JP2001227983A - 信号処理回路 - Google Patents
信号処理回路Info
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- JP2001227983A JP2001227983A JP2000391118A JP2000391118A JP2001227983A JP 2001227983 A JP2001227983 A JP 2001227983A JP 2000391118 A JP2000391118 A JP 2000391118A JP 2000391118 A JP2000391118 A JP 2000391118A JP 2001227983 A JP2001227983 A JP 2001227983A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度依存し且つ供給電圧に比例する（ratiom
etricである）出力電圧を供給する。 【解決手段】 信号処理回路は、電圧を受けて、少なく
とも１つのパラメータに基づく第１信号を提供するセン
サを備え、更に、第１デジタル・アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）と、第２ＤＡＣとを備える。第１ＤＡＣは、供給電
圧を加算器に提供し、第２ＤＡＣは、供給電圧と供給電
圧の温度変化とに依存する電圧（Ｖtc）を提供する。ま
た、第１ＤＡＣと第２ＤＡＣとに接続されて第１信号を
受信して第１出力を提供する加算器と、同第１出力を受
けて出力電圧を提供するゲイン回路とを備える。
etricである）出力電圧を供給する。 【解決手段】 信号処理回路は、電圧を受けて、少なく
とも１つのパラメータに基づく第１信号を提供するセン
サを備え、更に、第１デジタル・アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）と、第２ＤＡＣとを備える。第１ＤＡＣは、供給電
圧を加算器に提供し、第２ＤＡＣは、供給電圧と供給電
圧の温度変化とに依存する電圧（Ｖtc）を提供する。ま
た、第１ＤＡＣと第２ＤＡＣとに接続されて第１信号を
受信して第１出力を提供する加算器と、同第１出力を受
けて出力電圧を提供するゲイン回路とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号処理回路にお
ける電力供給電圧とレシオメトリックな(ratiometric)
温度依存基準電圧の生成に関する。
ける電力供給電圧とレシオメトリックな(ratiometric)
温度依存基準電圧の生成に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動アプリケーション(automat
ive application)に使用される信号処理回路は、典型的
には、その精度を確保するために、温度検知特性を必要
とする。典型的には、信号処理回路は、回路の出力信号
の精度に影響を与える温度依存変数を有する。事実、出
力信号の精度は、回路が動作する際の温度範囲全域に渡
って影響される。出力電圧の精度は、自動アプリケーシ
ョンにとって特に重要である。何故なら、処理回路用信
号は、典型的には、上昇した温度で動作するからであ
る。
ive application)に使用される信号処理回路は、典型的
には、その精度を確保するために、温度検知特性を必要
とする。典型的には、信号処理回路は、回路の出力信号
の精度に影響を与える温度依存変数を有する。事実、出
力信号の精度は、回路が動作する際の温度範囲全域に渡
って影響される。出力電圧の精度は、自動アプリケーシ
ョンにとって特に重要である。何故なら、処理回路用信
号は、典型的には、上昇した温度で動作するからであ
る。
【０００３】信号処理回路において温度変化を検知し、
それをデジタル化する方法の１つとして、アナログ・デ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ）を使用して、絶対温度
（Ｖptat）に比例する電圧を、温度に応答しない基準電
圧（Ｖref）と比較する方法がある。Ｖptat電圧をＶref
電圧で除算することによって得られる比は、温度に比例
する。この比は、シグマデルタ変調器がＡ／Ｄとして使
用されている場合、デジタルパルスストリームの形で得
ることができる。デジタルフィルタを使用して、これを
デジタルワードに変換することができる。
それをデジタル化する方法の１つとして、アナログ・デ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ）を使用して、絶対温度
（Ｖptat）に比例する電圧を、温度に応答しない基準電
圧（Ｖref）と比較する方法がある。Ｖptat電圧をＶref
電圧で除算することによって得られる比は、温度に比例
する。この比は、シグマデルタ変調器がＡ／Ｄとして使
用されている場合、デジタルパルスストリームの形で得
ることができる。デジタルフィルタを使用して、これを
デジタルワードに変換することができる。
【０００４】処理回路に基準電圧を提供するものとし
て、従来、温度変化に影響されないバンドギャップ回路
が使用されている。しかしながら、バンドギャップ基準
電圧は、電力供給電圧にも影響されない。何故なら、バ
ンドギャップ電圧は、物理定数であるからである。この
ように、Ｖptat及びＶref電圧により生成される温度依
存出力は、電力供給電圧とは独立になる。
て、従来、温度変化に影響されないバンドギャップ回路
が使用されている。しかしながら、バンドギャップ基準
電圧は、電力供給電圧にも影響されない。何故なら、バ
ンドギャップ電圧は、物理定数であるからである。この
ように、Ｖptat及びＶref電圧により生成される温度依
存出力は、電力供給電圧とは独立になる。
【０００５】信号処理回路(signal cenditioning circu
it)は、一般に、広範囲の温度変化とレシオメトリック
な出力電圧を必要とする。電力供給が特定の範囲で変動
すると、回路の出力電圧は、温度変化全体をカバーすべ
く変化しなければならない。回路の出力電圧は、特定の
範囲で変化しなければならない。校正の際、信号の室温
でのプロセス修正は、かなり単純なやり方である。出力
信号は典型的には室温での供給電圧に対してレシオメト
リックである。しかしながら、供給電圧に対してレシオ
メトリックな温度校正部分は、単純ではない。もしＶ
ptat及びＶref電圧が、ある固定された供給電圧に対し
て、信号温度関連パラメータを直接的に修正若しくは訂
正するのに使用されるならば、出力は同電圧に関して良
好(fine)である。しかしながら、供給電圧は変化するの
で、供給電圧のＶptat及びＶrefの独立性に基づき、出
力エラーが増加し、温度に関し狭い範囲を超えてしま
う。従って、Ｖptat及びＶrefに代わるものとして、温
度に依存しながら、且つ、供給電圧に対してもレシオメ
トリックな出力電圧を提供する方法及びシステムを提供
することが必要である。本発明は、このような必要性に
答えるものである。
it)は、一般に、広範囲の温度変化とレシオメトリック
な出力電圧を必要とする。電力供給が特定の範囲で変動
すると、回路の出力電圧は、温度変化全体をカバーすべ
く変化しなければならない。回路の出力電圧は、特定の
範囲で変化しなければならない。校正の際、信号の室温
でのプロセス修正は、かなり単純なやり方である。出力
信号は典型的には室温での供給電圧に対してレシオメト
リックである。しかしながら、供給電圧に対してレシオ
メトリックな温度校正部分は、単純ではない。もしＶ
ptat及びＶref電圧が、ある固定された供給電圧に対し
て、信号温度関連パラメータを直接的に修正若しくは訂
正するのに使用されるならば、出力は同電圧に関して良
好(fine)である。しかしながら、供給電圧は変化するの
で、供給電圧のＶptat及びＶrefの独立性に基づき、出
力エラーが増加し、温度に関し狭い範囲を超えてしま
う。従って、Ｖptat及びＶrefに代わるものとして、温
度に依存しながら、且つ、供給電圧に対してもレシオメ
トリックな出力電圧を提供する方法及びシステムを提供
することが必要である。本発明は、このような必要性に
答えるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する信号処
理回路は、電圧を受けて、少なくとも１つのパラメータ
に基づく第１信号を提供するセンサを備える。信号処理
回路は、更に、第１デジタル・アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）と、第２ＤＡＣとを備える。第１ＤＡＣは、供給電
圧を加算器に提供し、第２ＤＡＣは、供給電圧と供給電
圧の温度変化とに依存する電圧（Ｖtc）を提供する。ま
た、第１ＤＡＣと第２ＤＡＣとに接続されて第１信号を
受信して第１出力を提供する加算器と、第１出力を受け
て出力電圧を提供するゲイン回路とを備える。
理回路は、電圧を受けて、少なくとも１つのパラメータ
に基づく第１信号を提供するセンサを備える。信号処理
回路は、更に、第１デジタル・アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）と、第２ＤＡＣとを備える。第１ＤＡＣは、供給電
圧を加算器に提供し、第２ＤＡＣは、供給電圧と供給電
圧の温度変化とに依存する電圧（Ｖtc）を提供する。ま
た、第１ＤＡＣと第２ＤＡＣとに接続されて第１信号を
受信して第１出力を提供する加算器と、第１出力を受け
て出力電圧を提供するゲイン回路とを備える。
【０００７】本発明のシステム及び方法によれば、供給
電圧及び供給電圧の温度変化に依存する電圧Ｖtcを利用
して、信号処理システムにおけるＤＡＣの数を最小化す
ることができる。更に、本技術は、一次及び高次の（例
えば、多項修正のための）温度修正（コレクション）、
あるいはビース(piece wise)線形温度修正に利用するこ
とができる。本技術の主要な利点は、使用ハードウェア
が最小で済むこと、及び信号処理におけるフィルタリン
グされたデジタル化温度ステップである。これは、一次
検知信号が他の信号により影響される場合の他の検知信
号によるエラーを校正するのに使用することができる。
電圧及び供給電圧の温度変化に依存する電圧Ｖtcを利用
して、信号処理システムにおけるＤＡＣの数を最小化す
ることができる。更に、本技術は、一次及び高次の（例
えば、多項修正のための）温度修正（コレクション）、
あるいはビース(piece wise)線形温度修正に利用するこ
とができる。本技術の主要な利点は、使用ハードウェア
が最小で済むこと、及び信号処理におけるフィルタリン
グされたデジタル化温度ステップである。これは、一次
検知信号が他の信号により影響される場合の他の検知信
号によるエラーを校正するのに使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、信号処理回路におい
て、供給電圧にレシオメトリックな温度依存基準電圧の
生成を改善する。以下の説明は、当業者が本発明を利用
することのできるようにするためのものであり、特許出
願及びその要求の文脈において提供される。以下に説明
される好ましい実施の形態、一般原則、特徴は、当業者
であれば明らかなように、様々な変形が可能である。こ
のように、本発明は以下の実施の形態に限定されるもの
ではなく、以下に説明する原則及び特徴の最も広い範囲
に基づくものである。
て、供給電圧にレシオメトリックな温度依存基準電圧の
生成を改善する。以下の説明は、当業者が本発明を利用
することのできるようにするためのものであり、特許出
願及びその要求の文脈において提供される。以下に説明
される好ましい実施の形態、一般原則、特徴は、当業者
であれば明らかなように、様々な変形が可能である。こ
のように、本発明は以下の実施の形態に限定されるもの
ではなく、以下に説明する原則及び特徴の最も広い範囲
に基づくものである。
【０００９】従来、出力電圧の電力供給電圧による正し
い温度依存には、２つの技術がある。図１は、出力信号
の電力供給電圧による温度依存性を正しくするための第
１システム１００を示す。図１において、ブリッジセン
サ１０２は、Ｖssと電流ソース回路１０４とに接続され
る。その出力は、加算器１０８に適用され、加算器１０
８は、２つのデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１１
０及び１１２から入力を受け取る。ＤＡＣ１１０は、Ｖ
refから入力を受け取り、ＤＡＣ１１２は、Ｖp tatから
入力を受け取る。加算器１０８からの出力は、アナログ
・デジタル変換器１１４に提供され、アナログ・デジタ
ル変換器１１４は、Ｖrefからも入力を受け取る。その
後、デジタル信号プロセッサ１１６は、デジタル信号を
受け取り、その信号をＤＡＣ１１８に提供する。ＤＡＣ
１１８は、Ｖddを参照して、その供給とレシオメトリッ
クな出力信号を提供する。
い温度依存には、２つの技術がある。図１は、出力信号
の電力供給電圧による温度依存性を正しくするための第
１システム１００を示す。図１において、ブリッジセン
サ１０２は、Ｖssと電流ソース回路１０４とに接続され
る。その出力は、加算器１０８に適用され、加算器１０
８は、２つのデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１１
０及び１１２から入力を受け取る。ＤＡＣ１１０は、Ｖ
refから入力を受け取り、ＤＡＣ１１２は、Ｖp tatから
入力を受け取る。加算器１０８からの出力は、アナログ
・デジタル変換器１１４に提供され、アナログ・デジタ
ル変換器１１４は、Ｖrefからも入力を受け取る。その
後、デジタル信号プロセッサ１１６は、デジタル信号を
受け取り、その信号をＤＡＣ１１８に提供する。ＤＡＣ
１１８は、Ｖddを参照して、その供給とレシオメトリッ
クな出力信号を提供する。
【００１０】（従来システムの動作）ブリッジセンサ１
０２からの信号は、電流ソース回路１０４を使用して生
成される。電流ソース回路１０４は、Ｖddから独立して
いる。ゲインの温度補償は、電流ソース回路１０４内で
アナログ温度依存項を加算することによって行われる。
電圧又は電流ソースの値は、Ｖddと独立している。いく
つかのアプリケーションについては、Ｖddからのソース
回路１０４の独立電圧が良好な特徴である。
０２からの信号は、電流ソース回路１０４を使用して生
成される。電流ソース回路１０４は、Ｖddから独立して
いる。ゲインの温度補償は、電流ソース回路１０４内で
アナログ温度依存項を加算することによって行われる。
電圧又は電流ソースの値は、Ｖddと独立している。いく
つかのアプリケーションについては、Ｖddからのソース
回路１０４の独立電圧が良好な特徴である。
【００１１】しかしながら、自動アプリケーションにお
ける信号処理回路は、一般に、Ｖddを基準電圧として使
用する。従って、Ｖddからの電圧あるいは電流の独立性
は、自動アプリケーションにとっては良くない。何故な
ら、回路の温度が、自動（automotive）条件下では大き
く変化するからである。出力電圧は、測定パラメータ
（圧力、ヨーイング(yaw)比など）に比例する。例え
ば、圧力が中程度（５０％）で、供給電圧が５Ｖであれ
ば、出力電圧は２．５Ｖである。Ｖddが５．５Ｖに変化
すると、出力電圧は２．７５Ｖに変化する。このよう
に、出力電圧は、供給に電圧とレシオメトリックと考え
られる。
ける信号処理回路は、一般に、Ｖddを基準電圧として使
用する。従って、Ｖddからの電圧あるいは電流の独立性
は、自動アプリケーションにとっては良くない。何故な
ら、回路の温度が、自動（automotive）条件下では大き
く変化するからである。出力電圧は、測定パラメータ
（圧力、ヨーイング(yaw)比など）に比例する。例え
ば、圧力が中程度（５０％）で、供給電圧が５Ｖであれ
ば、出力電圧は２．５Ｖである。Ｖddが５．５Ｖに変化
すると、出力電圧は２．７５Ｖに変化する。このよう
に、出力電圧は、供給に電圧とレシオメトリックと考え
られる。
【００１２】図１に戻り、センサ１０２信号は、そのゲ
イン温度を修正するのに、温度依存項を備えた電流ソー
ス回路１０４を使用する。しかしながら、センサ１０２
のオフセット又はゼロ圧力、その他の検知パラメータ
は、なおも、温度依存性（ｔｃ）を有する。このオフセ
ット及びオフセットtcは、Ｖref及びＶptatを使用して
修正される。次に信号は、アナログ・デジタル変換器Ａ
／Ｄ１１４を使用してデジタル化される。時には、デジ
タル信号処理を使用して、付加的修正が行われる。出力
電圧（Ｖout）は、Ｖddを基準として、ＤＡＣ１１８に
より再びアナログに変換される。このように、Ｖ
outは、検出されるパラメータ及び供給電圧Ｖddに比例
する。しかしながら、Ｖoutは、量子化ステップを有し
て、それが、フィードバック制御システムにおいてたび
たび問題を引き起こす。
イン温度を修正するのに、温度依存項を備えた電流ソー
ス回路１０４を使用する。しかしながら、センサ１０２
のオフセット又はゼロ圧力、その他の検知パラメータ
は、なおも、温度依存性（ｔｃ）を有する。このオフセ
ット及びオフセットtcは、Ｖref及びＶptatを使用して
修正される。次に信号は、アナログ・デジタル変換器Ａ
／Ｄ１１４を使用してデジタル化される。時には、デジ
タル信号処理を使用して、付加的修正が行われる。出力
電圧（Ｖout）は、Ｖddを基準として、ＤＡＣ１１８に
より再びアナログに変換される。このように、Ｖ
outは、検出されるパラメータ及び供給電圧Ｖddに比例
する。しかしながら、Ｖoutは、量子化ステップを有し
て、それが、フィードバック制御システムにおいてたび
たび問題を引き起こす。
【００１３】また、図１の従来システム１００は、精度
の高いＤＡＣを必要とする。精度の高いＤＡＣは、差分
線形性エラー(differential linearity error)が低い
（１１ビット未満）。このような精度の高いＤＡＣは、
費用もかかり、システム１００を複雑にする。最後に、
システム内のＤＡＣの数を減らすことができれば、シス
テム全体の費用を削減することができる。
の高いＤＡＣを必要とする。精度の高いＤＡＣは、差分
線形性エラー(differential linearity error)が低い
（１１ビット未満）。このような精度の高いＤＡＣは、
費用もかかり、システム１００を複雑にする。最後に、
システム内のＤＡＣの数を減らすことができれば、シス
テム全体の費用を削減することができる。
【００１４】いくつかの問題を解決すべく、第２の従来
技術が利用されて、温度依存性の修正が行われる。図２
は、出力信号の電力供給電圧による温度依存性を修正す
るための第２の従来システム２００を示す。図２におい
て、構成要素の多くは、図１のものと同じであり、同じ
参照番号で示されている。ただし、ブリッジセンサ１０
２’は、Ｖddに接続された電圧回路ソース２０４から入
力を受け取る。図示されているように、３つのＤＡＣ２
１０、２１２、２１４が加算器１０８’に入力を提供す
る。加算器１０８’の出力は、次にゲイン回路２１６に
提供される。ゲイン回路２１６は、デジタルローパスフ
ィルタ２１８から入力を受け取る。また、Ｇａｉｎ値及
びＧａｉｎ ｔｃ値がＧａｉｎ回路２１６にアナログ装
置（図示されず）を介して提供される。Ｇａｉｎ回路２
１６は、次に、これらの入力に基づく出力電圧
（Ｖout）を提供する。回路２００は、更に、基準電圧
Ｖptat信号回路２２０Ｖref及びＵptatを備える。回路
２２０は、Ｖref及びＶptatを変調器２０４に提供す
る。変調器２０４は、次に、信号をデジタルローパスフ
ィルタ２１８に提供する。デジタルローパスフィルタ２
１８は、デジタルワード（Ｄ Ｔｅｍｐ）をゲイン回路
２１０に提供する。Ｄ Ｔｅｍｐは、Ｇａｉｎ Ｔｃ及
びＧａｉｎ値と共に、ゲイン増幅回路２１６に提供され
る。ゲイン増幅回路２１６は、出力電圧を提供する。シ
ステム２００は、図１のシステム１００と比較すれば改
善されているが、やはり、数個のＤＡＣ２１０、２１
２、２１４を必要とする。このように、ゲイン増幅回路
２１６が利用されて出力電圧用のＤＡＣの必要性をなく
しているが、デジタルローパスフィルタ２１８からのＤ
Ｔｅｍｐデジタルワードを補償するために、付加的Ｄ
ＡＣ２１４が必要となる。
技術が利用されて、温度依存性の修正が行われる。図２
は、出力信号の電力供給電圧による温度依存性を修正す
るための第２の従来システム２００を示す。図２におい
て、構成要素の多くは、図１のものと同じであり、同じ
参照番号で示されている。ただし、ブリッジセンサ１０
２’は、Ｖddに接続された電圧回路ソース２０４から入
力を受け取る。図示されているように、３つのＤＡＣ２
１０、２１２、２１４が加算器１０８’に入力を提供す
る。加算器１０８’の出力は、次にゲイン回路２１６に
提供される。ゲイン回路２１６は、デジタルローパスフ
ィルタ２１８から入力を受け取る。また、Ｇａｉｎ値及
びＧａｉｎ ｔｃ値がＧａｉｎ回路２１６にアナログ装
置（図示されず）を介して提供される。Ｇａｉｎ回路２
１６は、次に、これらの入力に基づく出力電圧
（Ｖout）を提供する。回路２００は、更に、基準電圧
Ｖptat信号回路２２０Ｖref及びＵptatを備える。回路
２２０は、Ｖref及びＶptatを変調器２０４に提供す
る。変調器２０４は、次に、信号をデジタルローパスフ
ィルタ２１８に提供する。デジタルローパスフィルタ２
１８は、デジタルワード（Ｄ Ｔｅｍｐ）をゲイン回路
２１０に提供する。Ｄ Ｔｅｍｐは、Ｇａｉｎ Ｔｃ及
びＧａｉｎ値と共に、ゲイン増幅回路２１６に提供され
る。ゲイン増幅回路２１６は、出力電圧を提供する。シ
ステム２００は、図１のシステム１００と比較すれば改
善されているが、やはり、数個のＤＡＣ２１０、２１
２、２１４を必要とする。このように、ゲイン増幅回路
２１６が利用されて出力電圧用のＤＡＣの必要性をなく
しているが、デジタルローパスフィルタ２１８からのＤ
Ｔｅｍｐデジタルワードを補償するために、付加的Ｄ
ＡＣ２１４が必要となる。
【００１５】好ましい実施の形態において、温度のパル
スストリームが変調器２０４から直接的に得られれば、
ＤＡＣの数を減らすことができる。そうすれば、システ
ム全体の費用及び複雑性を最小にすることができる。ま
た、応答時間処理回路は従来のシステムより小さくな
る。何故なら、２つの主要な信号処理ステップが必要な
くなるからである。従って、本発明によるシステム及び
方法は、ＤＡＣの数を最小にしながら、信号処理回路の
全体の性能を改善する。
スストリームが変調器２０４から直接的に得られれば、
ＤＡＣの数を減らすことができる。そうすれば、システ
ム全体の費用及び複雑性を最小にすることができる。ま
た、応答時間処理回路は従来のシステムより小さくな
る。何故なら、２つの主要な信号処理ステップが必要な
くなるからである。従って、本発明によるシステム及び
方法は、ＤＡＣの数を最小にしながら、信号処理回路の
全体の性能を改善する。
【００１６】図３は、本発明によるシステム３００の第
１の実施の形態である。構成要素の多くは、図２のもの
と同様である。ただし、主要な違いとして、必要とされ
るＤＡＣの数が減っている。図２のデジタルローパスフ
ィルタ２１８の代わりに、アナログローパスフィルタ３
１８が使われているため、少ない数のＤＡＣで済む。こ
のようにして、同じ機能を行うための基準としてのＶdd
を備えた２つのＤＡＣを必要とするというよりも、むし
ろ、温度及びＶdd（Ｖtc）の変化に依存する電圧が、直
接ＤＡＣ１１２に提供される。
１の実施の形態である。構成要素の多くは、図２のもの
と同様である。ただし、主要な違いとして、必要とされ
るＤＡＣの数が減っている。図２のデジタルローパスフ
ィルタ２１８の代わりに、アナログローパスフィルタ３
１８が使われているため、少ない数のＤＡＣで済む。こ
のようにして、同じ機能を行うための基準としてのＶdd
を備えた２つのＤＡＣを必要とするというよりも、むし
ろ、温度及びＶdd（Ｖtc）の変化に依存する電圧が、直
接ＤＡＣ１１２に提供される。
【００１７】（本発明の動作）本実施の形態において、
センサ１０２’’出力は、Ｖddに対しレシオメトリック
である。オフセットは、基準電圧としてのＶddを使用し
て修正される。オフセット温度係数修正は、Ｖdd及び温
度に比例する電圧Ｖtcを使用して行われる。感度修正
は、ゲイン回路を使用して行われる。ゲイン温度係数
は、ビットシリアルデジタル温度（Ｄｔｅｍｐ ｓ）を
使用して修正される。Ｖref及びＶptatを使用するデジ
タルパルスストリームは、変調器２０４’を使用して生
成される。このパルスストリームのパルス密度（固定サ
イクル数に対するパルストレイン内のパルス数）は、Ｖ
ptatのＶrefに対する比率（レシオ）に比例する。この
ように、パルス密度は、温度に比例する。デジタル出力
電圧（Ｖout）は、ＶddからＶs sまで変化する。このよ
うに、このパルスストリームの平均値は、温度及び供給
に依存する。アナログフィルタ３１８は、このパルスス
トリームをアナログ電圧（Ｖtc）に変換する。Ｖddが変
化すると、ＶtcがＶddとＶssとの間で比例的に変化す
る。また、温度が上昇すると、１の数が上昇し、Ｄｔｅ
ｍｐ ｓの平均値を上昇させる。このように、フィルタ
リングされたアナログ電圧は、Ｖddと温度の関数であ
る。従って、本発明により、Ｖtcは、ＤＡＣ１１２’’
に提供され、それは温度とＶddに依存する。ビットスト
リームフォーマット（Ｄｔｅｍｐ ｓ）のデジタル温度
は、変調器２０４’’からゲイン増幅器２１６’’へ直
接に提供され、温度変化に対してゲインを修正すること
ができる。
センサ１０２’’出力は、Ｖddに対しレシオメトリック
である。オフセットは、基準電圧としてのＶddを使用し
て修正される。オフセット温度係数修正は、Ｖdd及び温
度に比例する電圧Ｖtcを使用して行われる。感度修正
は、ゲイン回路を使用して行われる。ゲイン温度係数
は、ビットシリアルデジタル温度（Ｄｔｅｍｐ ｓ）を
使用して修正される。Ｖref及びＶptatを使用するデジ
タルパルスストリームは、変調器２０４’を使用して生
成される。このパルスストリームのパルス密度（固定サ
イクル数に対するパルストレイン内のパルス数）は、Ｖ
ptatのＶrefに対する比率（レシオ）に比例する。この
ように、パルス密度は、温度に比例する。デジタル出力
電圧（Ｖout）は、ＶddからＶs sまで変化する。このよ
うに、このパルスストリームの平均値は、温度及び供給
に依存する。アナログフィルタ３１８は、このパルスス
トリームをアナログ電圧（Ｖtc）に変換する。Ｖddが変
化すると、ＶtcがＶddとＶssとの間で比例的に変化す
る。また、温度が上昇すると、１の数が上昇し、Ｄｔｅ
ｍｐ ｓの平均値を上昇させる。このように、フィルタ
リングされたアナログ電圧は、Ｖddと温度の関数であ
る。従って、本発明により、Ｖtcは、ＤＡＣ１１２’’
に提供され、それは温度とＶddに依存する。ビットスト
リームフォーマット（Ｄｔｅｍｐ ｓ）のデジタル温度
は、変調器２０４’’からゲイン増幅器２１６’’へ直
接に提供され、温度変化に対してゲインを修正すること
ができる。
【００１８】従って、生成された電圧Ｖtcは、センサ１
０２’’によって温度補償に使用することができる。従
って、この技術は、図４及び図５に示されるように、一
次、あるいは高次(higher order)（例えば、多項型修
正）、又はピース式線形温度修正を行うのに応用するこ
とができる。
０２’’によって温度補償に使用することができる。従
って、この技術は、図４及び図５に示されるように、一
次、あるいは高次(higher order)（例えば、多項型修
正）、又はピース式線形温度修正を行うのに応用するこ
とができる。
【００１９】図４は、実質的に、図３と同じであるが、
切り替えキャパシタフィルタ４０２は、Ｄｔｅｍｐ ｓ
及びＶtc1を受け取り、温度二乗依存電圧Ｖtc2を提供す
る。図５は、実質的に、図４と同じであるが、付加的切
り替えキャパシタ５０２が利用され、三次温度依存電圧
Ｖtc3を提供する。
切り替えキャパシタフィルタ４０２は、Ｄｔｅｍｐ ｓ
及びＶtc1を受け取り、温度二乗依存電圧Ｖtc2を提供す
る。図５は、実質的に、図４と同じであるが、付加的切
り替えキャパシタ５０２が利用され、三次温度依存電圧
Ｖtc3を提供する。
【００２０】（発明の利点）本発明による方法及びシス
テムにおいて、必要とされるＤＡＣの数は最小であり、
信号処理においてフィルタリングされデジタル化される
温度ステップも最小になる。温度依存電圧Ｖtcは、量子
化ステップから自由（フリー）である。低い周波数にお
けるそのような量子化ステップは、閉ループ制御システ
ムにおいては、時として、問題を引き起こすことがあ
る。このように、低い帯域幅ローパスフィルタを使用し
て、デジタル化ノイズを非常に低いレベルに減らすこと
ができる。本発明によるシステム及び方法の他の利点
は、高精度のＤＡＣを必要としない点である。このよう
に、温度関連修正は、より簡単なＣＭＯＳプロセス（キ
ャパシタなし）を利用することにより達成することがで
きる。このように、信号処理回路の費用を削減する。
テムにおいて、必要とされるＤＡＣの数は最小であり、
信号処理においてフィルタリングされデジタル化される
温度ステップも最小になる。温度依存電圧Ｖtcは、量子
化ステップから自由（フリー）である。低い周波数にお
けるそのような量子化ステップは、閉ループ制御システ
ムにおいては、時として、問題を引き起こすことがあ
る。このように、低い帯域幅ローパスフィルタを使用し
て、デジタル化ノイズを非常に低いレベルに減らすこと
ができる。本発明によるシステム及び方法の他の利点
は、高精度のＤＡＣを必要としない点である。このよう
に、温度関連修正は、より簡単なＣＭＯＳプロセス（キ
ャパシタなし）を利用することにより達成することがで
きる。このように、信号処理回路の費用を削減する。
【００２１】以上、本発明について、実施の形態を通し
て説明してきたが、当業者であれば明らかなように、こ
れらの実施の形態は、本発明の精神及び範囲内で、様々
の変形が可能である。従って、特許請求の範囲内で、当
業者により様々な変形を行うことができる。
て説明してきたが、当業者であれば明らかなように、こ
れらの実施の形態は、本発明の精神及び範囲内で、様々
の変形が可能である。従って、特許請求の範囲内で、当
業者により様々な変形を行うことができる。
【図１】アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）と、デジ
タル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、デジタル・アナログ
変換（ＤＡＣ）とを使用して、出力信号の電力供給電圧
による温度依存性を修正するための第１の従来システム
を示す。
タル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、デジタル・アナログ
変換（ＤＡＣ）とを使用して、出力信号の電力供給電圧
による温度依存性を修正するための第１の従来システム
を示す。
【図２】デジタル化された温度により修正されたアナロ
グ信号パスを使用して、出力信号の電力供給電圧による
温度依存性を修正するための第２の従来システムを示
す。
グ信号パスを使用して、出力信号の電力供給電圧による
温度依存性を修正するための第２の従来システムを示
す。
【図３】本発明によるシステムの第１の実施の形態であ
る。
る。
【図４】本発明によるシステムの第２の実施の形態であ
る。
る。
【図５】本発明によるシステムの第３の実施の形態であ
る。
る。
１０２ センサ １１０，１１２，１１８ Ｄ／Ａ変換器 １１８ Ｄ／Ａ変換器 １１４ Ａ／Ｄ変換器 １１６ デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ） ２０４ 変調器 ２１８ デジタルローパスフィルタ（ＬＰＦ） ３１８ アナログローパスフィルタ（ＬＰＦ）
Claims (11)
- 【請求項１】信号処理回路であって、 電圧を受け取り、少なくとも１つのパラメータに基づく
第１信号を提供するセンサと、 加算器に供給電圧を提供する第１デジタル・アナログ変
換器（ＤＡＣ）と、 供給電圧及び供給電圧の温度変化に依存する電圧
（Ｖtc）を提供する第２ＤＡＣと、 第１ＤＡＣ及び第２ＤＡＣに接続され、第１信号を受信
し第１出力を提供する加算器と、 第１出力を受信し、出力電圧を提供するゲイン増幅回路
とを備え、前記第１信号は、前記供給電圧に対してレシ
オメトリックなことを特徴とする回路。 - 【請求項２】 請求項１による信号処理システムであっ
て、更に、電圧をセンサに提供するための電圧ソース回
路を備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項３】 請求項２の信号処理回路であって、更
に、 基準電圧（Ｖref）及び絶対温度に基づく電圧
（Ｖptat）を提供する電圧生成回路と、 電圧（ＶrefとＶptat）を受けて、温度を示すデジタル
信号を提供する変調器と、 前記変調器に接続され、電圧（Ｖtc）を提供するアナロ
グローパスフィルタとを備えることを特徴とする回路。 - 【請求項４】 請求項３の信号処理回路であって、前記
ゲイン増幅器は、ゲイン値と変調器からのデジタル信号
も受け取ることを特徴とする回路。 - 【請求項５】 請求項４の回路であって、前記デジタル
信号は、デジタルシリアルビットストリームから成るこ
とを特徴とする回路。 - 【請求項６】 信号処理回路であって、 電圧を受けて、少なくとも１つのパラメータに基づく第
１信号を提供するセンサと、 少なくとも２つのデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）
であって、少なくとも一方は、供給電圧を加算器に提供
し、少なくとも他方は、前記供給電圧及び供給電圧の温
度変化に依存する電圧（Ｖtc）を提供する少なくとも２
つのＤＡＣと、 前記少なくとも２つのデジタル・アナログ変換器（ＤＡ
Ｃ）に接続され、前記第１信号を受信し、第１出力を提
供する加算器と、 前記第１出力を受けて、出力電圧を提供するゲイン増幅
器とを備え、前記第１信号が前記供給電圧に対してレシ
オメトリックなことを特徴とする回路。 - 【請求項７】 請求項６の信号処理システムであって、
電圧をセンサに提供する電圧ソース回路を備えることを
特徴とする回路。 - 【請求項８】 請求項７の信号処理回路であって、更
に、 基準電圧（Ｖref）及び絶対温度に基づく電圧
（Ｖptat）を提供する電圧生成回路と、 電圧（ＶrefとＶptat）を受けて、温度を示すデジタル
信号を提供する変調器と、 前記変調器に接続され、電圧（Ｖtc）を提供するアナロ
グローパスフィルタとを備えることを特徴とする回路。 - 【請求項９】 請求項８の信号処理回路であって、前記
ゲイン増幅器は、ゲイン値と変調器からのデジタル信号
とを受信することを特徴とする回路。 - 【請求項１０】 請求項９記載の回路であって、前記デ
ジタル信号は、デジタルシリアルビットストリームから
成ることを特徴とする回路。 - 【請求項１１】 請求項８の信号処理回路であって、少
なくとも１つの切り替えキャパシタが前記デジタル信号
を受信して少なくとも１つの付加的温度依存電圧を提供
することを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/470,678 US6133776A (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Signal processing circuit which provides for a temperature dependent voltage source that is also ratiometric to the supply voltage and method of use |
| US470678 | 1999-12-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001227983A true JP2001227983A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=23868574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000391118A Pending JP2001227983A (ja) | 1999-12-23 | 2000-12-22 | 信号処理回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133776A (ja) |
| EP (1) | EP1132715B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001227983A (ja) |
| DE (1) | DE60009028T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129712A1 (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Citizen Holdings Co., Ltd. | 物理量センサ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4236402B2 (ja) * | 2001-10-09 | 2009-03-11 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| US7791516B2 (en) * | 2008-10-20 | 2010-09-07 | Infineon Technologies Ag | Temperature compensated delta-sigma modulators with logarithmic dynamic range |
| CN107677393B (zh) * | 2017-09-07 | 2019-04-19 | 西北工业大学 | 一种芯片动态热管理中热传感器温度实时校准的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0711976B1 (de) * | 1994-11-11 | 2001-07-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Anordnung zur Linearisierung und Temperaturkompensation von Sensorsignalen |
| US5910751A (en) * | 1997-02-14 | 1999-06-08 | International Business Machines Corporation | Circuit arrangement and method with temperature dependent signal swing |
| US5848383A (en) * | 1997-05-06 | 1998-12-08 | Integrated Sensor Solutions | System and method for precision compensation for the nonlinear offset and sensitivity variation of a sensor with temperature |
| US6029059A (en) * | 1997-06-30 | 2000-02-22 | Lucent Technologies, Inc. | Quadrature mixer method and apparatus |
-
1999
- 1999-12-23 US US09/470,678 patent/US6133776A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-12-21 DE DE60009028T patent/DE60009028T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-21 EP EP00311573A patent/EP1132715B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-22 JP JP2000391118A patent/JP2001227983A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129712A1 (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Citizen Holdings Co., Ltd. | 物理量センサ |
| US7788977B2 (en) | 2005-06-01 | 2010-09-07 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Physical quantity sensor |
| JP5495356B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2014-05-21 | シチズンホールディングス株式会社 | 物理量センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60009028T2 (de) | 2004-08-26 |
| EP1132715B1 (en) | 2004-03-17 |
| DE60009028D1 (de) | 2004-04-22 |
| EP1132715A1 (en) | 2001-09-12 |
| US6133776A (en) | 2000-10-17 |
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