片上數(shù)字溫度傳感器的研究與設(shè)計.pdf

1、本文分析了傳統(tǒng)電壓域溫度傳感器中各種感溫元件的原理以及電壓域溫度傳感器系統(tǒng)的工作原理，接著分析了近些年出現(xiàn)的時域溫度傳感器的基本原理，并比較了兩種類型的溫度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，隨后指出了溫度傳感器的性能指標(biāo)以及各項性能指標(biāo)和溫度傳感器組成模塊的關(guān)系。然后介紹了本次設(shè)計的應(yīng)用環(huán)境：動態(tài)溫度管理系統(tǒng)，并提出了設(shè)計指標(biāo)。隨后重點(diǎn)研究了時域溫度傳感器現(xiàn)有架構(gòu)及校正算法。然后根據(jù)動態(tài)溫度管理系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，提出了以恒定電流型偽差分反相器為感溫元件的時

2、域數(shù)字溫度傳感器，仿真證明，該架構(gòu)有效的抑制了電源抖動引起的溫度傳感器的輸出誤差。最后依本論文架構(gòu)提出了動態(tài)溫度管理系統(tǒng)中多溫度傳感器之間因工藝和電壓偏差引起的初始值偏移的校正算法。
　　本研究基于40nm CMOS工藝進(jìn)行了電路設(shè)計、仿真和驗證，最終實現(xiàn)的溫度傳感器的測量范圍是-40℃~+160℃，精度0.2℃，誤差范圍-1.4℃~+0.8℃。感溫電路面積僅為0.0021mm2，總面積0.016mm2，總功耗210μW，刷新率6