一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器制造技术

一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，包括，正温度系数基准电路模块，生成并输出参考电流、参考电压；电容充放电组模块，接收所述参考电流和所述电路自用控制信号产生模块发送的控制信号，生成并输出斜坡信号和采样信号；自校准补偿信号产生模块，接收所述参考电压和所述采样信号，生成并输出反馈控制信号；时钟信号产生模块，接收所述参考电压、所述斜坡信号和所述反馈控制信号，生成并输出时钟信号和时钟控制信号；电路自用控制信号产生模块，接收所述时钟控制信号，生成并输出所述控制信号。本发明专利技术通过数模混合的自校准环路，可以有效解决环路延迟等问题对于输出频率波动的影响，提升了整个振荡器输出频率的稳定性。提升了整个振荡器输出频率的稳定性。提升了整个振荡器输出频率的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器


[0001]本专利技术涉及功率集成电路
，尤其涉及一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器。

技术介绍

[0002]随着时代发展，数字集成电路不断进步，时钟信号是数字信号处理必不可少的关键部分，一个高的时钟的稳定性是许多高品质芯片的基石。对于时钟实现，由于成本、物理体积和长启动时间，芯片外组件如晶体振荡器是不可取的。因此，有越来越多的工作针对稳定的芯片时钟生成。在片上时钟参考解决方案中，RC弛张振荡器(ROSC)在供电稳定性和温度稳定性方面优于环形振荡器(RO)，由于其良好的线性度及明确的频率特性，更是时钟频率在kHz至MHz范围内的首选。
[0003]为了得到高稳定性的时钟信号，振荡器的振荡频率误差必须十分小。但在传统弛张振荡器工作过程中，由于不可避免地存在环路延迟以及偏移电压等原因，使得振荡器在高频的工作环境下输出频率会产生波动。因此，如何解决在高频工作下会产生频率波动的情况就成为了弛张振荡器设计的一个重点。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，通过一个数模混合的自校准回路，输出反馈控制信号来减少环路延迟等问题对于电路的影响，可以有效解决弛张振荡器存在的高频工作环境下输出频率波动幅度较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，包括，正温度系数基准电路模块，用于生成并输出参考电流、参考电压；电容充放电组模块，接收所述参考电流和电路自用控制信号产生模块发送的第一参考电流开关控制信号、第二参考电流开关控制信号、第一电容充电开关控制信号、第二电容充电开关控制信号、第三电容充电开关控制信号、第四电容充电开关控制信号、第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号，生成并输出斜坡信号和采样信号；自校准补偿信号产生模块，接收所述参考电压和所述采样信号，生成并输出反馈控制信号；时钟信号产生模块，接收所述参考电压、所述斜坡信号和所述反馈控制信号，生成并输出时钟信号和时钟控制信号；电路自用控制信号产生模块，接收所述时钟控制信号，输出所述第一参考电流开关控制信号、所述第二参考电流开关控制信号、所述第一电容充电开关控制信号、所述第二电容充电开关控制信号、所述第三电容充电开关控制信号、所述第四电容充电开关控制信
号、所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、所述第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、所述第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、所述第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号。
[0006]进一步地，所述电容充放电组模块，包括，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第一受控开关，第二受控开关、第三受控开关、第四受控开关、第五受控开关、第六受控开关、第七受控开关、第八受控开关、第九受控开关、第十受控开关、第十一受控开关，第十二受控开关，第十三受控开关，第十四受控开关，其中，所述第一电容，其一端接地，另一端分别连接所述第三受控开关、所述第七受控开关和所述第十二受控开关的一端；所述第二电容，其一端接地，另一端来分别连接所述第四受控开关、所述第八受控开关和所述第十一受控开关的一端；所述第三电容，其一端接地，另一端分别连接所述第五受控开关、所述第九受控开关和所述第十四受控开关的一端；所述第四电容，其一端接地，另一端分别连接所述第六受控开关、所述第十受控开关和所述第十三受控开关的一端；所述第七受控开关、所述第八受控开关、所述第九受控开关和所述第十受控开关的另一端均接地；所述第一受控开关与所述第二受控开关的一端相连，接收所述参考电流；所述第一受控开关与所述第二受控开关的另一端相连，并分别连接所述第三受控开关、所述第四受控开关、所述第五受控开关和所述第六受控开关的另一端，生成并输出所述斜坡信号；所述第十一受控开关、所述第十二受控开关、所述第十三受控开关和所述第十四受控开关的另一端相连，生成并输出所述采样信号；所述第一受控开关、所述第二受控开关分别由所述第一参考电流开关控制信号和所述第二参考电流开关控制信号控制；所述第三受控开关、所述第四受控开关、所述第五受控开关和所述第六受控开关分别由所述第一电容充电开关控制信号、所述第二电容充电开关控制信号、所述第三电容充电开关控制信号和所述第四电容充电开关控制信号控制；所述第七受控开关、所述第八受控开关、所述第九受控开关和所述第十受控开关分别由所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号控制；所述第十一受控开关、所述第十二受控开关、所述第十三受控开关和所述第十四受控开关分别由所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、所述第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、所述第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、所述第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号控制。
[0007]进一步地，所述自校准补偿信号产生模块，包括，第一比较器，升降计数器，以及电流镜数模转换器，其中，所述第一比较器，其正输入端接收所述参考电压，负输入端接收所述采样信号，生成并输出判断信号；所述升降计数器，其输入端输入所述判断信号，生成并输出计数信号；
所述电流镜数模转换器，其输入端输入所述计数信号，生成并输出所述反馈控制信号。
[0008]进一步地，所述第一比较器，采用模拟比较器。
[0009]进一步地，所述时钟信号产生模块，包括，第二比较器，以及分频器，其中，所述第二比较器，其正输入端接收所述参考电压，负输入端接收所述斜坡信号，控制信号输入端接收所述反馈控制信号，生成并输出脉冲信号；所述分频器，其输入端输入所述脉冲信号，生成并输出所述时钟信号和所述时钟控制信号。
[0010]进一步地，所述第二比较器，采用模拟比较器。
[0011]进一步地，所述电路自用控制信号产生模块，包括，第一反相器，第二反相器，第三反相器，第一或非门，第二或非门，第一或门，第二或门，第一D触发器，第二D触发器，第一与门，第二与门，第三与门，第四与门，第一非交叠时钟产生电路，第二非交叠时钟产生电路，其中所述第一反相器，其输入端连接所述时钟控制信号，输出端连接所述第二或非门的输入端；所述第二反相器，其输入端连接所述第一或门的输出端，输出端分别连接第一与门和第二与门的其中一个输入端；所述第三反相器，其输入端连接所述第二或门的输出端，输出端分别连接第三与门和第四与门的其中一个输入端；所述第一或非门，其一个输入端输入所述时钟控制信号，另一输入端连接所述第二或非门的输出，输出端连接所述第一或门的其中一个输入端；所述第二或非门，其一个输入端连接所述第一反相器的输出，另一输入端连接所述第一或非门的输出，输出端连接所述第二或门的其中一个输入端；所述第一或门，其一个输入端输入复位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，其特征在于，包括，正温度系数基准电路模块，用于生成并输出参考电流、参考电压；电容充放电组模块，接收所述参考电流和电路自用控制信号产生模块发送的第一参考电流开关控制信号、第二参考电流开关控制信号、第一电容充电开关控制信号、第二电容充电开关控制信号、第三电容充电开关控制信号、第四电容充电开关控制信号、第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号，生成并输出斜坡信号和采样信号；自校准补偿信号产生模块，接收所述参考电压和所述采样信号，生成并输出反馈控制信号；时钟信号产生模块，接收所述参考电压、所述斜坡信号和所述反馈控制信号，生成并输出时钟信号和时钟控制信号；电路自用控制信号产生模块，接收所述时钟控制信号，输出所述第一参考电流开关控制信号、所述第二参考电流开关控制信号、所述第一电容充电开关控制信号、所述第二电容充电开关控制信号、所述第三电容充电开关控制信号、所述第四电容充电开关控制信号、所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、所述第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、所述第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、所述第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号。2.根据权利要求1所述的基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，其特征在于，所述电容充放电组模块，包括，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第一受控开关，第二受控开关、第三受控开关、第四受控开关、第五受控开关、第六受控开关、第七受控开关、第八受控开关、第九受控开关、第十受控开关、第十一受控开关，第十二受控开关，第十三受控开关，第十四受控开关，其中，所述第一电容，其一端接地，另一端分别连接所述第三受控开关、所述第七受控开关和所述第十二受控开关的一端；所述第二电容，其一端接地，另一端来分别连接所述第四受控开关、所述第八受控开关和所述第十一受控开关的一端；所述第三电容，其一端接地，另一端分别连接所述第五受控开关、所述第九受控开关和所述第十四受控开关的一端；所述第四电容，其一端接地，另一端分别连接所述第六受控开关、所述第十受控开关和所述第十三受控开关的一端；所述第七受控开关、所述第八受控开关、所述第九受控开关和所述第十受控开关的另一端均接地；所述第一受控开关与所述第二受控开关的一端相连，接收所述参考电流；所述第一受控开关与所述第二受控开关的另一端相连，并分别连接所述第三受控开关、所述第四受控开关、所述第五受控开关和所述第六受控开关的另一端，生成并输出所述斜坡信号；所述第十一受控开关、所述第十二受控开关、所述第十三受控开关和所述第十四受控开关的另一端相连，生成并输出所述采样信号；
所述第一受控开关、所述第二受控开关分别由所述第一参考电流开关控制信号和所述第二参考电流开关控制信号控制；所述第三受控开关、所述第四受控开关、所述第五受控开关和所述第六受控开关分别由所述第一电容充电开关控制信号、所述第二电容充电开关控制信号、所述第三电容充电开关控制信号和所述第四电容充电开关控制信号控制；所述第七受控开关、所述第八受控开关、所述第九受控开关和所述第十受控开关分别由所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号控制；所述第十一受控开关、所述第十二受控开关、所述第十三受控开关和所述第十四受控开关分别由所述第一电容放电兼第二电容采样输出开关控制信号、所述第二电容放电兼第一电容采样输出开关控制信号、所述第三电容放电兼第四电容采样输出开关控制信号、所述第四电容放电兼第三电容采样输出开关控制信号控制。3.根据权利要求1所述的基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，其特征在于，所述自校准补偿信号产生模块，包括，第一比较器，升降计数器，以及电流镜数模转换器，其中，所述第一比较器，其正输入端接收所述参考电压，负输入端接收所述采样信号，生成并输出判断信号；所述升降计数器，其输入端输入所述判断信号，生成并输出计数信号；所述电流镜数模转换器，其输入端输入所述计数信号，生成并输出所述反馈控制信号。4.根据权利要求3所述的基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，其特征在于，所述第一比较器，采用模拟比较器。5.根据权利要求1所述的基于数模混合自校准环路的弛张振荡器，其特征在于，所述时钟信号产生模块，包括，第二比较器，以及分频器，其中，所述第二比较器，其正输入端接收所述参考电压，负输入端接收所述斜坡信号，控制信号输入端接收所述反馈控制信号，生成并输出脉冲信号；所述分频器，其输入端输入所述脉冲信号，生成并输出所述时钟信号和所述时钟控制信号。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，杨建，曹珂，
申请(专利权)人：南京芯惠半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：