本发明专利技术涉及一种交错环形振荡器。交错环形振荡器包括具有n级的第一环形振荡器和具有n级的第二环形振荡器，其中每个级包括第一环形振荡器中的第n个第一门控反相器和第二环形振荡器中的第n个第二门控反相器，使得来自第n个第一门控反相器的输出启用第n个第二门控反相器，并且来自第n个第二门控反相器的输出启用第n个第一门控反相器。第n个第一门控反相器。第n个第一门控反相器。
【技术实现步骤摘要】
用于非重叠时钟的交错环形振荡器
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年8月20日提交的美国临时申请序列号62/889,481的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0002]本专利技术总体上涉及一种在低功率系统中生成非重叠时钟的系统和方法。
技术介绍
[0003]物理世界信息是模拟的，而半导体上的大多数信息处理是数字的。这种模数转换需要以离散的时间间隔进行采样。大多数采样电路采用需要不同的非重叠时钟的开关电容器电路。
[0004]在其中使用非重叠时钟的另一个应用是为集成电路（IC）生成不同的电源电压。许多IC只有几个输入供应电压，而大多数子模块需要不同的供应电压才能以最高效率操作。具有开关电感器和电容器的功率转换器在不同的非重叠时钟相位下实现了这一点。
技术实现思路
[0005]交错环形振荡器包括第一环形振荡器和第二环形振荡器。第一环形振荡器在第一级中具有由第一高侧开关和第一低侧开关门控的第一反相器，并且第二环形振荡器在第一级中具有由第二高侧开关和第二低侧开关门控的第二反相器。第一环形振荡器生成第一相位时钟信号，并且第二环形振荡器生成与第一相位时钟信号异相的第二相位时钟信号。
[0006]交错环形振荡器包括具有n级的第一环形振荡器和具有n级的第二环形振荡器，其中每个级包括第一环形振荡器中的第n个第一门控反相器和第二环形振荡器中的第n个第二门控反相器，使得来自第n个第一门控反相器的输出启用第n个第二门控反相器，并且来自第n个第二门控反相器的输出启用第n个第一门控反相器。
[0007]另一个实施例包括具有第一环形振荡器和第二环形振荡器的环形振荡器，其中，第一环形振荡器和第二环形振荡器被耦合，使得第一环形振荡器的输出是到第二环形振荡器的输入，并且第二环形振荡器是到第一环形振荡器的输入，其中，第一环形振荡器和第二环形振荡器各自包括一个或多个级，其中每个级包括第一环形振荡器中的第n个第一门控反相器和第二环形振荡器中的第n个第二门控反相器，使得来自第n个第一门控反相器的输出启用第n个第二门控反相器，并且来自第n个第二门控反相器的输出启用第n个第一门控反相器。
附图说明
[0008]图1是电池供电的传感器节点的框图。
[0009]图2是能量收集传感器节点的框图。
[0010]图3是示例性能量收集图像传感器节点的框图。
[0011]图4是由图像传感器像素供电的能量收集系统的框图。
[0012]图5是使用带有乒乓迟滞控制的开关电容器（SC）升压转换器的输出电压调节器的框图。
[0013]图6是用于图5所示的SC升压转换器的乒乓迟滞控制的控制信号的图形图示。
[0014]图7是非重叠时钟相位发生器的框图。
[0015]图8是图7的非重叠时钟相位发生器的控制和中间信号的图形图示。
[0016]图9是使用带有功率门控缓冲器的交错振荡器的时钟发生器的框图。
[0017]图10是缓冲高速环形振荡器的框图。
[0018]图11是缓冲高速电流饥饿型环形振荡器的框图。
[0019]图12A是具有频率无关延迟的第一示例性非重叠两相时钟发生器的框图。
[0020]图12B是具有频率无关延迟的第二示例性非重叠两相时钟发生器的框图。
[0021]图13是具有交错环形振荡器的两相时钟发生器的框图。
[0022]图14是具有功率门控缓冲器的交错电流饥饿型环形振荡器的框图。
[0023]图15是具有功率门控缓冲器和非门控缓冲器的交错电流饥饿型环形振荡器的框图。
[0024]图16是基于状态机的多个非重叠时钟相位发生器的框图。
[0025]图17是能量收集系统的框图。
[0026]图18是控制开关频率或占空比的最大输出功率跟踪调节器的框图。
[0027]图19是控制开关频率或占空比的最大输入功率跟踪调节器的替代实施例的框图。
[0028]图20是开关频率调节器的系统模型示意图。
[0029]图21是带有开关电容器转换器、最大输出功率跟踪调节器和乒乓迟滞控制器的调节器的框图。
[0030]图22是带有开关电容器转换器和乒乓迟滞控制的调节器的输出电压相对于时间的图形表示。
[0031]图23A是迟滞控制器的示意图。
[0032]图23B是输出电压和控制信号相对于时间的图形表示。
[0033]图24A是乒乓迟滞控制器的示意图。
[0034]图24B是输出电压和控制信号相对于时间的图形表示。
[0035]图25是用以最小化输出电容器充电时间的爬山算法的流程图。
[0036]图26是充电时间和开关频率相对于时间的图形表示。
[0037]图27是异步最大输出功率跟踪电路的框图。
[0038]图28是使用最大功率点跟踪的系统的测量峰值效率和跟踪效率相对于时间的图形表示。
[0039]图29是具有外围二极管的图像传感器的透视图，所述外围二极管被配置成捕获邻近于图像视场的光。
[0040]图30是辅助能量收集二极管的框图，所述二极管被配置成经由带有低频（LF）振荡器的DC-DC转换器为系统加电。
[0041]图31是使用带有高频（HF）振荡器的DC-DC转换器的能量收集模式下的图像传感器的框图。
[0042]图32是邻近于图像传感器布置的二极管堆叠的示意图。
[0043]图33是被配置成捕获光的两个半导体结构的实施例的截面图。
[0044]图34是被配置成捕获光的两个半导体结构的替代实施例的截面图。
[0045]图35是具有外围二极管的图像传感器节点的示意图，所述外围二极管捕获用于自供电能量收集器的冷启动序列的邻近的光。
[0046]图36是具有用于上电复位（POR）的内置参考阈值的比较器的示意图。
[0047]图37是迟滞比较器的示意图，其中参考电压由隔离光电二极管生成。
[0048]图38是使用外围二极管的冷启动图像传感器的测量电压和逻辑电平相对于时间的图形表示。
[0049]图39是基于相对于时间的图像捕获速率的典型图像传感器应用的图形表示。
具体实施方式
[0050]根据需要，本文公开了本专利技术的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种和替代形式来实施。这些图不一定是按比例的；一些特征可能被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。
[0051]术语“基本上”在本文中可用来描述所公开或要求保护的实施例。术语“基本上”可修饰在本公开中所公开或要求保护的值或相对特性。在这种情况下，“基本上”可表示它修饰的值或相对特性在所述值或相对特性的
±
0%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%或10%之内。
[0052本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交错环形振荡器，包括：第一环形振荡器，其在第一级中具有由第一高侧开关和第一低侧开关门控的第一反相器；第二环形振荡器，其在第一级中具有由第二高侧开关和第二低侧开关门控的第二反相器；并且其中，所述第一环形振荡器生成第一相位时钟信号，并且所述第二环形振荡器生成与所述第一相位时钟信号异相的第二相位时钟信号。2.根据权利要求1所述的振荡器，其中，所述第一反相器的第一输出启用所述第二高侧开关和所述第二低侧开关，并且所述第二反相器的第二输出启用所述第一高侧开关和所述第一低侧开关。3.根据权利要求1所述的振荡器，还包括具有第一相位时钟信号和第二相位时钟信号作为输入的第一、第二和第三多路复用器，以及被配置成操作所述第一、第二和第三多路复用器以生成3相位时钟的控制器。4.根据权利要求3所述的振荡器，其中，所述第一相位时钟信号与所述第二相位时钟信号以160度异相。5.根据权利要求1所述的振荡器，进一步包括：在所述第一环形振荡器的第二级中，由第三高侧开关和第三低侧开关门控的第三反相器；在所述第二环形振荡器的第二级中，由第四高侧开关和第四低侧开关门控的第四反相器；在所述第一环形振荡器的第三级中的第五反相器，其输出第一环形振荡器输出，并由第五高侧开关和第五低侧开关门控；以及在所述第二环形振荡器的第三级中的第六反相器，其输出第二环形振荡器输出，并由第六高侧开关和第六低侧开关门控，其中，所述第一环形振荡器的第一环形振荡器输出被输入到所述第二反相器，并且所述第二环形振荡器的第二环形振荡器输出被输入到所述第一反相器。6.根据权利要求5所述的振荡器，还包括与所述第一环形振荡器输出耦合的第一功率门控缓冲器、与所述第二环形振荡器输出耦合的第二功率门控缓冲器，其中，所述第一功率门控缓冲器通过利用所述第二环形振荡器输出被启用，并且所述第二功率门控缓冲器通过利用所述第一环形振荡器输出被启用。7.根据权利要求6所述的振荡器，其中，所述第三反相器的第三输出启用所述第四高侧开关和所述第四低侧开关，并且所述第四反相器的第四输出启用所述第三高侧开关和所述第三低侧开关。8.根据权利要求7所述的振荡器，其中，所述第一和第二环形振荡器是电流饥饿型环形振荡器。9. 一种交错环形振荡器，包括：具有n级的第一环形振荡器；和具有n级的第二环形振荡器，其中，每个级包括第一环形振荡器中的第n个第一门控反相器和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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