感器，由于容易受到制造工艺的影响，以及器件本身特性的影响，使得该种温度传感器测量得到的温度的精度也不高。

基于ΔV_BE的正温度特性(PTAT，Proportional to Absolute Temperature，与绝对温度成正比)的温度传感器，在原理上可以实现温度传感器测量得到的温度达到高精度的要求，但是在实际设计过程中，由于ΔV_BE的信号变化范围很小，需要后续配合高精度的读出电路才能达到测量得到的温度达到高精度的要求，并且高精度的读出电路是难以实现的，因而实际上该种温度传感器测量得到的温度的精度也不高。

另一种温度传感器利用电路本身的特性读出一个ΔV_BE/V_ref的比值，而非ΔV_BE本身，其中V_ref必须是一个与温度无关或相对ΔV_BE而言可忽略温度特性的变量。传统上，V_ref是利用电路将一个PTAT的电学变量和一个CTAT的电学变量通过采用不同的系数进行放大后相加得到的一个变量，并且V_ref是通过抵消掉温度特性的变化而得到的一个变量，由于模拟电路在产生V_ref的过程中，会因为电路本身的一致性、噪声等因素的影响从而降低了可实现的精度；同样模拟电路在产生ΔV_BE的过程中，需要实现Vbe1-Vbe2的运算，这个运算过程也会带来精度的损失；该种温度传感器测量得到的温度的精度也不高。

综上所述，通过目前的温度传感器测量得到的温度的精度不高。

发明内容

本发明提供一种片上温度传感器及确定温度的方法，用以解决现有技术中存在的通过目前的温度传感器测量得到的温度的精度不高的问题。

本发明实施例提供一种片上温度传感器，包括：电压生成单元，电压比值读取单元和温度计算单元；

所述电压生成单元，用于在输入系统使能信号后，向所述电压比值读取单元输出所述第一电压和所述第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

所述电压比值读取单元，用于根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向所述温度计算单元输出所述电压比值；

所述温度计算单元，用于根据输入的所述电压比值，确定温度数值。

由于本发明实施例只需要通过模拟电路生成一个电压比值，后续的根据该电压比值确定温度数值是通过数字电路或软件模块来实现，使得确定出的温度数值精度较高。

较佳地，所述电压生成单元具体用于：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

较佳地，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

由于本发明实施例将具有PTAT温度特性的电流输入到晶体管中，提高了所生成的电压的线性度。

较佳地，所述电压比值读取单元包括第一电压频率变换单元、第二电压频率变换单元、第一计数器、第二计数器和控制单元；

所述第一电压频率变换单元，用于在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述第一计数器输出；

所述第一计数器，用于在输入所述第一脉冲信号后，进行计数得到第一计数值，并向所述控制单元输出；

所述第二电压频率变换单元，用于在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述第二计数器输出；

所述第二计数器，用于在输入所述第二脉冲信号后，进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元，用于在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

由于本发明实施例通过将由电压转换成的脉冲信号进行计数，并在到达设定计数数值时根据计数值确定电压比值，使得生成电压比值的模拟电路的电路设计较简单。

较佳地，所述控制单元还用于：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在输入系统使能信号后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

所述第一计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第二计数值。

由于本发明实施例控制单元会对计数器中的计数值进行重置操作，保证了后续的根据计数值确定的电压比值的有效性。

较佳地，所述第一计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第二计数值。

由于本发明实施例计数器会对计数器中的计数值进行重置操作，保证了后续的根据计数值确定的电压比值的有效性。

本发明实施例提供一种确定温度的方法，包括：

电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向温度计算单元输出所述电压比值；

所述温度计算单元根据输入的所述电压比值，确定温度数值。

较佳地，所述电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压之前，还包括：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

较佳地，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

较佳地，所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，包括：

所述电压比值读取单元中的第一电压频率变换单元在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第一计数器输出；

在输入所述第一脉冲信号后，所述第一计数器进行计数得到第一计数值，并向所述电压比值读取单元中的控制单元输出；

所述电压比值读取单元中的第二电压频率变换单元在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第二计数器输出；

在输入所述第二脉冲信号后，所述第二计数器进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

较佳地，该方法还包括：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在输入系统使能信号后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

在输入重置信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入重置信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。

较佳地，该方法还包括：

在输入系统使能信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入系统使能信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。

由于本发明实施例只需要通过模拟电路生成一个电压比值，后续的根据该电压比值确定温度数值是通过数字电路或软件模块来实现，使得确定出的温度数值精度较高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种片上温度传感器结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电压生成单元的示意图；

图3为本发明实施例提供的电压比值读取单元电路示意图；

图4为本发明实施例本发明实施例提供的电压频率变换单元示意图；

图5为本发明实施例提供的一种确定温度的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例片上温度传感器包括：电压生成单元，电压比值读取单元和温度计算单元；所述电压生成单元，用于在输入系统使能信号后，向所述电压比值读取单元输出所述第一电压和所述第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；所述电压比值读取单元，用于根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向所述温度计算单元输出所述电压比值；所述温度计算单元，用于根据输入的所述电压比值，确定温度数值。由于本发明实施例只需要通过模拟电路生成一个电压比值，后续的根据该电压比值确定温度数值是通过数字电路或软件模块来实现，使得确定出的温度数值精度较高。

其中，本发发明实施例温度计算单元可以是一个数字电路，也可以是一个软件模块。

如图1所示，本发明实施例提供的一种片上温度传感器包括：电压生成单元100，电压比值读取单元101和温度计算单元102；

所述电压生成单元100，用于在输入系统使能信号后，向所述电压比值读取单元101输出所述第一电压和所述第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

所述电压比值读取单元101，用于根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向所述温度计算单元102输出所述电压比值；

所述温度计算单元102，用于根据输入的所述电压比值，确定温度数值。

本发明实施例在系统启动时，将系统使能信号输入到电压生成单元；或在需要获取当前的温度时，将系统使能信号输入到电压生成单元；或在满足预设的温度测量条件时，将系统使能信号输入到电压生成单元。

本发明实施例随着温度上升第一电压和第二电压会下降，第一电压和第二电压具有负温度特性(CTAT)。

本发明实施例温度计算单元102在输入电压比值后，根据下列公式确定温度数值：

Dout＝A*a*(1-b)/(a*(1-b)+1)-B……公式一；

其中，Dout表示温度数值，A表示由电压转换成温度的一个温度常量，B表示一个用于消除A所产生的平移误差的常量，a表示一个放大系数，b表示电压比值。

公式一根据下列原理推到而来：

传统上基于ΔV_BE的温度传感器，半导体器件BJT的V_BE＝(kT/q)*ln(Ic/Is)，可知V_BE是一个接近线性的CTAT电压；ΔV_BE＝V_BE1-V_BE2＝(kT/q)*ln(p)，其中k、q、p都是常量，且都是不随制造因素变化而发生变化的常量，T代表温度，可知ΔV_BE是一个具有良好线性度的PTAT电压；将V_BE和ΔV_BE进行加权相加得到V_ref＝a*ΔV_BE+V_BE，只要选取合适的放大系数a，就可以得到一个与温度无关的电压V_ref；根据ΔV_BE和V_ref进行比值计算得到u＝a*ΔV_BE/Vref，再通过ADC(V2F电路)读取出来，最后利用公式Dout＝A*u-B计算就得到了温度的数值，其中Dout表示温度数值，A、B是两个常量。

再将上述公式代入到计算得到的Dout公式中，可以得到下述表达式：

Dout＝A*u-B；

Dout＝A*a*ΔV_BE/Vref-B；

Dout＝A*a*ΔV_BE/(a*ΔV_BE+V_BE1)-B；

Dout＝A*a*(V_BE1-V_BE2)/(a*(V_BE1-V_BE2)+V_BE1)-B；

Dout＝A*a*(1-V_BE2/V_BE1)/(a*(1-V_BE2/V_BE1)+1)-B；

令b＝V_BE2/V_BE1，代入上述公式；

Dout＝A*a*(1-b)/(a*(1-b)+1)-B。

本发明实施例电压生成单元在输入系统使能信号后，生成两个不同的电压的方式为：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

较佳地，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

本发明实施例电压生成单元可以利用电流源将电流注入到三极管PNP(Positive-Negative-Positive，正-负-正晶体管)的发射极即可得到V_BE电压。为了得到两个电压值不同的V_BE1和V_BE2，可以通过电流源将大小不同的两个电流注入到同样面积大小的两个双极型晶体管BJT(Bipolar Junction Transistor，双极结型晶体管)中，也可以通过电流源将同样大小的电流注入到面积不同的两个三极管PNP中，也可以结合上述两种方法得到两个电压值不同的V_BE1和V_BE2。如图2所示，本发明实施例提供的电压生成单元的示意图，从图2中可知，将第一电流I注入到第一晶体管nX中生成第一电压V_BE1，将第二电流mI注入到第二晶体管X中生成第二电压V_BE2，其中第一电流I和第二电流mI可以是大小相同的电流，那么一一对应的晶体管为面积不同的晶体管；第一电流I和第二电流mI可以是大小不同的电流，那么一一对应的晶体管为面积相同的晶体管。上述只是以图2中的电压生成单元为例，任意可以生成两个不同电压的电压生成单元均适用于本发明。

本发明实施例所述电压比值读取单元包括第一电压频率变换单元、第二电压频率变换单元、第一计数器、第二计数器和控制单元；

所述第一电压频率变换单元，用于在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述第一计数器输出；

所述第一计数器，用于在输入所述第一脉冲信号后，进行计数得到第一计数值，并向所述控制单元输出；

所述第二电压频率变换单元，用于在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述第二计数器输出；

所述第二计数器，用于在输入所述第二脉冲信号后，进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元，用于在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

如图3所示，本发明实施例提供的电压比值读取单元电路示意图，从图3中可知，第一电压频率变换单元300，在输入第一电压V_BE1后，将第一电压V_BE1转换成第一脉冲信号F1，并向输出，第一计数器301在输入第一脉冲信号F1后，进行计数得到第一计数值D1，并向控制单元302输出；第二电压频率变换单元303，在输入第二电压V_BE2后，将第二电压V_BE2转换成第二脉冲信号F2，并向第二计数器304输出，第二计数器304在输入第二脉冲信号F2后，进行计数得到第二计数值D2，并向控制单元302输出；控制单元302在输入的第一计数值D1达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值D1和当前输入的第二计数值D2确定电压比值b；为了重置第一计数器301和第二计数器304的计数值，可以由控制单元302将重置信号输出给第一计数器301和第二计数器304。

如图4所示，本发明实施例提供的电压频率变换单元示意图，从图4中可知，当第一晶体管处于断开的状态、第二晶体管处于闭合的状态时，第一电流I对第一电容进行充电，第二电容停留在放电状态，当第一电容的充电电压超过第一比较器输入端的V_BE电压时，第一比较器的输出出现反转，RS触发器的输出随之反转，此时变成第二晶体管处于断开的状态、第一晶体管处于闭合的状态，第二电流对第二电容进行充电，第一电容停留在放电状态。当第二电容的充电电压超过第二比较器输入端的V_BE电压时，第二比较器输出出现反转，RS触发器的输出随之反转，接下来又变成第一晶体管处于断开的状态、第二晶体管处于闭合的状态，第一电流对第一电容进行充电，第二电容停留在放电状态，这样不停的循环，从而输出一个频率与电压V_BE线性相关的脉冲信号。上述只是以图4中的电压频率变换单元为例，任意能够将电压转换成脉冲信号的电路都适用于本发明。

例如：将第一计数值D1作为定时器，设定计数数值为1024。此时，控制单元输入的第一计数值D1为1024，控制单元输入的第二计数值D2为900，达到设定计数数值，将D1和D2进行比值计算得到电压比值b。

本发明实施例控制单元可以采用下述方式重置第一计数器和第二计数器的计数值：

方式一：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

所述第一计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第二计数值。

例如：将第一计数值作为定时器，设定计数数值为1024。此时，控制单元输入的第一计数值为1024，控制单元输入的第二计数值为850，达到设定计数数值，将重置信号输出给第一计数器和第二计数器；第一计数器将第一计数值重置为0，第二计数器将第二计数值重置为0。

方式二：

在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

所述第一计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第二计数值。

例如：将第一计数值作为定时器，设定计数数值为1024。此时，控制单元输入的第一计数值为1024，控制单元输入的第二计数值为1000，达到设定计数数值，将第一计数值和第二计数值进行比值计算得到电压比值后，将重置信号输出给第一计数器和第二计数器；第一计数器将第一计数值重置为0，第二计数器将第二计数值重置为0。

方式三：

在输入系统使能信号后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

所述第一计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第二计数值。

例如：第一计数器的当前第一计数值为302，第二计数器的当前第二计数值为100。控制单元在输入系统使能信号后，将重置信号输出给第一计数器和第二计数器；第一计数器将第一计数值重置为0，第二计数器将第二计数值重置为0。

本发明实施例第一计数器和第二计数器可以采用下述方式重置第一计数器和第二计数器中的计数值：

所述第一计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第二计数值。

例如：第一计数器的当前第一计数值为302，第二计数器的当前第二计数值为100。第一计数器在输入系统使能信号后，将第一计数值重置为0，第二计数器在输入系统使能信号后，将第二计数值重置为0。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种确定温度的方法，由于图5的确定温度的方法对应的装置为本发明实施例一种片上温度传感器，因此本发明实施例方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。

如图5所示，本发明实施例提供的一种确定温度的方法包括：

步骤500、电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

步骤501、所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向温度计算单元输出所述电压比值；

步骤502、所述温度计算单元根据输入的所述电压比值，确定温度数值。

较佳地，在步骤500中，所述电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压之前，还包括：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

较佳地，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

较佳地，在步骤501中，所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，包括：

所述电压比值读取单元中的第一电压频率变换单元在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第一计数器输出；

在输入所述第一脉冲信号后，所述第一计数器进行计数得到第一计数值，并向所述电压比值读取单元中的控制单元输出；

所述电压比值读取单元中的第二电压频率变换单元在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第二计数器输出；

在输入所述第二脉冲信号后，所述第二计数器进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

较佳地，该方法还包括：

该方法还包括：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在输入系统使能信号后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

在输入重置信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入重置信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。

较佳地，该方法还包括：

在输入系统使能信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入系统使能信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。

综上所述，由于本发明实施例只需要通过模拟电路生成一个电压比值，后续的根据该电压比值确定温度数值是通过数字电路或软件模块来实现，使得确定出的温度数值精度较高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种片上温度传感器，其特征在于，该片上温度传感器包括：电压生成单元，电压比值读取单元和温度计算单元；

所述电压生成单元，用于在输入系统使能信号后，向所述电压比值读取单元输出第一电压和第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

所述电压比值读取单元，用于根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向所述温度计算单元输出所述电压比值；

所述温度计算单元，用于根据输入的所述电压比值，确定温度数值；

其中，所述电压比值读取单元包括第一电压频率变换单元、第二电压频率变换单元、第一计数器、第二计数器和控制单元；

所述第一电压频率变换单元，用于在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述第一计数器输出；

所述第一计数器，用于在输入所述第一脉冲信号后，进行计数得到第一计数值，并向所述控制单元输出；

所述第二电压频率变换单元，用于在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述第二计数器输出；

所述第二计数器，用于在输入所述第二脉冲信号后，进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元，用于在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

2.如权利要求1所述的片上温度传感器，其特征在于，所述电压生成单元具体用于：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

3.如权利要求2所述的片上温度传感器，其特征在于，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

4.如权利要求1所述的片上温度传感器，其特征在于，所述控制单元还用于：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在输入系统使能信号后，将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

所述第一计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入重置信号后，重置所述第二计数值。

5.如权利要求4所述的片上温度传感器，其特征在于，所述第一计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第一计数值；

所述第二计数器还用于：

在输入系统使能信号后，重置所述第二计数值。

6.一种确定温度的方法，其特征在于，该方法包括：

电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压，其中随温度变化，所述第一电压和所述第二电压也会发生变化，且在同一温度输出的所述第一电压和所述第二电压的电压值不同；

所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，并向温度计算单元输出所述电压比值；

所述温度计算单元根据输入的所述电压比值，确定温度数值；

其中，所述电压比值读取单元根据输入的所述第一电压和所述第二电压确定电压比值，包括：

所述电压比值读取单元中的第一电压频率变换单元在输入所述第一电压后，将所述第一电压转换成第一脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第一计数器输出；

在输入所述第一脉冲信号后，所述第一计数器进行计数得到第一计数值，并向所述电压比值读取单元中的控制单元输出；

所述电压比值读取单元中的第二电压频率变换单元在输入所述第二电压后，将所述第二电压转换成第二脉冲信号，并向所述电压比值读取单元中的第二计数器输出；

在输入所述第二脉冲信号后，所述第二计数器进行计数得到第二计数值，并向所述控制单元输出；

所述控制单元在输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，根据当前输入的第一计数值和当前输入的第二计数值确定电压比值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电压生成单元在输入系统使能信号后，向电压比值读取单元输出第一电压和第二电压之前，还包括：

通过将第一电流输入到所述电压生成单元中的第一晶体管中，生成所述第一电压；

通过将第二电流输入到所述电压生成单元中的第二晶体管中，生成所述第二电压；

其中所述第一电流和所述第二电流具有同样的温度特性。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一电流和所述第二电流具有与绝对温度成正比PTAT温度特性。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在输入所述第一计数值后，且输入的所述第一计数值达到设定计数数值时，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在根据当前的第一计数值和当前的第二计数值确定电压比值后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；或在输入系统使能信号后，所述控制单元将重置信号输出给所述第一计数器和所述第二计数器；

在输入重置信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入重置信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在输入系统使能信号后，所述第一计数器重置所述第一计数值；以及在输入系统使能信号后，所述第二计数器重置所述第二计数值。