低温漂的高精度时钟电路、电子电路及电子设备制造技术

本发明专利技术提供了低温漂的高精度时钟电路、电子电路及电子设备，电压基准单元输出关系呈第一比例系数的第一基准电压和第二基准电压；该第一比例系数不受电压变化和工艺偏差的影响。温度系数调节单元提供温度系数可调节的第一电阻；通过第一基准电压和第一电阻产生第一基准电流；电流镜模块输出的充电电流和第一基准电流关系呈第二比例系数，该第二比例系数不受工艺偏差的影响。频率输出单元输出的第一时钟信号的频率只与第一比例系数、第二比例系数、第一电阻及RC充放电单元的内部电容相关，又因为在半导体工艺中，电容的工艺偏差、电压系数、温度系数都较小；因此，时钟频率不受电压变化和工艺偏差的影响，并通过调节第一电阻的温度系数修补温度变化的影响。系数修补温度变化的影响。系数修补温度变化的影响。

【技术实现步骤摘要】
低温漂的高精度时钟电路、电子电路及电子设备


[0001]本领域涉及时钟发生领域，尤其涉及低温漂的高精度时钟电路、电子电路及电子设备。

技术介绍

[0002]低温漂的高精度时钟电路由于结构简单，易于集成，广泛应用于各种需要时钟的专用和通用集成电路中，但是因为电路中各元件参数会受到半导体制造工艺偏差、电压变化、温度变化等因素的影响，使得低温漂的高精度时钟电路输出的时钟信号频率产生偏差，降低时钟信号的精度。而精准的时钟是电子设备精确运行的基础，因此必须引入修调措施去补偿工艺偏差、电压变化、温度变化等因素引起的时钟信号频率偏差。
[0003]现有技术通过至少2个带隙基准源、2个LDO电路来修调偏置电流的温度系数、充放电模块的温度系数、逻辑模块的温度系数、参考电压的温度系数，以实现对振荡器输出时钟频率的修调。但上述方法结构复杂，且电路面积过大，会大大增加设计成本和电路成本。
[0004]现急需一种结构简单，且电路成本较低的方案来修调低温漂的高精度时钟电路输出时钟的频率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了低温漂的高精度时钟电路、电子电路及电子设备，以实现低成本修调低温漂的高精度时钟电路输出时钟的频率。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种低温漂的高精度时钟电路，用于产生第一时钟信号，该电路包括：
[0007]参考电压源，用于提供第一参考电压；
[0008]电压基准单元，耦接参考电压源；所述电压基准单元用于对第一参考电压进行分压，并输出第一基准电压和第二基准电压；其中，所述第一基准电压与所述第二基准电压的关系呈第一比例系数；
[0009]温度系数调节单元，耦接至所述电压基准单元的第一输出端；所述温度系数调节单元用于提供一温度系数可调的第一电阻，并通过所述第一基准电压和所述第一电阻在所述温度系数调节单元所处的支路上产生第一基准电流；
[0010]电流镜模块，包括第一电流镜支路、第二电流镜支路；所述第一电流镜支路与所述温度系数调节单元处于同一支路，所述第一电流镜支路耦接所述电压基准单元的第一输出端，所述第一电流镜支路用于将所述第一基准电流成比例的镜像至所述第二电流镜支路；所述第二电流镜支路用于输出一充电电流；其中，所述充电电流与所述第一基准电流的关系呈第二比例系数；
[0011]RC充放电单元，耦接至所述第二电流镜支路的输出端；所述RC充放电单元用于根据所述充电电流，对内部的电容进行交替的充放电，以输出交替变化的第一比较电压和第二比较电压；
[0012]第一比较单元，其反相输入端接所述RC充放电单元的第一输出端，其同相输入端接所述电压基准电路的第二输出端；所述第一比较单元用于对所述第二基准电压和所述第一比较电压进行比较，并根据比较结果输出第一信号；
[0013]第二比较单元，其反相输入端接所述RC充放电单元的第二输出端，其同相输入端接所述电压基准电路的第二输出端；所述第二比较单元用于对所述第二基准电压和所述第二比较电压进行比较，并根据比较结果输出第二信号；
[0014]频率输出单元；所述频率输出单元的第一端接所述第一比较单元的输出端；所述频率输出单元的第二端接所述第二比较单元的输出端；所述频率输出单元用于根据所述第一信号和所述第二信号，输出所述第一时钟信号；其中，所述第一时钟信号的时钟频率只与所述第一比例系数、所述第二比例系数、所述第一电阻、所述RC充放电单元的内部电容相关。
[0015]可选的，所述电压基准单元包括n个串联连接的电阻；其中，第i电阻的第一端作为所述电压基准单元的第一输出端，输出所述第一基准电压；第j电阻的第一端作为所述电压基准电压的第二输出端，输出所述第二基准电压；其中，n、i、j均为正整数，且1≤i、j≤n。
[0016]可选的，所述电压基准单元内每个电阻的阻值均相同。
[0017]可选的，所述温度系数调节单元包括2n个第一电阻和2n个第一开关和译码器，所述第一电阻和所述第一开关一一对应；
[0018]每个第一电阻的第二端接地，每个第一电阻的第一端通过对应的第一开关接所述电压基准单元的第一输出端；其中，第1第一电阻的温度系数至第2n第一电阻的温度系数依次递增，且第1第一电阻的阻值至第2n第一电阻的阻值在常温条件下均相同；
[0019]所述译码器耦接至每一个所述第一开关，所述译码器用于通过一n比特位的第一数字信号，控制某个所述第一开关闭合。
[0020]可选的，所述RC充放电单元包括第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一电容、第二电容；
[0021]所述第二开关和所述第一电容并联连接；所述第三开关和所述第二电容并联连接；所述第二开关的第一端作为所述RC充放电单元的第一输出端，所述第三开关的第一端作为所述RC充放电单元的第二输出端；所述第二开关的第二端、所述第一电容的第二端、所述第三开关的第二端、所述第二电容的第二端均接地；
[0022]所述第四开关的第一端和所述第五开关的第一端均接所述第二电流镜支路的输出端；所述第四开关的第二端接所述第二开关的第一端；所述第五开关的第二端接所述第三开关的第一端；
[0023]其中，通过控制所述第二开关和所述第五开关的导通，及控制所述第三开关和所述第四开关的关断，对所述第一电容进行放电，及对所述第二电容进行充电，以输出递减的所述第一比较电压和递增的所述第二比较电压；通过控制所述第二开关和所述第五开关的关断，及控制所述第三开关和所述第四开关的导通，以对所述第一电容进行充电，及对所述第二电容进行放电，以输出递增的所述第一比较电压和递减的所述第二比较电压。
[0024]可选的，所述第一电容的容值等于所述第二电容的容值。
[0025]可选的，所述第一电流镜支路包括第一MOS管；所述第二电流镜支路包括第二MOS管；
[0026]所述第一MOS管的第二端接所述电压基准单元的第一输出端，其栅极分别接自身第二端和所述第二MOS管的栅极；
[0027]所述第二MOS管的第二端作为所述第二电流镜支路的输出端，输出所述充电电流；
[0028]所述第一MOS管的第一端和所述第二MOS管的第一端均接所述参考电压源。
[0029]可选的，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为PMOS管。
[0030]可选的，所述频率输出单元包括锁存器、第一反相器、第二反相器；
[0031]锁存器的复位端作为所述频率输出单元的第一端，其置位端作为所述频率输出单元的第二端；所述锁存器用于根据所述第一信号和所述第二信号，输出第一控制信号；其中，所述第一控制信号用于控制所述第三开关和所述第四开关的导通和关断；
[0032]第一反相器的输入端接所述锁存器的输出端，所述第一反相器用于对所述第一控制信号进行反相，并输出第二控制信号；其中，所述第二控制信号用于控制所述第二开关和所述第五开关的导通和关断；
[0033]所述第二反相器的输入端接所述第一反相器的输出端，所述第二反相器用于对所述第二控制信号进行反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温漂的高精度时钟电路，用于产生第一时钟信号，其特征在于，该电路包括：参考电压源，用于提供第一参考电压；电压基准单元，耦接参考电压源；所述电压基准单元用于对第一参考电压进行分压，并输出第一基准电压和第二基准电压；其中，所述第一基准电压与所述第二基准电压的关系呈第一比例系数；温度系数调节单元，耦接至所述电压基准单元的第一输出端；所述温度系数调节单元用于提供一温度系数可调的第一电阻，并通过所述第一基准电压和所述第一电阻在所述温度系数调节单元所处的支路上产生第一基准电流；电流镜模块，包括第一电流镜支路、第二电流镜支路；所述第一电流镜支路与所述温度系数调节单元处于同一支路，所述第一电流镜支路耦接所述电压基准单元的第一输出端，所述第一电流镜支路用于将所述第一基准电流成比例的镜像至所述第二电流镜支路；所述第二电流镜支路用于输出一充电电流；其中，所述充电电流与所述第一基准电流的关系呈第二比例系数；RC充放电单元，耦接至所述第二电流镜支路的输出端；所述RC充放电单元用于根据所述充电电流，对内部的电容进行交替的充放电，以输出交替变化的第一比较电压和第二比较电压；第一比较单元，其反相输入端接所述RC充放电单元的第一输出端，其同相输入端接所述电压基准电路的第二输出端；所述第一比较单元用于对所述第二基准电压和所述第一比较电压进行比较，并根据比较结果输出第一信号；第二比较单元，其反相输入端接所述RC充放电单元的第二输出端，其同相输入端接所述电压基准电路的第二输出端；所述第二比较单元用于对所述第二基准电压和所述第二比较电压进行比较，并根据比较结果输出第二信号；频率输出单元；所述频率输出单元的第一端接所述第一比较单元的输出端；所述频率输出单元的第二端接所述第二比较单元的输出端；所述频率输出单元用于根据所述第一信号和所述第二信号，输出所述第一时钟信号；其中，所述第一时钟信号的时钟频率只与所述第一比例系数、所述第二比例系数、所述第一电阻、所述RC充放电单元的内部电容相关。2.根据权利要求1所述的低温漂的高精度时钟电路，其特征在于，所述电压基准单元包括n个串联连接的电阻；其中，第i电阻的第一端作为所述电压基准单元的第一输出端，输出所述第一基准电压；第j电阻的第一端作为所述电压基准电压的第二输出端，输出所述第二基准电压；其中，n、i、j均为正整数，且1≤i、j≤n。3.根据权利要求2所述的低温漂的高精度时钟电路，其特征在于，所述电压基准单元内每个电阻的阻值均相同。4.根据权利要求1所述的低温漂的高精度时钟电路，其特征在于，所述温度系数调节单元包括2
n
个第一电阻和2
n
个第一开关和译码器，所述第一电阻和所述第一开关一一对应；每个第一电阻的第二端接地，每个第一电阻的第一端通过对应的第一开关接所述电压基准单元的第一输出端；其中，第1第一电阻的温度系数至第2
n
第一电阻的温度系数依次递增，且第1第一电阻的阻值至第2
n
第一电阻的阻值在常温条件下均相同；所述译码器耦接至每一个所述第一开关，所述译码器用于通过一n比特位的第一数字信号，控制某个所述第一开关闭合。
5.根据权利要求1所述的低温漂的高精度时钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，王静，冯玉明，张永光，
申请(专利权)人：广东齐芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：