Efecto de la temperatura en el rendimiento del circuito del sensor de temperatura en el dominio del tiempo y las mejoras correspondientes
En vista de la influencia de la temperatura en el rendimiento del circuito del sensor de temperatura en el dominio del tiempo, se han realizado las mejoras correspondientes. Primero, de acuerdo con la relación cualitativa entre el coeficiente de temperatura y el tamaño del transistor, el coeficiente de temperatura aumenta al reducir la relación de aspecto del transistor de la porción de detección. En segundo lugar, se agrega un espejo de corriente para compensación de temperatura al anillo oscilante TDC (Time-to-Digital Converter) y los parámetros del inversor se ajustan para hacer que la deriva de temperatura del anillo oscilante TDC sea cercana a 0 en el rango de temperatura seleccionado. Este método reduce el consumo de energía total y la densidad de potencia del circuito, reduciendo así la pérdida de rendimiento causada por el autocalentamiento del circuito y el autocalentamiento.
Introducción
Los diseños de sensores de temperatura convencionales generalmente convierten la temperatura en una señal analógica y luego obtienen una señal digital a través de un ADC (convertidor analógico a digital). Sin embargo, con el desarrollo de nuevas aplicaciones, tales como la gestión térmica de chips e Internet de las cosas, se han establecido altos requisitos en el consumo de energía, el área y la compatibilidad de circuitos digitales de los sensores de temperatura. Por lo tanto, cada vez más diseñadores están comenzando a explorar la integración sintetizable y alta de los sensores de temperatura en la dirección de la digitalización. El sensor de temperatura en el dominio del tiempo tiene las ventajas de un área pequeña, bajo consumo de energía y una fácil implementación de dispositivos digitales, y ha recibido mucha atención en los últimos años.
Hay muchos resultados de investigación de sensores de temperatura en el dominio del tiempo, como el sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en una sola cadena de retardo y el sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en una cadena de doble retardo en la literatura. Todos tienen un principio de medición de temperatura más simple, pero requieren más inversores para formar una cadena de retardo larga para cumplir con el rango de medición y los requisitos de precisión. En la literatura se propone otro tipo de sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en osciladores en anillo, como el sensor de temperatura totalmente digital basado en un solo oscilador en anillo. Este tipo de sensor tiene mayor precisión cuando se miden temperaturas por debajo de 80 ° C. En la literatura se proponen dos métodos de detección para osciladores en anillo con diferentes sensibilidades de temperatura. El error de medición de temperatura se reduce ajustando el tamaño de los dos transistores de oscilador de anillo y tomando sus relaciones de frecuencia para eliminar los efectos de la tensión de alimentación y los parámetros de proceso en el circuito.
Introducción
Los diseños de sensores de temperatura convencionales generalmente convierten la temperatura en una señal analógica y luego obtienen una señal digital a través de un ADC (convertidor analógico a digital). Sin embargo, con el desarrollo de nuevas aplicaciones, tales como la gestión térmica de chips e Internet de las cosas, se han establecido altos requisitos en el consumo de energía, el área y la compatibilidad de circuitos digitales de los sensores de temperatura. Por lo tanto, cada vez más diseñadores están comenzando a explorar la integración sintetizable y alta de los sensores de temperatura en la dirección de la digitalización. El sensor de temperatura en el dominio del tiempo tiene las ventajas de un área pequeña, bajo consumo de energía y una fácil implementación de dispositivos digitales, y ha recibido mucha atención en los últimos años.
Hay muchos resultados de investigación de sensores de temperatura en el dominio del tiempo, como el sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en una sola cadena de retardo y el sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en una cadena de doble retardo en la literatura. Todos tienen un principio de medición de temperatura más simple, pero requieren más inversores para formar una cadena de retardo larga para cumplir con el rango de medición y los requisitos de precisión. En la literatura se propone otro tipo de sensor de temperatura en el dominio del tiempo basado en osciladores en anillo, como el sensor de temperatura totalmente digital basado en un solo oscilador en anillo. Este tipo de sensor tiene mayor precisión cuando se miden temperaturas por debajo de 80 ° C. En la literatura se proponen dos métodos de detección para osciladores en anillo con diferentes sensibilidades de temperatura. El error de medición de temperatura se reduce ajustando el tamaño de los dos transistores de oscilador de anillo y tomando sus relaciones de frecuencia para eliminar los efectos de la tensión de alimentación y los parámetros de proceso en el circuito.
