一种振荡电路制造技术

本发明专利技术涉及一种振荡电路。所述振荡电路包括：充电单元、放电单元、基准单元及比较单元；所述比较单元包括正端、负端及输出比较信号的输出端；所述充电单元适于在所述比较信号为第一信号时对所述正端充电至第一电平；所述放电单元适于在所述比较信号为第二信号时对所述正端进行放电至第二电平；所述基准单元适于在所述比较信号为第一信号时输出第一基准电平至所述负端，在所述比较信号为第二信号时输出第二基准电平至所述负端，所述第一电平、第一基准电平、第二基准电平及第二电平的电平值依次递减。本发明专利技术能够降低振荡电路的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种振荡电路
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种振荡电路。
技术介绍
在大规模数字集成电路中，时钟信号已成为必不可少的部分。时钟信号可以通过振荡电路输出的振荡信号产生，在这些数字系统电路中，常用的振荡电路有三种：环形振荡电路、晶体振荡电路和RC(电阻-电容)振荡电路。环形振荡电路的振荡范围很宽、稳定度较高，但环形振荡电路对电源的噪声很敏感、布局尺寸面积较大。晶体振荡电路频率很准，而且工作稳定，其精度只与所选择的晶体器件固有频率有关，但是晶体振荡电路的功耗很大、价格高，不能集成在芯片的内部。RC振荡电路由于其结构简单、成本较低和易于集成等优点而被广泛应用于集成电路。如图1所示的一种现有技术的振荡电路，包括：充放电单元100、第一比较单元101、第二比较单元102、锁存单元103、以及输出单元104。继续参考图1，充放电单元100包括充电电流源I1、放电电流沉I1’、充电控制开关S1、放电控制开关S2、电平输出端CAP及电容元件C。第一比较单元101包括第一正端、第一负端及第一输出端，第二比较单元102包括第二正端、第二负端及第二输出端，电平输出端CAP分别连接至所述第一正端及第二负端，所述第一负端连接至第一基准电压VA，所述第二正端连接至第二基准电压VB。锁存单元103为RS锁存器，其S端连接至第一输出端，R端连接至第二输出端，Q端连接至所述输出单元104。其中，Q端的输出信号用于控制所述放电控制开关S2的开闭，Q端的输出信号的反相信号用于控制所述充电控制开关S1的开闭：当Q端的输出信号为低电平、Q端的输出信号的反相信号为高电平时，充电控制开关S1闭合、放电控制开关断开，此时电容元件C被充电，电平输出端CAP输出高电平信号；当Q端的输出信号为高电平、Q端的输出信号的反相信号为低电平时，充电控制开关S1断开、放电控制开关闭合，此时电容元件C被放电，电平输出端CAP输出低电平信号。继续参考图1，输出单元104可以基于Q端的输出信号直接输出振荡信号，也可以对Q端的输出信号进行整形处理，再输出振荡信号。输出单元104的输出端为所述图1振荡电路的输出端。在图1所示的振荡电路中，第一基准电压VA和第二基准电压VB可通过如下结构给出：振荡电路还包括电流源I2、第一电阻R1及第二电阻R2，所述电流源I2、第一电阻R1及第二电阻R2依次串联，其中，第一电阻R1的一端连接至所述第一负端，另一端连接至所述第二正端。基于上述结构可得，VA=I2*(R1+R2)，VB=I2*R2。定义输出单元104基于Q端的输出信号直接输出振荡信号Vout，结合图2的波形分析图，图1所示振荡电路的工作原理为：当电平输出端CAP输出的电平VCAP有：VCAP上升且VCAP<VA时，振荡信号Vout为低电平0，此时，充电控制开关S1闭合，放电控制开关S2断开，充电电流源I1对电容元件C充电，电平输出端CAP输出的电平VCAP的电平值升高，直到VCAP>VA。当电平输出端CAP输出的电平VCAP有：VCAP>VA，振荡信号Vout为高电平1，此时，充电控制开关S1断开，放电控制开关S2闭合，放电电流沉I1’对电容元件C放电，电平输出端13输出的电平VCAP的电平值降低，直到VCAP<VB，振荡信号Vout为低电平0。为了能够有效抑制PVT(ProcessVoltageTemperature)偏差对电路振荡频率的影响，现有技术的振荡电路至少需要两个比较单元，而比较单元会消耗大量能耗，以达到较高的比较速率。因而，现有技术的振荡电路的能耗较高。
技术实现思路
本专利技术技术方案所解决的技术问题为：如何降低振荡电路的能耗。为了解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供了一种振荡电路，适于输出振荡信号，包括：充电单元、放电单元、基准单元及比较单元；所述比较单元包括正端、负端及输出比较信号的输出端；所述充电单元适于在所述比较信号为第一信号时对所述正端充电至第一电平；所述放电单元适于在所述比较信号为第二信号时对所述正端进行放电至第二电平；所述基准单元适于在所述比较信号为第一信号时输出第一基准电平至所述负端，在所述比较信号为第二信号时输出第二基准电平至所述负端，所述第一电平、第一基准电平、第二基准电平及第二电平的电平值依次递减。可选的，所述振荡电路还包括：整形单元；所述整形单元适于对所述比较信号进行整形以输出所述振荡信号。可选的，所述充电单元包括：第一输入端、第一输出端、第一控制器件及电容器件；所述第一输入端连接至第一电流，所述第一输出端连接至所述正端；所述第一控制器件的一端连接至所述第一输入端、另一端连接至所述第一输出端，其控制端连接至第三信号，所述第三信号的振荡趋势与所述比较信号相反；所述电容器件的一端连接至所述第一输出端，另一端连接至地。可选的，所述充电单元还包括；反相器；所述反相器的输入端连接至所述比较单元的输出端，所述反相器的输出端连接至所述第一控制器件的控制端。可选的，所述第一控制器件为第一NMOS晶体管；所述第一NMOS晶体管的漏极连接至所述第一输入端，源极连接至所述第一输出端，栅极连接至所述反相器的输出端。可选的，所述振荡电路还包括：电流源；所述电流源适于提供所述第一电流。可选的，所述放电单元包括：第二输入端、第二输出端、第二控制器件及电流沉；所述第二输入端连接至所述正端，所述第二输出端连接至地；所述第二控制器件的一端连接至所述第二输入端、另一端连接至所述电流沉的输入端，其控制端连接至第四信号，所述第四信号的振荡趋势与所述比较信号相同；所述电流沉的输出端连接至所述第二输出端。可选的，所述第二控制器件为第二NMOS晶体管；所述第二NMOS晶体管的漏极连接至所述第二输入端，源极连接至所述电流沉的输入端，栅极连接至所述比较单元的输出端。可选的，所述基准单元包括：第三输入端、第三输出端、第三控制器件、第一电阻器件及第二电阻器件；所述第三输入端分别连接至第三电流及所述负端；所述第三控制器件的一端连接至所述第三输出端、另一端连接至所述负端，其控制端连接至第五信号，所述第五信号的振荡趋势与所述比较信号相同；所述第一电阻器件的一端连接至所述第三输入端、另一端连接至所述第三输出端，所述第二电阻器件的一端连接至所述第三输出端、另一端连接至地。可选的，所述第三控制器件为第三NMOS晶体管；所述第三NMOS晶体管的漏极连接至所述负端，源极连接至所述第三输出端，栅极连接至所述比较单元的输出端。本专利技术技术方案的有益效果至少为：本专利技术技术方案的振荡电路仅使用一个比较单元即可获得输出良好的振荡频率及振荡信号，并建立了基准单元的基准变化与比较单元的比较信号之间的反馈关系，通过控制基准变化来控制充电单元和放单元的充放电时间，从而简化电路，降低了电路的控制功耗。与现有技术的振荡电路相比，本专利技术技术方案的振荡电路仅需消耗一个比较单元的功耗，且无需锁存单元即可得到良好的振荡波形，大大降低了电路能耗。附图说明图1为现有技术的一种振荡电路的结构示意图；图2为现有技术振荡电路的波形分析图；图3为本专利技术技术方案提供的一种振荡电路的结构示意图；图4为本专利技术技术方案振荡电路的波形分析图；图5为本专利技术技术方案提供的另一种振荡电路的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡电路，适于输出振荡信号，其特征在于，包括：充电单元、放电单元、基准单元及比较单元；所述比较单元包括正端、负端及输出比较信号的输出端；所述充电单元适于在所述比较信号为第一信号时对所述正端充电至第一电平；所述放电单元适于在所述比较信号为第二信号时对所述正端进行放电至第二电平；所述基准单元适于在所述比较信号为第一信号时输出第一基准电平至所述负端，在所述比较信号为第二信号时输出第二基准电平至所述负端，所述第一电平、第一基准电平、第二基准电平及第二电平的电平值依次递减。

【技术特征摘要】
1.一种振荡电路，适于输出振荡信号，其特征在于，包括：充电单元、放电单元、基准单元及比较单元；所述比较单元包括正端、负端及输出比较信号的输出端；所述充电单元适于在所述比较信号为第一信号时对所述正端充电至第一电平；所述放电单元适于在所述比较信号为第二信号时对所述正端进行放电至第二电平；所述基准单元适于在所述比较信号为第一信号时输出第一基准电平至所述负端，在所述比较信号为第二信号时输出第二基准电平至所述负端，所述第一电平、第一基准电平、第二基准电平及第二电平的电平值依次递减；所述基准单元包括：第三输入端、第三输出端、第三控制器件、第一电阻器件及第二电阻器件；所述第三输入端分别连接至第三电流及所述负端；所述第三控制器件的一端连接至所述第三输出端、另一端连接至所述负端，其控制端连接至第五信号，所述第五信号的振荡趋势与所述比较信号相同；所述第一电阻器件的一端连接至所述第三输入端、另一端连接至所述第三输出端，所述第二电阻器件的一端连接至所述第三输出端、另一端连接至地。2.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，还包括：整形单元；所述整形单元适于对所述比较信号进行整形以输出所述振荡信号。3.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，所述充电单元包括：第一输入端、第一输出端、第一控制器件及电容器件；所述第一输入端连接至第一电流，所述第一输出端连接至所述正端；所述第一控制器件的一端连接至所述第一输入端、另一端连接至所述第一输出端，其控制端连接至第三信号，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦义寿，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：