张弛振荡器及片上芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种张弛振荡器及片上芯片。该张弛振荡器包括电源输入端、过零点稳定电路、比较器及非交叠时钟产生电路；其中，过零点稳定电路包括第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路；第一过零点稳定电路和第二过零点稳定电路用于根据接收到的非交叠时钟产生电路产生的两组控制信号，控制第一充放电电路和第二充放电电路以交替进行充/放电过程，并在输入电源信号的过零点时刻切换两组控制信号；以使得比较器可以将第一充放电电路及第二充放电电路的充放电信号，转换为方波时钟驱动信号后输出，以驱动非交叠时钟产生电路产生相应的时钟振荡信号。本发明专利技术可以得到输出频率随电源变化更不敏感的时钟振荡信号。

【技术实现步骤摘要】
张弛振荡器及片上芯片
本专利技术涉及半导体集成电路
，特别涉及一种张弛振荡器及片上芯片。
技术介绍
目前，张弛振荡器广泛运用于各种微型芯片中作为参考时钟振荡器，例如：可植入生物医学设备和智能传感器。但是随着模拟和数字电路集成水平的提高，芯片中其他模块（尤其是数字模块）产生的噪声会通过电源线和地线耦合，导致振荡器电源电压波动，从而使得后续电路接收到的电压频率产生波动，严重影响其输出频率的稳定性。现有技术采用镜像电路产生不随电源变化的镜像电流Iin和Iip，以消除电源电压波动的影响，但采用镜像电路的张弛振荡器在电源从1.1V变化到1.3V时，振荡频率依然会变化0.875%，折算归一化为4.375%/V；且用于产生镜像电流的电路结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种张弛振荡器及片上芯片，旨在解决现有张弛振荡器输出频率受电源电压波动影响过大的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种张弛振荡器及片上芯片。所述张弛振荡器包括：电源输入端，用于输入电源信号；非交叠时钟产生电路，用于输出第一组控制信号和第二组控制信号，所述第一组控制信号和所述第二组控制信号在输入电源信号的过零点进行切换；过零点稳定电路，包括第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路；其中，所述第一过零点稳定电路包括第一充放电电路，所述第二过零点稳定电路包括第二充放电电路；所述第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路分别用于接入所述电源信号；在所述第一组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号对所述第一充放电电路进行充电，所述第二过零点稳定电路用于控制所述第二充放电电路进行放电；在所述第二组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于控制所述第一充放电电路进行放电，所述第二过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号进行充电；以及比较器，用于将所述第一充放电电路和所述第二充放电电路的充放电信号，转换为方波时钟驱动信号；所述非交叠时钟产生电路，还用于根据所述方波时钟驱动信号产生时钟振荡信号。可选地，所述第一过零点稳定电路还包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第二过零点稳定电路还包括第五开关、第六开关、第七开关、第八开关；所述第一组控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述第二组控制信号包括第三控制信号和第四控制信号；在所述第一组控制信号的控制下，所述第一控制信号控制所述第一开关、所述第三开关、所述第六开关及所述第八开关开启，所述第二控制信号控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关及所述第七开关关闭，以使所述电源输入端输入的电源信号对所述第一充放电电路进行充电，对所述第二充放电电路进行放电；在所述第二组控制信号的控制下，所述第三控制信号控制所述第一开关、所述第三开关、所述第六开关及所述第八开关关闭，所述第四控制信号控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关及所述第七开关开启，以使所述电源输入端输入的电源信号对所述第二充放电电路进行充电，对所述第一充放电电路进行放电。可选地，所述第一充放电电路包括第一电容、第一电阻及第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第一电阻的第二端经所述第一电容与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻与所述第一电容的公共端经所述第一开关接地；所述第一电阻与所述第一电容的公共端还经所述第二开关与所述过零点稳定电路的第一输出端连接；所述第一电容与所述第二电阻的公共端经所述第三开关与所述电源输入端连接；所述第一电容与所述第二电阻的公共端还经所述第四开关与所述过零点稳定电路的第二输出端连接。可选地，所述第二充放电电路包括第二电容、第三电阻和第四电阻；所述第三电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第三电阻的第二端经所述第二电容与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地；所述第二电阻与所述第二电容的公共端经所述第五开关接地；所述第二电阻与所述第二电容的公共端还经所述第六开关与所述过零点稳定电路的第二输出端连接；所述第二电容与所述第四电阻的公共端经所述第七开关与所述电源输入端连接；所述第二电容与所述第四电阻的公共端还经所述第八开关与所述过零点稳定电路的第一输出端连接。可选地，所述比较器包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管及第七MOS管；所述第一MOS管和所述第二MOS管的输入端分别与所述电源输入端连接，所述第一MOS管和所述第二MOS管的受控端用于输入一偏置电压，所述第一MOS管的输出端与所述第三MOS管的输入端连接，所述第二MOS管的输出端与所述第七MOS管的输入端连接；所述第三MOS管的受控端与所述过零点稳定电路的第一输出端连接，所述第三MOS管的输出端与所述第五MOS管的受控端和输入端连接；所述第四MOS管的输入端与所述第一MOS管和所述第三MOS管的公共端连接，所述第四MOS管的受控端与所述过零点稳定电路的第二输出端连接，所述第四MOS管的输出端分别与所述第六MOS管的输入端和所述第七MOS管的受控端连接；所述第六MOS管的受控端与所述第五MOS管的受控端连接；所述第五MOS管、所述第六MOS管及所述第七MOS管的输出端彼此连接并接地；所述第二MOS管和所述第七MOS管的公共端为所述比较器的输出端。可选地，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管及所述第四MOS管为P-MOS管；所述第五MOS管、所述第六MOS管及所述第七MOS管为N-MOS管。可选地，所述非交叠时钟产生电路包括：延时开关、RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门及第五非门；所述延时开关的输入端与所述第一非门的输入端连接，所述延时开关与所述第一非门的公共端与所述比较器的输出端连接；所述延时开关的输出端与所述RS触发器的第一输入端连接；所述第一非门的输出端与所述RS触发器的第二输入端连接；所述RS触发器的第一输出端经所述第二非门与所述第三非门的输入端连接，所述第三非门的输出端为所述张弛振荡器的输出端；所述RS触发器的第二输出端经所述第四非门与所述第五非门连接。可选地，所述第二非门的输出端还分别与所述第一开关、所述第三开关、所述第六开关及所述第八开关的受控端连接，所述第二非门的输出端用于根据比较器的比较结果对应输出所述第一控制信号或者所述第三控制信号；所述第四非门的输出端还分别与所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关及所述第七开关的受控端连接，所述第四非门的输出端用于根据比较器的比较结果对应输出所述第二控制信号或者所述第四控制信号。可选地，当所述第二非门输出所述第一控制信号时，所述第四非门输出所述第二控制信号；当所述第二非门输出所述第三控制信号时，所述第四非门输出所述第四控制信号。本专利技术还提出一种片上芯片，所述片上芯片包括触发器及如上所述的张弛振荡器；所述触发器的受控端与所述张弛振荡器的输出端连接。本专利技术张弛振荡器通过设置电源输入端、过零点稳定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，所述张弛振荡器包括：/n电源输入端，用于输入电源信号；/n非交叠时钟产生电路，用于输出第一组控制信号和第二组控制信号，所述第一组控制信号和所述第二组控制信号在输入电源信号的过零点进行切换；/n过零点稳定电路，包括第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路；其中，所述第一过零点稳定电路包括第一充放电电路，所述第二过零点稳定电路包括第二充放电电路；所述第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路分别用于接入所述电源信号；在所述第一组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号对所述第一充放电电路进行充电，所述第二过零点稳定电路用于控制所述第二充放电电路进行放电；在所述第二组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于控制所述第一充放电电路进行放电，所述第二过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号进行充电；以及/n比较器，用于将所述第一充放电电路和所述第二充放电电路的充放电信号，转换为方波时钟驱动信号；/n所述非交叠时钟产生电路，还用于根据所述方波时钟驱动信号产生时钟振荡信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种张弛振荡器，其特征在于，所述张弛振荡器包括：
电源输入端，用于输入电源信号；
非交叠时钟产生电路，用于输出第一组控制信号和第二组控制信号，所述第一组控制信号和所述第二组控制信号在输入电源信号的过零点进行切换；
过零点稳定电路，包括第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路；其中，所述第一过零点稳定电路包括第一充放电电路，所述第二过零点稳定电路包括第二充放电电路；所述第一过零点稳定电路及第二过零点稳定电路分别用于接入所述电源信号；在所述第一组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号对所述第一充放电电路进行充电，所述第二过零点稳定电路用于控制所述第二充放电电路进行放电；在所述第二组控制信号的控制下，所述第一过零点稳定电路用于控制所述第一充放电电路进行放电，所述第二过零点稳定电路用于根据所述电源输入端输入的电源信号进行充电；以及
比较器，用于将所述第一充放电电路和所述第二充放电电路的充放电信号，转换为方波时钟驱动信号；
所述非交叠时钟产生电路，还用于根据所述方波时钟驱动信号产生时钟振荡信号。


2.如权利要求1所述的张弛振荡器，其特征在于，所述第一过零点稳定电路还包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第二过零点稳定电路还包括第五开关、第六开关、第七开关、第八开关；所述第一组控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述第二组控制信号包括第三控制信号和第四控制信号；
在所述第一组控制信号的控制下，所述第一控制信号控制所述第一开关、所述第三开关、所述第六开关及所述第八开关开启，所述第二控制信号控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关及所述第七开关关闭，以使所述电源输入端输入的电源信号对所述第一充放电电路进行充电，对所述第二充放电电路进行放电；
在所述第二组控制信号的控制下，所述第三控制信号控制所述第一开关、所述第三开关、所述第六开关及所述第八开关关闭，所述第四控制信号控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关及所述第七开关开启，以使所述电源输入端输入的电源信号对所述第二充放电电路进行充电，对所述第一充放电电路进行放电。


3.如权利要求2所述的张弛振荡器，其特征在于，所述第一充放电电路包括第一电容、第一电阻及第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第一电阻的第二端经所述第一电容与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻与所述第一电容的公共端经所述第一开关接地；所述第一电阻与所述第一电容的公共端还经所述第二开关与所述过零点稳定电路的第一输出端连接；所述第一电容与所述第二电阻的公共端经所述第三开关与所述电源输入端连接；所述第一电容与所述第二电阻的公共端还经所述第四开关与所述过零点稳定电路的第二输出端连接。


4.如权利要求2所述的张弛振荡器，其特征在于，所述第二充放电电路包括第二电容、第三电阻和第四电阻；所述第三电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第三电阻的第二端经所述第二电容与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地；所述第二电阻与所述第二电容的公共端经所述第五开关接地；所述第二电阻与所述第二电容的公共端还经所述第六开关与所述过零点稳定电路的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，周金玲，张礼军，张专，
申请(专利权)人：灵矽微电子深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44