工艺、电压、温度补偿振荡器制造技术

一种电压参考装置，连接到电压到电流转换器以产生依赖于参考电压的参考电流。翻转型触发器的输出连接到控制参考电流对电容器充电的开关晶体管。通过比较电容器电压和参考电压来控制触发器的翻转，以使得翻转频率与电容器的充电时间成比例。可选地，存储表示频率-温度特性的幅度和旋转方向的温度补偿数据，并基于感测的温度来检索该温度补偿数据，以修改参考电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例一般性地涉及电子时钟振荡器。
技术介绍
时钟以及类似的定时信号用于多种半导体电路(例如微处理器和微控制器)的操作。这种时钟及定时信号在本文中均表述为“时钟”，其典型地必须满足在例如特定的温度范围及其他环境条件下所给定的可靠性和精度要求。进一步，使用时钟信号的系统及设备关于尺寸和功率一般具有特定的限制或给定的预算。因此，一般希望产生时钟的硬件消耗最小的功率并占用最小的空间/体积。
技术实现思路
本专利技术及其多个实施例提供了一种精确的温度稳定时钟，其例如可以采用传统的的CMOS技术制造，以及可以与例如微处理器一起集成到同一芯片上，而不需要特别的工艺步骤，本专利技术及其多个实施例还提供了其他特征。进一步的特征和优点例如包括，降低功耗、减少部件数以及降低互连数量。多个实施例的这些及其他的特征提供了改进的可靠性和更低的成本。本专利技术将描述多个示例性实施例和方面，并且本领域的普通技术人员在阅读本公开的基础上，能够容易地想到在所附权利要求范围内进一步的变型，以及附加的应用。作为一个示例性示例，具有振荡器的时钟发生器包括产生参考电压的电压参考单元，至少部分地基于参考电压以产生振荡器参考电流的振荡器控制电流单元，以及产生振荡输出信号的翻转振荡器，振荡输出信号的振荡频率至少部分地基于参考电压和振荡器参考电流。根据一个方面，振荡器还包括温度传感器，输出表示振荡器温度的温度信号，以及存储单元，存储能够基于温度信号检索的多个给定的温度补偿数据。进一步，根据一个方面，振荡器控制电流单元包括基准参考电流发生器和参考电流发生器，基准参考电流发生器至少部分地基于参考电压产生基准参考电流，参考电流发生器至少部分地基于所检索的温度补偿数据和基准参考电流产生振荡参考电流。根据一个方面，振荡器还包括存储单元，存储能够基于温度信号检索的多个给定的温度补偿数据；以及频率调整存储器，存储并输出频率调整值。进一步，根据一个方面，振荡器控制电流单元包括比较器，用于将温度信号与给定的最佳旋转温度进行比较，以及基于比较产生旋转控制信号；还包括基于温度的补偿电流发生器，产生正系数的基于温度的电流和负系数的基于温度的电流；以及温度补偿电流发生器，通过基于旋转控制信号而从正系数的基于温度的电流和负系数的基于温度的电流中选择一个，并利用所检索的温度补偿数据对所选择的一个进行加权，来产生温度补偿电流；以及温度补偿振荡器电流发生器， 基于将温度补偿电流加到基准参考电流，或者从基准参考电流中减去温度补偿电流，来产生温度补偿振荡器电流，其中参考电流发生器基于旋转控制信号在加减之间进行选择；还包括频率补偿振荡器电流发生器，基于温度补偿振荡器电流和频率调整值以产生振荡器参考电流。以上概括的本专利技术的优点和特征仅仅是多个示例性实施例所提供的优点和特征的举例，不旨在穷尽或限制本专利技术可能实现的其他优点。根据本专利技术的描述，多个示例性实施例的这些及其他的优点会变得明显，并且可以通过实施包括多个示例性实施例的一个或多个的系统和方法进行学习，本领域的普通技术人员应该明了本专利技术中阐明或详细描述的这些系统和方法，并且可以进行修改以获得任何变型。附图说明图1示出了根据示例性实施例的使用一个振荡器的一个示例的示例性功能示意图；图2例示了根据一个示例性实施例的针对依赖参考电流方面的一个示例性的电压到电流的实现；图3例示了一个示例性的数字到模拟电流单元，用于具有一个或多个实施例的多个示例中；图4以具有代表性的图表形式例示了由一个仿真模型预测的振荡器频率-温度特性曲线的一个示例，该仿真模型可以从第一示例性实施例的多个方面获得；图5示出了根据第二示例性实施例的使用一个示例性振荡器的一个示例的示例性功能示意图；图6根据第二实施例示出了图5中的示例性振荡器的Vref/Iref依赖基准发生器的一个示例性实现；图7以具有代表性的图表形式例示了四种示例性温度补偿情况，其可被第二示例性实施例的一个方面执行；图8以具有代表性的图表形式例示了设定第二示例性实施例一个方面的温度设定点，以相对于该设定点比较温度的示例；图9是根据第二实施例一个方面的示例性温度补偿，确定旋转(rotation)的系数和参数的示例性操作的示意图；图10以代表性的图形形式例示了频率-温度特性的四个示例，这些示例可以通过图5所示的振荡器的仿真模型预测；以及图11以具有代表性的图表形式例示了由仿真模型预测的振荡器的频率-温度特性曲线的多个示例，这些仿真模型可以通过第二实施例的一个示例性方面获得。本领域的普通技术人员会认识到，为了清楚的说明，附图可以不按比例绘制。例如，这些普通技术人员应该明白，在多个结构特征中的形状、尺寸及位置的某些比例关系的图形描述可以相对于实际的物理比例被夸大。具体实施例方式所描述的多个示例性实施例和示例性举例有助于实施本专利技术。为了避免本专利技术新颖的特征及方面变得不明显，以及为了更好地为本领域的普通技术人员提供有关本专利技术的完整理解，本说明书可能会省略对本领域的普通技术人员来说熟知的方法和技术的多个细节，但在阅读本说明书的基础上，这些省略的细节在所要求保护的专利技术的多个实施例中会变得容易被这些普通技术人员认识和选择。应该了解，具体的示例仅仅用于通过示例性举例的方式帮助理解本专利技术。但是，本专利技术的实施例不局限于所描述的这些具体示例。在阅读本说明书的基础上，相关领域中的普通技术人员也可以容易的认识到并实施其它的结构和配置。进一步，也可以独立地描述多个实施例及方面，和/或具有某些差异。但是，独立的描述和/或具有某些差异的描述不必须意味着它们各自的实施例是互相排斥的。例如， 一个实施例中描述的具体的特征、功能或特性可以包括在或适用于其他实施例中。本说明书引用了附图，这些附图构成本说明书的一部分。为了清楚地描述以及尽量减少重复，不同附图之间的功能块或组件可以相同或实质上相同，并且无论是在相同或不同的实施例中，这些功能块或组件都可以标识为相同的附图标记。但是，除非另有说明或者从具体的上下文中可以阐明，不同附图中出现的不同的附图标记并不意味着各个功能或组件不能在功能或结构上相同。应该了解，结构中描述的顺序不必然表示制造的顺序。一个示例可以包括具有电压参考装置的振荡器，其馈送电压到电流发生器。电压到电流发生器可以产生参考电流，该参考电流流经开关晶体管并对电容器充电。比较器可以将充电电容器的电压与参考电压进行比较，并且基于该比较结果对翻转型触发器进行切换。翻转型触发器的输出可以按照与参考电流将电容器充电到参考电压所需要的时间间隔大约成反比的速率反馈到开关晶体管，以控制电容器的充电和放电。该时间间隔可以描述为参考电流幅度和参考电压幅度的函数。但是，根据示例性实施例，参考电流依赖于参考电压。因此，将要了解到，参考电压的变化会导致在参考电流中可预测的以及通常可重复的相应的变化。相比于产生独立于参考电压的参考电流，示例性优点包括明显更高的频率精度， 以及显著降低了对参考电压的工艺变化导致的变化的敏感性。第二示例性实施例包括振荡器，其振荡频率基于参考电压和参考电流，参考电流依赖于参考电压而产生，从而可以提供诸多特征和优点，例如参照第一示例性实施例所描述的那些特征和优点。第二示例还包括多个有关温度和工艺补偿工艺的特征，包括新颖的方法和结构，能够提供附加本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种振荡器，包括：参考电压单元，产生参考电压；振荡器控制电流单元，至少部分地基于参考电压产生振荡参考电流；翻转振荡器，至少部分地基于参考电压和振荡器参考电流在振荡频率下产生振荡输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·马胡提，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL