CMOS溫度傳感器校準算法設計與實現(xiàn)*

摘要：理想CMOS溫度傳感器輸出隨溫度變化曲線具有嚴格線性關系，實際上由于制造工藝隨溫度變化等非理想因素的影響，輸出隨溫度變化呈非線性關系。結(jié)合低成本的要求，在高精度的應用中需對傳感器進行數(shù)字校準，使校準后輸出量隨溫度變化具有線性關系。通過對未校準之前CMOS溫度傳感器隨溫度變化的函數(shù)關系構(gòu)造校準函數(shù)是算法的核心。通過分析精度指標、數(shù)據(jù)運算量及系統(tǒng)資源等因素，采取添加中值濾波和均值濾波處理原始數(shù)據(jù)的分段擬合校準方法，并在運算量的約束下得出了最優(yōu)的分段值。經(jīng)實際測試校準后CMOS溫度傳感器精度提高了0.3℃，在-20℃~120℃工業(yè)溫度范圍內(nèi)精度達到 0.35℃。

關鍵詞：CMOS溫度傳感器；中值濾波；均值濾波；分段擬合校準

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.4.004

*基金項目：1.國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）（課題編號：2011AA040102）

2 .手持移動數(shù)字電視多模多頻射頻芯片及系統(tǒng)設計（課題編號：2009ZX01031-002-008-002）

曲線時，在整個測溫范圍內(nèi)簡單認為溫度傳感器輸出為一條直線就很難實現(xiàn)溫度計的高精度。但在某一區(qū)間段上可近似認為是一段直線。設計的CMOS溫度傳感器測溫范圍為-20℃ ~ 120℃，為實現(xiàn)在整個范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度要求，選取了5個測溫點，在每相鄰的兩點間可近似用一條直線來代替，兼顧了大批量校準要求測溫點數(shù)少，又保證了輸出高精度。整個溫度范圍內(nèi)校準測試誤差結(jié)果如圖4所示。