← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2015第7期Clocking & PLLs
A Thermistor-Based Temperature Sensor for a Real-Time Clock With 2 ppm Frequency
基于多晶硅热敏电阻的温度传感器设计，用于实时时钟频率补偿
0.12°C精度，2ppm频率稳定性，0.09mm²面积，31μW功耗
温度传感器热敏电阻Wien桥锁频环实时时钟
▸创新点1：采用集成多晶硅热敏电阻作为温度传感核心元件（方法创新）。相比传统分立式热敏电阻，集成设计显著减小了面积（0.09 mm²），同时通过半导体工艺实现良好的一致性，为后续校准奠定基础。
▸创新点2：首创将Wien桥RC滤波器嵌入锁频环的系统架构（系统创新）。通过温度依赖的相位变化直接调制输出频率，省去了传统ADC环节，在32ms转换时间内实现2.8mK(rms)高分辨率，功耗仅31μW。
▸创新点3：提出3点校准方案实现±0.12°C(min-max)精度（方法创新）。针对多晶硅热敏电阻的非线性特性，通过精简校准点实现宽温域（-40°C~85°C）内2ppm频率稳定度，显著降低量产测试成本。
▸创新点4：温度-频率直接转换机制（电路创新）。通过石英晶体振荡器的温度补偿应用验证，将传感器输出直接转化为时钟频率校正信号，建立完整的温度补偿实时时钟系统解决方案。
Abstract
This paper describes the design of a temperature
sensor based on integrated pol y-silicon thermistors. The th er-
mistors are incorporated in a Wien-bridge RC filter, which, in
turn, is embedded in a frequency- locked loop. The loop's output
frequency is then determined by the filter's tempera ture-de-
pendent phase shift, thus realizing an energy-efficient and high
resolution temperature sensor. After a 3-point calibration, the
sensor achieves an in accuracy of less than
0.12 C( m i n -max)
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