一种温度系数可调的张驰振荡器制造技术

技术编号:16783025 阅读:53 留言:0更新日期:2017-12-13 01:52
本发明专利技术公开了一种温度系数可调的张驰振荡器,包括基准电压产生电路BGP、稳压电源电路LDO和振荡器电路OSC,所述基准电压产生电路BGP连接稳压电源电路LDO,稳压电源电路LDO连接振荡器电路,基准电压产生电路BGP包括电压比较器A0、电阻器R1和晶体管V1,振荡器电路OSC包括放大器A1、晶体管V2‑V6、比较器CM1和CM2、电流源I1‑I3、电容C1和C2、与非门U1和U2,本发明专利技术在原来的基础上可对每一个芯片的温度系数进行单独修调,解决了张弛振荡器在应用于高频设计时,延时在频率中的占比越来越大,并且延时受温度及工艺的影响,导致片与片之间的温度系数相差较大的问题,从而提高芯片的良率。

【技术实现步骤摘要】
一种温度系数可调的张驰振荡器
本专利技术涉及一种张驰振荡器,具体是一种温度系数可调的张驰振荡器。
技术介绍
在MCU中振荡器起着非常重要的作用,常用来做系统时钟计时等。虽然晶体振荡器具有较高的频率稳定度,即较小的电压系数及温度系数。但其或增加PAD个数和外围器件不方便集成。张弛振荡可实现全内部集成,其实现公式有两种:这两个公式分别对应不同的解决方案。第一种是产生一个基准电流和一个基准电压,基准电流对电容充电,当电容电压到达VREF时,这段时间为半个周期,由于充电电流及参考电压具有较高的温度系数和电压系数故可以实现较高的精度。第二种电流的产生方式为基准电压,从公式中可看出频率不随电压变化而变化,电阻的温度系数通常通过正温度系数和负温度系数的电阻按一定的比例可以组成一个温度系数较小的电阻,从而实现较低的温度系数,这种方法的优点是不一定需要一个高精度的VREF。这两种方案都没有考虑延时及工艺随温度变化对频率的影响,随着频率越来越高,电路延时占比越来越大,并且电路中的比较器的工作状态及其他电路都会受电压、温度及工艺的影响,从而影响频率的精度。本专利在基本张驰振荡器的结构上提出了一种新的温度修调方案,可根据每一颗芯片的具体情况进行修调,提高了输出频率精度及产品良率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种温度系数可调的张驰振荡器,以解决
技术介绍
中提到的问题。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种温度系数可调的张驰振荡器,包括基准电压产生电路BGP、稳压电源电路LDO和振荡器电路OSC,其特征在于,所述基准电压产生电路BGP连接稳压电源电路LDO,稳压电源电路LDO连接振荡器电路。LDO电路包括电压比较器A0、电阻串R1和晶体管V1,振荡器电路OSC包括放大器A1、比较器CM1和CM2,电流源I1,I2和I3,电阻R2,晶体管V1,V2,V3,V4,V5,V6,电容C1和C2,与非门U1和U2。电压放大器A0的正向端连接基准电压产生电路BGP的输出端,电压放大器A0的反向端连接电阻串R1,电压比较器A0的输出端连接晶体管V1的栅极,晶体管V1的源极连接电源,晶体管V1的漏极连接电阻串R1并输出电压VLDO,电阻串R1还分别输出信号VREF1和VREF2,信号VREF1连接放大器A1的正向端,放大器A1的反向端连接电阻R2和晶体管V2的源极,比较器A1的输出端连接晶体管V2的栅极,晶体管V2的漏极通过电流源I1连接电压VLDO,电压VLDO还通过电流源I2和I3连接晶体管V3和晶体管V5,(Q1和Q2表示U1和U2的输出,并不是表示晶体管)晶体管V3和V4的漏端还连接比较器CM1的反向端和电容C1,比较器CM1的正向端连接比较器CM2的正向端并同VREF1连接,比较器CM2的反向端连接电容C2和晶体管V5和V6的漏端,比较器CM1的输出端连接与非门U1的一个输入端,比较器CM2的输出端连接与非门U2的一个输入端,与非门U1的输出端Q1连接与非门U2的另一个输入端和V3及V4的栅端,与非门U2的输出端Q2连接与非门U1的另一个输入端和非门U3的输入端及V5及V6的栅端,非门U3的输出端连接电平转换电路。作为本专利技术的进一步技术方案:所述电压VLDO的额定值为2.4V。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术在原来的基础上可对每一个芯片的温度系数进行单独修调,解决了张弛振荡器在应用于高频设计时,延时在频率中的占比越来越大,并且延时受温度及工艺的影响,导致片与片之间的温度系数相差较大的问题,从而提高芯片良率。附图说明图1为本专利技术的方框图。图2为关键节点波形图。图3为只有I2情况下频率随温度变化曲线图。图4为频率电压变化曲线图。图5为增加I3后频率温度变化曲线图。图6为I3具体实现方式电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。一种温度系数可调的张驰振荡器,包括基准电压产生电路BGP、稳压电源电路LDO和振荡器电路OSC,所述基准电压产生电路BGP连接稳压电源电路LDO,稳压电源电路LDO连接振荡器电路。LDO电路包括电压比较器A0、电阻串R1和晶体管V1,振荡器电路OSC包括放大器A1、比较器CM1和CM2,电流源I1,I2和I3,电阻R2,晶体管V1,V2,V3,V4,V5,V6,电容C1和C2,与非门U1和U2。电压放大器A0的正向端连接基准电压产生电路BGP的输出端,电压放大器A0的反向端连接电阻串R1,电压比较器A0的输出端连接晶体管V1的栅极,晶体管V1的源极连接电源,晶体管V1的漏极连接电阻串R1并输出电压VLDO,电阻串R1还分别输出信号VREF1和VREF2,信号VREF1连接放大器A1的正向端,放大器A1的反向端连接电阻R2和晶体管V2的源极,比较器A1的输出端连接晶体管V2的栅极,晶体管V2的漏极通过电流源I1连接电压VLDO,电压VLDO还通过电流源I2和I3连接晶体管V3和晶体管V5,晶体管V3和V4的漏端还连接比较器CM1的反向端和电容C1,比较器CM1的正向端连接比较器CM2的正向端并同VREF1连接,比较器CM2的反向端连接电容C2和晶体管V5和V6的漏端,比较器CM1的输出端连接与非门U1的一个输入端,比较器CM2的输出端连接与非门U2的一个输入端,与非门U1的输出端Q1连接与非门U2的另一个输入端和V3及V4的栅端,与非门U2的输出端Q2连接与非门U1的另一个输入端和非门U3的输入端及V5及V6的栅端,非门U3的输出端连接电平转换电路。电压VLDO的额定值为2.4V。本专利技术的工作原理是:BGP产生一个不随温度及电源电压变化的基准电压,为LDO提供参考电压,LDO输出2.4V,为OSC部分供电,该电压为非常稳定的电压,故振荡器的频率可以实现较高的电压系数。由于VBG为较低温度系数的电压,故VREF1和VREF2也为较低温度系数的电压。R2可以为低温度系数的电阻或者为正温度系数的电阻和负温度系数电阻的按一定比例的组合得到一个低温度系数的电阻。I1和I2为电流镜,I2为电容C1和C2的充电电流,通过调节I2的大小从而实现对频率的调节。故频率为K为I1和I2电流镜像的比例。电容和电阻都具有较低的温度系数,如果不考虑延时随温度的变化该频率不随温度变化,并且不随电源电压变化。但是比较器工作和逻辑门的工作状态都会受温度的影响,并且电容电阻的也存在一定的温度系数,实际频率为频率越高越小,就越大,最终会反应在频率的温度系数上。R2由正温度系数电阻和负温度系数电阻按比例串联得到一个正温度系数电阻或者由单个低温度系数电阻。附图3、4、5为在0.18um工艺上设计,输出频率20MHz的张驰振荡器的仿真数据。附图3就表示只有I2时频率随温度变化情况,频率的最大变化范围为-0.82%到0.14%之间,而有些工艺角变化在-0.4%右,可看出其频率随温度升高而升高,需要引入负温度系数电流。附图4就表示增加I3后频率随温度变化情况,其变化范围为-0.42%到0之间,可看本文档来自技高网...
一种温度系数可调的张驰振荡器

【技术保护点】
一种温度系数可调的张驰振荡器,包括基准电压产生电路BGP、稳压电源电路LDO和振荡器电路OSC,其特征在于,所述基准电压产生电路BGP连接稳压电源电路LDO,稳压电源电路LDO连接振荡器电路,LDO电路包括电压比较器A0、电阻串R1和晶体管V1,振荡器电路OSC包括放大器A1、比较器CM1和CM2,电流源I1,I2和I3,电阻R2,晶体管V1,V2,V3,V4,V5,V6,电容C1和C2,与非门U1和U2,电压放大器A0的正向端连接基准电压产生电路BGP的输出端,电压放大器A0的反向端连接电阻串R1,电压比较器A0的输出端连接晶体管V1的栅极,晶体管V1的源极连接电源,晶体管V1的漏极连接电阻串R1并输出电压VLDO,电阻串R1还分别输出信号VREF1和VREF2,信号VREF1连接放大器A1的正向端,放大器A1的反向端连接电阻R2和晶体管V2的源极,比较器A1的输出端连接晶体管V2的栅极,晶体管V2的漏极通过电流源I1连接电压VLDO,电压VLDO还通过电流源I2和I3连接晶体管V3和晶体管V5,晶体管V3和V4的漏端还连接比较器CM1的反向端和电容C1,比较器CM1的正向端连接比较器CM2的正向端并同VREF1连接,比较器CM2的反向端连接电容C2和晶体管V5和V6的漏端,比较器CM1的输出端连接与非门U1的一个输入端,比较器CM2的输出端连接与非门U2的一个输入端,与非门U1的输出端Q1连接与非门U2的另一个输入端和V3及V4的栅端,与非门U2的输出端Q2连接与非门U1的另一个输入端和非门U3的输入端及V5及V6的栅端,非门U3的输出端连接电平转换电路。...

【技术特征摘要】
1.一种温度系数可调的张驰振荡器,包括基准电压产生电路BGP、稳压电源电路LDO和振荡器电路OSC,其特征在于,所述基准电压产生电路BGP连接稳压电源电路LDO,稳压电源电路LDO连接振荡器电路,LDO电路包括电压比较器A0、电阻串R1和晶体管V1,振荡器电路OSC包括放大器A1、比较器CM1和CM2,电流源I1,I2和I3,电阻R2,晶体管V1,V2,V3,V4,V5,V6,电容C1和C2,与非门U1和U2,电压放大器A0的正向端连接基准电压产生电路BGP的输出端,电压放大器A0的反向端连接电阻串R1,电压比较器A0的输出端连接晶体管V1的栅极,晶体管V1的源极连接电源,晶体管V1的漏极连接电阻串R1并输出电压VLDO,电阻串R1还分别输出信号VREF1和VREF2,信号VREF1连接放大器A1的正向端,放大器A1的反向端连接电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员:王泽州谷洪波杨必文丁伟李双飞
申请(专利权)人:深圳市博巨兴实业发展有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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