一种张弛振荡器电路制造技术

一种张弛振荡器电路，其特征在于：所述电路包括电阻阵列、电容阵列、振荡单元；其中，所述电阻阵列中包括补偿电流源和分压电阻，所述补偿电流源提供具备温度系数的电流，用于对所述分压电阻产生的负温度系数电压进行补偿；所述电容阵列，用于基于电荷共享为所述张弛振荡器中比较器的正相输入端电压提供缓冲；所述振荡单元，分别与所述电阻阵列和所述电容阵列连接，用于基于电路中的电容电阻参数输出周期稳定的时钟信号。本发明专利技术中的电路实现方式简单，不会增加大量元件，不会产生大量功耗，参数设置具有多样性，易于根据实际情况进行调整。易于根据实际情况进行调整。易于根据实际情况进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种张弛振荡器电路


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种张弛振荡器电路。

技术介绍

[0002]目前，张弛振荡器电路作为一种常见的时钟产生电路，被广泛地应用于各种集成电路中。通常来说，张弛振荡器输出的时钟信号的频率与电路中的电阻、电容的取值，以及流经电阻和电容的电流强度密切相关。并且，张弛振荡器输出的时钟信号的频率越稳定，说明该振荡器获得的时钟信号的质量越高，张弛振荡器的精度也越高。
[0003]然而，由于集成电路集成度高、体积小等特点，使得张弛振荡器电路在工作过程中，会产生大量功耗并持续散热，从而导致张弛振荡器所在电路或芯片的温度持续升高。温度变化对张弛振荡器中各个元件的性能造成了严重的影响，从而使得输出的时钟芯片的频率发生改变，无法再稳定于初始状态。
[0004]为了防止温度变化对张弛振荡器的精度造成过多影响，亟需一种新的张弛振荡器电路。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种新的张弛振荡器电路，通过增加补偿电流源为振荡单元提供基于温度稳定的参考电压，从而使得振荡单元输出基于温度稳定的时钟信号。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种张弛振荡器电路，其中，电路包括电阻阵列、电容阵列、振荡单元；电阻阵列中包括补偿电流源和分压电阻，补偿电流源提供具备温度系数的电流，用于对分压电阻产生的负温度系数电压进行补偿；电容阵列，用于基于电荷共享为张弛振荡器中比较器的正相输入端电压提供缓冲；振荡单元，分别与电阻阵列和电容阵列连接，用于基于电路中的电容电阻参数输出周期稳定的时钟信号。
[0008]优选地，电阻阵列中包括第一、第二、第三分压电阻，第一电流源I1、补偿电流源I
c1
；其中，第一至第三分压电阻首尾串联，且第一分压电阻的一端接入第一电流源I1，第三分压电阻的一端接地；补偿电流源I
c1
接入至第二、第三分压电阻的分压点；第一、第二分压电阻的分压点作为电阻阵列的输出端，与振荡器中比较器的的负相输入端连接。
[0009]优选地，电阻阵列的输出端输出参考电压V
ref
；并且，参考电压的取值为V
ref
＝I1·
(R2+R3)
‑
I
c1
·
R3。
[0010]优选地，第一电流源为零温度系数电流源，补偿电流源I
c1
为负温度系数电流源。
[0011]优选地，参考电压V
ref
中，I1·
(R2+R3)随着芯片温度的升高而减小，
‑
I
c1
·
R3随着芯片温度的升高而增大。
[0012]优选地，参考电压V
ref
中
‑
I
c1
·
R3的正温度系数特性抵消了I1·
(R2+R3)的负温度系数特性，使得参考电压V
ref
满足零温度系数电压特性。
[0013]优选地，电容阵列中包括第一、第二电容，和第二、第三电流源；其中，第二电流源I2的输出端分别与第一电容的一端、振荡器中比较器的正相输入端电压通过控制开关连接，第一电容的另一端接地；第三电流源I3的输出端分别与第二电容的一端、振荡器中比较器的正相输入端通过控制开关连接，第二电容的另一端接地。
[0014]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种张弛振荡器电路，能够通过增加补偿电流源为振荡单元提供基于温度稳定的时钟信号。本专利技术中的电路实现方式简单，不会增加大量元件，不会产生大量功耗，参数设置具有多样性，易于根据实际情况进行调整。
[0015]本专利技术的有益效果还包括：
[0016]1、对于常见的电流镜而言，产生一个ZTAT(零温度系数，Zero to Absolute Temperature)电流源或一个CTAT(负温度系数，Complementary to Absolute Temperature)电流源是非常容易的事情。若整个芯片系统中，存在使用ZTAT和CTAT电流镜的情况，本专利技术将十分奏效地产生一种基于温度稳定的参考电压；
[0017]2、当增加CTAT电流源与电阻温度系数进行补偿时，仅需将原有电阻拆分至多份，在拆分后的电阻结点中注入CTAT电流源即可，对于原电路的修改非常小，修改方式也十分简便；
[0018]3、在CTAT电流源的一次项系数、ZTAT电流源的一次项系数以及CTAT电阻的一次项系数均不同的前提下，仅需要改变其电流值或电阻值，不需要特意将其一次项系数调为一致。
附图说明
[0019]图1为本专利技术现有技术中一种张弛振荡器电路的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术现有技术中一种张弛振荡器电路的ZTAT电流源的温度曲线示意图；
[0021]图3为本专利技术现有技术中一种张弛振荡器电路的CTAT电阻所生成的负温度系数的参考电压的温度曲线示意图；
[0022]图4为本专利技术一种张弛振荡器电路的结构示意图；
[0023]图5为本专利技术一种张弛振荡器电路的CTAT电流源的温度曲线示意图；
[0024]图6为本专利技术一种张弛振荡器电路中流过电阻R3的PTAT电流的温度曲线示意图；
[0025]图7为本专利技术一种张弛振荡器电路中参考电压的温度曲线示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0027]现有技术中，张弛振荡器中电阻和电容元件的取值，电阻和电容的电流大小对张弛振荡器所输出的时钟信号的频率起到决定性的作用。通常来说，起到振荡作用的单个电容C上具备的总电荷量为Q＝C
·
V
ref
。而于此同时，一个周期的时钟信号的充放电总量I
C
·
t应当等于总电荷量，其中t为张弛振荡器输出的时钟信号的周期。
[0028]另外，根据参考电压V
ref
＝I
R
·
R的计算公式，可知时钟信号的周期为R的计算公式，可知时钟信号的周期为也
就是，时钟信号的频率为可见，如果需要保证时钟信号的频率稳定，就需要确保时钟信号中，各个电流源、电阻、电容的取值稳定。
[0029]然而，通常来说，当电流处于工作过程中，温度的升高会导致电流源、电容、电阻的取值发生变化，从而改变时钟频率。为了防止温度对张弛振荡器造成的影响，本专利技术中除了采用具有特定的温度系数的元件之外，还对张弛振荡器的电路结构进行了优化升级。
[0030]图1为本专利技术现有技术中一种张弛振荡器电路的结构示意图。图1中的电路具备现有技术的张弛振荡器的主要功能，可以简单的理解，通过电容和电阻的作用和比较器将能够输出振荡的时钟信号。需要说明的是，图1中电流源I2和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种张弛振荡器电路，其特征在于：所述电路包括电阻阵列、电容阵列、振荡单元；其中，所述电阻阵列中包括补偿电流源和分压电阻，所述补偿电流源提供具备温度系数的电流，用于对所述分压电阻产生的负温度系数电压进行补偿；所述电容阵列，用于基于电荷共享为所述张弛振荡器中比较器的正相输入端电压提供缓冲；所述振荡单元，分别与所述电阻阵列和所述电容阵列连接，用于基于电路中的电容电阻参数输出周期稳定的时钟信号。2.根据权利要求1中所述的一种张弛振荡器电路，其特征在于：所述电阻阵列中包括第一、第二、第三分压电阻，第一电流源I1、补偿电流源I
c1
；其中，所述第一至第三分压电阻首尾串联，且第一分压电阻的一端接入第一电流源I1，第三分压电阻的一端接地；所述补偿电流源I
c1
接入至第二、第三分压电阻的分压点；所述第一、第二分压电阻的分压点作为所述电阻阵列的输出端，与所述振荡单元中比较器的负相输入端连接。3.根据权利要求2中所述的一种张弛振荡器电路，其特征在于：所述电阻阵列的输出端输出参考电压V
ref
；并且，所述参考电压的取值为V
ref
＝I1·
(R2+R3)
‑
I
c1
·
R3。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆哲，满雪成，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：