一种片内RC振荡器、芯片及通信终端制造技术

本发明专利技术公开了一种片内RC振荡器、芯片及通信终端。该片内RC振荡器包括稳压源模块、RC核心振荡器模块、频率采样与转换模块和频率修调模块。通过频率采样和转换模块对振荡器的时钟频率进行实时采样检测，并将采样的时钟频率转换为电压信号，再进行模数转换成相对应的数字码，以便在时钟频率发生变化时，频率修调模块电路将该数字码转换成控制信号，一方面为RC核心振荡器模块输出合适温度系数的电压，以实现对时钟频率进行温度补偿，进而达到振荡器输出时钟频率随温度几乎不变的目的；另一方面为RC核心振荡器模块输出合适大小的零温度系数电流，以便对时钟频率进行精度校准。以便对时钟频率进行精度校准。以便对时钟频率进行精度校准。

【技术实现步骤摘要】
一种片内RC振荡器、芯片及通信终端


[0001]本专利技术涉及一种片内RC振荡器，同时也涉及包括该片内RC振荡器的集成电路芯片及相应的通信终端，属于模拟集成电路


技术介绍

[0002]随着集成电路工艺的不断发展，以及集成电路系统性能的不断提升，对高精度集成电路提出了新的挑战和机遇。片内RC振荡器在集成电路芯片中被广泛的应用，尤其在混合信号芯片和高端模拟芯片中应用较多。在集成电路芯片内部集成高精度的片内RC振荡器，不仅可以提高系统精度和可靠性，而且可以降低系统成本。在高精度混合信号集成电路芯片中，片内RC振荡器输出时钟信号的质量会影响到模数转换电路的转换精度，同时在其他带有通信接口的集成电路芯片中，集成高精度的片内RC振荡器，可以大幅降低通信接口的误码率，从而大大提高通信接口数据传输的稳定性和可靠性。
[0003]在申请号为201710598686.2的中国专利申请中，公开了一种高频低温漂RC振荡器。该振荡器虽然在一定程度上对其频率做了温度修调和精度校准，但是由于其所用的校准电流存在一定的温度系数，因此随着温度变化，该振荡器输出频率的温度特性会产生较大的偏差，另外由于其温度校准采用有源器件(例如NMOSFET)、电阻实现，该电阻阻值具有明显工艺离散度和电气参数依赖，使得振荡器输出频率的精度受到较大的限制。
[0004]另外，申请号为201811430806.9的中国专利申请公开了一种可修调高精度RC振荡器。该振荡器实现低温漂的原理是通过调节放大器输出阻抗，引入一部分输入失调电压，通过调节比较器延迟的绝对值，改变其温度系数，补偿后级数字逻辑延迟时间的温度特性。但是，该振荡器由于数字延迟单元本身具有的一定温度特性，导致其输出频率的精度受限，同时输出频率越高，实现难度越大。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种片内RC振荡器。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括该片内RC振荡器的芯片及相应的通信终端。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0008]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种片内RC振荡器，包括稳压源模块、RC核心振荡器模块、频率采样与转换模块和频率修调模块；所述稳压源模块分别连接所述RC核心振荡器模块、所述频率采样与转换模块和所述频率修调模块，所述RC核心振荡器模块的输出端连接所述频率采样与转换模块的输入端，所述频率采样与转换模块的输出端连接所述频率修调模块的输入端，所述频率修调模块的输出端连接所述RC核心振荡器模块；其中，
[0009]所述稳压源模块，用于产生不随电源电压变化的供电电压；
[0010]所述频率采样与转换模块，用于将实时采样的所述RC核心振荡器模块输出的时钟信号的频率转换为电压信号后，并进行模数转换得到相对应的数字码；
[0011]所述频率修调模块，用于接收所述数字码，并根据预先设置的所述片内RC振荡器的标准温度系数的电压和零温度系数电流，通过所述数字码产生控制信号控制向所述RC核心振荡器模块输出合适温度系数的电压和零温度系数电流，以实现对所述RC核心振荡器模块输出的时钟信号频率进行温度补偿和精度校准。
[0012]其中较优地，当所述RC核心振荡器模块包括第一开关管、第二开关管、第一电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和缓冲电路；所述第一开关管与所述第二开关管的栅极分别连接所述RS触发器的输出端，所述第一开关管与所述第二开关管的漏极分别连接第一偏置电流和第二偏置电流的一端，所述第一偏置电流和所述第二偏置电流的另一端连接所述第一电容的一端、所述第一比较器的反相输入端与所述第二比较器的正相输入端，所述第一比较器的正相输入端、所述第二比较器的反相输入端连接所述频率修调模块的相应电压输出端，所述第一比较器与所述第二比较器的输出端连接所述RS触发器的相应输入端，所述RS触发器的信号输出端连接所述缓冲电路的输入端，所述第一比较器、所述第二比较器以及所述RS触发器分别接收复位信号，所述第一开关管的源极连接电源电压，所述第二开关管的源极与所述第一电容的另一端分别接地。
[0013]其中较优地，所述频率采样与转换模块包括频率采样模块和模数转换模块，所述频率采样模块的输入端连接所述RC核心振荡器模块的输出端，所述频率采样模块的输出端连接所述模数转换模块的输入端，所述模数转换模块的输出端连接所述频率修调模块的输入端。
[0014]其中较优地，所述频率采样模块包括两相非交叠时钟产生电路、所述开关电容电阻和所述电压同相比例放大器；所述两相非交叠时钟产生电路的输入端连接所述RC核心振荡器模块的输出端，所述两相非交叠时钟产生电路的输出端连接所述开关电容电阻，所述开关电容电阻分别连接零温度电流源和所述电压同相比例放大器的输入端，所述电压同相比例放大器的输出端连接所述模数转换模块。
[0015]其中较优地，所述开关电容电阻包括第一NMOS管、第二NMOS管和第二电容；所述第一NMOS管与所述第二NMOS管的栅极分别连接所述两相非交叠时钟产生电路的输出端，所述第一NMOS管的源极连接零温度电流源，所述第一NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的源极分别连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地，所述第二NMOS管的漏极连接所述电压同相比例放大器的输入端。
[0016]其中较优地，所述电压同相比例放大器包括第一运算放大器、第一电阻和第二电阻；所述第一运算放大器的同相输入端连接所述第二NMOS管的漏极，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一电阻和所述第二电阻的一端，所述第一电阻另一端接地，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一运算放大器的输出端和所述模数转换模块。
[0017]其中较优地，所述频率修调模块包括译码和逻辑控制电路、时钟温漂修调电路和时钟绝对精度修调电路；所述译码和逻辑控制电路的输入端连接所述模数转换模块的输出端，所述译码和逻辑控制电路的输出端分别连接到所述时钟温漂修调电路和所述时钟绝对精度修调电路的输入端，所述时钟温漂修调电路连接所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的反相输入端，所述时钟绝对精度修调电路的输出端连接至所述第一偏置电流和第二偏置电流。
[0018]其中较优地，所述时钟温漂修调电路包括第二带隙基准电路、第一传输门开关组
和第二低压差线性稳压器；所述第二带隙基准电路连接所述第一传输门开关组，所述第一传输门开关组分别连接所述译码和逻辑控制电路的输出端和所述第二低压差线性稳压器的输入端，所述第二低压差线性稳压器的输出端对应连接所述第一比较器的正相输入端和第二比较器的反相输入端。
[0019]其中较优地，所述第二带隙基准电路通过由多个第四电阻串联组成的第一电阻分压网络产生不同值不同温度系数的电压，每个电压对应连接所述第一传输门开关组中的一个传输门开关。
[0020]其中较优地，所述第二低压差线性稳压器包括误差放大器、功率管、第二电阻分压网络和第三电阻分压网络；所述误差放大器的正相输入端连接所述第一传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片内RC振荡器，其特征在于包括稳压源模块、RC核心振荡器模块、频率采样与转换模块和频率修调模块；所述稳压源模块分别连接所述RC核心振荡器模块、所述频率采样与转换模块和所述频率修调模块，所述RC核心振荡器模块的输出端连接所述频率采样与转换模块的输入端，所述频率采样与转换模块的输出端连接所述频率修调模块的输入端，所述频率修调模块的输出端连接所述RC核心振荡器模块；其中，所述稳压源模块，用于产生不随电源电压变化的供电电压；所述频率采样与转换模块，用于将实时采样的所述RC核心振荡器模块输出的时钟信号的频率转换为电压信号后，并进行模数转换得到相对应的数字码；所述频率修调模块，用于接收所述数字码，并根据预先设置的所述片内RC振荡器的标准温度系数的电压和零温度系数电流，通过所述数字码产生控制信号控制向所述RC核心振荡器模块输出合适温度系数的电压和零温度系数电流，以实现对所述RC核心振荡器模块输出的时钟信号频率进行温度补偿和精度校准。2.如权利要求1所述的片内RC振荡器，其特征在于：所述RC核心振荡器模块包括第一开关管、第二开关管、第一电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和缓冲电路；所述第一开关管与所述第二开关管的栅极分别连接所述RS触发器的输出端，所述第一开关管与所述第二开关管的漏极分别连接第一偏置电流和第二偏置电流的一端，所述第一偏置电流和所述第二偏置电流的另一端连接所述第一电容的一端、所述第一比较器的反相输入端与所述第二比较器的正相输入端，所述第一比较器的正相输入端、所述第二比较器的反相输入端连接所述频率修调模块的相应电压输出端，所述第一比较器与所述第二比较器的输出端连接所述RS触发器的相应输入端，所述RS触发器的信号输出端连接所述缓冲电路的输入端，所述第一比较器、所述第二比较器以及所述RS触发器分别接收复位信号，所述第一开关管的源极连接电源电压，所述第二开关管的源极与所述第一电容的另一端分别接地。3.如权利要求1所述的片内RC振荡器，其特征在于：所述频率采样与转换模块包括频率采样模块和模数转换模块，所述频率采样模块的输入端连接所述RC核心振荡器模块的输出端，所述频率采样模块的输出端连接所述模数转换模块的输入端，所述模数转换模块的输出端连接所述频率修调模块的输入端。4.如权利要求3所述的片内RC振荡器，其特征在于：所述频率采样模块包括两相非交叠时钟产生电路、所述开关电容电阻和所述电压同相比例放大器；所述两相非交叠时钟产生电路的输入端连接所述RC核心振荡器模块的输出端，所述两相非交叠时钟产生电路的输出端连接所述开关电容电阻，所述开关电容电阻分别连接零温度电流源和所述电压同相比例放大器的输入端，所述电压同相比例放大器的输出端连接所述模数转换模块。5.如权利要求4所述的片内RC振荡器，其特征在于：所述开关电容电阻包括第一NMOS管、第二NMOS管和第二电容；所述第一NMOS管与所述第二NMOS管的栅极分别连接所述两相非交叠时钟产生电路的输出端，所述第一NMOS管的源极连接零温度电流源，所述第一NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的源极分别连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地，所述第二NMOS管的漏极连接所述电压同相比例放大器的输入端。
6.如权利要求5所述的片内RC振荡器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永寿，高晨阳，林升，
申请(专利权)人：唯捷创芯天津电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：