一种低功耗环形振荡器制造技术

本发明专利技术提供一种低功耗环形振荡器，通过环形振荡器产生有相位差的波形控制buffer里支路上产生对应相位差的波形，再用buffer产生的三个波形控制buffer相邻支路上有并联电阻的开关，来实现缓冲器buffer里同支路上开关不存在同时开的情况，以此来减小功耗和电流噪声，提升电路在实际应用中的可靠性。而原电路并为做过多的降噪处理。做过多的降噪处理。做过多的降噪处理。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗环形振荡器


[0001]本专利技术属于电路元器件
，具体涉及一种低功耗环形振荡器。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，半导体器件由于其自身特性优势，越来越被广泛应用。其中，在模拟集成电路中，产生频率的OSC振荡器其功耗和电流噪声是电路的重要指标，在实际运用过程中，OSC会产生一个固定频率，为了产生这个频率，也将会产生噪声，振荡电路的功耗和电流噪声将会影响这个电路在实际电路应用中的性能。
[0003]如今普遍的一种OSC电路是利用三个反相器行成的环形振荡器，通过给各相连的反相器之间加电容和限制反相器到vdd和地的过电流大小来实现需要的振荡器频率，而电容充放电形成三角波，再通过缓冲器放大整型可得到方波。
[0004]电容充电是个线性过程:U＝It/c，如图2所示，三个inv形成的环形振荡器，m1、m2、m3三点输出的波形都会类似于三角波，传统的缓冲器buffer都是反相器叠加把三角波转换成方波，在三角波经过第一个反相器转换的时候，在形成的三角波的中间电位处，其一段电位会让反相器上的两个开关都打开，VDD到地会形成一条电阻很低的通路，产生很大的电流，增加了无用的功耗和噪声。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低功耗环形振荡器，提供一种降低功耗和电流噪声的电路，通过环形振荡器里产生的3点相位最小差120度的波形先后控制缓冲器里同支路上的两个反相器，来让缓冲器里同支路上不存在同时开的情况，以此来减小功耗和电流噪声，提升电路在实际应用中的可靠性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供一种低功耗环形振荡器，包括：
[0008]环形振荡器，包括至少三个串联的反相器inv1、inv2、inv3；
[0009]缓冲器，与所述环形振荡器的连接，包括至少3条支路，分别与所述环形振荡器的相位最小差120度的3点连接；
[0010]通过环形振荡器里产生的3点相位最小差120度的波形先手分别控制缓冲器里3条支路上与VDD端和VSS端电阻串联的开关对，此开关对中间输出的波形控制buffer里相邻支路上与VDD端VSS端电阻并联的开关对，让缓冲器里同支路上不存在同时开的情况。
[0011]进一步的，所述振荡器内设有相连的三个电容作为延时所需的电容。
[0012]进一步的，所述反相器内部设置有限流装置，用于控制给电容充放电的电流大小。
[0013]进一步的，所述缓冲器每条支路上VDD端和VSS端接有电阻，在电阻的中间串联一对开关管，由振荡器对应的输出点控制，VDD端和VSS端的电阻还并联一对开关对，三个重复的单元以此相连组成缓冲器；
[0014]所述缓冲器包括：开关管K1、开关管K2、开关管K5、开关管K6、开关管K9、开关管
K10、开关管K3、开关管K4、开关管K7、开关管K8、开关管K11和开关管K12，且中K1、K2、K5、K6、K9、K10开关定义为低电平导通，高电平截止，K3、K4、K7、K8、K11、K12开关与之相反，与VDD和地相连的开关都并联了一个电阻。
[0015]进一步的，K2、K3受同一个电压电路线路节点m1控制，K1、K4受另一电压vout控制，而控制电压vout相位提前于控制电压电路线路节点m1；
[0016]当vout从低电平变为高电平，K1不通、K4导通，而电路线路节点m1电平变化晚于vout的变化，此时在电路线路节点m1电平从低升为高电平的过程，由于K1和K4只有一个导通，所以此条支路不会存在所有开关都导通的情况，电路线路节点m1的电平可以让K3导通，此时支路的输出电平电路线路节点m5就可以切换，而电阻的作用是正常维持电路线路节点m5电平；
[0017]因为vout的电平相位提前于电路线路节点m1，然后当vout的电平从高切换到地的时候，因为此时电路线路节点m1的电位处于高电平，K3导通、K2不通，因而电路线路节点m1的切换，同一支路上的四个开关也不会同时导通；
[0018]在K1和K2相连之间接一个到vdd的电阻R1，K3和K4之间接一个到地的电阻R2，以保证电路线路节点m1切换之间电路线路节点m5的电位不会浮空，保证电路线路节点m5电位的稳定性。
[0019]电路线路节点m5、电路线路节点m6、vout之间相位差是由电路线路节点m1、电路线路节点m2、电路线路节点m3决定的，因为电路线路节点m1、电路线路节点m2、电路线路节点m3由三个环形振荡器产生，所以电路线路节点m1、电路线路节点m2、电路线路节点m3之间最小的相位差也就是120度，而电路线路节点m1、电路线路节点m2、电路线路节点m3通过缓冲器产生的方波电路线路节点m5、电路线路节点m6、vout最小的相位差也就120度，所以利用这个相位差，错时开通缓冲器里同一支路上的开关，就可以避免大电流的产生，进而达到降低功耗的噪声的目的。
[0020]进一步的，所述环形反相器超过3个。
[0021]进一步的，将环形振荡器里的三个反相器的VDD和VSS进行限流，在inv1、inv2、inv3的vdd和地之间接一个电流源，控制电容C1、C2、C3的充放电时间，电流源和电容的大小控制震荡频率，
[0022]进一步的，开关管K1、开关管K2、开关管K5、开关管K6、开关管K9、开关管K10用pmos管代替，开关管K3、开关管K4、开关管K7、开关管K8、开关管K11、开关管K12用nmos管代替。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0024]本专利技术提供一种降低功耗和电流噪声的电路，通过环形振荡器产生有相位差的波形控制buffer里支路上产生对应相位差的波形，再用buffer产生的三个波形控制buffer相邻支路上有并联电阻的开关，来让缓冲器里同支路上不存在同时开的情况，以此来减小功耗和电流噪声，提升电路在实际应用中的可靠性，而原电路并为做过多的降噪处理。
[0025]为了增加缓冲器的驱动能力，在缓冲器上增加支路个数，以此可以减小生成的方波的上升沿和下降沿的时间，并且三个电容频率产生的大小和此电容充电的速度有关；
[0026]电阻R1～R6的选择，能有效隔绝缓冲器里支路切换时的大电流，也能保证切换后输出电平的稳定即可。
附图说明
[0027]图1为本申请的电路结构；
[0028]图2为现有技术的电路结构；
[0029]图3为本申请电路结构的电源电流曲线；
[0030]图4为本申请缓冲器的输出。
[0031]图中：buffer为缓冲器，inv1、inv2、inv3构成环形振荡器，C1、C2、C3为电容，虚线框内为缓冲器，K1～K12为开关管，R1～R6为电阻。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。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专利技术的保护范围。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗环形振荡器，其特征在于，包括：环形振荡器，包括至少三个串联的反相器inv1、inv2、inv3；缓冲器，与所述环形振荡器的连接，包括至少3条支路，分别与所述环形振荡器的相位最小差120度的3点连接；通过环形振荡器里产生的3点相位最小差120度的波形先手分别控制缓冲器里3条支路上与VDD端和VSS端电阻串联的开关对，此开关对中间输出的波形控制buffer里相邻支路上与VDD端VSS端电阻并联的开关对，让缓冲器里同支路上不存在同时开的情况。2.根据权利要求1所述的低功耗环形振荡器，其特征在于，所述振荡器内设有相连的三个电容作为延时所需的电容。3.根据权利要求2所述的低功耗环形振荡器，其特征在于，所述反相器内部设置有限流装置，用于控制给所述电容充放电的电流大小。4.根据权利要求1所述的低功耗环形振荡器，其特征在于，所述缓冲器每条支路上VDD端和VSS端接有电阻，在电阻的中间串联一对开关管，由振荡器对应的输出点控制，VDD端和VSS端的电阻还并联一对开关对，三个重复的单元以此相连组成缓冲器；所述缓冲器包括：开关管K...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，潘俊，王静波，李海涛，徐健，桂超，
申请(专利权)人：南京元络芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：