温度测量方法和温度测量装置与流程

1.本说明书涉及一种用于测量温度的方法和一种温度测量装置。


背景技术：

2.尽可能精确地测量温度在许多技术领域都具有重要意义。例如，在其中使用诸如功率晶体管的电子功率开关来切换负载的电路中，功率开关的温度可以提供有关功率开关或与其连接的负载状况的重要信息。例如，如果温度上升到预定阈值以上，则这可以指示功率晶体管中的缺陷、例如过高的导通电阻，或负载中的缺陷、例如过多的电流消耗。
3.原则上，可以为电子温度测量产生温度相关信号，将其与多个温度无关参考信号进行比较，这些参考信号例如借助带隙参考电路产生，并且其中的每个参考信号表征比较温度。这些参考信号应该以高精度产生，这可能复杂并因此昂贵。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种改进的温度测量方法和相应的温度测量装置。
5.一个示例涉及方法。该方法包括提供具有第一温度系数的第一温度相关信号，提供具有第二温度系数的第二温度相关信号，以及基于第二温度相关信号产生多个比较信号，其中多个比较信号中的每个比较信号代表相应的温度。该方法还包括将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个比较信号进行比较，并基于该比较给出温度信息。
6.另一示例涉及电子电路。该电子电路包括温度传感器，该温度传感器被设计为提供具有第一温度系数的第一温度相关信号以及提供具有第二温度系数的第二温度相关信号。该电子电路还包括转换器和评估电路，转换器被设计为基于第二温度相关信号产生多个比较信号，其中多个比较信号中的每个比较信号表征相应的温度，评估电路被设计为将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个比较信号进行比较，并基于该比较给出温度信息。
附图说明
7.下面参照附图说明示例。附图旨在说明某些原理，以便仅呈现理解这些原理所必需的方面。附图未按比例绘制。
8.图1图示了用于温度检测的方法的示例的流程图；
9.图2分别关于温度图示了第一温度相关信号和从第二温度相关信号导出的多个比较信号；
10.图3示出了根据示例的温度测量电路的框图，该温度测量电路具有温度传感器、转换器和评估电路；
11.图4示出了图3所示类型的温度测量电路，其中详细示出了温度传感器的示例；
12.图5示出了评价电路的一个示例；
13.图6、图7、图8、图9、图10分别示出了转换器的不同示例。
14.在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。当然，本文描述的各种示例性实施例的特征可以相互组合，除非另有明确说明。
具体实施方式
15.图1示出了根据示例的温度测量方法的流程图。该方法包括提供具有第一温度系数的第一温度相关信号(101)和提供具有第二温度系数的第二温度相关信号(102)。该方法还包括基于第二温度相关信号产生多个比较信号，其中多个比较信号中的每个比较信号表征相应的温度(103)；将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个比较信号进行比较(104)；并基于该比较给出温度信息(105)。
16.第一和第二温度系数不同。根据一个示例，第一和第二温度系数具有相反的符号，即两个温度系数中的一个是正的，而两个温度系数中的另一个是负的。然而，这只是一个示例。也可以以这样的方式产生第一和第二温度相关信号，即它们的温度系数具有相同的符号，使得两个温度系数都是正的、或者两个温度系数都是负的，但具有不同的幅度。
17.如上所述，每个比较信号代表相应的温度，以下也称为比较温度。根据一个示例，选择比较信号使得通过比较信号表征的比较温度代表一组等距温度。如果该组比较温度包括例如n个不同的比较温度t(1)-t(n)，其中例如t(1)是比较温度t(1)-t(n)最高的并且t(n)是最低的，则对于剩余的比较温度t(2)-t(n)分别适用的是
18.t(j)＝t(j-1)-δt(1)，
ꢀꢀꢀ
(1)
19.其中j是选自2-n(i∈[2；n])的整数，δt表示该组比较温度的相邻比较温度之间的温差。
[0020]
温差δt可以根据方法的相应应用或实现该方法的电子温度测量电路来选择。根据示例，温差δt选自1开尔文(k)和20k之间的范围。温差δt决定了使用该方法进行温度测量的分辨率，下文将对此进行详细说明。
[0021]
温度测量范围是最低比较温度t(n)和最高比较温度t(1)之间的范围，也可以根据方法的相应应用或实现该方法的电子温度测量电路来选择。例如，对于汽车应用，温度范围为-40℃至150℃。
[0022]
如果比较信号表征等距的比较温度，因此当在温差δt给定的情况下温度测量范围增加或者当在温度测量范围给定的情况下温差δt减小时，则所需的比较信号的数量会增加，即更高的分辨率是必需的。
[0023]
图2示出了说明根据图1的方法的信号曲线。图2特别示出了分别取决于温度t的第一温度相关信号vctat和多个比较信号vptat(1)-vptat(n)的信号曲线。比较信号vptat(1)-vptat(n)中的每个比较信号表征对应的比较温度t(1)-t(n)，其中后续t(i)一般表示比较温度t(1)-t(n)之一，而vptat(i)一般表示比较信号vptat(1)-vptat(n)中表征比较温度t(i)的那个比较信号。比较信号vptat(i)表征比较温度t(i)，这相当于如果温度t对应于比较温度t(i)，则比较信号vptat(i)至少近似等于第一温度相关信号vctat。这样，通过比较第一温度相关信号vctat和比较信号vptat(1)-vptat(n)就可以推断出温度。例如，如果第一温度相关信号vctat与比较信号vptat(i)的比较表明温度t为高于t(i)并且第一温度相关信号vctat与比较信号vptat(i-1)的比较表明温度t低于t(i-1)，温度t位于由温度t(i)和t(i-1)给定的区间内。
[0024]
第一温度相关信号vctat和比较信号vptat(1)-vptat(n)在所示示例中具有相反的符号，其中第一温度相关信号vctat具有负温度系数，使得第一温度相关信号vctat的信号电平随着温度t升高而降低，并且其中比较信号vptat(1)-vptat(n)具有正温度系数，使得比较信号vptat(1)-vptat(n)的信号电平在温度t升高时分别增加。在该示例中，如果第一温度相关信号vctat低于表征温度t(i)的比较信号vptat(i)、并且高于表征温度t(i-1)的比较信号vptat(i-1)，温度在通过两个比较温度t(i)和t(i-1)定义的温度范围内，其中在所示示例中，t(i-1)大于t(i)，t(i-1)＞t(i)。
[0025]
如上所述，比较信号vptat(1)-vptat(n)是基于第二温度相关信号产生的。该第二温度相关信号可以用作比较信号之一，使得剩余的比较信号从这一个比较信号导出的。根据另一示例，所有比较信号vptat(1)-vptat(n)均与第二温度相关信号不同，使得所有比较信号vptat(1)-vptat(n)均从第二温度相关信号导出。
[0026]
根据一个示例，第一温度相关信号vctat被产生，使得对于第一温度相关信号vctat适用的是：
[0027]
vctat＝vctato kctat
·
t
ꢀꢀꢀ
(2)，
[0028]
其中vctato表示偏移量，kctat表示第一温度相关信号vctat的温度系数。该温度系数kctat例如为负，使得第一温度相关信号vctat随着温度升高而变小。在该示例中，比较信号vptat(1)-vptat(n)被产生，使得对于这些比较信号中的每一个适用的是，
[0029]
vptat(i)＝iptat
·
p(i)
ꢀꢀꢀ
(3)，
[0030]
其中iptat表示第二温度相关信号，p(i)表示相应的比例因子。根据一个示例，第二温度相关信号iptat以如下方式产生，即对于第二温度相关信号iptat适用：
[0031]
iptat＝iptato kptat
·
t
ꢀꢀꢀ
(4)，
[0032]
其中iptato表示偏移量，kptat表示第二温度相关信号vctat的温度系数。该温度系数kptat例如为正，使得第二温度相关信号iptat随着温度上升而变大。考虑等式(3)和(4)，对于本示例中的比较信号适用的是：
[0033]
vptat(i)＝(iptato kptat
·
t)
·
p(i)＝iptato·
p(i) kptat
·
t
·
p(i)
ꢀꢀꢀ
(5)，
[0034]
其中，比例因子p(i)分别为正，使得对应于第二温度相关信号iptat的比较信号vptat(1)-vptat(n)随着温度t升高而增加。
[0035]
此外，比较信号具有不同的偏移量和不同的梯度，其中每个比较信号vptat(i)的偏移量通过iptato·
p(i)给出，即第二温度相关信号iptat的偏移量乘以相应的比例因子，并且其中每个比较信号vptat(i)的温度系数通过kptat
·
p(i)给出，即通过第二温度相关信号iptat的温度系数乘以相应的比例因子给出。在该示例中，比较信号vptat(1)-vptat(n)不相交。此外适用的是，通过比较信号表征的温度t(i)越高，相应的比例因子p(i)就越小。
[0036]
如上所述，第一温度相关信号vctat和表征温度t(i)的比较信号vptat(i)相互匹配，使得温度相关信号vctat和比较信号vptat(i)在温度t(i)时相交。例如，如果根据等式(2)产生第一温度相关信号vctat并且根据等式(5)产生比较信号vptat(i)，则这等效于
[0037]
vctato kctat
·
t(i)＝(iptato kptat
·
t(i))
·
p(i)
ꢀꢀꢀ
(6a)，
[0038]
使得比例因子p(i)这种情况下设置如下：
[0039][0040]
下面详细解释用于设置比例因子p(i)的各种可能性。
[0041]
虽然在根据图2的示例中，第一温度相关信号vctat具有正温度系数，并且比较信号vptat(1)-vptat(n)均具有正温度系数，但这仅仅是示例。当第一温度相关信号vctat具有负温度系数并且比较信号vptat(1)
–
vptat(n)分别具有正温度系数时，该方法以相应的方式工作。
[0042]
概述的方法提供了各种优点。(a)在所解释的方法中，无需提供一个与温度无关的参考值，并且由于需要修整或校准，提供该参考值可能很昂贵。取而代之的是，提供了两个取决于要测定的温度的信号，它们具有不同的温度系数，并且对于它们的提供不需要调整或校准。(b)如下所述，两个温度相关信号可以通过同一个温度传感器产生。由此，在制造温度传感器时的过程波动会以相同的方式影响提通过温度传感器产生两个与温度相关信号，从而最终消除过程波动对温度测定的影响，这些过程波动对温度测定没有影响。(c)通过使用具有不同温度系数的两个温度相关信号，该方法相对于两个温度相关信号之一的温度系数的不准确性是稳健的。如果例如选择第一和第二与温度相关的信号使得它们具有符号不同的温度系数，从而得出用于温度检测的有效温度系数，其绝对值对应于两个温度相关信号的温度系数值的绝对值之和，因此与将温度相关信号与固定参考值进行比较的传统方法相比，该温度系数之一的波动总体上影响较小。
[0043]
图3示出了温度测量电路的框图，该温度测量电路被设计为按照根据图1的方法测定温度。该温度测量电路包括：温度传感器1，被设计为产生第一温度相关信号vctat和第二温度相关信号iptat；转换器2，被设计为产生比较信号(其中图3中的vptat(i)表征比较信号vptat(1)
–
vptat(n)中的任何一个或所有比较信号vptat(1)
–
vptat(n)的集合；以及评估电路3，被设计为基于第一温度相关信号vctat与比较信号vptat(1)
–
vptat(n)中的至少一个比较信号的比较来给出温度信息temp。
[0044]
如上所述，给每个比较信号vptat(i)分配对应的温度t(i)，其中在各两个相邻温度之间形成温度区间。如果例如产生n个比较信号，给其分配有n个不同的温度，则有n-1个温度区间。根据一个示例，温度信息temp由评估电路3产生，使得温度信息temp包含关于温度位于n-1个温度区间中的哪个温度区间的信息。当温度测量范围涵盖正确操作期间温度测量电路上可能出现的所有温度时，此措施特别适用。
[0045]
在另一示例中，温度测量电路被设计为还给出一个值，其指示检测到的温度在温度测量范围之外。如果该温度测量范围不能涵盖正确操作期间温度测量电路上可能出现的所有温度，则此措施特别适用。根据一个示例，代替仅仅一个指示温度在测量范围之外的值，可以输出两个值：第一值，适合指示温度低于温度测量范围；以及第二值，适合指示温度高于温度测量范围。
[0046]
评估电路3可以同时或在时间上连续地将第一温度相关信号vctat与比较信号vptat(1)
–
vptat(n)进行比较。在后一种情况下，转换器2可以在时间上连续地产生比较信号vptat(1)
–
vptat(n)。在这种情况下，只要存在温度信息temp，就可以结束比较过程，即结束第一温度相关信号vctat与比较信号vptat(1)
–
vptat(n)的比较。例如，如果测定温度在特定温度区间内，则在下一次温度测定之前不需要进一步的比较。测定温度所用的频率、即
给出温度信息temp的频率，例如取决于预期用途。例如，给出温度信息的频率在几十khz和几mhz之间。
[0047]
图4详细示出了温度传感器1的示例，其产生第一温度相关信号vctat和第二温度相关信号iptat。在温度传感器1的该示例中，第一温度相关信号vctat是第一二极管11两端的电压，第二温度相关信号iptat是通过带有第二二极管13和电阻14的串联电路的电流。温度传感器1还包括电流调节器，其被设计为调节通过第一二极管11的电流i1和通过带有第二二极管13和电阻14的串联电路的电流iptat，使得第一二极管11两端的电压vctat至少约等于带有第二二极管13和电阻14的串联电路两端的电压v2。
[0048]
在所示示例中，电流调节器包括与第一二极管11串联连接的第一晶体管12、与带有第二二极管13和电阻14的串联电路串联连接的第二晶体管15、以及运算放大器16，运算放大器取决于第一二极管11两端的电压vctat以及在带有第二二极管13和电阻14的串联电路两端的电压v2来驱动两个晶体管12、15，使得这两个电压vctat、v2相等，vctat＝v2。为此，给运算放大器16在第一输入处馈送第一二极管11两端的电压vctat，并且在第二输入处馈送串联电路13、14两端的电压。在所示示例中，运算放大器16的第一输入是反相输入，而运算放大器16的第二输入是非反相输入。然而，这只是一个示例。
[0049]
在所示示例中，晶体管12、15由运算放大器16控制，使得它们的控制电压总是相同。此外，示例中的晶体管12、15被选择为具有相同的尺寸(有源面积)。由此，当驱动电压相同时，两个晶体管12、15通过运算放大器16工作在相同的工作点，使得通过第一二极管11的电流i1等于通过串联电路13、14的电流iptat。第一二极管11的有源(aktive)面积小于第二二极管13的有源面积，例如，第一二极管11的有源面积与第二二极管13的有源面积的面积比为1:m。例如，第二二极管13可以包括m个并联连接的、与第一二极管11相同类型(相同尺寸)的二极管，以实现期望的面积比。
[0050]
由于第二二极管13的有源面积比第一二极管11的有源面积大，电流iptat在第二二极管13两端引起的电压v13，该电压低于等大的电流i1在第一二极管11两端引起的电压vctat。电阻14两端的电压v14对应于串联电路13、14两端的电压v2(或第一二极管11两端的电压vctat)与第二二极管13两端的电压之间的差，其中运算放大器16切换这两个晶体管12、15，恰好使得电流i1、iptat使第一二极管11两端和串联电路13、14两端的电压vctat、v2处于平衡状态。
[0051]
在根据图4说明的温度传感器1中，两个晶体管12、15的大小相同，使得两个电路支路中的电流i1和iptat大小相同，并且第二二极管13的有源面积大于第一二极管11，使得第二二极管13两端的电压v13小于第一二极管11两端的电压vctat。然而，这只是一个示例。对于具有不同有源面积的二极管11、13可替代或补充地，第一和第二晶体管12、15也可以被实现为具有不同的有源面积，其中晶体管12、15的面积比匹配于二极管的面积比，以使通过电流iptat在第二二极管13两端所产生的电压v13小于通过电流i1在第一二极管13两端所产生的电压。
[0052]
这可以例如由此实现，即两个二极管11、13的有源面积大小相同，并且第二晶体管15的面积小于第一晶体管12的面积，从而使通过串联连接13、14的电流iptat小于通过第一二极管11的电流i1。根据一个示例，第一晶体管12的有源面积是第二晶体管15的有源面积的m倍，使得通过第一二极管的电流iptat仅为通过第一二极管11的电流i11的1/m倍。
[0053]
但这也可以由此实现，即第二二极管13的有源面积大于第一二极管11的有源面积，并且第二晶体管15的有源面积小于第一晶体管12的有源面积，只要选择面积比使得第二二极管13与第一二极管11的有源面积之间的比率m1大于第一晶体管12的有源面积与第二晶体管15的有源面积之间的比率m2。
[0054]
在适当选择晶体管12、15的面积比的情况下，即使第一二极管11具有比第二二极管13更大的有源面积，也可以实现通过电流iptat在第二二极管13两端引起的电压v13小于通过电流i1在第一二极管处引起的电压。
[0055]
两个晶体管12、15可以是任何类型的晶体管。在图示的示例中，两个晶体管是p
–
mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)，具有在漏极接头与源极接头之间的负载路径(漏源路径)，并且具有栅极接头，但不限于此。在该示例中，通过运算放大器16设置的控制电压总是栅极接头与源极接头之间的电压。第一晶体管12的漏源路径与第一二极管11形成第一串联电路，并且第二晶体管15的漏源路径与第二二极管13和电阻14形成第二串联电路。两个串联电路分别连接在电源接头之间，使得电源电压vdd施加在两个串联电路中的每个串联电路的两端。
[0056]
在图4所示的温度传感器1的情况下，表征第一温度相关信号的第一二极管11两端的电压vctat由下式给出
[0057][0058]
其中vctato是上述偏移量，k是玻尔兹曼常数，q是基本电荷，i0是第一二极管11的饱和电流或反向饱和电流，i1是通过第一二极管11的电流，t是温度。在这种情况下，等式(2)由下式给出
[0059][0060]
饱和反向电流i0和通过第一二极管11的电流i1分别与温度相关，但两个电流的商i0/i1具有可忽略的温度相关性，因此可以认为温度系数kctat至少近似恒定并且因此与温度无关。
[0061]
第二温度相关信号iptat在根据图4的温度传感器1的情况下由下式给出：
[0062][0063]
其中k是玻尔兹曼常数，q是基本电荷，t是温度，r14是电阻14的电阻值，m/1是第二二极管13的有源面积与第一二极管11的有源面积之比。
[0064]
对于根据等式(9)的第二温度相关信号iptat，根据等式(4)的偏移量iptato为零，iptato＝0。根据等式(4)的比例因子kptat针对根据等式(9)的第二温度相关信号iptat由下式给出
[0065][0066]
参考图4，温度传感器1还可以包括输出晶体管20，其与电流调节器的两个晶体管12、15形成电流镜，并且输出电流i20，其表征第二温度相关信号iptat。根据一个示例，输出晶体管20具有与电流调节器的第一晶体管12相同的有源面积，使得电流镜的电流镜比为1:
1，并且通过输出晶体管20输出的电流i20的电流电平等于形成第二温度相关信号的电流iptat的温度相关电流电平。为了进一步说明，假设温度传感器1的输出电流i20等于形成第二温度相关信号的电流iptat。然而，这只是一个示例。根据另一示例，电流镜比率不同于1:1。在这种情况下，输出电流i20与形成第二温度相关信号的电流iptat成比例，其中在产生比较信号vptat(i)
–
vptat(n)时要相应地考虑该比例因子。
[0067]
图5示出了评估电路3的示例的框图。该评估电路3被设计为将第一温度相关信号vctat与通过转换器2提供的各个比较信号vptat(1)
–
vptat(n)进行比较。如所示，转换器2可以被设计为同时产生比较信号vptat(1)
–
vptat(n)，或者可以被设计为在时间上连续地产生多个比较信号vptat(1)
–
vptat(n)。
[0068]
评估电路3包括由逻辑32控制的选择电路33。如果转换器2被实现为其同时产生多个比较信号vptat(1)
–
vptat(n)，则选择电路33被设计为例如从多个同时供使用的比较信号vptat(1)
–
vptat(n)中选择一个。如果转换器2被实现为在时间上连续地提供多个比较信号vptat(1)
–
vptat(n)，则选择电路33例如被设计为选择比较信号vptat(1)
–
vptat(n)，这通过选择电路使转换器2产生该比较信号来实现。
[0069]
图5所示的评估电路3被设计为将第一温度相关信号vctat在时间上连续地与通过转换器2提供的比较信号vptat(1)
–
vptat(n)进行比较。然而，该评估电路3可以以简单的方式如下修改，即它同时将两个或更多个比较信号vptat(1)
–
vptat(n)与第一温度相关信号vctat进行比较，其中对于每个应同时进行的比较，提供相应的选择电路和相应的比较器。
[0070]
在图5中，vptat(i)表示通过选择电路33选择的比较信号。通过选择电路33选择的比较信号vptat(i)和第一温度相关信号vctat被馈送给比较器31，比较器将第一温度相关信号vctat与选择的比较信号vptat(i)进行比较，并将取决于比较的比较器信号s31(i)输出到逻辑电路32。
[0071]
逻辑电路32被设计为取决于比较器信号s31(i)给出温度信息temp，逻辑电路32从比较器31获取该比较器信号。例如针对比较信号vptat(i)获得的比较器信号s32(i)示出：温度t高于通过比较信号vptat(i)表征的温度t(i)
–
通过第一温度相关信号vctat例如低于比较信号vptat(i)的方式
–
，并且例如针对比较信号vptat(i-1)获得的比较器信号s32(i-1)示出：温度t低于通过比较信号vptat(i-1)表征的温度t(i-1)
–
通过第一温度相关信号vctat例如高于比较信号vptat(i-1)的方式
–
，逻辑32从而作为温度信息temp例如给出：温度处于通过两个温度t(i)、t(i-1)定义的区间之内。
[0072]
温度信息temp可以任何方式输出。根据一个示例，逻辑32输出一个可以取n-1个不同值的数字字，其中这些值中的每个均表征通过温度t(1)-t(n)形成的n-1个温度区间之一。
[0073]
可选地，逻辑32输出的数字字可以取一个附加值，该值示出温度在温度测量范围之外，或者可以取两个附加值，它们分别示出温度低于和高于温度测量范围。
[0074]
转换器2被设计为取决于第二温度相关信号iptat产生比较信号vptat(1)-vptat(n)，这可以多种方式实现。下面解释一些示例。
[0075]
图6示出了转换器2的第一示例。该转换器包括带有n个电阻21
1-21n的串联电路，这些电阻连接到温度传感器1(图6中未显示)的输出，使得表征第二温度相关信号的电流iptat流经n个电阻21
1-21n的串联电路。在该示例中，电阻值r(1)-r(n)被选择为使得电阻
21
1-21n中的每个电阻两端的电压分别形成比较信号vptat(1)-vptat(n)之一。原则上，下式适用于该示例
[0076]
vptat(i)＝iptat
·
r(i)
ꢀꢀꢀ
(11)，
[0077]
其中，vptat(i)表示电阻21
1-21n中的任何21i两端的电压，r(i)表示相应电阻21i的电阻值。在本例中，电阻值r(i)形成根据等式(3)解释的比例因子p(i)并相应于对等式(3)的解释进行选择，使得比较信号vptat(i)中的每个均表征相应的温度。
[0078]
根据一个示例，选择电阻值r(i)使得由各个比较值vptat(i)表征的温度t(i)形成一组等距的温度，使得所有温度区间的宽度相同。
[0079]
根据图6的转换器2同时提供所有比较信号vptat(1)-vptat(n)，其中评估电路3(图6中未示出)将比较信号vptat(1)-vptat(n)与第一温度相关信号vctat同时或在时间上连续地比较。根据一个示例，转换器3包括根据图5的选择电路33，其中选择电路33被设计为在时间上连续地选择由电阻21
1-21n两端的电压形成的比较信号vptat(1)-vptat(n)。在该示例中，选择比较信号vptat(1)-vptat(n)中的vptat(i)包括测量相应电阻21i两端的电压。
[0080]
图7示出了转换器2的另一示例。该转换器还包括带有n个电阻22
1-22n的串联电路，这些电阻连接到温度传感器1(图6中未显示)的输出，使得表征第二温度相关信号的电流iptat流经带有电阻22
1-22n的串联电路。选择这些电阻22
1-22n的电阻值，使得比较信号vptat(1)-vptat(n)中的至少一些由两个或更多电阻22
1-22n两端的电压之和形成。例如，第一比较信号vptat(1)对应于第一电阻221两端的电压，其电阻值r(1)被选择为使得第一比较信号vptat(1)是第一温度t(1)。
[0081]
第二比较信号vptat(2)例如对应于在第一电阻221和与其连接的第二电阻222的串联电路两端的电压，第三比较信号vptat(3)例如对应于在第一电阻221、第二电阻222和连接到第二电阻222的第三电阻223的串联电路两端的电压，依此类推。在此示例中选择第二电阻222的电阻值δr(2)，使得第一电阻221的电阻值r(1)和第二电阻222的电阻值δr(2)之和等于与第二温度相关信号iptat相乘的电阻值r(2)，使得第二比较信号vptat(2)表征第二温度，即，
[0082]
δr(2)＝r(2)-r(1)
ꢀꢀꢀ
(12a)。
[0083]
一般而言，在该示例中，可以选择任何电阻22i的电阻值δr(i)，其中2≤i≤n，使得
[0084]
δr(i)＝r(i)-r(i-1)
ꢀꢀꢀ
(12b)，
[0085]
在这种情况下，比较信号vptat(i)对应于电阻22
1-22i两端的电压之和。
[0086]
在图6所示的示例中，比较信号vptat(1)-vptat(n)中的每个对应于电阻中的各一个电阻两端的电压，并且在图7所示的示例中，除了第一比较信号vptat(1)以外，比较信号vptat(1)-vptat(n)对应于两个或更多分别串联连接的电阻两端的电压。当然，根据图6和7的概念也可以相互组合，从而在转换器中，比较信号vptat(1)-vptat(n)中的两个或更多比较信号对应于各一个电阻两端的电压，而比较信号vptat(1)-vptat(n)中的两个或更多其他比较信号对应于至少两个电阻两端的电压。
[0087]
在图6和7所示的转换器2中，串联连接的电阻始终是激活的，即表征第二温度相关信号的电流iptat持续地流过这些电阻。评估电路3(总是未示出)在此被设计为在相应串联
电路中的不同点处分接电压，以便获得不同的比较信号。
[0088]
图8示出了转换器2的另一示例，其具有串联连接的多个电阻231–
23n，并且其仅具有一个抽头用于为评估电路3(未示出)分接比较信号vptat(i)。在该转换器中，可以停用至少一些电阻，其中通过闭合与相应电阻231–
23n并联的开关241–
24n来停用电阻231–
23n之一，从而桥接相应电阻。仅出于说明的目的，在图8所示的示例中，每个电阻可以由对应的开关241–
24n桥接。然而，这只是一个示例。在其他示例(未示出)中，也存在不将开关与一个或多个电阻并联连接的可能性，使得相应的电阻不能被桥接。
[0089]
在根据图8的转换器中，开关241–
24n由评估电路3(图8中未示出)、特别是评估电路3的选择电路33驱控，其中由逻辑32控制的选择电路33驱控开关241–
24n，使得有效(未桥接)电阻的电阻值之和对应于配属于期望比较信号vptat(i)的电阻值。电阻231–
23n可以例如根据参照图6解释的示例来实现，其中恰好一个电阻两端的电压表征比较信号。在这种情况下，一次仅激活电阻231–
23n中的一个。电阻231–
23n也可以根据参考图7解释的示例来实现，其中多个电阻两端的电压可以表征比较信号。在这种情况下，多个电阻231–
23n同时被激活。
[0090]
在图7和图8所示的示例中，串联电阻的数量可以对应于比较信号vptat(1)
–
vptat(n)的数量，以便能够设置n个不同的电阻值r(1)
–
r(n)。然而这只是一个示例。原则上，也可以串联多于或少于n个电阻。唯一的决定性因素是：通过现有电阻的电阻值的组合，可以设置提供n个不同的比较信号vptat(1)
–
vptat(n)所需的电阻值r(1)
–
r(n)。
[0091]
参考图6至8解释的转换器是电阻式转换器，因为为了基于第二温度相关信号iptat提供比较信号vptat(1)
–
vptat(n)，即为了将第二温度相关信号iptat转换为比较信号vptat(1)-vptat(n)，而使用电阻。然而，使用电阻式转换器只是一个示例。原则上，可以使用如下任何类型的转换器，其适于基于第二温度相关信号、例如表征第二温度相关信号的电流iptat信号来产生与第二温度相关信号成比例的多个比较信号。
[0092]
适于该目的的转换器2的另一示例在图9中示出。该转换器2是电容式转换器，特别是带有开关电容器(电容)的电容式转换器。该转换器包括电阻41，其连接到电流传感器2(图9中未示出)，使得表征第二温度相关信号的电流iptat流过电阻41。在这种情况下，电阻41两端的电压vptat(0)与第二温度相关信号成比例，其中电压vptat(0)与第二温度相关信号iptat之间的比例因子由电阻的电阻值r41给出，从而适用：
[0093]
vptat(0)＝iptat
·
r41
ꢀꢀꢀ
(13)。
[0094]
第一电容器42通过第一开关43与电阻41并联、并且通过另一开关44与电容器装置45连接。电容器装置45包括多个另外的电容器46
1-46m，其中这些另外的电容器46
1-46m中的每个可以通过相应的转换开关47
1-47m放电、或者-当第二开关44闭合时-与第一电容器42并联。
[0095]
在该转换器2中，馈送到评估电路3的比较信号vptat(i)例如对应于第二电容器42两端的电压，其中该电压能够在测量过程中改变以便在时间上连续地提供不同的比较信号。对第一和第二开关43、44和开关47
1-47m的驱控例如通过评估电路3中的选择电路33来进行。
[0096]
下面，c42表示第一电容器42的电容，c45表示电容器装置45的电容。电容器装置45的电容c45是可变的，并且取决于另外的电容器46
1-46m中的哪些彼此并联、并-当第二开关44闭合时-与第一电容器42并联。
[0097]
以下详述通过图9所示的转换器2来产生比较信号vptat(i)的。首先，第一开关43闭合以对第一电容器42充电，使得第一电容器42两端的电压相应于电阻41两端的电压vptat(0)。当第一开关43闭合时，第二开关44断开。然后第一开关43断开并且第二开关44闭合，其中当第二开关44闭合时使第一电容器42部分放电。在第二开关44闭合之后设置的电压vptat(i)取决于开关打开之前的电压vptat(0)和电容c42、c45，如下所示：
[0098][0099]
其中等式(3)意义上的比例因子p(i)由下式给出：
[0100][0101]
并且在第一电容器的电容c42给定并且电阻41的电阻值r41给定时通过电容器装置45的可变电容c45可以设置比例因子。
[0102]
电容器装置45的开关47
1-47m被控制为使得电容器46
1-46m在第二开关44闭合之前、即在第一电容器42部分放电之前放电。
[0103]
根据一个示例，运行转换器2，使得在第一电容器42每次充电并将第一电容器42并联到电容器装置45之后，仅产生一个比较信号，并且第一电容器42在产生另一比较信号之前再次基于电阻41两端的电压vptat(0)被充电。
[0104]
根据另一示例，运行转换器2，使得在第一电容器42每次充电和第一电容器42并联连接到电容器装置45之后，产生多个比较信号，这通过在电容器布置45与第一电容器42并联连接时改变电容器布置45的电容c45来实现。改变电容c45包括将一个或多个电容器461-46m(其先前放电并且未与第一电容器42并联连接)与第一电容器42并联连接。
[0105]
图10示出了根据另一示例的温度测量装置。在该示例中，转换器2包括带有多个电流镜晶体管26
1-26m的电流镜布置26，其中这些电流镜晶体管26
1-26m中的每一个都连接到电流传感器1的第一和第二晶体管12、15，并且提供与表征第二温度相关信号的电流iptat成比例的电流。电流iptat与通过相应电流镜晶体管26
1-26m提供的电流之间的比例因子取决于相应电流镜晶体管26
1-26m的有效面积与第一或第二晶体管12、15的有效面积之间的比率。
[0106]
这些单独的电流镜晶体管26
1-26m是可激活和可停用的，其中在激活状态提供与iptat成比例的电流而在停用状态不提供电流。激活或停用例如通过具有多个开关27
1-27m的开关装置27来实现，这些开关中的每个开关都与电流镜晶体管26
1-26m中的一个串联连接。开关装置27例如由评估电路3控制，以便激活或停用各个电流镜晶体管26
1-26m。在该示例中，电流镜晶体管在开关装置27的串联开关闭合时激活，而在开关装置27的串联开关打开时停用。在根据图10的示例中，所有电流镜晶体管26
1-26m都可以被停用。然而，这只是一个示例。根据另一示例(未示出)，电流镜晶体管26
1-26m中的一个也可以被持续激活，例如通过没有开关与电流镜晶体管串联来实现。
[0107]
图10所示的转换器2还包括与电流镜装置26串联连接的电阻25，其中电阻25两端的电压形成比较信号vptat(i)。该比较信号vptat(i)与通过电流镜装置26提供的电流iptat(i)成比例，其中该电流iptat(i)又与表征第二温度相关信号的电流iptat成比例。在这种情况下，对于比较信号适用：
[0108]
vptat(i)＝r25
·
iptat(i)＝r25
·
k(i)
·
iptat
ꢀꢀꢀ
(16)，
[0109]
其中在这种情况下，等式(3)意义上的比例因子由下式给出
[0110]
p(i)＝r25
·
k(i)
ꢀꢀꢀ
(17)，
[0111]
其中r25是电阻25的电阻值，并且k(i)是可以由评估电路3通过激活或停用电流镜晶体管26
1-26m中的各个晶体管来设置的比例因子。电流镜晶体管26
1-26m可以被实现为使得电流镜晶体管26
1-26m中只有一个被激活以提供多个比较信号vptat(1)-vptat(n)中的每一个，或者可以被实现为使得电流镜晶体管26
1-26m中的每两个或更多个被激活以提供多个比较信号vptat(1)-vptat(n)中的至少一些。
[0112]
上面讨论的一些方面在下面使用编号的示例进行了总结。
[0113]
示例1.一种方法，所述方法包括：提供具有第一温度系数的第一温度相关信号；提供具有第二温度系数的第二温度相关信号；基于第二温度相关信号产生多个比较信号，其中多个比较信号中的每一个代表相应的温度；将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个进行比较；以及基于比较给出温度信息。
[0114]
示例2.根据示例1所述的方法，其中产生比较信号以使得所述比较信号表征一组等距温度。
[0115]
示例3.根据示例1或2所述的方法，其中第一温度相关信号是温度相关电压，并且其中第一温度系数为负。
[0116]
示例4.根据前述示例中任一项所述的方法，其中第二温度相关信号是温度相关电流，并且其中第二温度系数为正。
[0117]
示例5.根据示例3和4所述的方法，其中第一温度相关信号和第二温度相关信号通过单个温度传感器产生。
[0118]
示例6.根据示例1至5中任一项所述的方法，其中第二温度相关信号是电流，其中产生多个比较信号包括引导电流通过带有电阻的串联电路，并且其中多个比较信号中的每一个是串联电路的电阻中的至少一个电阻两端的电压。
[0119]
示例7.根据示例6所述的方法，其中多个比较信号中的每一个是串联电路的电阻中的恰好一个电阻两端的电压。
[0120]
示例8.根据示例6所述的方法，其中多个比较信号中的至少一个是串联电路的至少两个电阻两端的电压。
[0121]
示例9.根据示例1至5中任一项所述的方法，其中第二温度相关信号是电流，并且其中产生多个比较信号包括：基于第二温度相关信号产生多个比较电流，并且基于多个比较电流产生多个比较电压。
[0122]
示例10.根据示例1至5中任一项所述的方法，其中产生多个比较信号包括：将第一电容器充电至取决于第二温度相关信号的电压，并通过将电容器装置与可调电容并联连接而使第一电容器部分放电。
[0123]
示例11.根据示例1至10中任一项所述的方法，其中将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个比较包括：将多个比较信号中的至少两个比较信号与第一比较信号在时间上连续地比较。
[0124]
示例12.根据示例1至10中任一项所述的方法，其中将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个比较包括：将多个比较信号中的至少两个比较信号与第一比较信号同时比较。
[0125]
示例13.一种电子电路，包括：温度传感器，被设计为提供具有第一温度系数的第一温度相关信号和具有第二温度系数的第二温度相关信号；转换器，被设计为基于第二温度相关信号产生多个比较信号，其中多个比较信号中的每一个代表相应的温度；评估电路，被设计为将第一温度相关信号与多个比较信号中的至少一个进行比较、并根据比较给出温度信息。
[0126]
示例14.根据示例13所述的电子电路，其中第二个与温度相关的信号是与温度相关的电流，其中转换器具有带有多个电阻的串联电路，所述串联电路被设计用于获取与温度相关的电流，以及其中多个比较信号中的每一个是串联电路的电阻中的至少一个电阻两端的电压。
[0127]
示例15.根据示例13或14所述的电子电路，其中第二温度相关信号是温度相关电流，并且其中转换器包括：电流镜，被设计为基于温度相关电流产生多个比较电流；和至少一个电阻，与电流镜串联。
[0128]
示例16.根据示例13或14所述的电子电路，其中第二温度相关信号是温度相关电流，并且其中转换器包括：第一电容器，被设计为被充电到取决于第二温度相关信号的电压；和带有可调电容的电容器装置，被设计为与第一电容器并联。
[0129]
示例17.根据示例13至16中任一项所述的电子电路，其中转换器被设计为产生多个比较信号，使得比较信号表征一组等距的温度。