低功耗振荡器电路结构制造技术

本发明专利技术涉及一种低功耗振荡器电路结构，包括外部启动电路模块，其中，所述的电路结构还包括：偏置电流产生电路模块、锯齿波产生电路模块、比较器与触发电路模块、方波产生电路模块，所述的外部启动电路模块依次连接所述的偏置电流产生电路模块、锯齿波产生电路模块、比较器与触发电路模块以及方波产生电路模块。采用该种结构的低功耗振荡器电路结构，可降低功耗、改善现有技术时钟温漂较差的特点、便于调整时钟频率、适用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
低功耗振荡器电路结构
本专利技术涉及SOC芯片领域，尤其涉及SOC芯片内置的低频震荡电路领域，具体是指一种低功耗振荡器电路结构。
技术介绍
SOC芯片具有功能强大、应用灵活、通用性强的特点，所以在消防、安防与物联网系统当中得到了广泛应用。为了降低整机系统功耗，SOC电路在待机时处于睡眠模式，内部时钟源仅启用低频时钟。传统的SOC电路中低频时钟方案常采用外部晶振。这种方案的优点是时钟信号频率稳定，抗干扰能力强；缺点是晶振在工作时功耗较大，应用配置较为单一，且需要外围元件增加了硬件系统的成本。因此为了提高产品的通用性并降低成本增加经济效益，现在的低频时钟方案倾向于采用内置低频振荡器电路。为了满足芯片与系统应用的要求，低频振荡器需要兼顾功耗、温漂、电路适应性等多个方面。现有的低频振荡器电路主要存在的问题是：只能满足一个或两个性能指标、温漂较差、调整方式较为单一，如果要求振荡器需要有多个工作频率，实现起来不够方便，不够全面，给系统应用带来较大的局限。图1为现有技术中的一种低频振荡器，时钟频率32kHz。主要组成模块有三个：1、三角波产生电路；2、比较器电路；3、触发器电路。电路通过对电容充放电产生三角波，到达比较器阈值时比较器输出会翻转，再通过触发器产生数字信号并经过反馈调整对电容充放电的极性，同时在输出端产生方波信号。电路起振稳定后就可以得到频率固定的时钟信号。这种电路最大的特点是用简单的反相器来替代比较器。由于比较器的功耗占据了振荡器整体功耗的很大一部分，所以使用反相器作为比较器可以大幅减少比较器部分的功耗，使得电路整体功耗显著降低，3.3V供电、32kHz频率下可以低至1μA左右。但是这种电路的缺点是：对电容充放电电流的温度系数受MOS管阈值电压自身温度系数影响较大，这会导致振荡器的频率存在较大温漂。在-40℃～80℃的温度范围内温漂接近±25％。因此图1的电路不能应用于对时钟温漂有一定要求的系统当中。该技术方案存在以下技术问题，图1电路中的三角波产生电路模块中，对电容充放电电流的温漂与MOS管阈值电压的温漂强相关，所以产生的三角波在不同温度下上升/下降斜率不同，最终经过比较器判决与触发器触发后产生的时钟信号也存在较大的温度系数；调整时钟频率主要通过调整三角波产生模块当中的电容，调整方式较为单一。如果要求振荡器需要有多个工作频率，实现起来不够方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供一种可以同时实现功耗低、温漂小、调整振荡频率方式具有多样性、频率可调范围宽、具有广泛应用范围的低功耗振荡器电路结构。为了实现上述目的，本专利技术的低功耗振荡器电路结构具有如下构成：该低功耗振荡器电路结构，包括外部启动电路模块，其主要特点是，所述的低功耗振荡器电路结构还包括：偏置电流产生电路模块，用于产生振荡器所需的偏置电流；锯齿波产生电路模块，用于产生周期性的锯齿波信号；比较器与触发电路模块，用于切换时钟周期；方波产生电路模块，用于产生输出的时钟信号；所述的外部启动电路模块依次连接所述的偏置电流产生电路模块、锯齿波产生电路模块、比较器与触发电路模块以及方波产生电路模块。较佳地，所述的偏置电流产生电路模块包括第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管以及电阻，其中，所述的第一MOSFET管的栅极与第二MOSFET管的栅极以及第一MOSFET管的漏极均相连接，所述的第一MOSFET管的漏极与所述的第四MOSFET管的漏极以及外部启动电路模块均相连接，所述的第一MOSFET管与所述的第二MOSFET管共源极，所述的第二MOSFET管的漏极分别与所述的第三MOSFET管的栅极以及所述的电阻的一端相连接，所述的电阻的另一端以所述的第三MOSFET管的漏极相连接，所述的第三MOSFET管的漏极还与所述的第四MOSFET管的栅极相连接，所述的第三MOSFET管与所述的第四MOSFET管共源极，所述的第二MOSFET管的源极、第三MOSFET管的源极以及第四MOSFET管的栅极分别与所述的锯齿波产生电路模块相连接。更佳地，所述的锯齿波产生电路模块包括第五MOSFET管、第六MOSFET管、第七MOSFET管、第八MOSFET管、VDD端、第一开关以及电容单元组，其中，所述的第五MOSFET管与所述的第六MOSFET管共栅极、共漏极，所述的第五MOSFET管的源极与所述的第二MOSFET管的源极相连接，所述的第六MOSFET管的源极与所述的第七MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管与所述的第八MOSFET管共源极且所述的第七MOSFET管与第八MOSFET管的源极接地，所述的第六MOSFET管的源极通过所述的第一开关与所述的第八MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管的栅极与所述的第三MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管的源极与所述的第三MOSFET管的源极相连接，所述的第五MOSFET管的漏极与所述的电容单元组的一端相连接，所述的电容单元组的另一端接地，所述的第五MOSFET管的源极、漏极、栅极以及第八MOSFET管的栅极、源极分别与所述的比较器与触发电路模块相连接，且所述的第五MOSFET管的源极与VDD端相连接，所述的第五MOSFET管与所述的第六MOSFET管构成反相器，通过电容单元组充放电极性改变，完成电路工作周期的切换。更进一步地，所述的电容单元组包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二开关、第三开关、第四开关以及第五开关，其中，所述的第一电容的一端通过所述的第二开关与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，所述的第一电容的另一端接地；所述的第二电容的一端通过所述的第三开关与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，所述的第二电容的另一端接地；所述的第三电容的一端通过所述的第四开关与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，所述的第三电容的另一端接地；所述的第四电容的一端通过所述的第五开关与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，所述的第四电容的另一端接地；所述的第五电容的一端与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，该第五电容的另一端接地。更进一步地，所述的比较器与触发电路模块包括第九MOSFET管、第十MOSFET管、缓冲单元以及第一反相器，其中，所述的第九MOSFET管的栅极与所述的第五MOSFET管的漏极相连接，所述的第九MOSFET管的源极与所述的第五MOSFET管的源极相连接，所述的第十MOSFET管与所述的第七MOSFET管共栅极，该第十MOSFET管与所述的第九MOSFET管共漏极，且该第十MOSFET管与所述的第八MOSFET管共源极，所述的第九MOSFET管的漏极还与所述的缓冲单元的输入端相连接，所述的第九MOSFET管与第十MOSFET管构成比较器，所述的缓冲单元的输出端分别与所述的第一反相器的输入端以及方波产生模块相连接，所述的第一反相器的输出端与所述的第五MOSFET管的栅极相连接。较佳地，所述的方波产生电路模块由T触发器构成，所述的T触发器的输入端连接所述的比较器与触发电路模块，所述的T触发器的输出端产生输出的时钟信号。采用该专利技术的低功耗振荡器电路结构，设置了偏置电流产生模块，调整方式具备多样性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗振荡器电路结构，包括外部启动电路模块，其特征在于，所述的低功耗振荡器电路结构还包括：偏置电流产生电路模块，用于产生振荡器所需的偏置电流；锯齿波产生电路模块，用于产生周期性的锯齿波信号；比较器与触发电路模块，用于切换时钟周期；方波产生电路模块，用于产生输出的时钟信号；所述的外部启动电路模块依次连接所述的偏置电流产生电路模块、锯齿波产生电路模块、比较器与触发电路模块以及方波产生电路模块。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗振荡器电路结构，包括外部启动电路模块，其特征在于，所述的低功耗振荡器电路结构还包括：偏置电流产生电路模块，用于产生振荡器所需的偏置电流；锯齿波产生电路模块，用于产生周期性的锯齿波信号；比较器与触发电路模块，用于切换时钟周期；方波产生电路模块，用于产生输出的时钟信号；所述的外部启动电路模块依次连接所述的偏置电流产生电路模块、锯齿波产生电路模块、比较器与触发电路模块以及方波产生电路模块。2.根据权利要求1所述的低功耗振荡器电路结构，其特征在于，所述的偏置电流产生电路模块包括第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管以及电阻，其中，所述的第一MOSFET管的栅极与第二MOSFET管的栅极以及第一MOSFET管的漏极均相连接，所述的第一MOSFET管的漏极与所述的第四MOSFET管的漏极以及外部启动电路模块均相连接，所述的第一MOSFET管与所述的第二MOSFET管共源极，所述的第二MOSFET管的漏极分别与所述的第三MOSFET管的栅极以及所述的电阻的一端相连接，所述的电阻的另一端以所述的第三MOSFET管的漏极相连接，所述的第三MOSFET管的漏极还与所述的第四MOSFET管的栅极相连接，所述的第三MOSFET管与所述的第四MOSFET管共源极，所述的第二MOSFET管的源极、第三MOSFET管的源极以及第四MOSFET管的栅极分别与所述的锯齿波产生电路模块相连接。3.根据权利要求2所述的低功耗振荡器电路结构，其特征在于，所述的锯齿波产生电路模块包括第五MOSFET管、第六MOSFET管、第七MOSFET管、第八MOSFET管、VDD端、第一开关以及电容单元组，其中，所述的第五MOSFET管与所述的第六MOSFET管共栅极、共漏极，所述的第五MOSFET管的源极与所述的第二MOSFET管的源极相连接，所述的第六MOSFET管的源极与所述的第七MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管与所述的第八MOSFET管共源极且所述的第七MOSFET管与第八MOSFET管的源极接地，所述的第六MOSFET管的源极通过所述的第一开关与所述的第八MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管的栅极与所述的第三MOSFET管的漏极相连接，所述的第七MOSFET管的源极与所述的第三MOSFET管的源极相连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱旻韡，张天舜，曾洁琼，周宇捷，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32