一种串联电阻消除电路、测温芯片、远程测温系统及方法

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种串联电阻消除电路、测温芯片、远程测温系统及方法。

背景技术

远程测温技术是一种将BJT器件(英文全称：Bipolar Junction Transistor，中文简称：双极结型晶体管)集成在远程被测系统中的测温技术。目前，该技术是将BJT器件集成在远程端的温度采集电路中，在一定电流偏置下，BJT器件产生的电压通过传输线路传输至本地端的测温芯片。本地端的测温芯片通过对BJT器件产生的电压进行一定的运算处理，从而得到远程端的温度信息，进而通过反馈机制对远程被测系统的温度进行监控。

但是，用来传输BJT器件在一定电流偏置下产生的电压的传输线路，通常都具有一定的电阻，这就导致了传输线路上会产生相应的压降，从而导致本地端的测温电路会对BJT器件在一定偏置电流下产生的电压的量化产生相应的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联电阻消除电路、测温芯片、远程测温系统及方法，用于消除远程端的温度采集电路与本地端的测温芯片之间的传输线路具有的串联电阻对测温结果的影响。

第一方面，本发明提供一种串联电阻消除电路，用于消除温度采集电路与测温芯片之间的串联电阻对测温结果的影响。该串联电阻消除电路包括：电流生成电路和数据处理电路，电流生成电路和数据处理电路电连接。电流生成电路用于分时生成4m路电流，m满足：m≥1。其中，第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，且第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时间相等，第i路电流的持续时长和生成第i+2路电流的持续时长比例为d:1。i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。数据处理电路用于处理在电流生成电路生成电流的过程中，温度采集电路及传输线路生成的电压之和，以消除串联电阻对测温结果的影响。

采用本发明提供的串联电阻消除电路，基于电流生成电路可以在不同的时间段生成4m路大小不同的电流，且第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时长相等，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，第i路电流的持续时长和第i+2路电流的持续时长比例为d:1。其中，m满足：m≥1，i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。数据处理电路在电流生成电路生成不同大小的电流的过程中，处理温度采集电路和传输线路生成的电压之和，从而消除传输线路具有的串联电阻对远程端的测温结果的影响。

第二方面，本发明提供一种远程测温系统，包括温度采集电路、测温芯片及第一方面所述的串联电阻消除电路。串联电阻消除电路串接在温度采集电路及测温芯片之间。

本发明第二方面提供的远程测温系统的有益效果与第一方面所述的串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

第三方面，本发明提供一种测温芯片，包括第一方面所述的串联电阻消除电路。

本发明第三方面提供的测温芯片的有益效果与第一方面所述的串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

第四方面，本发明提供一种远程测温方法，应用第一方面所述的串联电阻消除电路。该远程测温方法包括：

利用电流生成电路分时生成4m路电流，m满足：m≥1。其中，第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，且第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时长相等，第i路电流的持续时长和第i+2路电流的持续时长比例为d:1。i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。

利用数据处理电路处理在电流生成电路生成电流的过程中，温度采集电路和传输线路生成的电压之和，以消除串联电阻对测温结果的影响。

本发明第四方面提供的远程测温方法的有益效果与第一方面所述的串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中的远程测温系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的串联电阻消除电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示例出了现有技术中远程测温系统的结构示意图。参照图1，现有技术中的远程测温系统可以包括远程端的温度采集电路1及本地端的测温芯片3，远程端的温度采集电路1与本地端的测温芯片3通过传输线路2电连接。在实际应用过程中，远程端的温度采集电路1内可以集成有一个BJT器件。在测温过程中，BJT器件可以在一定电流偏置下产生的电压之和ΔV

一般情况下，参照图1，用来传输电压之和ΔV

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种串联电阻消除电路，用于消除串联电阻对远程端的测温结果的影响。

图2示例出了本发明实施例提供的串联电阻消除电路的结构示意图，参照图2，该串联电阻消除电路包括：电流生成电路4和数据处理电路5，电流生成电路4与数据处理电连接。电流生成电路4用于分时生成4m路电流，m满足：m≥1。其中，第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，且第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时长相等，第i路电流的持续时长和第i+2路电流的持续时长比例为d:1。i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。数据处理电路5用于处理在电流生成电路4生成电流的过程中，温度采集电路1和传输线路2生成的电压之和ΔV

采用本发明提供的串联电阻消除电路，基于电流生成电路4可以在不同的时间段生成4m路大小不同的电流，且第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时长相等，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，第i路电流的持续时长和第i+2路电流的持续时长比例为d:1。其中，m满足：m≥1；i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。数据处理电路5在电流生成电路4生成不同大小的电流的过程中，处理温度采集电路1和传输线路2生成的电压之和，从而消除传输线路2具有的串联电阻对远程端的测温结果的影响。

在一种可能的实现方式中，参照图2，上述电流生成电路4可以包括并联的4m条电流支路。每条电流支路均可以与上述数据处理电路5电连接，且第i条电流支路与第i+1条电流支路交替导通。

在一种示例中，参照图2，每条电流支路均可以包括电连接的电流源和第一开关S。第i条电流支路包括的第一开关电路与第i+1条电流支路的第一开关电路交替导通。

在实际应用过程中，第一开关可以为传输门或晶体管。晶体管可以选用N型晶体管或P型晶体管。

在实际应用过程中，当有电流流经BJT器件中的PN结时，PN结会产生相应的温度，且PN结产生的温度与流经PN结的电流具有相应的关系。根据伏安特性方程：

其中，I

下面以m＝1，即电流生成电路4用于分时生成4路电流为例，对本发明实施例提供的串联电阻消除电路进行描述。假设：第1电流支路的电流大小为nI

当远程测温开始后，第1电流支路包括的第一开关电路S1与第2电流支路包括的第一开关电路S2交替导通，且导通的持续时长均可以为2P个时钟周期。在第1电流支路包括的第一开关电路S1导通时，在每个时钟周期内，根据公式(1)可知，数据处理电路5需要对V

V

当第1电流支路和第2电流支路交替导通后，第3电流支路和第4电流支路开始交替导通。也就是说，第3电流支路包括的第一开关电路S3与第4电流支路包括的第一开关电路S4交替导通，且导通的持续时长均可以为P个时钟周期。在第3电流支路包括的第一开关电路S3导通时，在每个时钟周期内，根据公式(1)可知，数据处理电路5需要对V

V

综上所述，在整个测温过程的6P个时钟周期内，数据处理电路5共积分计算的电压量为：

也就是说，在整个测温过程中，温度采集电路1与传输线路2生成的电压之和ΔV

其中，k为玻尔兹曼常数，T为所述温度采集电路1采集到的温度值，q为基本电荷常数，n为常数，P为电流持续时长。由此可知，在整个测温过程中，数据处理电路5所计算处理的电压总量为

本发明实施例还提供了一种远程测温系统，可以包括温度采集电路1、测温芯片3及上述串联电阻消除电路。串联电阻消除电路串接在温度采集电路1及测温芯片3之间。

在一种可能的实现方式中，上述温度采集电路1可以包括双极结型晶体管，即BJT。在实际应用过程中，BJT可以集成在温度采集电路1内。温度采集电路1与测温芯片3之间可以通过第二开关电路电连接，当需要测量远程端的温度时，控制第二开关电路导通即可。

本发明实施例提供的远程测温系统的有益效果与上述串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种测温芯片3，可以包括上述串联电阻消除电路。上述串联电阻消除电路可以集成在测温芯片3内。

本发明实施例提供的测温芯片3的有益效果与上述串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种远程测温方法，应用上述串联电阻消除电路。该远程测温方法可以包括：

利用电流生成电路4分时生成4m路电流，m满足：m≥1。其中，第i路电流的大小与第i+1路电流的大小的比例为n:1，第i路电流的大小与第i+2路电流的大小的比例为1:d，且第i路电流的持续时长和第i+1路电流的持续时长相等，第i路电流的持续时长和第i+2路电流的持续时长比例为d:1。i满足：i为奇数，且1≤i≤4m-1；d满足：d＞1；n满足：n＞1。

利用数据处理电路5处理在电流生成电路4生成电流的过程中，温度采集电路1和传输线路2生成的电压之和ΔV

本发明实施例提供的远程测温方法的有益效果与上述串联电阻消除电路的有益效果相同，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。