变频张弛振荡器制造技术

技术编号:14483115 阅读:95 留言:0更新日期:2017-01-26 02:22
本公开涉及变频张弛振荡器。公开了一种张弛振荡器系统,具有张弛振荡器和频率控制(FC)单元。振荡器包括第一和第二振荡器子电路及锁存器。第一和第二振荡器子电路从FC单元分别接收第一和第二控制信号,用于控制由第一和第二振荡器子电路提供给锁存器的相应输出。锁存器输出提供给FC单元的变频反馈信号。FC单元接收频率控制信号,用于控制振荡器输出信号的频率,并基于频率控制信号和反馈信号产生第一和第二控制输入,以便在每一个振荡器子电路处于空闲状态时由该振荡器子电路实现对振荡器频率的改变,以避免振荡器输出信号中的毛刺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路(IC),更具体而言,涉及变频张弛振荡器.
技术介绍
图1是传统张弛振荡器100的简化示意性电路图.振荡器100接收决定输出振荡频率的频率控制信号100i,并且输出振荡信号100o,输出振荡信号100o的频率取决于接收的频率控制信号100i并且输出振荡信号100o可以用作时钟信号.振荡器100具有置位/复位(SR)锁存器101和两个振荡器子电路102.SR锁存器101具有置位(S)输入、复位(R)输入、Q输出和互补QB输出.每一个振荡器子电路102都接收(i)频率控制信号100i,(ii)漏极电源电压VDD,(iii)源极电源电压VSS,和(iv)参考电压VREF.振荡器100使用两个基本上相同的振荡器子电路102,而不是仅仅使用单个振荡器子电路,因为这两个子电路102的对称性可以使得更易于匹配得到的振荡器输出信号100o的高低段的特性.每一个振荡器子电路102输出各自的输出信号102o,其中,子电路102(1)的输出信号102o(1)被施加到SR锁存器101的R输入,子电路102(2)的输出信号102o(2)被施加到SR锁存器101的S输入.SR锁存器101操作以使得如果S输入信号102o(2)为高且R输入信号102o(1)为低,则Q输出100o为高且QB输出101a为低,如果R输入信号102o(1)为高且S输入信号102o(2)为低,则Q输出100o为低且QB输出101a为高.每一个振荡器子电路102都包括电流源103、具有漏极端、源极端和栅极端的n沟道场效应晶体管(FET)104、具有第一和第二端及控制输入的可变电容器105、以及具有正输入和负输入及输出的比较器106.电流源103接收漏极电源电压VDD,将电流输出到节点107,节点107连接到(i)FET104的漏极端,(ii)可变电容器105的第一端,及(iii)比较器106的正输入.源极电源电压VSS连接到FET104的源极和电容器105的第二端。比较器106的负输入连接到参考电压VREF.可变电容器105的电容由输入信号100i控制,输入信号100i连接到可变电容器105的控制输入.每一个FET104的栅极端连接到SR锁存器101的相应输出,其中,FET104(1)的栅极由QB输出101a控制,FET104(2)的栅极由Q输出100o控制.图2是图1的振荡器100的一些信号的时序图,即频率控制信号100i、两个节点107(1)和107(2)处的电压、及输出信号100o.在时间t0,Q输出100o为高,QB输出101a为低.结果,由Q输出100o控制的FET104(2)导通,由QB输出101a控制的FET104(1)截止。因此,节点107(2)处的电压V107(2)借助导通的FET104(2)保持在零伏的源极电源电压VSS或附近.由于电容器105(2)没有充电,可以认为子电路102(2)此时处于空闲状态.同时,由于电流源103(1)将电流提供给电容器105(1)的第一端,所以节点107(1)处的电压V107(1)稳定上升.图2中的参考电压VREF约为0.4伏。在时间t1,当电压V107(1)增大到参考电压VREF以上时,比较器106(1)的输出102o(1)(提供给SR锁存器101的R输入)从低变为高.注意,提供给SR锁存器101的S输入的比较器106(2)的输出102o(2)保持为低,因为电压V107(2)在时间t1保持低于参考电压VREF。作为在时间t1比较器106(1)的输出102o(1)中的切换的结果,Q输出100o从高变为低,相应地,QB输出101a从低变为高.由于在QB输出101a从低变为高时FET104(1)导通,所以电容器105(1)放电,并且节点107(1)处的电压V107(1)基本上下降到源极电源电压VSS.结果,由于电压V107(1)返回到小于参考电压VREF,所以比较器106(1)的输出102o(1)相应地返回到低.在时间t1与时间t2之间,FET104(2)截止,FET104(1)导通。因此,类似于上述操作,当节点107(1)处的电压V107(1)保持在源极电源电压VSS或附近的同时,节点107(2)处的电压V107(2)稳定上升.在这个时间期间,可以认为子电路102(1)处于空闲状态.随后在时间t2,类似于上述操作,电压V107(2)超过参考电压VREF,结果,比较器106(2)的输出102o(2)(提供给SR锁存器101的S输入)从低变为高。结果,SR锁存器101的Q输出100o从低变为高,QB输出101a从高变为低,FET104(2)导通,电容器105(2)放电,FET104(1)截止,随后重复上述的循环。在时间t3,频率空制信号100i改变,为可变电容器105的电容设定新的更高值.因为可变电容器105的充电速率取决于其各自的电容,所以增大可变电容器105的电容值延长了循环周期,相应地,降低了输出信号100o的循环频率.因为在操作中改变了可变电容器105的电容,所以在时间t3与时间t4之间出现毛刺,在该毛刺处电压V107(1)短暂地上冲到参考电压VREF以上,在时间t4恢复正常操作(现在在新的更低频率)之前,输出信号100o的周期被截短.本文使用的毛刺指的是振荡器输出的半个循环(正或负),其周期比在前和在后的相应半个循环短。毛刺也可以由与在前和在后的相应半个循环不同的不规则形状和/或电压电平来表征.在时间t4与时间t5之间,振荡器100按照以上针对时间t1与时间t2所述的操作,但是可变电容器105具有新电容值.在时间t5,振荡器100按照以上针对时间t2所述的操作.在时间t5与时间t6之间,振荡器100按照以上针对时间t0所述的操作。在时间t6之后,时间t4至时间t6的循环重复。在时间t3与时间t4之间的毛刺可能不利地影响部件取决于输出信号100o的操作.因此,获得无毛刺的张弛振荡器是有利的.附图说明依据以下的具体实施方式、所附权利要求书和附图,本专利技术的其他方面、特征和优点会变得更清楚,在附图中,相似的参考标记标明相似或相同的要素.注意,没有按比例绘制附图中的要素.图1是传统张弛振荡器的简化示意性电路图;图2是图1的振荡器的一些信号的时序图;图3是根据本专利技术的一个实施例的张弛振荡器的简化示意性电路图;图4是图3的振荡器的一些信号的示例性时序图;及图5是图3的FC单元的示例性实现方式的简化示意图.具体实施方式本文公开了本专利技术的详细示例性实施例。但本文公开的具体结构和功能细节仅是为了说明本专利技术的示例性实施例的代表。本专利技术的实施例可以以许多替代形式来体现,并且不应解释为仅局限于本文阐述的实施例。此外,本文使用的术语仅是为了说明特定实施例,并非旨在限制本专利技术的示例性实施例。本文使用的单数形式“一”和“这个”旨在还包括复数形式,除非上下文明确地以其他方式指出。会进一步理解,术语“包括”、“具有”、“包含”指定表述的特征、步骤或部件的存在,但并不排除一个或多个其他特征、步骤或部件的存在或添加.还应注意,在一些替代实现方式中,记录的功能/动作可以不按照附图中记录的顺序来发生.参考图3,根据本专利技术的一个实施例的张弛振荡器系统308的简化示意性电路图.本文档来自技高网...
变频张弛振荡器

【技术保护点】
一种张弛振荡器系统,用于基于频率控制(FC)信号产生振荡输出信号,所述系统包括:张弛振荡器,所述张弛振荡器被配置为产生振荡输出信号;及频率控制(FC)单元,控制由所述张弛振荡器产生的振荡输出信号的频率,其中:所述FC单元产生至少第一控制信号和第二控制信号,用于提供给所述张弛振荡器;所述第一控制信号和第二控制信号是基于所述FC信号和来自所述张弛振荡器的反馈信号来产生的;所述第一控制信号与所述第二控制信号不同;及基于所述第一控制信号和第二控制信号控制所述振荡输出信号的频率。

【技术特征摘要】
1.一种张弛振荡器系统,用于基于频率控制(FC)信号产生振荡输出信号,所述系统包括:张弛振荡器,所述张弛振荡器被配置为产生振荡输出信号;及频率控制(FC)单元,控制由所述张弛振荡器产生的振荡输出信号的频率,其中:所述FC单元产生至少第一控制信号和第二控制信号,用于提供给所述张弛振荡器;所述第一控制信号和第二控制信号是基于所述FC信号和来自所述张弛振荡器的反馈信号来产生的;所述第一控制信号与所述第二控制信号不同;及基于所述第一控制信号和第二控制信号控制所述振荡输出信号的频率。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述振荡输出信号是与所述反馈信号相同的信号和所述反馈信号的互补信号中的一个。3.根据权利要求1所述的系统,其中:所述张弛振荡器包括第一振荡器子电路、第二振荡器子电路和锁存器;所述第一振荡器子电路接收所述第一控制信号,用于控制由所述第一振荡器子电路提供给所述锁存器的第一子电路输出信号;所述第二振荡器子电路接收所述第二控制信号,用于控制由所述第二振荡器子电路提供给所述锁存器的第二子电路输出信号;及所述锁存器产生所述振荡输出信号和所述反馈信号。4.根据权利要求3所述的系统,其中:在所述频率控制信号改变之后,所述FC单元在第一改变时间改变所述第一控制信号,在与第一时间不同的第二改变时间改变所述第二控制信号;第一振荡器子电路和第二振荡器子电路中的每一个都可以处于空闲状态或非空闲状态;所述第一改变时间被选择为在所述第一振荡器子电路处于空闲状态时发生;及所述第二改变时间被选择为在所述第二振荡器子电路处于空闲状态时发生。5.根据权利要求4所述的系统,其中:基于所述反馈信号选择所述第一改变时间和第二改变时间;所述反馈信号包括上升和下降;所述第一改变时间由所述反馈信号的上升和下降之一触发;及所述第二改变时间由所述反馈信号的所述上升和下降中的另一个触发。6.根据权利要求3所述的系统,其中:所述第一振荡器子电路和第二振荡器子电路中的每一个都包括电流源、晶体管、电容器和比校器;所述晶体管具有源极端、漏极端和栅极端;所述电容器具有第一端和第二端;所述比较器具有正输入、负输入和输出;所述电流源将电流提供给连接到所述晶体管的漏极端、所述电容器的第一端和所述比校器的正端的节点;所述比较器的负端连接到参考电压;及所述晶体管的源极端连接到所述电容器的第二端。7.根据权利要求6所述的系统,其中:每一个电容器都是具有可变电容的可编程电容器;及所述第一控制信号和第二控制信号分别控制所述第一振荡器子电路和第二振荡器子电路的可编程电容器的电容。8.根据权利要求6所述的系统,其中:每一个电流源都是具有可变输出电流水产的可编程电流源;及所述第一控制信号和第二控制信号分别控制由所...

【专利技术属性】
技术研发人员:王正香梁超周建
申请(专利权)人:飞思卡尔半导体公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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