张弛振荡器制造技术

本发明专利技术的一种张弛振荡器包括第一振荡子电路、第二振荡子电路以及锁存器，第一振荡子电路和第二振荡子电路共用一个电容器，且还分别包括电流源、开关器件以及比较器，第一振荡子电路向锁存器提供第一输出信号，第二振荡子电路向锁存器提供第二输出信号，锁存器根据第一输出信号和第二输出信号产生振荡输出信号，振荡输出信号反馈到第一振荡子电路和第二振荡子电路的开关器件。该张弛振荡器电路结构简单，节省了芯片面积，因此易于集成并且能降低成本。

Relaxation oscillator

【技术实现步骤摘要】
张弛振荡器
本专利技术涉及张弛振荡器，具体而言，涉及一种片上张弛振荡器。
技术介绍
随着通讯、电子、雷达、导航等领域的不断发展，对频率源的频率稳定性、频率范围以及频率精度的要求越来越高。振荡器作为产生频率的频率源扮演着重要的角色。而随着超大规模集成电路的发展，芯片集成度越来越高，振荡器产生的频率信号可用作系统时钟和同步时钟，而高精度随工艺、电源电压、温度(PVT)变化不敏感的时钟信号是一个难点。目前，最精确的时钟信号可由晶振产生，但是晶振不能集成于芯片内部，且体积大成本高，环形振荡器一般由多级放大单元串联形成，延迟时间随温度的变化太大，稳定性低。张弛振荡器通过恒定电流对电容充放电形成振荡输出，其稳定性高于环形振荡器低于晶振。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题张弛振荡器通过耗散存储在张弛振荡器中的能量(例如两个电流容中的能量)来提供输出信号。本专利技术的一个目的在于提供一种成本较低的张弛振荡器。解决技术问题所采用的技术手段本专利技术的张弛振荡器包括第一振荡子电路、第二振荡子电路以及锁存器，所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路共用一个电容器，且还分别包括电流源、开关器件以及比较器，所述第一振荡子电路向所述锁存器提供第一输出信号，所述第二振荡子电路向所述锁存器提供第二输出信号，所述锁存器根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生振荡输出信号，所述振荡输出信号反馈到所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路的开关器件。在本专利技术的至少一实施例中，所述振荡输出信号包括一组互为反相的时钟信号。在本专利技术的至少一实施例中，所述第一振荡子电路的比较器将所述电容器的电压与参考上限电压进行比较，所述第二振荡子电路的比较器将所述电容器的电压与参考下限电压进行比较。在本专利技术的至少一实施例中，当所述电容器的电压下降到所述参考下限电压以下时，通过所述第一振荡子电路对所述电容器进行充电，所述第二振荡子电路的开关器件断开，当所述电容器的电压上升到所述参考上限电压以上时，通过所述第二振荡子电路对所述电容器进行放电，所述第一振荡子电路的开关器件断开。在本专利技术的至少一实施例中，所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路分别包括引流开关，所述振荡输出信号反馈到所述引流开关，当通过所述第一振荡子电路对所述电容器进行充电时，所述第二振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第二振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路,当通过所述第二振荡子电路对所述电容器进行放电时，所述第一振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第一振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路。本专利技术的另一种张弛振荡器包括第一振荡子电路、第二振荡子电路以及锁存器，所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路共用一个电流源，且还分别包括电容器、开关器件、比较器以及引流开关，所述第一振荡子电路向所述锁存器提供第一输出信号，所述第二振荡子电路向所述锁存器提供第二输出信号，所述锁存器根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生振荡输出信号，所述振荡输出信号反馈到所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路的所述开关器件以及所述引流开关。在本专利技术的至少一实施例中，所述振荡输出信号包括一组互为反相的时钟信号。在本专利技术的至少一实施例中，在通过所述第一振荡子电路对所述第一振荡子电路的电容器进行充电时,通过所述第二振荡子电路对所述第二振荡子电路的电容器进行放电,在通过所述第一振荡子电路对所述第一振荡子电路的电容器进行放电时,通过所述第二振荡子电路对所述第二振荡子电路的电容器进行充电。在本专利技术的至少一实施例中，在通过所述第一振荡子电路对所述第一振荡子电路的电容器进行充电并通过所述第二振荡子电路对所述第二振荡子电路的电容器进行放电时,所述第一振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述电流源及所述第一振荡子电路中的引流开关的引流通路,在通过所述第一振荡子电路对所述第一振荡子电路的电容器进行放电并通过所述第二振荡子电路对所述第二振荡子电路的电容器进行充电时,所述第二振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述电流源及所述第二振荡子电路中的引流开关的引流通路。专利技术效果根据本专利技术的一个实施方式，能实现对一个电容器进行充放电的张弛振荡器。电路结构得到简化，节省了芯片面积，因此易于集成并且能降低成本。此外，通过在张弛振荡器中增加引流开关，能降低过充电压，减小频率的温度系数，使得张弛振荡器的输出频率稳定。附图说明图1表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的电路图。图2是表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的理想充放电过程的图。图3是表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的理想输出信号的图。图4是表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的实际充放电过程的图。图5是表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的实际输出信号的图。图6表示本专利技术实施方式2的张弛振荡器的电路图。图7是表示本专利技术实施方式2的张弛振荡器的实际充放电过程的图。图8是表示本专利技术实施方式1的张弛振荡器的输出频率随温度的变化曲线。图9是表示本专利技术实施方式2的张弛振荡器的输出频率随温度的变化曲线。图10表示本专利技术实施方式3的张弛振荡器的电路图。具体实施方式本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个专利技术实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。实施方式1图1示出本专利技术实施方式1的张弛振荡器的电路图。如图1所示，该张弛振荡器包括电流源101a、电流源101b、晶体管MN1、MP1、电容器Cap、比较器Comp1、Comp2以及锁存器102。具体而言，晶体管MN1为N型晶体管，晶体管MP1为P型晶体管，来作为开关元件。晶体管MP1的漏极连接到晶体管MN1的漏极，晶体管MP1的源极经由电流源101a连接到外部电位VDD。晶体管MN1的源极经由电流源101接地。晶体管MP1的漏极还连接到比较器Comp1的输入端和比较器Comp2的另一个输入端以及电容器Cap的一端。电容器Cap的另一端接地。比较器Comp1的另一个输入端连接到参考上限电压VH。比较器Comp1的输出端连接到锁存器102的R端。比较器Comp2的一个输入端连接到参考下限电压VL。比较器Comp2的输出端连接到锁存器102的S端。锁存器102的Q端向晶体管MP1和MN1的栅极提供时钟信号CLK。晶体管MP1、电容器Cap、比较器Comp1以及电流源101a构成第一振荡子电路，晶体管MN1、电容器Cap、比较器Comp2以及电流源101b构成第二振荡子电路。下面对本实施方式的张弛振荡器的电路原理进行说明。当接通电路，CLK的电平为0，CLKb的电平为1时，晶体管MP1导通，晶体管MN1截止，由电流源101a以电流IC对电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种张弛振荡器，其特征在于，包括第一振荡子电路、第二振荡子电路以及锁存器，所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路共用一个电容器，且还分别包括电流源、开关器件、引流开关以及比较器，所述第一振荡子电路向所述锁存器提供第一输出信号，所述第二振荡子电路向所述锁存器提供第二输出信号，当通过所述第一振荡子电路对所述电容器进行充电时，所述第二振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第二振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路,当通过所述第二振荡子电路对所述电容器进行放电时，所述第一振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第一振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路，所述锁存器根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生振荡输出信号，所述振荡输出信号反馈到所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路的开关器件。

【技术特征摘要】
1.一种张弛振荡器，其特征在于，包括第一振荡子电路、第二振荡子电路以及锁存器，所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路共用一个电容器，且还分别包括电流源、开关器件、引流开关以及比较器，所述第一振荡子电路向所述锁存器提供第一输出信号，所述第二振荡子电路向所述锁存器提供第二输出信号，当通过所述第一振荡子电路对所述电容器进行充电时，所述第二振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第二振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路,当通过所述第二振荡子电路对所述电容器进行放电时，所述第一振荡子电路中的引流开关导通，形成经由所述第一振荡子电路中的电流源及引流开关的引流通路，所述锁存器根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生振荡输出信号，所述振荡输出信号反馈到所述第一振荡子电路和所述第二振荡子电路的开关器件。2.如权利要求1所述的张弛振荡器，其特征在于，所述振荡输出信号包括一组互为反相的时钟信号。3.如权利要求2所述的张弛振荡器，其特征在于，所述第一振荡子电路的比较器将所述电容器的电压与参考上限电压进行比较，所述第二振荡子电路的比较器将所述电容器的电压与参考下限电压进行比较。4.如权利要求3所述的张弛振荡器，其特征在于，当所述电容器的电压下降到所述参考下限电压以下时，通过所述第一振荡子电路对所述电容器进行充电，所述第二振荡子电路的开关器件断开，当所述电容器的电压上升到所述参考上限电压以上时，通过所述第二振荡子电路对所述电容器进行放电，所述第一振荡子电路的开关器件断...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祎，何洪楷，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42