KR101956310B1 - Apparatus for measuring temperature - Google Patents

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송원종
범진욱
조나연
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에스케이하이닉스 주식회사
서강대학교산학협력단
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions

Abstract

본 발명에 따른 온도 측정기는 외부 펄스 신호를 수신하고, 주위 온도에 비례하는 펄스 신호를 출력하는 펄스 발생기; 및 상기 펄스 신호에 응답하여 상기 주위 온도를 측정하여 출력하는 온도 측정부를 구비한다.A temperature measuring device according to the present invention includes: a pulse generator for receiving an external pulse signal and outputting a pulse signal proportional to an ambient temperature; And a temperature measuring unit for measuring and outputting the ambient temperature in response to the pulse signal.

Description

온도 측정 장치{Apparatus for measuring temperature}Apparatus for measuring temperature < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 온도 측정 장치에 관한 것으로, 특히 클럭 신호를 이용하여 온도를 측정하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring temperature using a clock signal.

온도를 측정하기 위해서는 온도계가 필요하다. 일반적인 온도계는 기구적으로 구성되어 있어서 부피가 크기 때문에, 크기가 작거나 부피가 작은 제품에는 사용이 어렵다. 때문에 최근에는 전기 회로를 이용하여 온도를 측정하는 장치가 많이 개발되고 있다. A thermometer is required to measure the temperature. Since a typical thermometer is mechanically structured and bulky, it is difficult to use for small or bulky products. Recently, many devices for measuring temperature using an electric circuit have been developed.

전기 신호를 이용한 시간 영역(time domain) 온도계의 경우 온도의 차이를 구하는 방식은 각기 다르지만 온도 측정 방법은 유사하다. 즉, 온도가 변해도 지연(delay)이 생기지 않는 TIDL(Temperature Independent Delay Line)을 기준으로, 온도에 따라서 지연이 생기는 TDDL(Temperature Dependent Delay Line)을 통해서 발생하는 지연 차이를 이용한다.In the case of a time domain thermometer using electrical signals, the method of measuring the temperature difference is different, but the temperature measuring method is similar. That is, the delay difference generated through the TDD (Temperature Dependent Delay Line), which causes a delay depending on the temperature, is used based on the TIDL (Temperature Independent Delay Line) in which no delay occurs even when the temperature changes.

예컨대, 상기 TDDL의 인버터 체인(inverter chain)에 별도의 바이어스 회로가 추가적으로 필요한 회로와 일반적인 시간 영역 온도계가 있다. 이러한 두가지 방식의 온도 측정 장치는 온도를 구하는 방식이 서로 다르기 때문에 필요로 하는 온도에 대한 정보의 형태도 서로 다르다. 이들이 온도를 측정하기 위하여, 온도에 따라 지연이 변하는 지연 라인(TDDL에 해당)과 온도에 따라 지연이 변하지 않는 지연 라인(TIDL에 해당)을 이용하고 있다. 이와 같이 종래의 온도 측정 장치는 온도를 측정할 때 별도의 TIDL 회로를 추가적으로 이용하여 TDDL과 비교하여 온도를 측정하고 있다.For example, there is a general time-domain thermometer and a circuit in which an additional bias circuit is additionally required in the inverter chain of the TDDL. Since the temperature measuring apparatuses of these two methods differ in the method of obtaining the temperature, the form of the information about the required temperature is also different. In order to measure these temperatures, a delay line (corresponding to TDDL) whose delay varies with temperature and a delay line (corresponding to TIDL) whose delay does not vary with temperature are used. As described above, the conventional temperature measuring apparatus measures the temperature by comparing with the TDDL by additionally using a separate TIDL circuit when measuring the temperature.

인용참증(한국공개특허 2007-0074938)은 링 오실레이터로 구현된 온도 센서를 개시하고 있다. 그러나, 인용참증은 온도에 비례하는 펄스 신호를 사용하여 온도를 측정하는 구성은 개시하고 있지 않다. Korean Unexamined Patent Application Publication No. 2007-0074938 discloses a temperature sensor implemented with a ring oscillator. However, the reference does not disclose a configuration for measuring the temperature by using a pulse signal proportional to the temperature.

본 발명은 전력 소모가 적고, 면적이 감소되는 온도 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a temperature measuring device with low power consumption and reduced area.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

외부 펄스 신호를 수신하고, 주위 온도에 비례하는 펄스 신호를 출력하는 펄스 발생기; 및 상기 펄스 신호에 응답하여 상기 주위 온도를 측정하여 출력하는 온도 측정부를 구비하는 온도 측정 장치를 제공한다.A pulse generator for receiving an external pulse signal and outputting a pulse signal proportional to an ambient temperature; And a temperature measuring unit for measuring and outputting the ambient temperature in response to the pulse signal.

상기 펄스 발생기는, 상기 외부 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 펄스폭에 오프셋 지연이 발생하지 않게 하는 오프셋 시간 제거 회로; 상기 오프셋 시간 제거 회로의 출력 신호를 받아서 주위 온도에 비례하여 지연되는 신호를 출력하는 온도 의존 지연 라인; 및 상기 오프셋 시간 제거 회로의 출력 신호와 상기 온도 의존 지연 라인의 출력 신호를 수신하고, 이들에 대해 배타적 논리합 연산을 수행하여 상기 펄스 신호를 출력하는 배타적 논리합 게이트를 구비할 수 있다.Wherein the pulse generator comprises: an offset time eliminating circuit for preventing an offset delay from occurring in a pulse width of the pulse signal in response to the external pulse signal; A temperature dependent delay line receiving the output signal of the offset time eliminating circuit and outputting a signal delayed in proportion to the ambient temperature; And an exclusive OR gate for receiving the output signal of the offset time elimination circuit and the output signal of the temperature dependent delay line, performing an exclusive OR operation on the output signal, and outputting the pulse signal.

상기 온도 측정부는, 외부로부터 입력되는 외부 클럭 신호를 상기 주위 온도에 따라 지연시켜서 지연 클럭 신호를 출력하는 온도 센서; 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브(active)되는 출력 신호를 출력하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부의 출력 신호의 액티브 여부에 응답하여 상기 주위 온도를 산출하는 카운터; 및 상기 펄스 신호에 응답하여 상기 카운터를 리셋시키는 리셋부를 구비할 수 있다.The temperature measuring unit may include: a temperature sensor that delays an external clock signal input from the outside according to the ambient temperature to output a delayed clock signal; A signal converter for outputting an external clock signal and an output signal active in response to the delayed clock signal; A counter for calculating the ambient temperature in response to whether an output signal of the signal converting unit is active; And a reset unit for resetting the counter in response to the pulse signal.

상기 신호 변환부는, 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호 및 상기 출력 신호를 입력하고, 상기 출력 신호가 액티브 상태일 때는 하강 신호를 출력하고, 상기 신호 변환부의 출력 신호가 인액티브(inactive) 상태일 때는 상승 신호를 출력하는 셀렉터; 입력되는 신호에 응답하여 충전 또는 방전하는 충방전부; 상기 충방전부와 상기 셀렉터 사이에 연결되며, 상기 상승 신호 또는 하강 신호에 따라 상기 충방전부에 인가되는 전압을 조정하는 차지 펌프; 및 상기 충방전부의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 출력 신호를 발생하는 비교기를 구비할 수 있다.Wherein the signal converting unit receives the external clock signal, the delayed clock signal, and the output signal, outputs a falling signal when the output signal is active, and outputs the falling signal when the output signal of the signal converting unit is in an inactive state A selector for outputting a rising signal; A charge and discharge unit charging or discharging in response to an input signal; A charge pump connected between the charge / discharge unit and the selector, the charge pump adjusting a voltage applied to the charge / discharge unit according to the up signal or the down signal; And a comparator that compares the voltage of the charging and discharging unit with a reference voltage to generate the output signal.

본 발명에 따른 온도 측정 장치는 온도에 비례하는 펄스 신호를 이용하여 온도를 측정함으로써, 주위 온도를 정확하게 측정할 수가 있다.The temperature measuring apparatus according to the present invention can accurately measure the ambient temperature by measuring the temperature using a pulse signal proportional to the temperature.

또한, 본 발명에 따른 온도 측정 장치는 구조가 간단하여 전력 소모가 적고, 온도 측정 장치가 차지하는 면적이 감소된다.Further, the temperature measuring apparatus according to the present invention has a simple structure, low power consumption, and an area occupied by the temperature measuring apparatus is reduced.

도 1은 본 발명에 따른 온도 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 펄스 발생기의 상세한 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온도 측정부의 상세한 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 신호 변환부의 상세한 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 셀렉터의 회로도이다.
도 6은 도 5에 도시된 셀렉터에 입출력되는 신호들의 타이밍도이다.
도 7은 도 3에 도시된 신호 변환부의 출력 신호의 온도에 대한 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a block diagram of a temperature measuring apparatus according to the present invention.
2 is a detailed block diagram of the pulse generator shown in FIG.
3 is a detailed block diagram of the temperature measuring unit shown in Fig.
4 is a detailed block diagram of the signal converting unit shown in FIG.
5 is a circuit diagram of the selector shown in Fig.
6 is a timing diagram of signals input to and output from the selector shown in FIG.
7 is a graph showing a change in temperature of an output signal of the signal converting unit shown in FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명에 따른 온도 측정 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 온도 측정 장치(101)는 펄스 발생기(110)와 온도 측정부(120)를 구비한다.1 is a block diagram of a temperature measuring apparatus 101 according to the present invention. Referring to FIG. 1, a temperature measuring apparatus 101 includes a pulse generator 110 and a temperature measuring unit 120.

펄스 발생기(110)는 외부로부터 입력되는 외부 펄스 신호(P1)를 받아서 주위 온도에 비례하는 펄스 신호(P2)를 발생한다. 즉, 펄스 발생기(110)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)는 온도 정보를 포함하고 있다. 구체적으로, 펄스 발생기(110)는 상기 주위 온도가 상승하면 펄스 신호(P2)의 펄스폭을 증가시키고, 상기 주위 온도가 하강하면 펄스 신호(P2)의 펄스폭을 감소시킨다.The pulse generator 110 receives an external pulse signal P1 input from the outside and generates a pulse signal P2 proportional to the ambient temperature. That is, the pulse signal P2 output from the pulse generator 110 includes temperature information. Specifically, the pulse generator 110 increases the pulse width of the pulse signal P2 when the ambient temperature rises and decreases the pulse width of the pulse signal P2 when the ambient temperature falls.

온도 측정부(120)는 펄스 발생기(110)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)를 받아서 온도 측정 신호(Pout)를 출력한다. 펄스 발생기(110)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)는 온도 정보를 포함하며, 온도 측정부(120)는 펄스 신호(P2)를 디지털 코드로 변환하여 출력한다. 온도 측정부(120)는 펄스 신호(P2)를 디지털 코드로 변환하는 타임 도메인 델타-시그마 타임-디지털 변환기(time domain delta-sigma time digital converter)를 구비할 수 있다. 타임 도메인 델타-시그마 타임-디지털 변환기를 구비함으로써, 온도 측정 장치(101)는 넓은 온도 범위에 걸쳐 온도 측정을 수행할 수가 있다. 또한, 타임-디지털 변환기의 샘플링(sampling) 값을 크게 해주면 샘플링 비율(rate)은 작아지지만, 그만큼 온도 센서의 해상도(resolution)과 에러(error)가 작아지는 결과를 얻을 수 있다. The temperature measuring unit 120 receives the pulse signal P2 output from the pulse generator 110 and outputs a temperature measurement signal Pout. The pulse signal P2 output from the pulse generator 110 includes temperature information and the temperature measuring unit 120 converts the pulse signal P2 into a digital code and outputs the digital signal. The temperature measuring unit 120 may include a time domain delta-sigma time-digital converter that converts the pulse signal P2 into a digital code. By having a time domain delta-sigma time-to-digital converter, the temperature measuring apparatus 101 can perform temperature measurement over a wide temperature range. In addition, if the sampling value of the time-digital converter is increased, the sampling rate becomes smaller, but the resolution and the error of the temperature sensor become smaller.

도 2는 도 1에 도시된 펄스 발생기(110)의 상세한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 펄스 발생기(110)는 오프셋 시간 제거 회로(offset time cancellation circuit)(111)와 온도 의존 지연 라인(temperature dependent delay line)(112) 및 배타적 논리합 게이트(exclusive OR gate)(113)를 구비한다. 2 is a detailed block diagram of the pulse generator 110 shown in FIG. 2, the pulse generator 110 includes an offset time cancellation circuit 111, a temperature dependent delay line 112, and an exclusive OR gate 113 .

오프셋 시간 제거 회로(111)는 외부 펄스 신호(P1)를 수신하며, 상기 외부 펄스 신호(P1)에 응답하여 펄스 발생기(110)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)의 펄스폭에 오프셋 지연(offset delay)이 발생하지 않도록 하는 기능을 수행한다. 상기 오프셋 지연은 측정 가능한 온도 범위를 줄이고, 온도 측정부(120)에서 온도 측정에 필요한 유닛 딜레이(unit delay) 숫자를 증가시키며, 이로 인해 온도 측정 장치(101)의 전력 소모가 증가한다. 따라서, 오프셋 시간 제거 회로(111)는 펄스 발생기(110)의 출력 신호(P2)가 오프셋 지연되는 것을 방지하며, 그에 따라 상기 오프셋 지연으로 인한 전력 소모를 방지한다. 오프셋 시간 제거 회로(111)로부터 출력되는 신호는 온도와 무관한 신호이다.The offset time elimination circuit 111 receives the external pulse signal P1 and supplies an offset delay to the pulse width of the pulse signal P2 output from the pulse generator 110 in response to the external pulse signal P1. ) Is not generated. The offset delay reduces the measurable temperature range and increases the number of unit delays required for temperature measurement in the temperature measurement unit 120, thereby increasing the power consumption of the temperature measurement apparatus 101. [ Thus, the offset time elimination circuit 111 prevents the output signal P2 of the pulse generator 110 from being offset delayed, thereby preventing power consumption due to the offset delay. The signal output from the offset time elimination circuit 111 is a signal irrelevant to the temperature.

온도 의존 지연 라인(112)은 오프셋 시간 제거 회로(111)로부터 출력되는 신호를 받아서 온도에 비례하여 지연되는 신호를 출력한다. 즉, 온도 의존 지연 라인(112)의 출력 신호는 주위 온도가 상승하면 길게 지연되고, 주위 온도가 하강하면 짧게 지연된다. 온도 의존 지연 라인(112)은 인버터 체인(inverter chain)을 이용하여 구성될 수 있다. The temperature dependent delay line 112 receives the signal output from the offset time elimination circuit 111 and outputs a signal delayed in proportion to the temperature. That is, the output signal of the temperature-dependent delay line 112 is delayed a long time when the ambient temperature rises and is shortly delayed when the ambient temperature falls. The temperature dependent delay line 112 may be configured using an inverter chain.

배타적 논리합 게이트(113)는 오프셋 시간 제거 회로(111)의 출력 신호와 온도 의존 지연 라인(112)의 출력 신호에 대해 배타적 논리합 연산을 수행하고, 그 결과를 펄스 발생기(110)의 출력 신호(P2)로써 출력한다. 배타적 논리합 게이트(113)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)는 주위 온도에 비례하는 펄스폭을 갖는 신호이다. 즉, 배타적 논리합 게이트(113)로부터 출력되는 펄스 신호(P2)의 펄스폭은 상기 주위 온도가 상승하면 커지고, 상기 주위 온도가 하강하면 작아진다.The exclusive OR gate 113 performs an exclusive OR operation on the output signal of the offset time elimination circuit 111 and the output signal of the temperature dependent delay line 112 and outputs the result to the output signal P2 of the pulse generator 110 ). The pulse signal P2 output from the exclusive OR gate 113 is a signal having a pulse width proportional to the ambient temperature. That is, the pulse width of the pulse signal P2 output from the exclusive OR gate 113 becomes larger when the ambient temperature rises, and becomes smaller when the ambient temperature falls.

도 3은 도 1에 도시된 온도 측정부(120)의 상세한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 온도 측정부(120)는 온도 센서(310), 신호 변환부(320), 카운터(330), 및 리셋부(340)를 구비한다.3 is a detailed block diagram of the temperature measuring unit 120 shown in FIG. Referring to FIG. 3, the temperature measuring unit 120 includes a temperature sensor 310, a signal converting unit 320, a counter 330, and a reset unit 340.

온도 센서(310)는 외부로부터 입력되는 외부 클럭 신호(CLK)를 주위 온도에 따라 지연시켜서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력한다. 즉, 온도 센서(310)는 상기 주위 온도가 상승하면 외부 클럭 신호(CLK)의 지연량을 증가시켜서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력하고, 상기 주위 온도가 하강하면 외부 클럭 신호(CLK)의 지연량을 감소시켜서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력한다. 이와 같이, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간은 온도 센서(310)의 주위 온도에 따라 결정된다. 다시 말하면, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간은 온도 센서(310)의 주위 온도가 상승하면 길어지고, 온도 센서(310)의 주위 온도가 하강하면 짧아진다. 온도 센서(310)는 온도를 감지하는 센서, 온도 감지용 집적 회로 장치, 온도 감지용 회로 등과 같이, 온도를 감지할 수 있는 수단 중 하나로 구성될 수 있다.The temperature sensor 310 delays the external clock signal CLK input from the outside according to the ambient temperature to output the delayed clock signal SEN. That is, when the ambient temperature rises, the temperature sensor 310 increases the delay amount of the external clock signal CLK to output the delayed clock signal SEN. When the ambient temperature is lowered, the temperature sensor 310 delays the external clock signal CLK And outputs the delayed clock signal SEN. As described above, the delay time of the delayed clock signal SEN is determined according to the ambient temperature of the temperature sensor 310. [ In other words, the delay time of the delayed clock signal SEN becomes longer when the ambient temperature of the temperature sensor 310 rises, and becomes shorter when the ambient temperature of the temperature sensor 310 falls. The temperature sensor 310 may be configured as one of a temperature sensing means, such as a temperature sensing sensor, a temperature sensing integrated circuit device, a temperature sensing circuit, or the like.

신호 변환부(320)는 온도 센서(310)에 연결된다. 신호 변환부(320)는 외부 클럭 신호(CLK)와 온도 센서(310)로부터 출력되는 지연 클럭 신호(SEN)를 입력한다. 신호 변환부(320)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)에 응답하여 액티브(active)되는 출력 신호를 출력한다. 즉, 신호 변환부(320)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 정도에 따라 출력 신호(OUT)의 액티브 여부를 결정하여 출력 신호(OUT)를 출력한다. 구체적으로, 신호 변환부(320)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 길어지면 출력 신호(OUT)가 액티브되는 횟수를 증가시키고, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 짧아지면 출력 신호(OUT)가 액티브되는 횟수를 감소시킨다. 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)는 액티브되면 예컨대, 펄스로써 발생된다. 따라서, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)는 온도 센서(310)의 주위 온도가 상승하면 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 증가시키고, 온도 센서(310)의 주위 온도가 하강하면 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 감소시킨다. 신호 변환부는 디지털 코드를 출력하는 타임 도메인 델타 시그마 타임 디지털 컨버터(time domain delta sigma time digital converter)로 구성될 수 있다. 신호 변환부(320)의 구성에 대해서는 도 4를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The signal conversion unit 320 is connected to the temperature sensor 310. The signal converter 320 receives the external clock signal CLK and the delayed clock signal SEN output from the temperature sensor 310. The signal converter 320 outputs an output signal that is active in response to the external clock signal CLK and the delayed clock signal SEN. That is, the signal converter 320 determines whether the output signal OUT is active according to the delay of the delayed clock signal SEN and outputs the output signal OUT. The signal converter 320 increases the number of times the output signal OUT is activated when the delay time of the delayed clock signal SEN becomes longer and increases the number of times the output signal OUT is output when the delay time of the delayed clock signal SEN becomes shorter OUT) is activated. The output signal OUT of the signal conversion unit 320 is generated, for example, as a pulse when it is activated. The output signal OUT of the signal converter 320 increases the number of pulses of the output signal OUT when the ambient temperature of the temperature sensor 310 rises and decreases when the ambient temperature of the temperature sensor 310 falls And decreases the pulse number of the signal OUT. The signal converting unit may be configured with a time domain delta sigma time digital converter that outputs a digital code. The configuration of the signal converting unit 320 will be described in more detail with reference to FIG.

카운터(330)는 신호 변환부(320)로부터 출력되는 신호를 받아서 온도 센서(310)의 주위 온도를 산출하여 출력한다. 즉, 카운터(330)는 신호 변환부(320)의 출력 신호의 액티브 여부에 응답하여 상기 주위 온도를 산출한다. 다시 말하면, 카운터(330)는 신호 변환부(320)에서 출력되는 신호가 액티브되는 횟수 즉, 펄스 숫자를 카운트하여 상기 주위 온도를 산출한다. 카운터(330)는 신호 변환부(320)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자가 증가하면 온도 센서(310)의 주위 온도가 높은 것으로 판단하고, 신호 변환부(320)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자가 감소하면 온도 센서(310)의 주위 온도가 낮은 것으로 판단한다. 카운터(330)는 신호 변환부(320)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자를 온도로 환산하여 온도 센서(310)의 주위 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 카운터(330)가 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 온도로 환산하는 방법은 일반적으로 알려진 방법을 이용할 수 있으므로, 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다. The counter 330 receives the signal output from the signal converter 320 and calculates the ambient temperature of the temperature sensor 310 and outputs the calculated temperature. That is, the counter 330 calculates the ambient temperature in response to whether the output signal of the signal converter 320 is active or not. In other words, the counter 330 counts the number of times the signal output from the signal converting unit 320 is activated, that is, the pulse number, and calculates the ambient temperature. The counter 330 determines that the ambient temperature of the temperature sensor 310 is high when the pulse number of the signal output from the signal converter 320 increases and the pulse number of the signal output from the signal converter 320 decreases It is determined that the ambient temperature of the lower surface temperature sensor 310 is low. The counter 330 can accurately measure the ambient temperature of the temperature sensor 310 by converting the pulse number of the signal output from the signal converter 320 to a temperature. Since the counter 330 converts the pulse number of the output signal OUT of the signal converter 320 to a temperature, a generally known method can be used, and a detailed description thereof will be omitted.

카운터(330)에서 출력되는 신호(Tout)는 디지털 코드에 해당한다. 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 예컨대, 12 비트(bit)로 결정하여 한번의 온도 측정을 위해서 카운터(330)가 12 비트에 해당하는 입력을 받으면, 이 때의 카운터(330)의 출력이 원하는 온도에 대한 디지털 코드이다. The signal Tout output from the counter 330 corresponds to a digital code. When the counter 330 receives an input corresponding to 12 bits for one temperature measurement by determining the output signal OUT of the signal converting unit 320 to be 12 bits for example, Is the digital code for the desired temperature.

리셋부(340)는 펄스 신호(P2)와 외부 클럭 신호(CLK)를 수신하고, 리셋 신호(FIN)를 출력한다. 리셋부(340)는 펄스 신호(P2)에 응답하여 리셋 신호(FIN)를 액티브(active)시킨다. 리셋 신호(FIN)가 액티브되면 카운터(330)는 리셋되어 이전에 카운트하여 산출한 온도 관련 데이터를 모두 삭제하고, 새로이 카운트를 시작하여 온도를 산출한다. 즉, 온도를 측정할 때마다 리셋 신호(FIN)가 액티브되어 카운터(330)는 리셋된다.The reset unit 340 receives the pulse signal P2 and the external clock signal CLK and outputs a reset signal FIN. The reset unit 340 activates the reset signal FIN in response to the pulse signal P2. When the reset signal FIN is active, the counter 330 is reset to delete all of the temperature-related data calculated previously and starts a new count to calculate the temperature. That is, every time the temperature is measured, the reset signal FIN is activated and the counter 330 is reset.

도 4는 도 3에 도시된 신호 변환부(320)의 상세한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 신호 변환부(320)는 셀렉터(selector)(321), 차지 펌프(charge pump)(322), 충방전부(323), 및 비교기(324)를 구비한다. 4 is a detailed block diagram of the signal conversion unit 320 shown in FIG. 4, the signal conversion unit 320 includes a selector 321, a charge pump 322, a charge discharge unit 323, and a comparator 324.

셀렉터(321)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN) 및 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 입력하고, 상승 신호(UPB)와 하강 신호(DN)를 출력한다. 여기서, 외부 클럭 신호(CLK)는 온도의 변화와 상관없이 일정하게 들어오는 클럭 신호이고, 지연 클럭 신호(SEN)는 온도에 따라 인버터의 지연이 변함으로써 온도에 상응하는 지연만큼 느려진다. 셀렉터(321)는 입력받은 신호의 지연을 측정하여 차지 펌프(322)를 동작시키는 상승 신호(UPB)와 하강 신호(DN)를 출력한다. 셀렉터(321)는 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 액티브 상태일때는 하강 신호(DN)를 출력하고, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 인액티브(inactive) 상태일 때는 상승 신호(UPB)를 출력한다. 상승 신호(UPB)와 하강 신호(DN)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 따라 결정된다. 즉, 상승 신호(UPB)는 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 인액티브 상태일 때 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 해당하는 펄스폭을 갖는 신호로써 발생되고, 상기 하강 신호(DN)는 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 액티브 상태일 때 외부 클럭 신호(CLK)의 펄스폭에서 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 뺀 펄스폭을 갖는 신호로써 발생된다. 셀렉터(321)의 구체적인 구성에 대해서는 도 5를 통하여 상세히 설명하기로 한다.The selector 321 receives the external clock signal CLK, the delayed clock signal SEN and the output signal OUT of the signal converter 320 and outputs the rising signal UPB and the falling signal DN. Here, the external clock signal CLK is a clock signal which is constantly inputted irrespective of the temperature change, and the delayed clock signal SEN is delayed by a delay corresponding to the temperature by changing the delay of the inverter according to the temperature. The selector 321 measures the delay of the input signal and outputs a rising signal UPB and a falling signal DN for operating the charge pump 322. [ The selector 321 outputs the falling signal DN when the output signal OUT of the signal converting unit 320 is active and outputs the falling signal DN when the output signal OUT of the signal converting unit 320 is in an inactive state The up signal UPB is output. The rising signal UPB and the falling signal DN are determined according to the delay time of the delayed clock signal SEN. That is, the rising signal UPB is generated as a signal having a pulse width corresponding to the delay time of the delayed clock signal SEN when the output signal OUT of the signal converting unit 320 is in the inactive state, The signal DN is generated as a signal having a pulse width obtained by subtracting the delay time of the delayed clock signal SEN from the pulse width of the external clock signal CLK when the output signal OUT of the signal converter 320 is active . The specific configuration of the selector 321 will be described in detail with reference to FIG.

차지 펌프(322)는 셀렉터(321)와 충방전부(323) 사이에 연결된다. 차지 펌프(322)는 셀렉터(321)에서 출력되는 신호들(UPB, DN)에 따라서 동작하며, 충방전부(323)에 구비되는 캐패시터들을 충방전시켜서 지연에 대한 데이터를 적분(integrating)한다. 즉, 차지 펌프(322)는 셀렉터(321)로부터 상승 신호(UPB)가 출력되면 충방전부(323)를 충전시키고, 셀렉터(321)로부터 하강 신호(DN)가 출력되면 충방전부(323)를 방전시킨다. 따라서, 상승 신호(UPB)의 펄스폭이 넓을수록 충방전부(323)의 충전 시간이 길어지고, 하강 신호(DN)의 펄스폭이 넓을수록 충방전부(323)의 방전 시간이 길어진다. 다시 말하면, 충방전부(323)는 온도 센서(310)의 주위 온도가 높을수록 충전 시간이 길어지고, 온도 센서(310)의 주위 온도가 낮을수록 방전 시간이 길어진다. 충전 시간이 길어질수록 충방전부(323)의 전압은 점점 더 높아지고, 충전 시간이 짧아질수록 충방전부(323)의 전압은 점점 더 낮아진다.The charge pump 322 is connected between the selector 321 and the charge discharge portion 323. The charge pump 322 operates according to the signals UPB and DN output from the selector 321 and charges and discharges the capacitors provided in the charge and discharge unit 323 to integrate the data for the delay. That is, when the rising signal UPB is outputted from the selector 321, the charge pump 322 charges the charge discharging unit 323, and when the falling signal DN is outputted from the selector 321, the charge discharging unit 323 discharges . Therefore, the longer the pulse width of the rising signal UPB becomes, the longer the charging time of the charging portion 323 becomes, and the longer the pulse width of the falling signal DN becomes, the longer the discharging time of the charging portion 323 becomes. In other words, the charging time becomes longer as the ambient temperature of the temperature sensor 310 becomes higher, and the discharge time becomes longer as the ambient temperature of the temperature sensor 310 becomes lower. As the charging time becomes longer, the voltage of the charging part 323 becomes higher and the voltage of the charging part 323 becomes lower as the charging time becomes shorter.

차지 펌프(322)는 입력되는 신호들(UPB, DN)의 초기 전압 값이 온도가 변함에 따라 변할 수 있는데, 이에 대한 영향을 없애기 위해 차동(fully differential) 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 차동 구조를 가짐으로써 차지 펌프(322)의 미스매치(mismatch)에 대한 영향을 감소시킬 수 있다. 즉, 종래에는 신호들(UPB, DN)에 따라 변하는 전압의 크기가 다를 경우 미스매치된 크기만큼 에러가 축적되어 최종 결과값에 영향을 주게 되지만, 차동 구조의 경우 미스매치가 존재하더라도, 공통 모드(common mode) 전압이 일정하게 유지되기 때문에 최종 결과 값에 영향을 주지 않게 된다. The charge pump 322 may have a fully differential structure in order to eliminate the influence of the initial voltage value of the input signals UPB and DN as temperature changes. By having such a differential structure, it is possible to reduce the influence of the charge pump 322 on mismatch. In other words, conventionally, when the magnitude of the voltage varying according to the signals UPB and DN is different, an error is accumulated by the mismatched magnitude and affects the final result value. However, even in the case of the differential structure, the common mode voltage is kept constant and does not affect the final result value.

충방전부(323)는 차지 펌프(322)와 비교기(324) 사이에 연결되며, 복수개의 캐패시터들(C1, C2)을 구비한다. 복수개의 캐패시터들(C1, C2)은 서로 직렬로 연결된다. 충방전부(323)는 입력되는 신호에 응답하여 충전 또는 방전한다.The charging unit 323 is connected between the charge pump 322 and the comparator 324 and has a plurality of capacitors C1 and C2. The plurality of capacitors C1 and C2 are connected in series with each other. The charging unit 323 charges or discharges in response to an input signal.

비교기(324)는 충방전부(323)의 전압과 기준 전압을 수신하고, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 발생시킨다. 비교기(324)는 충방전부(323)의 전압을 상기 기준 전압과 비교하고, 그 결과에 따라 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 출력한다. 예컨대, 비교기(324)는 충방전부(323)의 전압이 상기 기준 전압보다 높으면 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 논리 하이로써 액티브시키고, 충방전부(323)의 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 논리 로우로써 인액티브시킨다.The comparator 324 receives the voltage of the charging unit 323 and the reference voltage, and generates the output signal OUT of the signal converting unit 320. The comparator 324 compares the voltage of the charging unit 323 with the reference voltage and outputs the output signal OUT of the signal converter 320 according to the comparison result. For example, when the voltage of the charging unit 323 is higher than the reference voltage, the comparator 324 activates the output signal OUT of the signal converting unit 320 as a logic high. When the voltage of the charging unit 323 is higher than the reference voltage And inactivates the output signal OUT of the signal converting unit 320 at a logic low level.

비교기(324)는 외부 클럭 신호(CLK)에 동기되어 동작할 수 있다. 따라서, 비교기(324)는 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지(edge)에서 충방전부(323)의 전압을 확인하고, 그에 따라 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 결정한다. 예컨대, 비교기(324)는 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지에서 충방전부(323)의 전압이 상기 기준 전압보다 높으면 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 논리 하이로써 액티브시키고, 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지에서 충방전부(323)의 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 논리 로우로써 인액티브시킨다. The comparator 324 can operate in synchronization with the external clock signal CLK. Therefore, the comparator 324 confirms the voltage of the charge discharging portion 323 at the rising edge of the external clock signal CLK, and accordingly determines the output signal OUT of the signal converting portion 320. For example, the comparator 324 activates the output signal OUT of the signal converting unit 320 as a logic high when the voltage of the charging unit 323 is higher than the reference voltage at the rising edge of the external clock signal CLK, If the voltage of the charging portion 323 is lower than the reference voltage at the rising edge of the clock signal CLK, the output signal OUT of the signal converting portion 320 is inactivated by a logic low.

상술한 바와 같이, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 길어질 때, 즉, 온도 센서(310)의 주위 온도가 높아질 때, 논리 하이로써 액티브되고, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 짧아질 때, 즉, 온도 센서(310)의 주위 온도가 낮아질 때, 논리 로우로써 인액티브된다. 또한, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)는 온도 센서(310)의 주위 온도가 높을수록 발생 횟수가 증가하고, 온도 센서(310)의 주위 온도가 낮을수록 발생 횟수가 감소한다.As described above, the output signal OUT of the signal converter 320 is activated as a logic high when the delay time of the delayed clock signal SEN becomes long, that is, when the ambient temperature of the temperature sensor 310 becomes high , And becomes inactive as a logic low when the delay time of the delayed clock signal SEN becomes short, that is, when the ambient temperature of the temperature sensor 310 becomes low. The output signal OUT of the signal converter 320 increases as the ambient temperature of the temperature sensor 310 increases and the number of occurrences decreases as the ambient temperature of the temperature sensor 310 decreases.

도 5는 도 4에 도시된 셀렉터(321)의 회로도이다. 도 5를 참조하면, 셀렉터(321)는 상승 신호 발생부(501)와 하강 신호 발생부(502)를 구비한다.5 is a circuit diagram of the selector 321 shown in Fig. 5, the selector 321 includes a rising signal generating unit 501 and a falling signal generating unit 502.

상승 신호 발생부(501)는 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 및 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 수신하고, 상승 신호(UPB)를 발생한다. 상승 신호 발생부(501)는 배타적 논리합 게이트(Exclusive OR gate)(511), 인버터(inverter)(521), 논리곱 게이트(AND gate)(531), 및 인버터를 구비한다.The rising signal generating unit 501 receives the external clock signal CLK, the delayed clock signal SEN and the output signal OUT of the signal converting unit 320 and generates the rising signal UPB. The rising signal generating unit 501 includes an exclusive OR gate 511, an inverter 521, an AND gate 531, and an inverter.

배타적 논리합 게이트(511)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)를 수신하고, 이 두 신호들을 배타적 논리합 연산하여 출력한다.The exclusive-OR gate 511 receives the external clock signal CLK and the delayed clock signal SEN, and performs exclusive-OR operation on the two signals.

인버터(521)는 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)의 전압 레벨을 반전시켜서 출력한다. The inverter 521 inverts the voltage level of the output signal OUT of the signal converter 320 and outputs the inverted voltage level.

논리곱 게이트(531)는 배타적 논리합 게이트(511)의 출력 신호와 인버터(521)의 출력 신호를 수신하고, 이 둘을 논리곱 연산하여 출력한다.The AND gate 531 receives the output signal of the exclusive-OR gate 511 and the output signal of the inverter 521, and performs an AND operation.

인버터(541)는 논리곱 게이트(531)의 출력 신호의 전압 레벨을 반전시켜서 상승 신호(UPB)로써 출력한다.The inverter 541 inverts the voltage level of the output signal of the AND gate 531 and outputs it as the rising signal UPB.

하강 신호 발생부(502)는 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 및 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)를 수신하고, 하강 신호(DN)를 발생한다. 하강 신호 발생부(502)는 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 및 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT) 중 어느 하나가 논리 로우(logic low)이면 하강 신호(DN)를 논리 로우로써 출력하고, 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 및 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 모두 논리 하이(logic high)일 때 하강 신호(DN)를 논리 하이로써 출력하는 논리곱 게이트로 구성될 수 있다.The falling signal generating unit 502 receives the external clock signal CLK, the delayed clock signal SEN and the output signal OUT of the signal converting unit 320 and generates a falling signal DN. The falling signal generating unit 502 generates a falling signal DN when one of the external clock signal CLK, the delayed clock signal SEN and the output signal OUT of the signal converting unit 320 is logic low. And outputs the falling signal DN when the external clock signal CLK, the delayed clock signal SEN and the output signal OUT of the signal converting unit 320 are both logic high, And outputting a logic high as a logic high.

도 6을 참조하면, 상승 신호(UPB)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)의 차이인 지연(delay)에 해당하는 신호이다. 즉, 상승 신호(UPB)는 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 로우에서 논리 하이로 상승한 시간부터 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 로우에서 논리 하이로 상승할 때까지의 시간 즉, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 나타내는 신호이다. 다시 말하면, 상승 신호(UPB)는 펄스로 구성되며, 상승 신호(UPB)의 펄스의 폭은 외부 클럭 신호(CLK)에 대한 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 나타낸다.Referring to FIG. 6, the rising signal UPB is a delay corresponding to a difference between the external clock signal CLK and the delayed clock signal SEN. That is, the rising signal UPB is delayed from the time when the external clock signal CLK rises from the logic low to the logic high, the time from when the delayed clock signal SEN rises from logic low to logic high, that is, the delayed clock signal SEN Of the delay time. In other words, the rising signal UPB consists of pulses, and the width of the pulse of the rising signal UPB represents the delay time of the delayed clock signal SEN relative to the external clock signal CLK.

하강 신호(DN)는 외부 클럭 신호(CLK)의 펄스폭에서 상기 지연 시간(상승 신호의 펄스폭에 해당함)을 뺀 나머지 시간을 나타내는 신호이다. 다시 말하면, 하강 신호(DN)는 펄스로 구성되며, 하강 신호(DN)의 펄스의 폭은 외부 클럭 신호(CLK)의 펄스폭에서 외부 클럭 신호(CLK)에 대한 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 뺀 나머지 펄스폭으로 구성된다.The falling signal DN is a signal indicating the remaining time obtained by subtracting the delay time (corresponding to the pulse width of the rising signal) from the pulse width of the external clock signal CLK. In other words, the falling signal DN is composed of pulses, and the width of the pulse of the falling signal DN is equal to the delay of the delay clock signal SEN with respect to the external clock signal CLK in the pulse width of the external clock signal CLK. And a remaining pulse width minus time.

이 때, 상승 신호(UPB)와 하강 신호(DN)는 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)에 의해서 출력 여부가 결정된다. 즉, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 논리 로우이면 상승 신호(UPB)가 셀렉터(321)로부터 출력되고, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)가 논리 하이이면 하강 신호(DN)가 셀렉터(321)로부터 출력된다. At this time, the rising signal UPB and the falling signal DN are determined by the output signal OUT of the signal converting unit 320. That is, when the output signal OUT of the signal converting unit 320 is logic low, the rising signal UPB is outputted from the selector 321. When the output signal OUT of the signal converting unit 320 is logic high, (DN) is output from the selector 321.

이와 같이, 상승 신호(UPB)의 펄스폭은 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 길면 길어지고, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 짧으면 짧아진다. 반대로, 하강 신호(DN)의 펄스폭은 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 길면 짧아지고, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 짧으면 길어진다. As described above, the pulse width of the rising signal UPB becomes longer when the delay time of the delayed clock signal SEN is longer, and becomes shorter when the delay time of the delayed clock signal SEN is shorter. Conversely, the pulse width of the falling signal DN becomes shorter when the delay time of the delayed clock signal SEN is longer, and becomes longer when the delay time of the delayed clock signal SEN is shorter.

도 7은 도 3에 도시된 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)의 온도에 대한 변화를 보여주는 그래프이다. 도 7에 도시된 그래프는 섭씨 -40~120 도에 해당하는 디지털 코드 신호들을 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 신호 변환부(320)의 출력 신호(OUT)는 온도에 따라 선형적으로 변한다. 7 is a graph showing a change in temperature of the output signal OUT of the signal converter 320 shown in FIG. The graph shown in FIG. 7 represents digital code signals corresponding to -40 to 120 degrees Celsius. As shown in FIG. 7, the output signal OUT of the signal converting unit 320 varies linearly with temperature.

아래 표 1은 본 발명에 따른 온도 측정 장치(101)의 성능을 보여준다. Table 1 below shows the performance of the temperature measuring apparatus 101 according to the present invention.

기술Technology 고전압 0.18mm CMOSHigh-voltage 0.18mm CMOS 도메인domain 타임 도메인Time domain 전원power 2 볼트2 bolts 온도 범위Temperature range -40 ~ 120 ㅀC-40 to 120 ° C 샘플링 비율Sampling rate 0.61 S/s0.61 S / s 에러error 4.24 ㅀC4.24 ㅀ C 면적area 813 mm ㅄ 118 mm813 mm ㅄ 118 mm 전력 소모Power consumption 0.99 mW0.99 mW

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도 측정 장치(101)의 전력 소모 및 면적이 큰 폭으로 감소된다. As can be seen from the above Table 1, according to the present invention, the power consumption and area of the temperature measuring apparatus 101 are greatly reduced.

본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that various modifications and equivalent embodiments may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

외부 펄스 신호를 수신하고, 주위 온도에 비례하는 펄스 신호를 출력하는 펄스 발생기; 및
상기 펄스 신호에 응답하여 액티브 되고 상기 주위 온도를 측정하여 디지털코드로써 출력하는 온도 측정부;를 포함하고,
상기 온도 측정부는,
외부 클럭 신호를 수신하고, 상기 외부 클럭 신호를 상기 주위 온도에 따라 결정되는 지연 시간만큼 지연시켜서 지연 클럭 신호를 출력하는 온도 센서; 및
상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 상기 지연 시간에 따라 액티브(active) 여부가 결정되는 출력 신호를 출력하는 신호 변환부;를 포함하며,
상기 신호 변환부는,
상기 출력 신호의 액티브 상태에서 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호 사이의 상기 지연 시간에 대응하는 제1 펄스폭을 가지는 상승 신호를 생성하고 상기 출력 신호의 인액티브 상태에서 상기 외부 클럭 신호의 펄스폭에서 상기 지연 시간을 차감한 시간에 대응하는 제2 펄스폭을 가지는 하강 신호를 생성하는 셀렉터;
차동 구조를 가지며, 상기 셀렉터로부터 상기 상승 신호가 입력되면 상기 제1 펄스폭에 대응하는 상기 지연 시간 동안 충전을 위한 전압을 공급하고, 상기 셀렉터로부터 상기 하강 신호가 입력되면 상기 제2 펄스폭에 대응하는 상기 시간 동안 방전을 위한 전압을 공급하는 차지 펌프;
상기 차지 펌프에 의해 전하를 충전 또는 방전하는 충방전부; 및
상기 충방전부의 전압과 기준 전압을 비교하고, 비교 결과 상기 충방전부의 전압이 상기 기준 전압보다 높으면 상기 출력 신호를 액티브시키고, 상기 충방전부의 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 출력 신호를 인액티브시키는 비교기;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.A pulse generator for receiving an external pulse signal and outputting a pulse signal proportional to an ambient temperature; And
And a temperature measuring unit that is activated in response to the pulse signal and measures the ambient temperature and outputs the measured ambient temperature as a digital code,
The temperature measuring unit includes:
A temperature sensor for receiving an external clock signal and outputting a delay clock signal by delaying the external clock signal by a delay time determined according to the ambient temperature; And
And a signal converter for outputting an output signal responsive to the external clock signal and the delayed clock signal, the output signal being determined to be active according to the delay time,
Wherein the signal conversion unit comprises:
Generating a rising signal having a first pulse width corresponding to the delay time between the external clock signal and the delayed clock signal in an active state of the output signal and generating a rising signal having a pulse width of the external clock signal in an inactive state of the output signal A selector for generating a falling signal having a second pulse width corresponding to a time obtained by subtracting the delay time from the first pulse width;
Wherein when the rising signal is inputted from the selector, a voltage for charging is supplied during the delay time corresponding to the first pulse width, and when the falling signal is inputted from the selector, A charge pump for supplying a voltage for discharging during said time period;
A charging and discharging unit charging or discharging the charge by the charge pump; And
And when the voltage of the charge / discharge portion is higher than the reference voltage, the output signal is activated, and when the voltage of the charge / discharge portion is lower than the reference voltage, ;
And a temperature measuring device for measuring the temperature of the sample. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생기는
상기 주위 온도가 상승하면 상기 펄스 신호의 펄스폭을 증가시키고, 상기 주위 온도가 하강하면 상기 펄스 신호의 펄스폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the pulse generator
Increases the pulse width of the pulse signal when the ambient temperature rises and decreases the pulse width of the pulse signal when the ambient temperature falls. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생기는
상기 외부 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 펄스폭에 오프셋 지연이 발생하지 않게 하는 오프셋 시간 제거 회로;
상기 오프셋 시간 제거 회로의 출력 신호를 받아서 주위 온도에 비례하여 지연되는 신호를 출력하는 온도 의존 지연 라인; 및
상기 오프셋 시간 제거 회로의 출력 신호와 상기 온도 의존 지연 라인의 출력 신호를 수신하고, 이들에 대해 배타적 논리합 연산을 수행하여 상기 펄스 신호를 출력하는 배타적 논리합 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the pulse generator
An offset time eliminating circuit for preventing an offset delay from occurring in the pulse width of the pulse signal in response to the external pulse signal;
A temperature dependent delay line receiving the output signal of the offset time eliminating circuit and outputting a signal delayed in proportion to the ambient temperature; And
And an exclusive OR gate for receiving the output signal of the offset time elimination circuit and the output signal of the temperature dependent delay line and performing an exclusive OR operation on the output signal and outputting the pulse signal. 제1항에 있어서, 상기 온도 측정부는
상기 신호 변환부의 출력 신호의 액티브 여부에 응답하여 상기 주위 온도를 산출하는 카운터; 및
상기 펄스 신호에 응답하여 상기 카운터를 리셋시키는 리셋부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The apparatus according to claim 1, wherein the temperature measuring unit
A counter for calculating the ambient temperature in response to whether an output signal of the signal converting unit is active; And
And a reset unit for resetting the counter in response to the pulse signal. 제4항에 있어서, 상기 온도 센서는
상기 주위 온도가 상승하면 상기 외부 클럭 신호의 지연량을 증가시키고, 상기 주위 온도가 하강하면 상기 외부 클럭 신호의 지연량을 감소시켜서 상기 지연 클럭 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the temperature sensor
Wherein the control unit increases the delay amount of the external clock signal when the ambient temperature rises and decreases the delay amount of the external clock signal when the ambient temperature falls, thereby outputting the delayed clock signal. 제4항에 있어서, 상기 카운터는
상기 신호 변환부의 출력 신호가 액티브되는 횟수를 카운트하여 상기 주위 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치. 5. The apparatus of claim 4, wherein the counter
And counts the number of times the output signal of the signal conversion unit is activated to calculate the ambient temperature. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상승 신호는 펄스로 구성되며, 상기 상승 신호의 펄스의 폭은 상기 외부 클럭 신호에 대한 상기 지연 클럭 신호의 상기 지연 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the rising signal is composed of pulses, and the width of the pulse of the rising signal indicates the delay time of the delayed clock signal with respect to the external clock signal. 제1항에 있어서,
상기 하강 신호는 펄스로 구성되며, 상기 하강 신호의 펄스의 폭은 상기 외부 클럭 신호의 펄스폭에서 상기 외부 클럭 신호에 대한 상기 지연 클럭 신호의 상기 지연 시간을 뺀 나머지 펄스폭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the falling signal comprises a pulse and the pulse width of the falling signal is a pulse width obtained by subtracting the delay time of the delayed clock signal with respect to the external clock signal from a pulse width of the external clock signal. Temperature measuring device. 제4항에 있어서,
상기 신호 변환부는 타임 도메인 델타-시그마 타임-디지털 변환기(time domain delta-sigma time digital converter)를 구비하여 상기 출력 신호를 디지털 코드로써 출력하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the signal converting unit includes a time domain delta-sigma time digital converter to output the output signal as a digital code.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101173978B1 (en) * 2010-06-04 2012-08-16 연세대학교 산학협력단 Temperature sensing circuit and operating method thereof
KR101358076B1 (en) * 2012-04-13 2014-02-05 한국과학기술원 Temperature sensor, and temperature measurement method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940851B1 (en) * 2008-08-11 2010-02-09 주식회사 하이닉스반도체 Temperature adaptive type delay apparatus

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