振荡电路及电子设备制造技术

本申请涉及一种振荡电路及电子设备。该振荡电路包括：镜像单元；第一开关单元，与所述镜像单元连接，用于接收镜像单元提供的第一电流信号；第二开关单元，与镜像单元连接，用于接收镜像单元提供的第二电流信号；第一电流信号与第二电流信号互为镜像电流信号；比较单元，与第二开关单元连接，用于根据第二电流信号储能并提供钳位电压；若钳位电压超过第一阈值电压则控制第二开关单元接地，以控制比较单元放电，若钳位电压小于或等于第二阈值电压则继续充电；第一阈值电压大于第二阈值电压。该振荡电路至少能够使得由于开关器件的阻抗而产生的离散性，以及由于温度特性而产生的离散性这两方面的频率变化量明显收敛。两方面的频率变化量明显收敛。两方面的频率变化量明显收敛。

Oscillation circuit and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
振荡电路及电子设备


[0001]本申请涉及电子
，特别是涉及一种振荡电路及电子设备。

技术介绍

[0002]环形振荡器，是指由一串奇数个串联连接的反相器(Invertor)构成一个闭环回路(也就是最后一个输出恰好是最初的输入)。如果初始触发时候给为“1”，那最后输出就是“0”，然后输入自然也就是“0”；然后输出又变成“1”。如此，实现“0”和“1”的固定频率交替振荡输出。图1显示为一种传统的环形振荡器的电路原理图。传统的环形振荡器，一般是通过改变电容的大小，或者开关器件的尺寸，对充放电时间常数(RC)进行控制，从而得到所需要的频率。
[0003]环形振荡器因其结构简单、使用方便、可调节范围强而应用在许多集成电路芯片中，但是其振荡频率受温度和工艺参数的漂移以及电源电压抑制比的影响很大，对电路的稳定性造成很大的影响。尤其是存在开关器件(例如PMOS管或NMOS管)的阻抗的离散性问题，从而导致整个环形振荡器的振荡频率变化量大，并且温度特性的离散度也无法控制。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术中的不足之处，提供一种振荡电路及电子设备。
[0005]一方面，本申请根据一些实施例，提供一种振荡电路，其特征在于，包括镜像单元，以及
[0006]第一开关单元，与所述镜像单元连接，用于接收所述镜像单元提供的第一电流信号；
[0007]第二开关单元，与所述镜像单元连接，用于接收所述镜像单元提供的第二电流信号；所述第一电流信号与所述第二电流信号互为镜像电流信号；r/>[0008]比较单元，与所述第二开关单元连接，用于根据所述第二电流信号储能并提供钳位电压，若所述钳位电压超过第一阈值电压则控制所述第二开关单元接地，以控制所述比较单元放电，若所述钳位电压小于或等于第二阈值电压则继续充电；所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压。
[0009]在上述实施例提供的振荡电路中，通过比较单元将振荡电路输入的信号及输出的信号均限制于第一阈值电压与第二阈值电压之间，从而形成振荡信号。钳位电压是通过比较单元根据第二电流信号储能而提供的，同时第二电流信号与第一电流信号互为镜像电流信号，如此使得比较单元提供的钳位电压能够精确匹配于第一电流信号，且使得钳位电压的变化仅与第一电流信号及第二阈值电压相关，从而减少该振荡电路中由于开关器件的阻抗而产生的离散性，和/或由于温度特性而产生的离散性，上述实施例提供的振荡电路至少能够使得如上两方面的频率变化量明显收敛。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一开关单元包括第一开关管及阻抗单元；所述第一开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第一开关管的第二端与所述比较单元连接，所
述第一开关管的控制端与所述阻抗单元的第一端连接；所述阻抗单元的第二端与所述比较单元相连接；所述第一开关单元被配置为：
[0011]当所述第一开关管导通时，所述第一开关单元接收所述镜像单元提供的所述第一电流信号；所述第一电流信号流经所述阻抗单元接地；
[0012]所述第二开关单元包括第二开关管；所述第二开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第二开关管的第二端及控制端均与所述比较单元连接；所述第二开关单元被配置为：
[0013]当所述第二开关管导通时，接收所述镜像单元提供的第二电流信号；
[0014]所述比较单元包括第三开关管及容抗单元；所述第三开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第三开关管的第二端与所述容抗单元的第二端连接，所述第三开关管的控制端与所述容抗单元的第一端连接；所述第一阈值电压为所述第一开关管阈值电压的大小及所述第三开关管的阈值电压的大小；所述比较单元被配置为：
[0015]根据所述第二电流信号对所述容抗单元充电以提供所述钳位电压；若所述钳位电压超过所述第一阈值电压，所述第三开关管导通，所述容抗单元放电；若所述容抗单元放电至所述钳位电压小于或等于第二阈值电压，继续根据所述第二电流信号对所述容抗单元充电。
[0016]在上述实施例提供的振荡电路中，通过第三开关管及容抗单元将振荡电路输入的信号及输出的信号均限制于第三开关管的阈值电压与第二阈值电压之间，从而形成振荡信号。如前所述，第二电流信号与第一电流信号互为镜像电流信号；在本实施例中，第一电流信号仅与第一开关管及阻抗单元相关，从而第二电流信号也仅与第一开关管及阻抗单元相关，如此使得比较单元提供的钳位电压能够精确匹配于第一开关管、阻抗单元及容抗单元，即比较单元提供的钳位电压仅与第一开关管、阻抗单元及容抗单元相关，而与第一开关管、第二开关管和/或第三开关管无关。
[0017]在其中一个实施例中，当所述第一开关管导通时，所述第一电流信号基于以下公式确定：
[0018]I1＝V
th1
/R1；其中，I1为所述第一电流信号的大小；V
th1
为所述第一开关管阈值电压的大小；R1为所述阻抗单元的阻值；
[0019]所述第二电流信号基于以下公式确定：
[0020]I2＝V
th1
/R1；其中，I2为所述第二电流信号的大小。
[0021]在上述实施例提供的振荡电路中，第一电流信号的大小I1仅基于第一开关管的阈值电压的大小V
th1
，以及阻抗单元的阻值R1而确定；由于第二电流信号与第一电流信号互为镜像电流信号，第二电流信号的大小I2应与第一电流信号的大小I1相同，则第二电流信号的大小I1也仅基于第一开关管的阈值电压的大小V
th1
，以及阻抗单元的阻值R1而确定；流经阻抗单元的电流与第一开关管阈值电压的大小有关V
th1
；同时，对容抗单元进行充电的第二电流信号I2也与第一开关管的阈值电压的大小V
th1
有关，故振荡电路产生的振荡信号的周期仅与容抗单元的电容值大小，以及阻抗单元的阻值R1有关，而与第一开关管、第二开关管和/或第三开关管无关。进一步的，由于振荡电路产生的振荡信号的频率可以依据振荡电路产生的振荡信号的周期确定，故振荡电路产生的振荡信号的频率也仅与容抗单元的电容值大小，以及阻抗单元的阻值R1有关，而与第一开关管、第二开关管和/或第三开关管无关。
[0022]在其中一个实施例中，所述振荡电路还包括波形整形单元；
[0023]所述波形整形单元与所述比较单元相连接，用于对所述比较单元输出的信号进行整形。
[0024]在其中一个实施例中，所述第一开关管为金属氧化物半导体场效应管、结型场效应管或三极管。
[0025]在其中一个实施例中，所述第一开关管为NMOS管；所述第一开关管的栅极为所述第一开关管的控制端。
[0026]在其中一个实施例中，所述第三开关管为金属氧化物半导体场效应管、结型场效应管或三极管。
[0027]在其中一个实施例中，所述第三开关管为NMOS管；所述第三开关管的栅极为所述第二开关管的控制端。
[0028]在其中一个实施例中，所述镜像单元包括电流镜。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振荡电路，其特征在于，包括镜像单元，以及第一开关单元，与所述镜像单元连接，用于接收所述镜像单元提供的第一电流信号；第二开关单元，与所述镜像单元连接，用于接收所述镜像单元提供的第二电流信号；所述第一电流信号与所述第二电流信号互为镜像电流信号；比较单元，与所述第二开关单元连接，用于根据所述第二电流信号储能并提供钳位电压，若所述钳位电压超过第一阈值电压则控制所述第二开关单元接地，以控制所述比较单元放电，若所述钳位电压小于或等于第二阈值电压则继续充电；所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压。2.根据权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一开关管及阻抗单元；所述第一开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第一开关管的第二端与所述比较单元连接，所述第一开关管的控制端与所述阻抗单元的第一端连接；所述阻抗单元的第二端与所述比较单元相连接；所述第一开关单元被配置为：当所述第一开关管导通时，所述第一开关单元接收所述镜像单元提供的所述第一电流信号；所述第一电流信号流经所述阻抗单元接地；所述第二开关单元包括第二开关管；所述第二开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第二开关管的第二端及控制端均与所述比较单元连接；所述第二开关单元被配置为：当所述第二开关管导通时，接收所述镜像单元提供的第二电流信号；所述比较单元包括第三开关管及容抗单元；所述第三开关管的第一端与所述镜像单元连接，所述第三开关管的第二端与所述容抗单元的第二端连接，所述第三开关管的控制端与所述容抗单元的第一端连接；所述第一阈值电压为所述第一开关管阈值电压的大小及所述第三开关管的阈值电压的大小；所述比较单元被配置为：根据所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁豪，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：