KR101960887B1 - Apparatus for measuring temperature - Google Patents
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- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
Abstract
본 발명은 클럭 신호를 이용하여 온도를 측정하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 온도 측정 장치는, 외부 클럭 신호를 주위 온도에 따라 지연시켜서 지연 클럭 신호를 출력하는 온도 감지부; 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브되는 출력 신호를 출력하는 신호 변조부; 및 상기 출력 신호의 액티브 여부에 응답하여 상기 주위 온도를 산출하는 온도 산출부를 구비한다.The present invention relates to an apparatus for measuring temperature using a clock signal. A temperature measuring apparatus according to the present invention includes: a temperature sensing unit for delaying an external clock signal according to an ambient temperature to output a delayed clock signal; A signal modulator for outputting the external clock signal and an output signal activated in response to the delayed clock signal; And a temperature calculation unit for calculating the ambient temperature in response to whether the output signal is active or not.
Description
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. 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.
위와 같이 종래의 온도 측정 장치는 온도를 측정할 때 별도의 TIDL 회로를 추가적으로 이용하여 TDDL과 비교하여 온도를 측정하고 있다.As described above, in the conventional temperature measuring apparatus, temperature is measured by comparing with TDDL by additionally using a separate TIDL circuit when measuring the temperature.
본 발명은 TIDL(Temperature Independent Delay Line)을 사용하지 않고, 주기적인 펄스를 갖는 클럭 신호를 이용하여 온도를 측정하는 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an apparatus for measuring temperature using a clock signal having a periodic pulse without using a Temperature Independent Delay Line (TIDL).
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
외부 클럭 신호를 온도에 따라 지연시켜서 지연 클럭 신호를 출력하는 온도 감지부; 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호를 입력하고, 상기 지연 클럭 신호의 지연 정도에 따라 출력 신호의 액티브(active) 여부를 결정하는 신호 변조부; 및 상기 신호 변조부로부터 출력되는 신호를 받아서 상기 온도 감지부의 주위 온도를 산출하는 온도 산출부를 구비하는 온도 측정 장치를 제공한다.A temperature sensing unit for delaying an external clock signal according to a temperature to output a delayed clock signal; A signal modulator for receiving the external clock signal and the delayed clock signal and determining whether the output signal is active according to a delay of the delayed clock signal; And a temperature calculation unit that receives the signal output from the signal modulation unit and calculates an ambient temperature of the temperature sensing unit.
상기 온도 감지부는, 주위 온도가 상승하면 출력되는 클럭 신호를 많이 지연시키고, 주위 온도가 하강하면 출력되는 클럭 신호를 작게 지연시킬 수 있다.The temperature sensing unit may delay the output clock signal much when the ambient temperature rises, and may delay the output clock signal when the ambient temperature falls.
상기 온도 산출부는, 상기 신호 변조부로부터 출력되는 신호가 액티브되는 숫자를 카운트하여 상기 주위 온도를 산출할 수 있다.The temperature calculator may calculate the ambient temperature by counting the number at which the signal output from the signal modulator is activated.
상기 신호 변조부는, 상기 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호 및 상기 신호 변조부의 출력 신호를 입력하고, 상기 신호 변조부의 출력 신호가 액티브 상태일때는 하강 신호를 출력하고, 상기 신호 변조부의 출력 신호가 인액티브(inactive) 상태일 때는 상승 신호를 출력하는 신호 크기 설정부; 캐패시터; 상기 캐패시터와 상기 신호 크기 설정부 사이에 연결되며, 상기 신호 크기 설정부에서 출력되는 신호에 따라 상기 캐패시터에 인가되는 전압을 조정하는 전하 펌프; 및 상기 캐패시터의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 신호 변조부의 출력 신호를 발생하는 출력 신호 발생부를 구비한다.Wherein the signal modulator inputs the clock signal, the delayed clock signal, and the output signal of the signal modulator, outputs a falling signal when the output signal of the signal modulator is in an active state, a signal size setting unit for outputting a rising signal when inactive; A capacitor; A charge pump connected between the capacitor and the signal size setting unit and adjusting a voltage applied to the capacitor according to a signal output from the signal size setting unit; And an output signal generator for generating an output signal of the signal modulator by comparing the voltage of the capacitor with a reference voltage.
상기 신호 크기 설정부는, 상기 신호 변조부의 출력 신호가 인액티브 상태일때는 상기 지연 클럭 신호의 지연 시간에 해당하는 펄스폭을 갖는 상승 신호를 출력하고, 상기 신호 변조부의 출력 신호가 액티브 상태일 때는 상기 클럭 신호의 펄스폭에서 상기 지연 클럭 신호의 지연 시간을 뺀 펄스폭을 갖는 하강 신호를 출력할 수 있다.Wherein the signal size setting unit outputs a rising signal having a pulse width corresponding to the delay time of the delayed clock signal when the output signal of the signal modulating unit is in an inactive state, It is possible to output a falling signal having a pulse width obtained by subtracting the delay time of the delayed clock signal from the pulse width of the clock signal.
상기 전하 펌프는, 상기 신호 크기 설정부로부터 상승 신호가 출력되면 상기 캐패시터에 전압을 충전시키고, 상기 신호 크기 설정부로부터 하강 신호가 출력되면 상기 캐패시터의 전압을 방전시킬 수 있다.The charge pump may charge the capacitor when the rising signal is output from the signal size setting unit and may discharge the voltage of the capacitor when the falling signal is output from the signal size setting unit.
상기 출력 신호 발생부는, 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 높으면 상기 신호 변조부의 출력 신호를 액티브시키고, 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 신호 변조부의 출력 신호를 인액티브시킬 수 있다.The output signal generator may activate the output signal of the signal modulator if the voltage of the capacitor is higher than the reference voltage and inactivate the output signal of the signal modulator if the voltage of the capacitor is lower than the reference voltage.
상기 신호 크기 설정부는, 상기 외부 클럭 신호, 상기 지연 클럭 신호, 상기 신호 변조부의 출력 신호, 및 리셋 신호를 입력하고, 상기 리셋 신호가 액티브된 상태에서, 상기 외부 클럭 신호에 응답하여 액티브되고 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 인액티브되는 상승 신호를 출력하고, 상기 리셋 신호가 인액티브되면 상기 상승 신호를 리셋시키는 상승 신호 발생부; 및 상기 외부 클럭 신호, 상기 지연 클럭 신호, 상기 신호 변조부의 출력 신호, 및 상기 리셋 신호를 입력하고, 상기 리셋 신호가 액티브되고 상기 신호 변조부의 출력 신호와 상기 외부 클럭 신호가 액티브된 상태에서, 상기 하강 신호를 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브시키고 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 인액티브시키고, 상기 리셋 신호가 인액티브되면 상기 하강 신호를 리셋시키는 하강 신호 발생부를 구비할 수 있다.Wherein the signal size setting unit receives the external clock signal, the delayed clock signal, the output signal of the signal modulating unit, and a reset signal, and outputs, when the reset signal is active, A rising signal generating unit for outputting an inactive rising signal in response to an output signal of the modulation unit and for resetting the rising signal when the reset signal is inactive; And a control unit for receiving the external clock signal, the delayed clock signal, the output signal of the signal modulator, and the reset signal, and when the reset signal is active and the output signal of the signal modulator and the external clock signal are active, And a falling signal generator for activating a falling signal in response to the delayed clock signal and inactive in response to an output signal of the signal modulating unit and resetting the falling signal when the reset signal is inactive.
상기 상승 신호 발생부는, 상기 외부 클럭 신호의 반전 신호와 상기 지연 클럭 신호를 입력하고 이들을 부정 논리합하는 부정 논리합 게이트; 상기 부정 논리합 게이트의 출력 신호와 상기 리셋 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제1 논리곱 게이트; 상기 제1 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 신호 변조부의 출력 신호 및 접지 전압을 입력하고, 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 상기 제1 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 접지 전압 중 하나를 출력하는 제1 멀티플렉서; 및 상기 제1 멀티플렉서의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 상승 신호를 출력하는 제1 버퍼를 구비할 수 있다.Wherein the rising signal generating unit comprises: a NOR gate for receiving an inverted signal of the external clock signal and the delayed clock signal, and performing NOR operation on the inverted signal and the delayed clock signal; A first AND gate for receiving an output signal of the NOR gate and the reset signal and logically multiplying them; And an output signal of the first AND gate and an output signal of the signal modulator and a ground voltage and outputs one of the output signal of the first AND gate and the ground voltage in response to the output signal of the signal modulator A first multiplexer; And a first buffer for buffering the output signal of the first multiplexer and outputting the rising signal.
상기 하강 신호 발생부는, 상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제2 논리곱 게이트; 상기 제2 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 리셋 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제3 논리곱 게이트; 상기 제3 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 신호 변조부의 출력 신호 및 상기 접지 전압을 입력하고, 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 상기 제3 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 접지 전압 중 하나를 출력하는 제2 멀티플렉서; 및 상기 제2 멀티플렉서의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 하강 신호를 출력하는 제2 버퍼를 구비할 수 있다.Wherein the falling signal generator comprises: a second AND gate for receiving the external clock signal and the delayed clock signal and logically multiplying them; A third AND gate for receiving the output signal of the second AND gate and the reset signal and logically multiplying them; And an output signal of the third AND gate and an output signal of the signal modulator and the ground voltage and outputs one of the output signal of the third AND gate and the ground voltage in response to the output signal of the signal modulator Gt; And a second buffer for buffering the output signal of the second multiplexer and outputting the falling signal.
본 발명에 따른 온도 측정 장치는 TIDL(Temperature Independent Delay Line)을 사용하지 않고, 일반적으로 많이 사용하는 클럭 신호를 이용하여 온도를 측정할 수가 있다. The temperature measuring apparatus according to the present invention can measure the temperature using a clock signal which is generally used without using a temperature independent delay line (TIDL).
이와 같이, 본 발명에 따른 온도 측정 장치는 TIDL을 사용하지 않기 때문에 회로의 면적이 큰 폭으로 감소되며, 전력 소모도 많이 감소된다.As described above, since the temperature measuring apparatus according to the present invention does not use the TIDL, the area of the circuit is greatly reduced and the power consumption is also greatly reduced.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 신호 변조부의 상세한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 신호 크기 설정부의 회로도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 신호들의 타이밍도이다.1 is a block diagram of a temperature measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of the signal modulation unit shown in FIG.
3 is a circuit diagram of the signal size setting unit shown in FIG.
Fig. 4 is a timing diagram of the signals shown in Figs. 1 to 3. 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 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 측정 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 온도 측정 장치(101)는 온도 감지부(110), 신호 변조부(120), 및 온도 산출부(130)를 구비한다.1 is a block diagram of a temperature measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
온도 감지부(110)는 외부 클럭 신호(CLK)를 온도에 따라 지연시켜서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력한다. 즉, 온도 감지부(110)는 주위 온도가 상승하면 상기 외부 클럭 신호(CLK)를 많이 지연시킨 상태에서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력하고, 주위 온도가 하강하면 상기 외부 클럭 신호(CLK)를 작게 지연시킨 상태에서 상기 지연 클럭 신호(SEN)를 출력한다. 이와 같이, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간은 온도 감지부(110)의 주위 온도에 따라 결정된다. 다시 말하면, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간은 온도 감지부(110)의 주위 온도가 상승하면 길어지고, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 하강하면 짧아진다. 온도 감지부(110)는 온도를 감지하는 센서, 온도 감지용 집적 회로 장치, 온도 감지용 회로와 같이, 온도를 감지할 수 있는 수단 중 하나로 구성될 수 있다.The
신호 변조부(120)는 온도 감지부(110)에 연결된다. 신호 변조부(120)는 외부 클럭 신호(CLK)와 온도 감지부(110)로부터 출력되는 지연 클럭 신호(SEN)를 입력한다. 신호 변조부(120)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 정도에 따라 출력 신호(OUT)의 액티브(active) 여부를 결정하여 출력 신호(OUT)를 출력한다. 즉, 신호 변조부(120)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 변조부(120)의 출력 신호(OUT)는 액티브되면 예컨대, 펄스로써 발생된다. 따라서, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)는 온도 감지부(110)의 주위 온도가 상승하면 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 증가시키고, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 하강하면 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 감소시킨다. 신호 변조부(120)의 구성에 대해서는 도 2를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The
온도 산출부(130)는 신호 변조부(120)로부터 출력되는 신호를 받아서 온도 감지부(110)의 주위 온도를 산출한다. 온도 산출부(130)는 카운터를 구비할 수 있다. 따라서, 온도 산출부(130)는 상기 카운터를 이용하여 신호 변조부(120)에서 출력되는 신호가 액티브되는 상태의 숫자 즉, 펄스 숫자를 카운트한다. 온도 산출부(130)는 신호 변조부(120)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자가 증가하면 온도 감지부(110)의 주위 온도가 높은 것으로 판단하고, 신호 변조부(120)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자가 감소하면 온도 감지부(110)의 주위 온도가 낮은 것으로 판단한다. 온도 산출부(130)는 신호 변조부(120)에서 출력되는 신호의 펄스 숫자를 온도로 환산하여 온도 감지부(110)의 주위 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 온도 산출부(130)가 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)의 펄스 숫자를 온도로 환산하는 방법은 일반적으로 알려진 방법을 이용할 수 있으므로, 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 온도 산출부(130)에는 리셋 신호(RE)가 인가된다. 리셋 신호(RE)가 액티브되면 온도 산출부(130)는 리셋되어 이전에 카운트하여 산출한 온도 관련 데이터를 모두 삭제하고, 새로이 카운트를 시작하여 온도를 산출한다. 즉, 온도를 측정할 때마다 리셋 신호(RE)가 액티브되어 온도 산출부(130)는 리셋된다. The
도 2는 도 1에 도시된 신호 변조부(120)의 상세한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 신호 변조부(120)는 신호 크기 설정부(122), 캐패시터(capacitor)(126), 전하 펌프(charge pump)(124), 및 출력 신호 발생부(128)를 구비한다. 2 is a detailed block diagram of the
신호 크기 설정부(122)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN) 및 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 입력하고, 상승 신호(UP) 또는 하강 신호(DN)를 출력한다. 신호 크기 설정부(122)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 액티브 상태일때는 하강 신호(DN)를 출력하고, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 인액티브(inactive) 상태일 때는 상승 신호(UP)를 출력한다. 상승 신호(UP)와 하강 신호(DN)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 따라 결정된다. 즉, 상승 신호(UP)는 신호 변조부(120)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 변조부(120)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. The signal
구체적으로, 도 3을 참조하면, 상승 신호(UP)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 논리 로우(logic low)로써 인액티브 상태일 때, 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 하이(logic high)로 상승할 때 논리 하이로써 발생한다. 그러다가 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 하이로 상승하면 상승 신호(UP)는 논리 로우로 천이된다. 이에 따라 상승 신호(UP)는 하나의 펄스 신호로써 발생된다. 3, when the output signal OUT of the
하강 신호(DN)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 논리 하이로써 액티브 상태일 때, 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 하이로써 액티브되고, 이 후에 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 하이로써 액티브될 때 논리 하이로써 발생한다. 그러다가 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 로우로써 인액티브될 때 논리 로우로 천이된다. 이에 따라 하강 신호(DN)는 하나의 펄스 신호로써 발생된다. The falling signal DN is activated when the external clock signal CLK is active as a logic high when the output signal OUT of the
이와 같이, 상승 신호(UP)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. Thus, the pulse width of the rising signal UP 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.
캐패시터(126)는 전하 펌프(124)와 출력 신호 발생부(128) 사이에 연결되며, 전압(Vcap)을 충전하거나 방전한다. The
전하 펌프(124)는 캐패시터(126)와 신호 크기 설정부(122) 사이에 연결된다. 전하 펌프(124)는 신호 크기 설정부(122)에서 출력되는 신호에 따라 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 조정한다. 즉, 전하 펌프(124)는 신호 크기 설정부(122)로부터 상승 신호(UP)가 출력되면 캐패시터(126)에 전압(Vcap)을 충전시키고, 신호 크기 설정부(122)로부터 하강 신호(DN)가 출력되면 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 방전시킨다. 따라서, 캐패시터(126)는 상승 신호(UP)의 펄스폭이 넓을수록 충전 시간이 길어지고, 하강 신호(DN)의 펄스폭이 넓을수록 방전 시간이 길어진다. 다시 말하면, 캐패시터(126)는 온도 감지부(110)의 주위 온도가 높을수록 충전 시간이 길어지고, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 낮을수록 방전 시간이 길어진다. 캐패시터(126)의 충전 시간이 길어질수록 캐패시터의 전압(Vcap)은 점점 더 높아지고, 캐패시터(126)의 충전 시간이 짧아질수록 캐패시터의 전압(Vcap)은 점점 더 낮아진다.The
출력 신호 발생부(128)는 캐패시터(126)에 연결되며, 기준 전압(Vref)을 입력하고, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 발생시킨다. 출력 신호 발생부(128)는 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 기준 전압(Vref)과 비교하고, 그 결과에 따라 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 출력한다. 예컨대, 출력 신호 발생부(128)는 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 기준 전압(Vref)보다 높으면 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 논리 하이로써 액티브시키고, 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 기준 전압(Vref)보다 낮으면 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 논리 로우로써 인액티브시킨다. The output
출력 신호 발생부(128)는 외부 클럭 신호(CLK)에 동기되어 동작할 수 있다. 따라서, 출력 신호 발생부(128)는 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지(edge)에서 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 확인하고, 그에 따라 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 결정한다. 예컨대, 출력 신호 발생부(128)는 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지에서 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 기준 전압(Vref)보다 높으면 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 논리 하이로써 액티브시키고, 외부 클럭 신호(CLK)의 상승 에지에서 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 기준 전압(Vref)보다 낮으면 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 논리 로우로써 인액티브시킨다. The output
상술한 바와 같이, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 길어질 때, 즉, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 높아질 때, 논리 하이로써 액티브되고, 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간이 짧아질 때, 즉, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 낮아질 때, 논리 로우로써 인액티브된다. 또한, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)는 온도 감지부(110)의 주위 온도가 높을수록 발생 횟수가 증가하고, 온도 감지부(110)의 주위 온도가 낮을수록 발생 횟수가 감소한다.As described above, the output signal OUT of the
도 3은 도 2에 도시된 신호 크기 설정부(122)의 회로도이다. 도 3을 참조하면, 신호 크기 설정부(122)는 상승 신호 발생부(301)와 하강 신호 발생부(302)를 구비한다.3 is a circuit diagram of the signal
상승 신호 발생부(301)는, 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 신호 변조부의 출력 신호(OUT), 및 리셋 신호(RE)를 입력하고, 상승 신호(UP)를 출력한다. 상승 신호 발생부(301)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 해당하는 펄스폭을 갖는 상승 신호(UP)를 출력한다. 즉, 상승 신호 발생부(301)는 리셋 신호(RE)가 액티브된 상태에서 외부 클럭 신호(CLK)에 응답하여 액티브되고 신호 변조부의 출력 신호(OUT)에 응답하여 인액티브되는 상승 신호를 출력하고, 리셋 신호(RE)가 인액티브되면 상승 신호(UP)를 리셋시킨다. 상승 신호 발생부(301)는 부정 논리합 게이트(311), 제1 논리곱 게이트(313), 제1 멀티플렉서(315), 및 제1 버퍼(317)를 구비한다.The rising
부정 논리합 게이트(311)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)를 입력하고, 이들을 부정 논리합하여 출력한다. 즉, 부정 논리합 게이트(311)는 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 로우(logic low)이면 외부 클럭 신호(CLK)를 그대로 출력하고, 지연 클럭 신호(SN)가 논리 하이(logic high)이면 외부 클럭 신호(CLK)에 관계없이 논리 로우를 출력한다. 부정 논리합 게이트(311)는 외부 클럭 신호(CLK)를 반전시키는 인버터(311a)와, 지연 클럭 신호(SEN) 및 인버터(311a)의 출력 신호를 입력하는 노아 게이트(311b)를 구비한다.The NOR
제1 논리곱 게이트(313)는 부정 논리합 게이트(311)의 출력 신호와 리셋 신호(RE)를 입력한다. 따라서, 제1 논리곱 게이트(313)는 리셋 신호(RE)가 논리 하이이면 부정 논리합 게이트(311)의 출력 신호를 그대로 출력하고, 리셋 신호(RE)가 논리 로우이면 부정 논리합 게이트(311)의 출력 신호에 관계없이 논리 로우 신호를 출력한다. 제1 논리곱 게이트(313)는 부정 논리합 게이트(311)의 출력 신호와 리셋 신호(RE)를 입력하는 낸드 게이트(313a)와, 상기 낸드 게이트(313a)의 출력 신호를 반전시키는 인버터(313b)를 구비한다.The first AND
제1 멀티플렉서(315)는 제1 논리곱 게이트(313)의 출력 신호와 접지 전압(GND) 및 신호 변조부의 출력 신호(OUT)를 입력한다. 제1 멀티플렉서(315)는 신호 변조부의 출력 신호(OUT)가 논리 로우이면 제1 논리곱 게이트(313)의 출력 신호를 출력하고, 신호 변조부의 출력 신호(OUT)가 논리 하이이면 접지 전압(GND)을 출력한다. The
제1 버퍼(317)는 제1 멀티플렉서(315)의 출력 신호를 버퍼링(buffering)하여 상승 신호(UP)를 출력한다. 제1 버퍼(317)는 2개의 직렬 연결된 인버터들(317a,317b)을 구비한다.The
하강 신호 발생부(302)는, 외부 클럭 신호(CLK), 지연 클럭 신호(SEN), 신호 변조부의 출력 신호(OUT), 및 리셋 신호(RE)를 입력하고 하강 신호(DN)를 출력한다. 하강 신호 발생부(302)는 외부 클럭 신호(CLK)의 펄스폭에서 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 뺀 펄스폭을 갖는 하강 신호를 출력한다. 즉, 하강 신호 발생부(302)는, 리셋 신호가 액티브되고 상기 신호 변조부의 출력 신호와 상기 외부 클럭 신호가 액티브된 상태에서, 상기 하강 신호를 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브시키고 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 인액티브시키고, 상기 리셋 신호가 인액티브되면 상기 하강 신호를 리셋시킨다. 하강 신호 발생부(302)는 제2 및 제3 논리곱 게이트들(321,323), 제2 멀티플렉서(325), 및 제2 버퍼(327)를 구비한다.The falling
제2 논리곱 게이트(321)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)를 입력한다. 따라서, 제2 논리곱 게이트(321)는 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 하이이면 외부 클럭 신호(CLK)를 그대로 출력하고, 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 로우이면 외부 클럭 신호(CLK)에 관계없이 논리 로우 신호를 출력한다. 제2 논리곱 게이트(321)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN)를 입력하는 낸드 게이트(321a)와, 상기 낸드 게이트(321a)의 출력 신호를 반전시키는 인버터(321b)를 구비한다.The second AND
제3 논리곱 게이트(323)는 제2 논리곱 게이트(321)의 출력 신호와 리셋 신호(RE)를 입력한다. 따라서, 제3 논리곱 게이트(323)는 리셋 신호(RE)가 논리 하이이면 제2 논리곱 게이트(321)의 출력 신호를 그대로 출력하고, 리셋 신호(RE)가 논리 로우이면 제2 논리곱 게이트(321)의 출력 신호에 관계없이 논리 로우 신호를 출력한다. 제3 논리곱 게이트(323)는 제2 논리곱 게이트(321)의 출력 신호와 리셋 신호(RE)를 입력하는 낸드 게이트(323a)와, 상기 낸드 게이트(323a)의 출력 신호를 반전시키는 인버터(323b)를 구비한다.The third AND
제2 멀티플렉서(325)는 접지 전압(GND)과 제3 논리곱 게이트(323)의 출력 신호 및 신호 변조부의 출력 신호(OUT)를 입력한다. 제2 멀티플렉서(325)는 신호 변조부의 출력 신호(OUT)가 논리 로우이면 접지 전압(GND)을 출력하고, 신호 변조부의 출력 신호(OUT)가 논리 하이이면 제3 논리곱 게이트(323)의 출력 신호를 출력한다. The
제2 버퍼(327)는 제2 멀티플렉서(325)의 출력 신호를 버퍼링하여 하강 신호(DN)신호를 출력한다. 제2 버퍼(327)는 2개의 직렬 연결된 인버터들(327a,327b)을 구비한다.The
이하, 도 4를 참조하여, 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 온도 측정 장치(101)가 온도를 측정하는 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to Fig. 4, the operation of measuring the temperature by the
최초에 외부 클럭 신호(CLK)가 인가되기 전에 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)는 논리 로우로써 인액티브 상태로 유지된다. The output signal OUT of the
이 상태에서 외부 클럭 신호(CLK)가 온도 감지부(110)로 입력되면, 온도 감지부(110)는 주위 온도를 감지하고 그 결과에 따라 외부 클럭 신호(CLK)를 지연시켜서 지연 클럭 신호(SEN)를 출력한다. 즉, 지연 클럭 신호(SEN)는 온도 감지부(110)가 감지한 온도가 반영된 결과로써 외부 클럭 신호(CLK)에 비해 소정 시간 지연되어 출력된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 소정 길이의 지연된 시간을 갖는다. 지연 클럭 신호(SEN)는 신호 크기 설정부(122)로 인가된다. When the external clock signal CLK is input to the
신호 크기 설정부(122)는 외부 클럭 신호(CLK)와 지연 클럭 신호(SEN) 및 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 입력한다. 신호 크기 설정부(122)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 인액티브 상태이므로 상승 신호(UP)를 출력한다. 이 때, 상승 신호(UP)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 해당하는 펄스폭을 갖는다. 예컨대, 신호 크기 설정부(122)는 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 하이 레벨로 상승할 때, 그에 맞추어 논리 하이 레벨을 갖는 상승 신호(UP)를 발생한다. 그러다가, 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 하이 레벨로 상승할 때, 신호 크기 설정부(122)는 상승 신호(UP)를 논리 로우 레벨로 하강시킨다. 따라서, 상승 신호(UP)는 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간에 해당하는 펄스폭을 갖게 된다. The signal
상승 신호(UP)가 발생함에 따라 전하 펌프(124)는 캐패시터(126)에 전압(Vcap)을 충전한다. 따라서, 캐패시터(126)의 전압(Vcap)은 이전보다 증가하게 된다. As the rising signal UP occurs, the
출력 신호 발생부(128)는 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 기준 전압(Vref)과 비교하여 출력 신호(OUT)를 발생한다. 그런데, 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 증가하여 기준 전압(Vref)보다 커지면, 출력 신호 발생부(128)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 액티브 상태, 예컨대 논리 하이 레벨로 만들어서 출력한다. The output
이와 같이, 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 액티브 상태로 되면, 신호 크기 설정부(122)의 동작은 이전과는 달라지게 된다. 구체적으로, 설명하면 다음과 같다. As described above, when the output signal OUT of the
신호 크기 설정부(122)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)가 액티브 상태이므로 하강 신호(DN)를 출력한다. 이 때, 하강 신호(DN)는 외부 클럭 신호(CLK)에서 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 뺀 시간에 해당하는 펄스폭을 갖는다. 예컨대, 신호 크기 설정부(122)는 지연 클럭 신호(SEN)가 논리 하이 레벨로 상승할 때, 그에 맞추어 논리 하이 레벨을 갖는 하강 신호(DN)를 발생한다. 그러다가, 외부 클럭 신호(CLK)가 논리 로우 레벨로 하강할 때, 신호 크기 설정부(122)는 하강 신호(DN)를 논리 로우 레벨로 하강시킨다. 따라서, 하강 신호(DN)는 외부 클럭 신호(CLK)에서 지연 클럭 신호(SEN)의 지연 시간을 뺀 시간에 해당하는 펄스폭을 갖게 된다. The signal
하강 신호(DN)가 발생함에 따라 전하 펌프(124)는 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 방전시킨다. 따라서, 캐패시터(126)의 전압(Vcap)은 이전보다 감소하게 된다.As the falling signal DN is generated, the
출력 신호 발생부(128)는 캐패시터(126)의 전압(Vcap)을 기준 전압(Vref)과 비교하여 출력 신호(OUT)를 발생한다. 그런데, 캐패시터(126)의 전압(Vcap)이 감소하여 기준 전압(Vref)보다 낮아지면, 출력 신호 발생부(128)는 신호 변조부(120)의 출력 신호(OUT)를 인액티브 상태, 예컨대 논리 로우 레벨로 만들어서 출력한다.The output
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)
상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브(active)되는 출력 신호를 출력하는 신호 변조부; 및
상기 출력 신호의 액티브 여부에 응답하여 상기 주위 온도를 산출하는 온도 산출부;를 포함하고,
상기 신호 변조부는,
상기 출력 신호의 인액티브(inactive) 상태에서 제1 펄스폭을 가지는 상승 신호를 생성하고, 상기 출력 신호의 액티브(active) 상태에서 제2 펄스폭을 가지는 하강 신호를 생성하되, 상기 제1 펄스폭은 상기 지연 시간에 대응하고 상기 제2 펄스폭은 상기 외부 클럭 신호의 펄스폭에서 상기 지연 시간을 차감한 시간에 대응하는 신호 크기 설정부;
상기 상승 신호가 입력되면 상기 제1 펄스폭에 대응하는 상기 지연 시간 동안 전압을 공급하고, 상기 하강 신호가 입력되면 상기 제2 펄스폭에 대응하는 상기 시간 동안 접지 전압을 공급하는 전하 펌프;
상기 전하 펌프로부터 상기 전압이 공급되면 전하를 충전하고 상기 접지 전압이 공급되면 충전된 전하를 방전하는 캐패시터; 및
상기 캐패시터의 전압과 기준 전압을 비교하고, 비교 결과 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 높으면 상기 출력 신호를 액티브시키고, 상기 캐패시터의 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 출력 신호를 인액티브시키는 출력 신호 발생부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.A temperature sensing unit for receiving the external clock signal and outputting the delayed clock signal by delaying the external clock signal by a delay time determined according to the ambient temperature;
A signal modulator for outputting an external clock signal and an output signal active in response to the delayed clock signal; And
And a temperature calculation unit for calculating the ambient temperature in response to whether the output signal is active,
Wherein the signal modulator comprises:
Generating a rising signal having a first pulse width in an inactive state of the output signal and generating a falling signal having a second pulse width in an active state of the output signal, A signal size setting unit corresponding to the delay time and the second pulse width corresponding to a time obtained by subtracting the delay time from a pulse width of the external clock signal;
A charge pump for supplying a voltage for the delay time corresponding to the first pulse width when the rising signal is inputted and supplying a ground voltage for the time corresponding to the second pulse width when the falling signal is inputted;
A capacitor charging the charge when the voltage is supplied from the charge pump and discharging the charge when the ground voltage is supplied; And
Comparing the voltage of the capacitor with a reference voltage and activating the output signal when the voltage of the capacitor is higher than the reference voltage and outputting the output signal to inactivate the output signal when the voltage of the capacitor is lower than the reference voltage. And a generating unit for generating a temperature signal.
상기 주위 온도가 상승하면 상기 외부 클럭 신호의 지연량을 증가시키고, 상기 주위 온도가 하강하면 상기 외부 클럭 신호의 지연량을 감소시켜 상기 지연 클럭 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the temperature sensing unit
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, and outputs the delayed clock signal.
상기 출력 신호가 액티브되는 횟수를 카운트하여 상기 주위 온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치. The apparatus of claim 1, wherein the temperature calculator
And counts the number of times the output signal is activated to calculate the ambient temperature.
상기 출력 신호가 인액티브 상태일때는 상기 지연 클럭 신호가 상기 외부 클럭 신호로부터 지연된 시간만큼의 상기 제1 펄스폭을 갖는 상승 신호를 출력하고, 상기 출력 신호가 액티브 상태일 때는 상기 외부 클럭 신호의 펄스폭에서 상기 제1 펄스폭을 제외한 만큼의 상기 제2 펄스폭을 갖는 하강 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the signal size setting unit
And when the output signal is in an inactive state, the delayed clock signal outputs a rising signal having the first pulse width corresponding to a delay time from the external clock signal, and when the output signal is active, And outputs a falling signal having the second pulse width which is equal to the width of the first pulse width excluding the first pulse width.
상기 상승 신호에 응답하여 상기 캐패시터에 전압을 충전시키고, 상기 하강 신호에 응답하여 상기 캐패시터의 전압을 방전시키는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.The charge pump according to claim 1, wherein the charge pump
And charges the voltage to the capacitor in response to the rising signal, and discharges the voltage of the capacitor in response to the falling signal.
상기 외부 클럭 신호, 상기 지연 클럭 신호, 상기 출력 신호, 및 리셋 신호를 입력하고, 상기 리셋 신호가 액티브된 상태에서, 상기 외부 클럭 신호에 응답하여 액티브되고 상기 신호 변조부의 출력 신호에 응답하여 인액티브되는 상승 신호를 출력하고, 상기 리셋 신호가 인액티브된 상태에서 상기 상승 신호를 리셋(reset)시키는 상승 신호 발생부; 및
상기 외부 클럭 신호, 상기 지연 클럭 신호, 상기 출력 신호, 및 상기 리셋 신호를 입력하고, 상기 리셋 신호가 액티브된 상태에서 상기 출력 신호와 상기 외부 클럭 신호가 액티브인 경우, 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 액티브되고 상기 출력 신호에 응답하여 인액티브되는 상기 하강 신호를 출력하고, 상기 리셋 신호가 인액티브된 상태에서 상기 하강 신호를 리셋시키는 하강 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the signal size setting unit
And an inactive clock signal, the delayed clock signal, the output signal, and a reset signal, the reset signal being active in response to the external clock signal, in response to the output signal of the signal modulator, A rising signal generator for outputting a rising signal to reset the rising signal while the reset signal is inactive; And
And wherein when the output signal and the external clock signal are active when the reset signal is active, the external clock signal, in response to the delay clock signal, is activated in response to the external clock signal, the delayed clock signal, the output signal, And a falling signal generator for outputting the falling signal that is active and inactive in response to the output signal and for resetting the falling signal when the reset signal is inactive.
상기 외부 클럭 신호의 반전 신호와 상기 지연 클럭 신호를 입력하고 이들을 부정 논리합하는 부정 논리합 게이트;
상기 부정 논리합 게이트의 출력 신호와 상기 리셋 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제1 논리곱 게이트;
상기 제1 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 출력 신호 및 접지 전압을 입력하고, 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제1 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 접지 전압 중 하나를 출력하는 제1 멀티플렉서; 및
상기 제1 멀티플렉서의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 상승 신호를 출력하는 제1 버퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the rising signal generator
A NOR gate for receiving an inverted signal of the external clock signal and the delayed clock signal and for performing NOR operation on the inverted signal and the delayed clock signal;
A first AND gate for receiving an output signal of the NOR gate and the reset signal and logically multiplying them;
A first multiplexer for inputting the output signal of the first AND gate and the output signal and the ground voltage and outputting one of the output signal of the first AND gate and the ground voltage in response to the output signal; And
And a first buffer for buffering the output signal of the first multiplexer and outputting the rising signal.
상기 외부 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제2 논리곱 게이트;
상기 제2 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 리셋 신호를 입력하고 이들을 논리곱하는 제3 논리곱 게이트;
상기 제3 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 출력 신호 및 상기 접지 전압을 입력하고, 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제3 논리곱 게이트의 출력 신호와 상기 접지 전압 중 하나를 출력하는 제2 멀티플렉서; 및
상기 제2 멀티플렉서의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 하강 신호를 출력하는 제2 버퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the falling signal generator
A second AND gate for receiving the external clock signal and the delayed clock signal and logically multiplying them;
A third AND gate for receiving the output signal of the second AND gate and the reset signal and logically multiplying them;
A second multiplexer for inputting the output signal of the third AND gate and the output signal and the ground voltage and outputting one of the output signal of the third AND gate and the ground voltage in response to the output signal; And
And a second buffer for buffering an output signal of the second multiplexer and outputting the falling signal.
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