JP2015026270A - 検出回路、温度センサおよび検出方法 - Google Patents
検出回路、温度センサおよび検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015026270A JP2015026270A JP2013155651A JP2013155651A JP2015026270A JP 2015026270 A JP2015026270 A JP 2015026270A JP 2013155651 A JP2013155651 A JP 2013155651A JP 2013155651 A JP2013155651 A JP 2013155651A JP 2015026270 A JP2015026270 A JP 2015026270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- reference voltage
- current
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明の検出回路10は、印加された計測電圧に応じて電流値を出力する電流回路20、計測電圧から温度依存性が補償された基準電圧を分圧して第1基準電圧および第2基準電圧を出力する分圧回路30、所定の温度の時に検出電圧が第2基準電圧と等しくなるように電流値を補正する電流補正回路40、補正した電流に第2基準電圧を付加して検出電圧を出力する検出値出力回路50および検出電圧と第1基準電圧とに基づいて出力コードを生成するコード出力回路60を備える。
【選択図】 図1
Description
ここで、α:温度係数、T:絶対温度、M:回路係数、“[ ]”:Quantize operatorである。
例えば、α=3.72E-3、T=398K(Tj=125℃)、M:1023(10bit)、基準電圧=1.9V、X=0.01V(すなわち、基準電圧の変動が±10mV)の時、温度が125℃の場合、ADC回路からは(2)式より下記のデジタル出力コードが出力される。
すなわち、デジタル温度センサのADC回路に入力される基準電圧が±10mV変動することにより、実際の温度は一定の場合においても、デジタル出力コードは約±4.2コード変動する。
第1の実施形態に係る検出回路について説明する。本実施形態に係る検出回路のブロック構成図を図1に示す。図1において、本実施形態に係る検出回路10は、電流回路20、分圧回路30、電流補正回路40、検出値出力回路50およびコード出力回路60を備える。
出力コード=[((検出電圧±Y)・M)/(基準電圧±X)] (3)式
ここで、Mは回路係数、±Xは基準電圧の変動値、±Yは基準電圧の変動に起因する検出電圧の変動値、[ ]はQuantize operatorである。
すなわち、本実施形態に係る検出回路10において、検出値出力回路50は基準電圧Vrefに追従する検出電圧を出力する。そして(4)式を(3)式に当てはめることにより、検出回路10のコード出力回路60から出力される出力コードは(5)式のように表される。
背景技術で説明した(2)式と比較すると、(5)式の分子にはZ・(Vref±X))・M)、すなわち、基準電圧の変動による影響が加味されている。従って、本実施形態に係る検出回路10は、(5)式を用いることにより基準電圧Vrefの変動分Xによる影響を低減でき、入力される基準電圧Vrefが変動する場合においても安定的に温度依存性のある出力コードを出力することができる。
第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る温度センサ回路のブロック構成図を図3に示す。図3において、本実施形態に係る温度センサ回路100は、PTAT電流回路200、基準電圧増幅回路300、電流補正回路400、温度センサ出力回路500およびADC回路600を備える。本実施形態に係る温度センサ回路100は、温度TがT_Vrefの時に、基準電圧の変動による影響が最も低減される。以下、T_Vrefを補正時温度と記載する。
ここで、VREFOUT_ZはVREFOUTの分圧なので、分圧比:Z(0<Z<1)とすると、VREFOUT_Z=Z・VREFOUTと記載される。従って、温度センサ出力回路500から出力される、基準電圧の変動が加味されたTEMPOUT±Yは(7)式で表される。
ここで、温度Tが補正時温度T_Vrefに一致している場合、T=T_Vrefを(7)式に当てはめることにより、TEMPOUT±Y=Z・(VREFOUT±X)となる。すなわち、温度Tが補正時温度T_Vrefに一致している場合、温度センサ出力回路500から出力されるTEMPOUTは、基準電圧に追従する。
例えば、補正時温度T_Vref が80℃である場合に、125℃、80℃、25℃の時の温度センサ回路100から出力されるデジタル出力コードを(8)式より演算すると、下記のようになる。ここで、α=3.72E-3、T=398K(Tj=125℃)又は353K(Tj=80℃)又は298K(Tj=25℃)、TVref=353K(Tj=80℃)、M:1023(10bit)、VREFOUT±X=1.9±0.01V、Z=0.5である。また、簡略化のためQuantize operatorは省略する。
Tj=80℃:デジタル出力コード(8)=512±0
Tj=25℃:デジタル出力コード(8)=401±0.583
上記のように、(8)式を適用することにより、基準電圧の変動に起因するデジタル出力コードの出力バラツキを1コード以下に抑制することができる。一方、125℃、80℃、25℃の時に温度センサ回路100から出力されるデジタル出力コードを背景技術で説明した(2)式より演算すると、下記のようになる。
Tj=80℃:デジタル出力コード(2)=707±3.741
Tj=25℃:デジタル出力コード(2)=567±3.158
以上のように、本実施形態に係る温度センサ回路100において、電流補正回路400は、補正時温度T_Vrefの時に温度センサ出力回路500から出力されるTEMPOUTと基準電圧増幅回路300から出力されたVREFOUT_Zとが等しくなるように、PTAT電流を調整する。これにより、温度センサ出力回路500から基準電圧に追従するTEMPOUTが出力されるため、ADC回路600において基準電圧の変動に影響が低減され、温度センサ回路100から安定的なデジタル出力コードが出力される。
第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る温度センサ回路の回路図を図4に示す。図4に示すように、本実施形態に係る温度センサ回路100Bは、PTAT電流回路200B、基準電圧増幅回路300B、電流補正回路400B、温度センサ出力回路500BおよびADC回路600Bを備える。
一方、N5の電圧は、図4を参照することにより、(10)式で記載される。
(10)式を(9)式に代入し、基準電圧の変動を加味することにより、温度センサ出力回路500Bから出力されるTEMPOUT±Yは(11)式で記載される。
ここで、T=TVrefの場合、TEMPOUT±Y=(R5/(R3+R4+R5))・(VREFOUT±X)となり、温度センサ出力回路500Bから出力されるTEMPOUTは、基準電圧VREFOUTに追従する。
例えば、ターゲットとする温度TVrefがTVref=353K(Tj=80℃)の場合に、125℃、80℃、25℃の時の温度センサ回路100Bから出力されるデジタル出力コードを(12)式より演算すると、下記のようになる。なお、α=3.72E-3、T=398K(Tj=125℃)又は353K(Tj=80℃)又は298K(Tj=25℃)、TVref=353K(Tj=80℃)、M:1023(10bit)、VREFOUT±X=1.9±0.01V、R3=R4=R5=10kΩとする。また、簡略化のためQuantize operatorは省略する。
Tj=80℃:デジタル出力コード(12)=341±0
Tj=25℃:デジタル出力コード(12)=452±0.577
上記のように、(12)式を適用することにより、基準電圧の変動に起因するデジタル出力コードの出力バラツキを1コード以下に抑制することができる。
20 電流回路
30 分圧回路
40 電流補正回路
50 検出値出力回路
60 コード出力回路
70 温度センサ
80 演算回路
100、100B 温度センサ回路
200、200B PTAT電流回路
300、300B 基準電圧増幅回路
400、400B 電流補正回路
500、500B 温度センサ出力回路
600、600B ADC回路
Claims (7)
- 温度依存性がある計測電圧が印加されることにより、印加された計測電圧に応じた電流値を出力する電流回路と、
前記計測電圧から温度依存性が補償された基準電圧を取得し、取得した基準電圧を分圧して第1基準電圧および第2基準電圧を出力する分圧回路と、
所定の温度の時に検出電圧が前記第2基準電圧と等しくなるように前記電流値を補正して補正電流を出力する電流補正回路と、
前記補正電流に前記第2基準電圧を付加して検出電圧を出力する検出値出力回路と、
前記検出電圧と前記第1基準電圧とに基づいて出力コードを出力するコード出力回路と、
を備える検出回路。 - 前記電流補正回路は定電流回路を含み、
前記定電流回路は、所定の温度の時に前記補正電流がゼロになるように設定される、
請求項1記載の検出回路。 - 前記分圧回路は、直列に配置された第3抵抗、第4抵抗および第5抵抗と、プラス側入力端子に前記基準電圧が印加され、マイナス側入力端子に前記第3抵抗の他端が接続され、出力端子に第3抵抗の一端が接続された第2アンプと、を含むと共に、前記第4抵抗および第5抵抗の中間位置の電位を前記第2基準電圧として出力し、
前記検出値出力回路は、第6抵抗と、プラス側入力端子に前記第2基準電圧が印加され、マイナス側入力端子に前記第6抵抗の他端が接続され、出力端子に第6抵抗の一端が接続された第3アンプと、を含む、
請求項1または2記載の検出回路。 - 前記電流回路は、
カレントミラー回路と、
1対k(kは2以上の整数)のエミッタ面積を有する第1バイポーラトランジスタおよび第2バイポーラトランジスタと、
前記第1バイポーラトランジスタのドレインと第1アンプの間に配置された第1抵抗と、
プラス側入力端子が前記第1抵抗が接続され、マイナス側入力端子に前記第2バイポーラトランジスタのドレインが接続され、出力端子が前記カレントミラー回路に接続され、プラス側入力端子位置およびマイナス側入力端子位置の電位が一致するように前記カレントミラー回路を制御する第1アンプと、
を含み、前記電流値として、PTAT(Proportional To Absolute Temperature)電流を出力する、
請求項1乃至3のいずれか1項記載の検出回路。 - 前記電流回路は、前記計測電圧から温度依存性を補償するための第2抵抗および第3バイポーラトランジスタを含み、第2抵抗および第3バイポーラトランジスタによって温度依存性を補償した計測電圧を前記基準電圧として前記分圧回路に出力する、請求項1乃至4のいずれか1項記載の検出回路。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の検出回路と、
前記検出回路から出力された出力コードに基づいて計測温度を演算して出力する演算回路と、
を備える温度センサ。 - 温度依存性がある計測電圧が印加されることにより、印加された計測電圧に応じた電流値を出力し、
前記計測電圧から温度依存性が補償された基準電圧を取得し、取得した基準電圧を分圧して第1基準電圧および第2基準電圧を出力し、
所定の温度の時に検出電圧が前記第2基準電圧と等しくなるように前記電流値を補正して補正電流を出力し、
前記補正電流に前記第2基準電圧を付加して検出電圧を出力し、
前記検出電圧と前記第1基準電圧とに基づいて出力コードを出力する、
検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013155651A JP6194562B2 (ja) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | 検出回路、温度センサおよび検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013155651A JP6194562B2 (ja) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | 検出回路、温度センサおよび検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015026270A true JP2015026270A (ja) | 2015-02-05 |
JP6194562B2 JP6194562B2 (ja) | 2017-09-13 |
Family
ID=52490865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013155651A Active JP6194562B2 (ja) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | 検出回路、温度センサおよび検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6194562B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101730645B1 (ko) | 2016-06-20 | 2017-04-27 | 한국과학기술원 | 단일 접합형 트랜지스터를 이용한 센서 회로 및 그 동작 방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004514140A (ja) * | 2000-11-03 | 2004-05-13 | メンシク インコーポレイテッド | 閉ループヒータ制御付き熱対流加速度計 |
JP2007312194A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路 |
JP2009217809A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-09-24 | Seiko Epson Corp | 基準電圧生成回路、集積回路装置および信号処理装置 |
JP2012123485A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 基準電流出力装置及び基準電流出力方法 |
-
2013
- 2013-07-26 JP JP2013155651A patent/JP6194562B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004514140A (ja) * | 2000-11-03 | 2004-05-13 | メンシク インコーポレイテッド | 閉ループヒータ制御付き熱対流加速度計 |
JP2007312194A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路 |
JP2009217809A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-09-24 | Seiko Epson Corp | 基準電圧生成回路、集積回路装置および信号処理装置 |
JP2012123485A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 基準電流出力装置及び基準電流出力方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101730645B1 (ko) | 2016-06-20 | 2017-04-27 | 한국과학기술원 | 단일 접합형 트랜지스터를 이용한 센서 회로 및 그 동작 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6194562B2 (ja) | 2017-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5189882B2 (ja) | 温度センサ回路 | |
JP5836074B2 (ja) | 温度検出回路及びその調整方法 | |
JP4603378B2 (ja) | 基準電圧回路 | |
KR20090110329A (ko) | 온도 센서 바우 보상 | |
KR101889766B1 (ko) | 보정 기능을 가지는 온도 센서 회로 | |
US9817429B2 (en) | Circuits and methods for trimming an output parameter | |
US9448255B2 (en) | Capacitance detection device | |
US20150092819A1 (en) | Sensor signal output circuit and method for adjusting it | |
JP6342100B1 (ja) | アナログ入力ユニット及び基準電圧安定化回路 | |
JP2013089038A (ja) | 基準電圧回路 | |
JP6194562B2 (ja) | 検出回路、温度センサおよび検出方法 | |
JP4920487B2 (ja) | 基準電圧生成装置 | |
JP5488159B2 (ja) | 定電力制御回路 | |
JP2016183932A (ja) | 温度センサ回路 | |
KR20120046393A (ko) | 온도보상형 발진기 | |
JP5440521B2 (ja) | 感度温特補正回路 | |
JP6500770B2 (ja) | 電子制御装置 | |
CN113940006B (zh) | 模拟数字转换装置及模拟数字转换装置的控制方法 | |
JP2009211415A (ja) | 基準電圧回路 | |
JP2009139213A (ja) | 磁気センサ装置及びその制御方法 | |
JP4642364B2 (ja) | 温度検出回路、温度検出装置、及び光電変換装置 | |
JP2016090379A (ja) | 測定装置 | |
CN108981940B (zh) | 一种温度传感器 | |
KR102451873B1 (ko) | 저항값 측정 장치 | |
JP6357182B2 (ja) | センサ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170704 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20170711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170728 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6194562 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |