CN115683368A - 消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片。该温度传感方法包括：利用时钟信号产生模块，生成时钟信号；利用偏置电流产生模块，根据第t‑1次的控制信号输出第t次的偏置电流；利用寄生电阻消除模块，根据第t次的偏置电流，生成第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据第t次的偏置电压得到第t次的偏置电压值集合；根据第t次的偏置电压值集合，生成第t次的量化电压比；利用偏置电流控制模块，响应于时钟信号输出第t次的控制信号，第t次的控制信号为根据第t次的偏置电压生成的信号；利用数字处理模块，根据第t次的量化电压比，生成第t次的温度值并输出。

Description

消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片

技术领域

本公开涉及模拟电路技术领域，尤其涉及一种消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片。

背景技术

随着集成电路进入深亚微米时代，如何解决监测集成电路中的精密系统的温度越发受到关注，如电信设备、服务器和个人计算机、高度集成的医疗设备、精密仪表和测试设备等精密系统，既需要单独监测精密系统中关键器件的温度，如微控制器(MultiControlUnit，MCU)、图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)和中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)等关键器件的温度，也需要监测关键器件的环境温度和封装外壳温度，以保证精密系统能够稳定地工作在预计的温度范围内。

目前，常见的解决方法是使用远端温度传感芯片对精密系统进行热管理。相关技术中，远端温度传感芯片结构可以通过采样不同偏置电流下远端三极管的V_BE，并将其相减得到与温度呈正相关的电压ΔV_BE，再由远端温度传感芯片内的模数转换器(Analog-to-digital conver ter，ADC)模块以片内基准电压V_REF作为参考，对电压ΔV_BE参考进行数字化，并由数字后端进行处理，以产生温度读数。当远端温度传感芯片温度变化时，其片内基准电压V_REF也会随之发生变化，可能导致片内数字化的不精确，影响远端测温精度。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

本公开的一个方面，提供了一种消除远端寄生电阻的温度传感方法。上述方法应用于远端温度传感芯片。

上述远端温度传感芯片包括：时钟信号产生模块、偏置电流产生模块、寄生电阻消除模块、偏置电流控制模块和数字处理模块。

上述温度传感方法包括：

利用上述时钟信号产生模块，生成时钟信号；利用上述偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流；利用上述寄生电阻消除模块，根据上述第t次的偏置电流，生成上述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据上述第t次的偏置电压得到上述第t次的偏置电压值集合；根据上述第t次的偏置电压值集合，生成上述第t次的量化电压比，以便消除上述寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响；利用上述偏置电流控制模块，响应于上述时钟信号输出上述第t次的控制信号，上述第t次的控制信号为根据上述第t次的偏置电压生成的信号；利用上述数字处理模块，根据上述第t次的量化电压比，生成上述第t次的温度值并输出，其中，t为大于1的整数。

根据本公开的实施例，上述偏置电流产生模块包括：偏置电流源、第一开关、第二开关和第三开关。

上述偏置电流包括：第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流。

上述第一开关、上述第二开关和上述第三开关的一端连接上述偏置电流源，上述第一开关、上述第二开关和上述第三开关的另一端连接上述寄生电阻消除模块。

上述利用上述偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流包括：

通过上述第t-1次的控制信号控制上述第一开关、上述第二开关和上述第三开关状态，实现在向上述寄生电阻消除模块传输上述第t次的偏置电流的情况下，在上述第一开关为导通状态的情况下，向上述寄生电阻消除模块传输上述第一偏置电流；在上述第二开关为导通状态的情况下，向上述寄生电阻消除模块传输上述第二偏置电流；在上述第三开关为导通状态的情况下，向上述寄生电阻消除模块传输上述第三偏置电流。

根据本公开的实施例，上述寄生电阻消除模块连接远端三极管，上述远端三极管包括寄生电阻。

上述利用上述寄生电阻消除模块，根据上述第t次的偏置电流，生成上述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据上述第t次的偏置电压得到上述第t次的偏置电压值集合包括：

向上述远端三极管施加上述第t次的偏置电流，得到上述第t次的偏置电压；利用上述寄生电阻消除模块，以上述时钟信号对应的采样频率获取上述第t次的偏置电压，得到上述第t次的偏置电压值集合。

根据本公开的实施例，上述第t次的偏置电流包括：上述第一偏置电流和上述第二偏置电流。

上述利用上述寄生电阻消除模块，以上述时钟信号对应的采样频率获取上述第t次的偏置电压，得到上述第t次的偏置电压值集合包括：

在向上述寄生电阻消除模块传输上述第一偏置电流的情况下，进行N次采样，得到N个上述第t次的第一偏置电压；在向上述寄生电阻消除模块传输上述第二偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N-1个上述第t次的第二偏置电压；根据上述N个上述第t次的第一偏置电压和上述N-1个上述第t次的第二偏置电压，得到第一预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

根据本公开的实施例，上述温度传感方法还包括：

上述第t次的偏置电流包括：上述第一偏置电流、上述第二偏置电流和上述第三偏置电流。

上述利用上述寄生电阻消除模块，以上述时钟信号对应的采样频率获取上述第t次的偏置电压，得到上述第t次的偏置电压值集合还包括：

在向上述寄生电阻消除模块传输上述第一偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N-1个上述第t次的第一偏置电压；在向上述寄生电阻消除模块传输上述第二偏置电流的情况下，进行N-2次采样，得到N-2个上述第t次的第二偏置电压；在向上述寄生电阻消除模块传输上述第三偏置电流的情况下，进行1次采样，得到1个上述第t次的第三偏置电压；根据上述N-1个上述第t次的第一偏置电压、上述N-2个上述第t次的第二偏置电压和上述1个上述第t次的第三偏置电压，得到第二预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

根据本公开的实施例，上述还根据上述第t次的偏置电压值集合，生成上述第t次的量化电压比包括：

根据上述第一预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压；根据上述第二预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压差；根据上述第t次的目标偏置电压和上述第t次的目标偏置电压差，得到上述第t次的量化电压比。

根据本公开的实施例，该温度传感方法还包括：在得到上述第t次的目标偏置电压差后，对上述第t次的目标偏置电压差进行放大k倍操作后再得到上述第t次的量化电压比，其中，k为正整数。

根据本公开的实施例，上述利用上述数字处理模块，根据上述第t次的量化电压比，生成第t次的温度值并输出包括：

基于上述第t次的量化电压比得到上述第t次的线性化结果；根据预设斜率值、预设失调值和上述第t次的线性化结果，得到上述第t次的温度值并输出。

根据预设斜率值、预设失调值和上述第t次的量化电压比，得到上述第t次的温度值并输出。

根据本公开的实施例，述利用上述偏置电流控制模块，响应于上述时钟信号输出上述第t次的控制信号，上述第t次的控制信号为根据上述第t次的偏置电压生成的信号包括：

在满足预设偏置电压条件的情况下，第t次的控制信号控制输出第t次的偏置电流；其中，上述预设偏置电压条件为：在得到第一预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N个上述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-1个上述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流；在得到第二预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N-1个上述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-2个上述第t次的第二偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流；采样得到第1个上述第t次的第三偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第三偏置电流。

本公开的另一方面，提供了一种远端温度传感芯片。

上述远端温度传感芯片包括：

时钟信号产生模块，用于生成时钟信号；偏置电流产生模块，用于根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流；寄生电阻消除模块，用于根据上述第t次的偏置电流，生成上述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据上述第t次的偏置电压得到上述第t次的偏置电压值集合；还用于根据上述第t次的偏置电压值集合，生成上述第t次的量化电压比，以便消除上述寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响；偏置电流控制模块，用于响应于上述时钟信号输出上述第t次的控制信号，上述第t次的控制信号为根据上述第t次的偏置电压生成的信号；以及数字处理模块，用于根据上述量化电压比，生成温度值并输出，其中，t为大于1的整数。

基于上述技术方案可以看出，本公开的实施例相对于现有技术具有如下有益效果：

根据本公开实施例的温度传感方法，通过远端温度传感芯片结构得到偏置电流，根据偏置电流得到偏置电压值集合，进而生成量化电压比，对量化电压比进行处理得到温度值，在过程中，不需要参考外部基准电压，消除了外部基准电压随温度发送改变对测温产生的影响，提高了测温精度。

根据本公开实施例的温度传感方法，在根据偏置电流得到偏置电压值集合，进而生成量化电压比的过程中，通过数值计算可以抵消寄生电阻的影响，提高了测温精度。

附图说明

图1示意性示出了根据本公开实施例的温度传感方法流程图。

图2示意性示出了根据本公开一实施例的远端温度传感芯片结构图。

图3示意性示出了根据本公开一实施例的偏置电流产生模块结构图。

图4a示意性示出了根据本公开一实施例的量化电压比与目标量化电压比的示意图。

图4b示意性示出了根据本公开一实施例的目标线性化结果的示意图。

图5示意性示出了根据本公开一实施例的远端温度传感芯片模块框架图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在实现本公开构思的过程中发现，在相关技术中至少存在如下问题：

相关技术中，远端温度传感芯片结构可以通过采样不同偏置电流下远端三极管的V_BE，并将其相减得到与温度呈正相关的电压ΔV_BE，再由远端温度传感芯片内的ADC模块以片内基准电压V_REF作为参考，对ΔV_BE进行数字化，并由数字后端进行处理，以产生温度读数。但是V_REF容易受到远端温度传感芯片温度变化的影响，导致V_REF随远端温度传感芯片温度改变而改变，可能导致片内数字化的不精确，影响远端测温精度。以及在通过远端三极管获取ΔV_BE的过程中，远端三极管包括的寄生电阻影响ΔV_BE的准确度，影响远端测温精度。

需要一种基准电压受温度影响小且可以消除寄生电阻影响的传感方法。

为了至少部分地解决相关技术中存在的技术问题，本公开提供了一种消除远端寄生电阻的温度传感方法及远端温度传感芯片。

根据本公开实施例，一方面提供了一种消除远端寄生电阻的温度传感方法。该消除远端寄生电阻的温度传感方法可以应用于远端温度传感芯片。

该远端温度传感芯片可以包括：时钟信号产生模块、偏置电流产生模块、寄生电阻消除模块、偏置电流控制模块和数字处理模块。

图1示意性示出了根据本公开实施例的温度传感方法流程图。

如图1所示，该温度传感方法包括操作S110～操作S160。

在操作S110，利用时钟信号产生模块，生成时钟信号。

在操作S120，利用偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流。

在操作S130，利用寄生电阻消除模块，根据第t次的偏置电流，生成第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据第t次的偏置电压得到第t次的偏置电压值集合。

在操作S140，根据第t次的偏置电压值集合，生成第t次的量化电压比，以便消除寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响。

根据本公开的实施例，可以设置该预设远端装置包括远端三极管。

在操作S150，利用偏置电流控制模块，响应于时钟信号输出第t次的控制信号。

根据本公开的实施例，第t次的控制信号为根据第t次的偏置电压生成的信号。

在操作S160，利用数字处理模块，根据第t次的量化电压比，生成第t次的温度值并输出。其中，t为大于1的整数。

根据本公开的实施例，可以通过时钟信号产生模块生成的时钟信号控制寄生电阻消除模块的采样频率和偏置电流控制模块的输出频率，间接控制远端温度传感芯片整体测温频率。

根据本公开的实施例，该温度传感方法通过远端温度传感芯片结构得到偏置电流，根据偏置电流得到偏置电压值集合，进而生成量化电压比，根据量化电压比得到温度值，在过程中，不需要参考外部基准电压，消除了外部基准电压随温度发送改变对测温产生的影响，提高了测温精度。

根据本公开的实施例，该温度传感方法在根据偏置电流得到偏置电压值集合，进而生成量化电压比的过程中，通过数值计算可以抵消寄生电阻的影响，提高了测温精度。

图2示意性示出了根据本公开一实施例的远端温度传感芯片结构图。

如图2所示，该方法所涉及的远端温度传感芯片可以包括：时钟信号产生模块、偏置电流产生模块、寄生电阻消除模块、偏置电流控制模块和数字处理模块。

根据本公开的实施例，远端三极管基于偏置电流产生模块的偏置电流，利用三极管的基极-发射极电压与集电极电流之间呈指数关系的特点，可以生成偏置电压。

根据本公开的实施例，寄生电阻消除模块可以获取偏置电压，并基于偏置电压生成量化电压比。可以通过时钟信号产生模块生成的时钟信号控制寄生电阻消除模块的采样频率。其中，寄生电阻消除模块可以包括模数转换器(Analog-to-digital conver ter，ADC)，通过ADC完成生成量化电压比的操作。其中，时钟信号产生模块可以包括采用电阻-电容电路(Resistor-Capacitance circuit，RC)选频网络构成的振荡电路，即RC振荡电路，通过RC振荡电路生成时钟信号。

根据本公开的实施例，寄生电阻消除模块向偏置电流控制模块传输采用得到的偏置电压，以便偏置电流控制模块生成控制信号控制偏置电流产生模块生成偏置电流。

图3示意性示出了根据本公开一实施例的偏置电流产生模块结构图。

如图3所示，偏置电流产生模块包括：偏置电流源、第一开关、第二开关和第三开关。

第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的一端连接偏置电流源，第一开关、第二开关和第三开关的另一端连接寄生电阻消除模块。

偏置电流包括：第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流。

根据本公开的实施例，可以设置第一开关连接偏置电流源中生成第一偏置电流的偏置电流源输出端，第二开关连接偏置电流源中生成第二偏置电流的偏置电流源输出端，第三开关连接偏置电流源中生成第三偏置电流的偏置电流源输出端，以及，可以设置第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流的电流值比值大小为(N-1)∶N∶1，其中N为大于3的整数。

可以利用偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流。

可以通过第t-1次的控制信号控制第一开关、第二开关和第三开关状态，实现在向寄生电阻消除模块传输第t次的偏置电流的情况下：在第一开关为导通状态的情况下，向寄生电阻消除模块传输第一偏置电流；在第二开关为导通状态的情况下，向寄生电阻消除模块传输第二偏置电流；在第三开关为导通状态的情况下，向寄生电阻消除模块传输第三偏置电流。

根据本公开的实施例，在一次向寄生电阻消除模块传输偏置电流的过程中，可以设置输出第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流的时间长度不同，输出次数也不同。

根据本公开的实施例，寄生电阻消除模块连接远端三极管，远端三极管包括寄生电阻。

如图3所示，远端三极管发射极与基极连接后，与寄生电阻消除模块相连，在该温度传感方法实际连接线中远端三极管发射极与基极和寄生电阻消除模块之间可存在寄生电阻R₂，可以理解的是，远端三极管集电极和寄生电阻消除模块之间可存在寄生电阻R₁，由于在偏置电流产生模块向寄生电阻消除模块传输偏置电流的情况下，流过R₁和R₂的电流值大小相同，因此在R₁和R₂电路中可以等效为一个寄生电阻R_S。

利用寄生电阻消除模块，根据第t次的偏置电流，生成第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据第t次的偏置电压得到第t次的偏置电压值集合包括：

向远端三极管施加第t次的偏置电流，得到第t次的偏置电压；以及

以时钟信号对应的采样频率获取第t次的偏置电压，得到第t次的偏置电压值集合。

根据本公开的实施例，第t次的偏置电流中可以包括：第一偏置电流和第二偏置电流。

利用寄生电阻消除模块，以时钟信号对应的采样频率获取第t次的偏置电压，得到第t次的偏置电压值集合包括：

在向寄生电阻消除模块传输第一偏置电流的情况下，进行N次采样，得到N个第t次的第一偏置电压。

在向寄生电阻消除模块传输第二偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N个第t次的第一偏置电压。

根据N个第t次的第一偏置电压和N-1个第t次的第二偏置电压，得到第一预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

根据本公开的实施例，在进行N次采样过程中，可以设置，在寄生电阻消除模块将每一个采样数据存储的同时，向偏置电流控制模块实时传输该采样数据，以便偏置电流控制模块可以根据该采样数据对应得到寄生电阻消除模块实时采样状态，以便偏置电流控制模块生成控制信号实时控制偏置电流产生模块实时向寄生电阻消除模块传输的偏置电流，由此实现寄生电阻消除模块、偏置电流控制模块和电流控制模块之间的快速信息反馈。

根据本公开的实施例，在上述已经得到第一预设偏置电压值集合的情况下，还可以包括以下操作。

向寄生电阻消除模块传输的第t次的偏置电流还可以包括：第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流；

利用寄生电阻消除模块，以时钟信号对应的采样频率获取第t次的偏置电压，得到第t次的偏置电压值集合还包括：

在向寄生电阻消除模块传输第一偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N-1个第t次的第一偏置电压。

在向寄生电阻消除模块传输第二偏置电流的情况下，进行N-2次采样，得到N-2个第t次的第二偏置电压。

在向寄生电阻消除模块传输第三偏置电流的情况下，进行1次采样，得到1个第t次的第三偏置电压。

根据N-1个第t次的第一偏置电压、N-2个第t次的第二偏置电压和1个第t次的第三偏置电压，得到第二预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

根据本公开的实施例，在实际通过温度传感方法获取第一预设偏置电压值集合和第二预设偏置电压值集合的过程中，可以对获取顺序不做限制。以及，在第一预设偏置电压值集合的过程中，可以对偏置电流产生模块实时向寄生电阻消除模块传输的第一偏置电流和第二偏置电流的顺序不做限制。在第一预设偏置电压值集合的过程中的偏置电流顺序同理。

根据本公开的实施例，利用偏置电流控制模块，响应于时钟信号输出第t次的控制信号，第t次的控制信号为根据第t次的偏置电压生成的信号包括：

在满足预设偏置电压条件的情况下，第t次的控制信号控制输出第t次的偏置电流。

其中，预设偏置电压条件为：在得到第一预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N个第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-1个第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流。

以及，在得到第二预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N-1个第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-2个第t次的第二偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流；采样得到第1个第t次的第三偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第三偏置电流。

根据本公开的实施例，在得到第t次的温度值的过程中，通过时钟信号产生模块生成的时钟信号控制偏置电流控制模块将控制信号输出到偏置电流产生模块的时间间隔，以便控制电流产生模块产生不同的偏置电流，以及控制不同的偏置电流传输到寄生电阻消除模块的时间间隔。通过时钟信号产生模块生成的时钟信号还可以控制寄生电阻消除模块对根据不同的偏置电流生成的不同的偏置电压的采集频率，寄生电阻消除模块再将采样得到的不同的偏置电压传输到偏置电流控制模块，使得偏置电流控制模块可以获取寄生电阻消除模块的采样状态，由此更新控制信号，控制电流产生模块产生不同的偏置电流。

根据本公开的实施例，还可以根据第t次的偏置电压值集合，生成第t次的量化电压比。

生成第t次的量化电压比的过程包括：根据第一预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压。根据第二预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压差。根据第t次的目标偏置电压和第t次的目标偏置电压差，得到第t次的量化电压比。

根据本公开的实施例，由于得到的第一预设偏置电压值集合中，对第t次的第一偏置电压和对第t次的第二偏置电压的采样数量存在差值“1”，由此根据N个第t次的第一偏置电压和N个第t次的第一偏置电压可以得到第t次的目标偏置电压。同理，基于第二预设偏置电压值集合中，第一偏置电压、第二偏置电压和第三偏置电压采样数量，使第一偏置电压的采样数量与第二偏置电压和第三偏置电压的采样数量之和相等，则可以得到第t次的目标偏置电压差。

根据本公开的实施例，可以以得到第t次的目标偏置电压为参考电压，对第t次的目标偏置电压差进行量化，得到第t次的量化电压比。

根据本公开的实施例，在得到第t次的量化电压比过程中，使用远端温度传感芯片结构得到的第t次的目标偏置电压作为参考电压，即可以在不引入外部参考电压的情况下实现获得参考电压，以便对第t次的目标偏置电压差进行量化，得到第t次的量化电压比。消除由于外部参考电压的跟随温度改变电压值而导致的测量误差。

根据本公开的实施例，该温度传感方法还包括：在得到第t次的目标偏置电压差后，对第t次的目标偏置电压差进行放大k倍操作后再得到第t次的量化电压比，其中，k为正整数。

根据本公开的实施例，在该寄生电阻消除模块中，多次直接基于目标偏置电压和目标偏置电压差获取到的多个量化电压比的数值之间的变化率可能较小，在变化率较小的情况下，可能出现在该寄生电阻消除模块的预设动态范围下，导致对该多个量化电压比的分辨精度不高的结果。因此，可以通过该寄生电阻消除模块对计算得到的目标偏置电压进行放大，以便充分利用该寄生电阻消除模块的预设动态范围，提高量化电压比的分辨精度。

根据本公开的实施例，可以利用数字处理模块，根据第t次的量化电压比，生成第t次的温度值并输出。

生成第t次的温度值包括：基于第t次的量化电压比得到第t次的线性化结果。根据预设斜率值、预设失调值和第t次的线性化结果，得到第t次的温度值并输出。

根据本公开的实施例，可以根据该远端温度传感芯片整体电路的结构和参数配置，确定匹配的预设斜率值和预设失调值，其中，可以设置预设斜率值为正数，以及设置预设失调值为负数。以及，该温度值可以为十进制数值。

根据本公开的实施例，设置在不考虑寄生电阻影响的情况下，进行温度探测。可以通过以下公式(1)表示基于第三偏置电流得到的偏置电压：

其中，V_BE为偏置电压；I_S是三极管集电极电流；k是波耳兹曼常数，值为1.38×10-23；q是元电荷，值为1.6×10-19；T是开尔文温度；I_bias为第三偏置电流。

根据本公开的实施例，对该不考虑寄生电阻影响的情况下，对该三极管施加第二偏置电流和第三偏置电流，生成第二偏置电流对应的偏置电压和第三偏置电流对应的偏置电压，将第二偏置电流对应的偏置电压减去第三偏置电流对应的偏置电压两次产生的偏置电压相减，即可得到相应的偏置电压差。

根据本公开的实施例，可以通过以下公式(2)表示基于第二偏置电流和第三偏置电流得到的偏置电压差：

其中，ΔV_BE为基于第二偏置电流和第三偏置电流得到的偏置电压差；N为第二偏置电流的电流值与第三偏置电流的电流值之比。

根据本公开的实施例，可以通过以下公式(3)表示量化电压比：

X＝ΔV_BE/V_BE (3)

其中，X为量化电压比。

根据本公开的实施例，可以通过以下公式(4)表示线性化结果：

其中，μ为量化电压比；α为增益因子。

根据本公开的实施例，可以通过以下公式(5)得到增益因子：

其中，α选取的值使V_BE与αΔV_BE的温度系数具有相等的大小与相反的符号。

根据本公开的实施例，可以通过以下公式(6)得到温度值：

D_temp＝Aμ+B (6)

其中，D_temp为温度值，A为预设斜率值；B为预设失调值。

根据本公开的实施例，设置在考虑寄生电阻影响的情况下，通过设置第一预设偏置电压值集合和第二预设偏置电压值集合，在消除寄生电阻影响的同时进行进行温度探测。

根据本公开的实施例，设置对该三极管施加第一偏置电流和第二偏置电流，并在对该三极管施加第一偏置电流的过程中，对第一偏置电流对应产生的偏置电压采样N次，对第二偏置电流对应产生的偏置电压采样N-1次，并将采样得到的偏置电压集合为第一预设偏置电压值集合。可以通过以下公式(7)表示基于第一预设偏置电压值集合得到的目标偏置电压：

其中，V_BE((N-1)I_bias)为第一偏置电流对应产生的偏置电压；V_BE(NI_bias)为第二偏置电流对应产生的偏置电压；R_S为寄生电阻；

为目标偏置电压。

根据本公开的实施例，由此得到的偏置电压中的包括寄生电阻的数值项被抵消，得到消除寄生电阻影响的偏置电压。

根据本公开的实施例，设置对该三极管施加第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流，并在对该三极管施加第一偏置电流的过程中，对第一偏置电流对应产生的偏置电压采样N-1次，对第二偏置电流对应产生的偏置电压采样N-2次，对第三偏置电流对应产生的偏置电压采样1次，并将采样得到的偏置电压集合为第二预设偏置电压值集合。可以通过以下公式(8)表示基于第一预设偏置电压值集合得到的目标偏置电压差：

其中，V_BE(I_bias)为第三偏置电流对应产生的偏置电压；

为目标偏置电压差。

根据本公开的实施例，将目标偏置电压差作为ΔV_BE，目标偏置电压作为V_BE，带入公式(3)～(6)进行计算得到温度值，可以实现在消除寄生电阻影响的同时进行进行温度探测。

根据本公开的实施例，为充分利用ADC动态范围，ADC先对采样的目标偏置电压值进行预大n倍，然后再以n倍目标偏置电压为参考电压，得到目标量化电压比，再进行公式(4)～(6)的计算，得到温度值，可提升ADC动态范围利用率，其中，n为正整数。根据本公开的实施例，可以通过以下公式(9)表示目标线性化结果：

其中，Y为目标量化电压比，Y＝nΔV_BE/V_BE。

图4a示意性示出了根据本公开一实施例的量化电压比与目标量化电压比的示意图。

如图4a所示，可以设置n＝4，量化电压比曲线在温度为(-55，145)℃区间内变化较缓慢，且数值量较小，浪费ADC在测量大于0.3的比值部分的动态范围，在转换到目标量化电压比输出时，目标量化电压比曲线在温度为(-55，145)℃区间内变化率增加，且数值量在(0.2，0.9)区间，可以充分利用ADC较为敏感的动态范围区间，从而提升远端测温精度。

图4b示意性示出了根据本公开一实施例的目标线性化结果的示意图。

如图4b所示，将目标量化电压比转化为目标线性化结果输出时，在温度为(-55，145)℃区间目标线性化线性度较好，方便后续读数得到十进制温度值。

根据本公开实施例，另一方面提供了一种远端温度传感芯片。

图5示意性示出了根据本公开一实施例的远端温度传感芯片模块框架图。

如图5所示，远端温度传感芯片500可以包括：时钟信号产生模块510、偏置电流产生模块520、寄生电阻消除模块530、偏置电流控制模块540和数字处理模块550。

时钟信号产生模块510，用于生成时钟信号。

偏置电流产生模块520，用于根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流。

寄生电阻消除模块530，用于根据第t次的偏置电流，生成第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据第t次的偏置电压得到第t次的偏置电压值集合；还用于根据第t次的偏置电压值集合，生成第t次的量化电压比，以便消除寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响。

偏置电流控制模块540，用于响应于时钟信号输出第t次的控制信号，第t次的控制信号为根据第t次的偏置电压生成的信号。

数字处理模块550，用于根据量化电压比，生成温度值并输出，其中，t为大于1的整数。

根据本公开实施例，基于远端温度传感芯片结构，通过采样远端三极管的V_BE以及ΔV_BE，远端温度传感芯片内ADC以V_BE为参考电压直接量化ΔV_BE与V_BE的比值X(X＝ΔV_BE/V_BE)，再由数字处理模块550进行处理得到温度信息。该结构取消了外部基准电压，消除了远端温度传感芯片温度变化导致的外部基准电压变化，进而消除外部基准电压变化对远端测温精度的影响。

根据本公开实施例，通过寄生电阻消除技术，在获取目标偏置电压和目标偏置电压差的过程中可以消除引线中存在的寄生电阻对采样值ΔV_BE与V_BE的影响，从而提升远端测温精度。

根据本公开实施例，通过寄生电阻消除模块进行采样时，所使用的ADC可以先对采样的ΔV_BE值进行预大处理，可提升ADC动态范围利用率。

根据本公开实施例，远端温度传感芯片的采样结构可以采用单管差分输入结构，即远端产生的V_BE通过差分输入的方式连接采样电路，可减少电路板上耦合噪声对测温精度的影响。

附图中的流程图和框图，示意性示出了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明本公开的目的、技术方案和有益效果，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，在本公开的精神和原则之内，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消除远端寄生电阻的温度传感方法，应用于远端温度传感芯片，

所述远端温度传感芯片包括：时钟信号产生模块、偏置电流产生模块、寄生电阻消除模块、偏置电流控制模块和数字处理模块；

所述方法包括：

利用所述时钟信号产生模块，生成时钟信号；

利用所述偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流；

利用所述寄生电阻消除模块，根据所述第t次的偏置电流，生成所述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据所述第t次的偏置电压得到所述第t次的偏置电压值集合；

根据所述第t次的偏置电压值集合，生成所述第t次的量化电压比，以便消除所述寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响；

利用所述偏置电流控制模块，响应于所述时钟信号输出所述第t次的控制信号，所述第t次的控制信号为根据所述第t次的偏置电压生成的信号；以及

利用所述数字处理模块，根据所述第t次的量化电压比，生成所述第t次的温度值并输出，其中，t为大于1的整数。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电流产生模块包括：偏置电流源、第一开关、第二开关和第三开关；

所述偏置电流包括：第一偏置电流、第二偏置电流和第三偏置电流；

所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的一端连接所述偏置电流源，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的另一端连接所述寄生电阻消除模块；

所述利用所述偏置电流产生模块，根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流包括：

通过所述第t-1次的控制信号控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关状态，实现在向所述寄生电阻消除模块传输所述第t次的偏置电流的情况下，

在所述第一开关为导通状态的情况下，向所述寄生电阻消除模块传输所述第一偏置电流；

在所述第二开关为导通状态的情况下，向所述寄生电阻消除模块传输所述第二偏置电流；以及

在所述第三开关为导通状态的情况下，向所述寄生电阻消除模块传输所述第三偏置电流。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述寄生电阻消除模块连接远端三极管，所述远端三极管包括寄生电阻；

所述利用所述寄生电阻消除模块，根据所述第t次的偏置电流，生成所述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据所述第t次的偏置电压得到所述第t次的偏置电压值集合包括：

向所述远端三极管施加所述第t次的偏置电流，得到所述第t次的偏置电压；以及

利用所述寄生电阻消除模块，以所述时钟信号对应的采样频率获取所述第t次的偏置电压，得到所述第t次的偏置电压值集合。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第t次的偏置电流包括：所述第一偏置电流和所述第二偏置电流；

所述利用所述寄生电阻消除模块，以所述时钟信号对应的采样频率获取所述第t次的偏置电压，得到所述第t次的偏置电压值集合包括：

在向所述寄生电阻消除模块传输所述第一偏置电流的情况下，进行N次采样，得到N个所述第t次的第一偏置电压；

在向所述寄生电阻消除模块传输所述第二偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N-1个所述第t次的第二偏置电压；以及

根据所述N个所述第t次的第一偏置电压和所述N-1个所述第t次的第二偏置电压，得到第一预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

所述第t次的偏置电流包括：所述第一偏置电流、所述第二偏置电流和所述第三偏置电流；

所述利用所述寄生电阻消除模块，以所述时钟信号对应的采样频率获取所述第t次的偏置电压，得到所述第t次的偏置电压值集合还包括：

在向所述寄生电阻消除模块传输所述第一偏置电流的情况下，进行N-1次采样，得到N-1个所述第t次的第一偏置电压；

在向所述寄生电阻消除模块传输所述第二偏置电流的情况下，进行N-2次采样，得到N-2个所述第t次的第二偏置电压；

在向所述寄生电阻消除模块传输所述第三偏置电流的情况下，进行1次采样，得到1个所述第t次的第三偏置电压；以及

根据所述N-1个所述第t次的第一偏置电压、所述N-2个所述第t次的第二偏置电压和所述1个所述第t次的第三偏置电压，得到第二预设偏置电压值集合，其中，N为大于3的整数。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述第t次的偏置电压值集合，生成所述第t次的量化电压比包括：

根据所述第一预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压；

根据所述第二预设偏置电压值集合，得到第t次的目标偏置电压差；以及

根据所述第t次的目标偏置电压和所述第t次的目标偏置电压差，得到所述第t次的量化电压比。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：在得到所述第t次的目标偏置电压差后，对所述第t次的目标偏置电压差进行放大k倍操作后再得到所述第t次的量化电压比，其中，k为正整数。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，所述利用所述数字处理模块，根据所述第t次的量化电压比，生成第t次的温度值并输出包括：

基于所述第t次的量化电压比得到所述第t次的线性化结果；以及

根据预设斜率值、预设失调值和所述第t次的线性化结果，得到所述第t次的温度值并输出。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述利用所述偏置电流控制模块，响应于所述时钟信号输出所述第t次的控制信号，所述第t次的控制信号为根据所述第t次的偏置电压生成的信号包括：

在满足预设偏置电压条件的情况下，第t次的控制信号控制输出第t次的偏置电流；

其中，所述预设偏置电压条件为：在得到第一预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N个所述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-1个所述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流；以及

在得到第二预设偏置电压值集合的情况下，采样得到第N-1个所述第t次的第一偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第一偏置电流；采样得到第N-2个所述第t次的第二偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第二偏置电流；采样得到第1个所述第t次的第三偏置电压前，第t次的控制信号控制输出第三偏置电流。

10.一种远端温度传感芯片，包括：

时钟信号产生模块，用于生成时钟信号；

偏置电流产生模块，用于根据第t-1次的控制信号输出第t次的偏置电流；

寄生电阻消除模块，用于根据所述第t次的偏置电流，生成所述第t次的偏置电压，以便响应于时钟信号根据所述第t次的偏置电压得到所述第t次的偏置电压值集合；还用于根据所述第t次的偏置电压值集合，生成所述第t次的量化电压比，以便消除所述寄生电阻消除模块连接的预设远端装置包括的寄生电阻的影响；

偏置电流控制模块，用于响应于所述时钟信号输出所述第t次的控制信号，所述第t次的控制信号为根据所述第t次的偏置电压生成的信号；以及

数字处理模块，用于根据所述量化电压比，生成温度值并输出，其中，t为大于1的整数。

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