一种低功耗压力温度传感器芯片

    专利查询2026-10-01  1


    本技术涉及压力温度传感器领域,尤其是涉及了一种低功耗压力温度传感器芯片。


    背景技术:

    1、压力传感器(pressure transducer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。温度传感器是一种测温元件,通过芯片运算等将温度信号采集出来,经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、v/i转换、恒流及反向保护等电路处理后,转换成与温度成线性关系的电流信号或电压信号输出,也可以直接通过主控芯片进行485或232等接口输出。

    2、压力和温度的测量需求较为常见,压力传感器和温度传感器已在生活中得到广泛应用。而在这些应用场景中,电池作为主要供电设备,其电量有限,因此降低压力温度传感器芯片的功耗,有助于降低产品能耗、延长电池寿命,更适用于长期监测等低功耗应用场景。


    技术实现思路

    1、为了解决背景技术中所存在的问题,本实用新型提出了一种低功耗压力温度传感器芯片。

    2、一种低功耗压力温度传感器芯片,包括用于采集并转换压力温度信息的传感元件,还包括:

    3、可变增益放大器模块,配置为分别连接传感元件和选择模块,用于接收并调节传感元件采集的检测信号的增益;

    4、选择模块,配置为分别连接可变增益放大器模块和adc模块,用于选择采集的压力信号或/和温度信号输入至adc模块;

    5、adc模块,配置为分别连接选择模块和数字模块,用于将传感元件采集到的模拟信号转换为数字信号后传输给数字模块;

    6、数字模块,配置为连接外界主机,用于控制芯片内各模块的交互和与外界主机的通信;

    7、功耗管理单元,配置为分别连接adc模块和数字模块,用于对adc模块和数字模块分别进行功耗管理。

    8、基于上述,数字模块包括系统控制模块,系统控制模块分别连接adc控制模块、mtpa控制模块、功耗管理单元、片上低频晶振和spi模块,用于控制各模块之间的信号交互与配置。

    9、基于上述,数字模块包括adc控制模块和mtpa控制模块,adc控制模块分别连接adc模块和系统控制模块,用于接收并对adc模块传输的数据进行处理;mtpa控制模块连接mtpa存储模块和系统控制模块,用于读取mtpa存储模块中所存储的配置信息。

    10、基于上述,数字模块包括spi模块,spi模块分别连接数字模块内的系统控制模块和外界主机,用于与外界主机进行交互。

    11、基于上述,adc模块包括增益偏移模块,配置为连接传感元件、缓冲器模块、压力校准模块和温度校准模块,用于校准和调整模拟信号的增益和偏移。

    12、基于上述,adc模块包括缓冲器模块,配置为连接增益偏移模块和低通滤波器模块,用于放大和隔离输入信号。

    13、基于上述,adc模块包括低通滤波器模块,配置为连接缓冲器模块和数字模块,用于对输入信号进行滤波后输入至数字模块。

    14、基于上述,adc模块包括压力校准模块和温度校准模块,配置为分别连接增益偏移模块,用于对压力和温度信号进行校准。

    15、基于上述,包括片上低频晶振、上电复位模块和mtpa存储模块,片上低频晶振配置为连接系统控制模块和功耗管理单元,片上低频晶振用于提供时钟信号,功耗管理单元用于对片上低频晶振进行功耗管理;上电复位模块,配置为连接系统控制模块和功耗管理单元,上电复位模块用于提供复位信号,功耗管理单元用于对上电复位模块进行功耗管理;mtpa存储模块,配置为连接数字模块,mtpa存储模块用于存储芯片的上电配置信息。

    16、基于上述,传感元件包括压力传感元件和温度传感元件,压力传感元件配置为连接adc模块,用于采集并转换为模拟信号的压力信息;温度传感元件配置为连接adc模块,用于采集并转换为模拟信号的温度信息。

    17、本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步,具体的说,本实用新型通过在基础的压力传感器芯片上增加了温度传感元件和功耗管理单元,实现了测量压力温度两种功能,并且增加了功耗管理单元以降低功耗,同时增加了压力温度校准模块以提高检测精度。



    技术特征:

    1.一种低功耗压力温度传感器芯片,包括用于采集并转换压力温度信息的传感元件,其特征在于,还包括:

    2.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:数字模块包括系统控制模块,系统控制模块分别连接adc控制模块、mtpa控制模块、功耗管理单元、片上低频晶振和spi模块,用于控制各模块之间的信号交互与配置。

    3.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:数字模块包括adc控制模块和mtpa控制模块,adc控制模块分别连接adc模块和系统控制模块,用于接收并对adc模块传输的数据进行处理;mtpa控制模块连接mtpa存储模块和系统控制模块,用于读取mtpa存储模块中所存储的配置信息。

    4.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:数字模块包括spi模块,spi模块分别连接数字模块内的系统控制模块和外界主机,用于与外界主机进行交互。

    5.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:adc模块包括增益偏移模块,配置为连接传感元件、缓冲器模块、压力校准模块和温度校准模块,用于校准和调整模拟信号的增益和偏移。

    6.根据权利要求5所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:adc模块包括缓冲器模块,配置为连接增益偏移模块和低通滤波器模块,用于放大和隔离输入信号。

    7.根据权利要求5所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:adc模块包括低通滤波器模块,配置为连接缓冲器模块和数字模块,用于对输入信号进行滤波后输入至数字模块。

    8.根据权利要求5所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:adc模块包括压力校准模块和温度校准模块,配置为分别连接增益偏移模块,用于对压力和温度信号进行校准。

    9.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:包括片上低频晶振、上电复位模块和mtpa存储模块,片上低频晶振配置为连接系统控制模块和功耗管理单元,片上低频晶振用于提供时钟信号,功耗管理单元用于对片上低频晶振进行功耗管理;上电复位模块,配置为连接系统控制模块和功耗管理单元,上电复位模块用于提供复位信号,功耗管理单元用于对上电复位模块进行功耗管理;mtpa存储模块,配置为连接数字模块,mtpa存储模块用于存储芯片的上电配置信息。

    10.根据权利要求1所述的低功耗压力温度传感器芯片,其特征在于:传感元件包括压力传感元件和温度传感元件,压力传感元件配置为连接adc模块,用于采集并转换为模拟信号的压力信息;温度传感元件配置为连接adc模块,用于采集并转换为模拟信号的温度信息。


    技术总结
    本技术提供了一种低功耗压力温度传感器芯片,包括用于采集并转换压力温度信息的传感元件,还包括:可变增益放大器模块,用于接收并调节传感元件采集的检测信号的增益;选择模块,用于选择采集的压力信号或/和温度信号输入至ADC模块;ADC模块,用于将传感元件采集到的模拟信号转换为数字信号后传输给数字模块;数字模块,用于控制芯片内各模块的交互和与外界主机的通信;功耗管理单元,用于对ADC模块和数字模块分别进行功耗管理。本技术通过在基础的压力传感器芯片上增加了温度传感元件和功耗管理单元,实现了测量压力温度两种功能,并且增加了功耗管理单元以降低功耗,同时增加了压力温度校准模块以提高检测精度。

    技术研发人员:武阔,侯广乾,郜超军,张开文
    受保护的技术使用者:郑州大学
    技术研发日:20240422
    技术公布日:2024/11/26
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