集成振荡器电路系统技术方案

本文描述的各种实现针对集成电路。集成电路可以包括被布置为提供具有与第一源电压(Vdd)无关的时间周期的时钟信号(CLK)的比较器级(212)、电阻器(R1)、电容器(CI)和有源开关(M1、M2)。可以通过使用按固定比例从第一源电压(Vdd)导出的第二源电压(Vref)来实现无关性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成振荡器电路系统本技术涉及集成电路。在以下描述中，提供与理解本文描述的各种技术相关的信息。相关技术的讨论绝不应该意味着它是现有技术。一般而言，相关技术可以或可以不被认为是现有技术。因此，应当理解的是，应当从这个角度阅读任何陈述，而不是作为对现有技术的任何承认。弛豫振荡器(relaxationoscillator)在本领域中是已知的。图1A示出了常规的弛豫振荡器方案100A，其使用施密特(Schmitt)反相器110A以用作高增益滞后比较器，并且如已知的，施密特反相器100A的VIL、VIH(电压输入低和电压输入高)通常被用于设置跳变点(trippoint)。但是，VIL/VIH会随PVT(工艺、电压和温度)而显著变化，因此常规振荡器不太稳定。图1B示出了使用固定参考电压Vref和精密比较器110B的另一种常规弛豫振荡器方案100B。在一些情况下，使用低功率比较器会导致显著的延迟，这会影响振荡器的稳定性。因此，方案100B可以在使用精密比较器110B和与PVT无关的参考发生器112的情况下采用相对较高功率的设计。在这种情况下，可以经由反馈晶体管T采用某种形式的反馈FB来校正固定参考电压Vref或调谐精密比较器110B以改善频率稳定性。但是，固定参考电压Vref是非理想的，并且当供电电压Vdd变化时，固定参考电压Vref通常不能通过针对稳定性的设计很好地执行。因此，方案100B可以进一步使用反馈FB来补偿参考电压Vref的变化，以便实现更好的稳定性。另一种方案(未示出)可以涉及基于差分电阻器-电容器(RC)网络的弛豫振荡器，其可以用于以设计即正确(correct-by-design)的方式规避电压依赖性。在一些情况下，对供电电压(Vdd)进行差分采样以抵消变化。通常通过使用比较器的虚拟接地作为设置跳变点的参考来避免参考发生器。但是，在实践中，由于内部偏移，比较器的虚拟接地可能远离理想的零点，因此，可以使用斩波来平均偏移的任何影响以由此提高稳定性。但是，在这种方案中，使用差分采样、高功率比较器和环形振荡器增加了功耗，这应当被避免。本文参考附图描述了各种技术的实现。但是，应当理解的是，附图仅图示了本文描述的各种实现，并不意味着限制本文描述的各种技术的实施方式。图1A-1B图示了本领域中已知的常规弛豫振荡器电路系统的图。图2-7图示了根据本文描述的各种实现的集成振荡器电路系统的图。图8图示了根据本文描述的各种实现的用于提供振荡器的方法的过程流程图。图9A-9C图示了根据本文描述的各种实现的集成振荡器电路系统的各种其它图。本文描述的各种实现涉及集成振荡器电路系统。例如，在一些实现中，集成振荡器电路系统可以指使用参考电压(Vref)(诸如固定电源比例的电压参考)和/或用于低功率操作的精密比较器的工作循环(duty-cycling)的与供电电压(Vdd)无关的集成电阻器-电容器(RC)振荡器。在一些场景中，低电压同步数字系统可以被配置为利用在没有晶体参考的情况下运行的超低功率时钟源。这意味着可以使用某种形式的片上振荡器(诸如RC振荡器)，并且因此本文描述的各种实现涉及RC振荡器拓扑和电路。现在将参考图2-8更详细地描述本文提供的集成振荡器电路系统的各种实现。图2图示了根据本文描述的各种实现的集成振荡器电路系统200的示意图。集成振荡器电路系统200可以被称为振荡器或振荡器电路。振荡器电路系统200可以包括第一总线202，其被配置为提供源电压Vdd(即，Vsource、供电电压、输入电压等等)。第一总线202可以被称为第一电压轨，用于从输入电压源向振荡器电路系统200供应电力(即，源电压Vdd)。在各种实现中，输入电压源可以包括电池源(即，Vbat或Vbattery)，诸如例如NiMH电池源或各种其它类型的电池源。另外，振荡器电路系统200可以包括第二总线204，其被配置为提供接地电压Vss(即，Vground、接地电压、接地(GND)等等)。照此，第二总线204可以被称为第二电压轨，用于向振荡器电路系统200提供接地电压Vss或GND。在一些情况下，供电电压Vdd可以指第一电源电压并且接地电压Vss可以指具有与第一电源电压不同的电位的第二电源电压。振荡器电路系统200可以包括多个级，所述多个级包括第一级210和第二级220。如图2中所示，第一级210和第二级220可以以并联方式耦接在第一总线202和第二总线204之间。但是，可以使用替代实现来实现类似的结果。第一级210可以包括插置在用于连接到源电压Vdd的第一总线202和用于连接到接地电压Vss的第二总线204之间的比较器级。比较器级210可以被配置为基于源电压Vdd以及经由节点Vc的源电压的固定比例来提供时钟信号CLK。另外，如图2中所示，比较器级210可以包括电压比较器212和分压器214，其被布置为接收源电压Vdd作为第一输入信号、接收节点Vc处的源电压的固定比例作为第二输入信号并基于源电压Vdd以及节点Vc处的源电压的固定比例来提供时钟信号CLK作为输出信号。在各种实现中，电压比较器212可以被称为比较器或时钟比较器。另外，如下面参考图6所描述的，分压器214可以被称为开关电容器网络、电路或级。在一些实现中，电压比较器212可以被实现为运算放大器(opamp)，其被配置为经由正电源输入Vs+接收源电压Vdd并且经由负电源输入Vs-接收接地电压Vss。电压比较器212还可以被配置为经由非反相输入V+从分压器214接收电压参考信号Vref并且经由反相输入V-从第二级220接收节点Vc处的电压源的固定比例。另外，电压比较器212还可以被配置为经由输出Vout输出时钟信号CLK。在一些其它实现中，电压比较器212可以被实现为或被称为精密比较器。在一些实现中，在操作期间，电压比较器212可以被配置为感测电容器C1的电压电平何时接近或等于或至少大于节点Vc处的源电压的固定比例并且使用时钟信号CLK的电压电平来切换晶体管M1、M2，以允许将电容器C1充电到源电压Vdd。另外，在一些其它实现中，在操作期间，电压比较器212可以被配置为感测电容器C1的电压电平何时接近或等于源电压Vdd并且使用时钟信号CLK的电压电平来切换晶体管M1、M2，以允许将电容器C1放电到节点Vc处的源电压的固定比例。分压器214可以被配置为接收源电压Vdd作为输入信号，以预定量分压源电压Vdd，并且然后基于被分压的源电压将源电压Vdd的一部分(或其部分)作为参考电压Vref提供给电压比较器212。另外，在一些其它情况下，时钟信号CLK可以被实现为从电压比较器212到分压器214的反馈信号FB。因此，这个反馈信号FB可以被分压器214用来调整、调节或维持参考电压Vref至接近或等于被分压的源电压，诸如例如大约为源电压Vdd的三分之一(1/3)。第二级220可以包括插入在用于连接到源电压Vdd的第一总线202与用于连接到接地电压Vss的第二总线204之间电阻器-电容器(RC)级。RC级220可以被称为弛豫电路或级。RC级220可以包括电阻器R1、电容器C1以及多个晶体管M1、M2，其被布置为通过基于由比较器级210提供的时钟信号CLK的电压电平在通过电阻器R1的对电容器C1的充电和放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：比较器级、电阻器、电容器和有源开关，被布置为提供具有与第一源电压无关的时间周期的时钟信号，其中无关性是通过使用按固定比例从第一源电压导出的第二源电压来实现的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 US 15/009,5561.一种集成电路，包括：比较器级、电阻器、电容器和有源开关，被布置为提供具有与第一源电压无关的时间周期的时钟信号，其中无关性是通过使用按固定比例从第一源电压导出的第二源电压来实现的。2.如权利要求1所述的集成电路，还包括控制部件，该控制部件被配置为修改所述比较器级、所述电阻器、所述电容器和所述有源开关中的一个或多个的行为，以便降低功耗。3.如权利要求2所述的集成电路，其中所述控制部件包括功率门控部件，该功率门控部件被配置为在所述时间周期期间对所述比较器级进行工作循环。4.如权利要求1所述的集成电路，还包括可复位延迟部件，该可复位延迟部件被配置为向所述比较器级提供延迟信号，其中所述延迟信号的延迟时间小于所述集成电路的振荡时间周期，并且其中所述延迟信号由所述时钟信号的上升沿复位。5.如权利要求1所述的集成电路，其中所述比较器级包括电压比较器，该电压比较器被布置为接收所述电容器两端的电压作为第一输入信号并接收第二源电压作为第二输入信号，以及基于所述电容器两端的电压和第二源电压提供所述时钟信号作为输出信号。6.如权利要求5所述的集成电路，其中所述电压比较器被配置为感测所述电容器的电压电平何时接近或等于或至少大于第二源电压，并使用所述时钟信号的电压电平来切换所述有源开关，以便允许将所述电容器充电到第一源电压。7.如权利要求5所述的集成电路，其中所述电压比较器被配置为感测所述电容器的电压电平何时接近或等于源电压，并使用所述时钟信号的电压电平来切换所述有源开关，以便允许将所述电容器放电到第二源电压。8.如权利要求1所述的集成电路，其中所述比较器级包括电压比较器和开关电容器网络，并且其中使用该开关电容器网络将第二源电压导出为参考电压。9.如权利要求8所述的集成电路，其中所述开关电容器网络被配置为接收第一源电压作为输入信号、以预定量分压第一源电压以及向所述电压比较器提供源电压的一部分作为所述参考电压。10.如权利要求8所述的集成电路，还包括调节电路，该调节电路被配置为接收所述时钟信号、修改所述时钟信号的行为，以及基于经修改的时钟信号向所述开关电容器网络提供反馈信号。11.如权利要求1所述的集成电路，其中所述电容器被配置为通过所述电阻器进行充电或放电从而产生弛豫阶段，并且其中所述电阻器和所述电容器并联或串联布置。12.如权利要求1所述的集成电路，其中所述多个有源开关包括第一晶体管和第二晶体管，并且其中所述电阻器和所述电容器部署在第一晶体管和第二晶体管之间。13.一种振荡器，包括：分压器，被配置为以预定量分压源电压并基于经分压的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·K·萨万斯，S·达斯，J·E·迈尔斯，D·M·布尔，B·S·桑德胡，
申请(专利权)人：阿姆有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB