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CN110266290B - 一种振荡器 - Google Patents

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CN110266290B
CN110266290B CN201910591492.9A CN201910591492A CN110266290B CN 110266290 B CN110266290 B CN 110266290B CN 201910591492 A CN201910591492 A CN 201910591492A CN 110266290 B CN110266290 B CN 110266290B
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capacitor
switch
pmos tube
resistor
comparator
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王钊
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Zgmicro Nanjing Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种振荡器,包括:偏置电路、第一充放电电路、第二充放电电路、振荡控制电路、参考电阻、第一反馈控制电路和第二反馈控制电路。偏置电路用于产生偏置电流。第一充放电电路、第二充放电电路在振荡控制电路的控制下,分别对第一电容和第二电容交替进行充放电。第一反馈控制电路在来自第一脉冲发生器的第一脉冲信号的控制下,根据第一电容的充电峰值电压与参考电压进行比较的结果,控制第一电阻的阻值。第二反馈控制电路在来自第二脉冲发生器的第二脉冲信号的控制下,根据第二电容的充电峰值电压与参考电压进行比较的结果,控制第二电阻的阻值。通过控制电容的充电时间,使在连续多个充放电周期的时间产生较小的变化,减少长期抖动。

Description

一种振荡器
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域,尤其涉及一种振荡器。
背景技术
目前,RC振荡器广泛被采用,有些应用中对振荡器的精度要求很高,例如蓝牙通讯系统,以呼吸模式工作时,需要一个32KHz的低频时钟,计时500毫秒,来间歇式唤醒系统进行通讯握手。系统每500毫秒后,醒来一次,工作5毫秒,寻找配对设备,如果没找到,继续睡眠。32KHz的低频时钟通常采用长期抖动(long-term Jitter)来评价时钟的精度,如果此指标太大,则系统需要设计成提前其偏差的计时时间就醒来,导致会消耗额外的功耗。因此长期抖动设计的越准确越好。现有技术中一些振动器可以做到100ppm(百万分之100的精度)的长期抖动指标。
发明内容
本发明的目的是改进长期抖动指标,减小长期抖动。
为了达到上述目的,本发明公开了一种振荡器,包括:偏置电路、第一充放电电路、第二充放电电路、振荡控制电路、参考电阻、第一反馈控制电路和第二反馈控制电路。其中,
偏置电路用于产生偏置电流。
第一充放电电路、第二充放电电路在振荡控制电路的控制下,分别对第一电容和第二电容交替进行充放电。
振荡控制电路,包括:第一比较器、第二比较器、第一脉冲发生器、第二脉冲发生器和RS触发器;第一比较器比较第一电容和第一电阻的电压输出第一比较结果,第二比较器用于比较第二电容和第二电阻的电压输出第二比较结果;第一脉冲发生器基于第一比较结果产生第一脉冲信号,第二脉冲发生器基于第二比较结果产生第二脉冲信号;RS触发器根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第一控制信号和第二控制信号,控制第一电容和第二电容充放电。
第一反馈控制电路,在来自第一脉冲发生器的第一脉冲信号的控制下,对第一电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第三比较结果,根据第三比较结果控制第一电阻的阻值。
第二反馈控制电路,在来自第二脉冲发生器的第二脉冲信号的控制下,对第二电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第四比较结果,根据第四比较结果控制第二电阻的阻值。
一个实例中,第一反馈控制电路包括:第三比较器、第一计数器和第三电容;第三电容对第一电容的充电峰值电压进行采样,第三比较器接收采样的结果,并与参考电压进行比较输出第三比较结果,第一计数器根据第三比较结果和振荡控制电路提供的第一脉冲信号,控制振荡控制电路中的第一电阻的阻值。
进一步的,第一反馈控制电路还包括:第七开关;第三比较器的正输入端连接参考电阻的一端,负输入端通过第七开关连接第一电容的一端;第三电容的一端连接第三比较器的负输入端,另一端接地;第一计数器的输入端连接第三比较器的输出端,时钟控制端连接振荡控制电路中的第一脉冲发生器的输出端,第一计数器的输出端连接第一电阻的控制端,控制第一电阻的阻值。
一个实例中,第二反馈控制电路包括:第四比较器、第二计数器和第四电容;第四电容对第二电容的充电峰值电压进行采样,第四比较器接收采样的结果,并与参考电压进行比较输出第四比较结果,第二计数器根据第四比较结果和振荡控制电路提供的第二脉冲信号,控制振荡控制电路中的第二电阻的阻值。
进一步的,第二反馈控制电路还包括:第八开关;第四比较器的正输入端连接参考电阻的一端,负输入端通过第八开关连接第二电容的一端;第四电容的一端连接第四比较器的负输入端,另一端接地;第二计数器的输入端连接第四比较器的输出端,时钟控制端连接振荡控制电路中的第二脉冲发生器的输出端,第二计数器的输出端连接第二电阻的控制端,控制第二电阻的阻值。
一个实例中,偏置电路包括:第一PMOS管和电流源;第一PMOS管的源极连接稳压电源,第一PMOS管的栅极与漏极相连,并连接电流源。
一个实例中,第一充放电电路包括:第二PMOS管、第一开关、第二开关和第一电容;第二PMOS管的源极连接稳压电源,第二PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,第二PMOS管的漏极通过第二开关连接第一电容的一端;第一电容的一端通过第一开关接地,第一电容的另一端接地;当第二PMOS管导通、第一开关断开、第二开关导通时,第一电容充电,当第一开关导通、第二开关断开时,第一电容放电。
一个实例中,第二充放电电路包括:第三PMOS管、第五开关、第六开关和第二电容;第三PMOS管的源极连接稳压电源,第三PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,第三PMOS管的漏极通过第五开关连接第二电容的一端;第二电容的一端通过第六开关接地,第二电容的另一端接地;当第三PMOS管导通、第五开关导通、第六开关断开时,第二电容充电,当第五开关断开、第六开关导通时,第二电容放电。
一个实例中,参考电阻、第三开关和第四开关构成参考电路;参考电阻的一端通过第三开关连接第二PMOS管的漏极,通过第四开关连接第三PMOS管的漏极,参考电阻的另一端接地。
一个实例中,振荡控制电路还包括:第四PMOS管、第五PMOS管、第一电阻和第二电阻;第四PMOS管的源极连接稳压电源,第四PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,第四PMOS管的漏极连接第一电阻的一端,第一电阻的另一端接地;第五PMOS管的源极连接稳压电源,第五PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,第五PMOS管的漏极连接第二电阻的一端,第二电阻的另一端接地;第一比较器的正输入端连接第二PMOS管的漏极,负输入端连接第四PMOS管的漏极,输出端连接第一脉冲发生器的输入端;第二比较器的正输入端连接第三PMOS管的漏极,负输入端连接第五PMOS管的漏极,输出端连接第二脉冲发生器的输入端;RS触发器由第一或非门和第二或非门构成,第一脉冲发生器的输出端连接第一或非门的第一输入端,提供RS触发器的置位信号,即第一脉冲信号,第二脉冲发生器的输出端连接第二或非门的第一输入端,提供RS触发器的复位信号,即第二脉冲信号;第一或非门的输出第一控制信号,用于控制第二开关、第三开关和第六开关的导通与断开,第二或非门的输出第二控制信号,用于控制第一开关、第四开关和第五开关的导通与断开。
一个实例中,在对第一电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第三比较结果的过程中,参考电压由第二电容的充电电流流经参考电阻形成;在对第二电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第四比较结果的过程中,参考电压由第一电容的充电电流流经参考电阻形成。
本发明的优点在于:通过反馈控制电路调节振荡控制电路中的电阻阻值,使振荡控制电路中的比较器,可以根据采集的电阻阻值的变化,控制振荡控制电路的输出信号,进而控制电容的充电时间,通过此种反馈机制,在振荡控制电路中的比较器的延迟时间变化时,调整下一个充电周期的充电时长,使在一个较长的统计周期内,多个充放电周期的时间产生较小的变化,减少长期抖动。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种振荡器电路图;
图2为本发明实施例的振荡器稳定工作波形图;
图3为一种可编程电阻的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的一种振荡器电路图,如图1所示。振荡器电路包括:偏置电路100、第一充放电电路200、第二充放电电路300、振荡控制电路400、参考电路500、第一反馈控制电路600和第二反馈控制电路700。其中,
偏置电路100用于产生偏置电流,包括:第一PMOS管MP1和电流源I1;MP1的源极连接稳压电源,MP1的栅极与漏极相连,并连接I1。
第一充放电电路200、第二充放电电路300在振荡控制电路400的控制下,分别对第一电容C1和第二电容C2交替进行充放电;
第一充放电电路200包括:第二PMOS管MP2、第一开关S1、第二开关S2和第一电容C1;当MP2导通、S1断开、S2导通时,C1充电,当S1导通、S2断开时,C1放电。
具体的,第一充放电电路200的连接关系如下:MP2的源极连接稳压电源,MP2的栅极连接MP1的栅极,MP2的漏极通过S2连接C1的一端;C1的一端通过S1接地,C1的另一端接地。
第二充放电电路300包括:第三PMOS管MP3、第五开关S5、第六开关S6和第二电容C2;当MP3导通、S5导通、S6断开时,C2充电,当S5断开、S6导通时,C2放电。
具体的,第二充放电电路300的连接关系如下:MP3的源极连接稳压电源,MP3的栅极连接MP1的栅极,MP3的漏极通过S5连接C2的一端;C2的一端通过S6接地,C2的另一端接地。
振荡控制电路400包括:第一比较器、第二比较器、第一脉冲发生器、第二脉冲发生器和RS触发器;所述第一比较器比较第一电容和第一电阻的电压输出第一比较结果,第二比较器用于比较第二电容和第二电阻的电压输出第二比较结果;所述第一脉冲发生器基于所述第一比较结果产生第一脉冲信号,所述第二脉冲发生器基于所述第二比较结果产生第二脉冲信号;所述RS触发器根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第一控制信号和第二控制信号,控制第一电容和第二电容充放电;
振荡控制电路400包括:第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP6、第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器Comp1、第二比较器Comp2、第一脉冲发生器PG1、第二脉冲发生器PG2和RS触发器;其中,R1和R2为可编程电阻;RS触发器由第一或非门NOR1和第二或非门NOR2构成。
Comp1比较C1和R1的电压输出第一比较结果,Comp2比较C2和R2的电压输出第二比较结果CPO1;PG1基于CPO1产生第一脉冲信号PGO1,PG2基于CPO2产生第二脉冲信号PGO2;RS触发器根据PGO1和PGO2输出第一控制信号A和第二控制信号B,控制C1和C2充放电。
具体的,振荡控制电路400的连接关系如下:MP4的源极连接稳压电源,MP4的栅极连接MP1的栅极,MP4的漏极连接R1的一端,R1的另一端接地;MP5的源极连接稳压电源,MP5的栅极连接MP1的栅极,MP5的漏极连接R2的一端,R2的另一端接地;Comp1的正输入端连接MP2的漏极,负输入端连接MP4的漏极,输出端连接PG1的输入端;Comp2的正输入端连接MP3的漏极,负输入端连接MP5的漏极,输出端连接PG2的输入端;PG1的输出端连接NOR1的第一输入端,提供RS触发器的置位信号,即PGO1,PG2的输出端连接NOR2的第一输入端,提供RS触发器的复位信号,即PGO2;NOR1输出A用于控制S2、S3和S6的导通与断开,NOR2输出B用于控制S1、S4和S5的导通与断开。
参考电路500用于向第一反馈控制电路600和第二反馈控制电路700提供参考电压,包括:参考电阻R3、第三开关S3和第四开关S4;R3的一端通过S3连接MP2的漏极,通过S4连接MP3的漏极,R3的另一端接地。
第一反馈控制电路600,在来自PG1的PGO1的控制下,对C1的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压VR3进行比较输出第三比较结果CPO3,根据CPO3控制R1的阻值。
此时的VR3由C2的充电电流流经R3形成。
在一个实例中,第一反馈控制电路600包括:第三比较器Comp3、第一计数器、第三电容C3和第七开关S7;C3对C1的充电峰值电压进行采样,Comp3接收采样的结果,并与VR3进行比较输出第三比较结果CPO3,第一计数器根据CPO3和振荡控制电路400提供的PGO1,控制振荡控制电路400中的R1的阻值。其中,
各器件的连接关系如下:Comp3的正输入端连接R3的一端,负输入端通过S7连接C1的一端;C3的一端连接Comp3的负输入端,另一端接地;第一计数器的输入端连接Comp3的输出端,时钟控制端连接振荡控制电路400中的PG1的输出端,第一计数器的输出端连接R1的控制端,用于控制R1的阻值。
第二反馈控制电路700,在来自PG2的PGO2的控制下,对C2的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压VR3进行比较输出第三比较结果CPO4,根据CPO4控制R2的阻值;
此时的VR3由C1的充电电流流经R3形成。
在一个实例中,第二反馈控制电路700包括:第四比较器Comp4、第二计数器、第四电容C4和第八开关S8;C4对C2的充电峰值电压进行采样,Comp4接收采样的结果,并与VR3进行比较输出第四比较结果CPO4,第二计数器根据CPO4和振荡控制电路400提供的PGO2,控制振荡控制电路400中的R2的阻值。其中,
各器件的连接关系如下:Comp4的正输入端连接R3的一端,负输入端通过S8连接C2的一端;C4的一端连接Comp4的负输入端,另一端接地;第二计数器的输入端连接Comp4的输出端,时钟控制端连接振荡控制电路400中的PG2的输出端,第二计数器的输出端连接R2的控制端,用于控制R2的阻值。
在另一个实例中,第一计数器和第二计数器也可以不外接时钟信号PGO1和PGO2。通过内置时钟源为计数器运算提供时钟信号。内置时钟源根据使用者的需求进行设计。
下面,通过具体的信号变化关系,说明本发明实施例的工作原理。
假定初始状态A为高电平,B为低电平,C1和C2上的电压都为零,S1断路,S2导通,流经MP2的电流对C1充电。
当C1上的电压超过R1上的电压VR1时,Comp1的输出信号CPO1翻转,从低电平变成高电平,PG1在CPO1的上升沿产生第一脉冲信号PGO1,具体的PGO1为窄脉冲信号(例如宽度为3纳秒),PGO1的高电平将NOR1输出的A置为低电平、NOR2输出的B置为高电平。
此处简单说明,NOR1和NOR2构成RS触发器,以PGO1作为置位信号,PGO2作为复位信号;当PGO1为高电平时,A为低电平,B为高电平;当PGO2为高电平时,A为高电平,B为低电平。
当A为低电平、B为高电平时,S1导通,S2断开,C1放电。同时,S5导通,S6断开,流经MP3的电流对C2充电。
当C2上的电压超过R2上的电压VR2时,Comp2的输出信号CPO2翻转,从低电平变成高电平,PG2在CPO2的上升沿产生第二脉冲信号PGO2,具体的PGO2为窄脉冲信号(例如宽度为3纳秒),PGO2的高电平将NOR2输出的B置为低电平,NOR1输出的A置为高电平。
通过交替重复上述过程,实现C1和C2的交替充放电。
在传统的振荡器中,在对C1进行充电时,由于R1固定,所以C1上的电压达到VR1的时间T1a固定;而读取C1上的电压和VR1的Comp1自身的翻转延迟时间T1b,会由于多种因素(如温度、负载等)在一定范围内随机的变化。在T1b的时间内,由于Comp1没有完成翻转,导致A和B不变,使得C1会继续充电达到充电峰值电压VC1max。经过T1b后Comp1完成翻转,改变A和B,使得C1放电,放电的时间为T1c。
同理,交替充放电的C2也存在上述问题。在对C2进行充电时,由于R2固定,所以C2上的电压达到VR2的时间T2a固定;而读取C2上的电压和VR2的Comp2自身的翻转延迟时间T2b,会由于多种因素(如温度、负载等)在一定范围内随机的变化。在T2b的时间内,由于Comp2没有完成翻转,导致A和B不变,使得C2会继续充电达到充电峰值电压VC2max。经过T2b后Comp2完成翻转,改变A和B,使得C2放电,放电的时间为T2c。
由于为交替充放电,C1进行一次充电的时间T1=T1a+T1b=T2c,C2进行一次充电的时间T2=T2a+T2b=T1c。
在一个统计周期,如100个充电周期内,由于T1b和T2b的不稳定性,T1和T2的变化会没有规律,且数值差异较大。从而影响振动器的长期抖动指标。
而通过引入第一反馈控制电路600对R1的阻值进行调整,进而改变充电时C1上的电压到达新的VR1的时间T1a,使T1a配合前一个充电周期的T1b的变化进行变化。
当T1b增加时,使其下一个充电周期的T1a减少;当T1b减少时,使其下一个充电周期的T1a增加。使得T1在一个统计周期,如100个充电周期内,在较小的范围内进行变化,即一个统计周期内C1的各充电周期时长基本相同。
同理,可在交替充放电的第二充放电电路上的C2充电时,引入第二反馈控制电路700,以达到一个统计周期内C2的各充电周期时长基本相同的目的。
而通过引入第二反馈控制电路700对R2的阻值进行调整,进而改变充电时C2上的电压到达新的VR2的时间T2a,使T2a配合前一个充电周期的T2b的变化进行变化。
当T2b增加时,使其下一个充电周期的T2a减少;当T2b减少时,使其下一个充电周期的T2a增加。使得T2在一个统计周期,如100个充电周期内,在较小的范围内进行变化,即一个统计周期内C2的各充电周期时长基本相同。
在PGO1的高电平将NOR1的输出A置为低电平、NOR2的输出B置为高电平的时候,S7导通,采样VC1max至C3上,将采样电压(即C1上的充电峰值电压VC1max)作为Comp3的负输入端电压。同时S4导通,流经MP3的电流流经R3,R3上的电压VR3作为Comp3的正输入端电压。
Comp3对输入电压进行比较后,输出CPO3。第一计数器接收CPO3,并将PGO1作为时钟信号,在PGO1的下降沿时刻根据CPO3的电平,输出第一电阻控制信号。此处的第一电阻控制信号为3位的数字信号。
例如,
当CPO3为高电平时,即VC1max小于VR3,第一计数器在PGO1的下降沿时刻,输出第一电阻控制信号,相比于初始的第一电阻控制信号的数值加1。
R1采用如图3所示的电阻,D1~D3端分别接入第一电阻控制信号的各位。第一电阻控制信号的数值增加,则R1的阻值将增大,使VR1增大,致使C1在下一个充电周期内,电压值到达增大后的VR1的时间增加。
当CPO3为低电平时,即VC1max大于VR3,第一计数器在PGO1的下降沿时刻,输出第一电阻控制信号,相比于初始的第一电阻控制信号的数值减1。
R1采用如图3所示的电阻,D1~D3端分别接入第一电阻控制信号的各位。第一电阻控制信号的数值减小,则R1的阻值将减小,使VR1减小,致使C1在下一个充电周期内,电压值到达减小后的VR1的时间减少。
通过多次重复上述负反馈机制的调节,使C1的充电周期T1在一个统计周期,如100个充电周期内,在较小的范围内进行变化,即一个统计周期内的各充电周期时长基本相同。
在PGO2的高电平将NOR1的输出A置为高电平、NOR2的输出B置为低电平的时候,S8导通,采样VC2max至C4上,将采样电压(即C2上的充电峰值电压VC2max)作为Comp4的负输入端电压。同时S3导通,流经MP2的电流流经R3,R3上的电压VR3作为Comp4的正输入端电压。
Comp4对输入电压进行比较后,输出CPO4。第二计数器接收CPO4,并将PGO2作为时钟信号,在PGO2的下降沿时刻根据CPO4的电平,输出第二电阻控制信号。此处的第二电阻控制信号为3位的数字信号。
例如,
当CPO4为高电平时,即VC2max小于VR3,第二计数器在PGO2的下降沿时刻,输出第二电阻控制信号,相比于初始的第二电阻控制信号的数值加1。
R2采用如图3所示的电阻,D1~D3端分别接入第二电阻控制信号的各位。第二电阻控制信号的数值增加,则R2的阻值将增大,使VR2增大,致使C2在下一个充电周期内,电压值到达增大后的R2的时间增加。
当CPO4为低电平时,即VC2max大于VR3,第二计数器在PGO2的下降沿时刻,输出第二电阻控制信号,相比于初始的第二电阻控制信号的数值减1。
R2采用如图3所示的电阻,D1~D3端分别接入第二电阻控制信号的各位。第二电阻控制信号的数值减小,则R2的阻值将减小,使VR2减小,致使C2在下一个充电周期内,电压值到达减小后的R2的时间减少。
通过多次重复上述负反馈机制的调节,使C2的充电周期T2在一个统计周期,如100个充电周期内,在较小的范围内进行变化,即一个统计周期内的各充电周期时长基本相同。
通过上述调节过程,使的VC1max和VC2max几乎等于VR3。稳定时的振荡器的工作波形,如图2所示。
上述第一计数器和第二计数器输出为3位数字信号,R1和R2为3位控制信号输入的电阻。在实际应用中,可以根据用户需要,增加或减小第一计数器和第二计数器输出的数字信号的位数,以及对应的R1和R2的控制位数目,以达到需要的调整精度。
此外,在Comp3和Comp4进行待比较电压采集时:
S7导通,采样VC1max至C3上,将采样电压(即C1上的充电峰值电压VC1max)作为Comp3的负输入端电压。同时S4导通,流经MP3的电流流经R3,R3上的电压VR3作为Comp3的正输入端电压;
S8导通,采样VC2max至C4上,将采样电压(即C2上的充电峰值电压VC2max)作为Comp4的负输入端电压。同时S3导通,流经MP2的电流流经R3,R3上的电压VR3作为Comp4的正输入端电压。
上述交换式的电压采样方法,可以有效地抵消流经MP2的电流和流经MP3的电流因MOS管器件自身工作带来的噪声引起的变化。
例如,C1进行1次充电的时间为T1,
Figure BDA0002116276240000121
其中,I3为MP3的电流值,R3为电阻R3的电阻值,C1为电容C1的电容值,I2为MP2的电流值。
C2进行1次充电的时间为T2,
Figure BDA0002116276240000122
其中,I3为MP3的电流值,R3为电阻R3的电阻值,C2为电容C2的电容值,I2为MP2的电流值。
在一个充电周期T中,
Figure BDA0002116276240000123
如果C1和C2相等,当因为噪声导致I3稍大于I2时,因为T1正比于I3/I2,T2正比于I2/I3,则T1将大于T2,两者相关抵消一部分影响,使得T的变化较小,即充电周期较为固定。
本发明提供了一种振荡器,通过反馈控制电路调节振荡控制电路中的电阻阻值,使振荡控制电路中的比较器,可以根据采集的电阻阻值的变化,控制振荡控制电路的输出信号,进而控制电容的充电时间,通过此种反馈机制,在振荡控制电路中的比较器的延迟时间变化时,调整下一个充电周期的充电时长,使在一个较长的统计周期内,多个充放电周期的时间产生较小的变化,减少长期抖动。
同时,在反馈电路采集参考电压时,可以有效地抵消,MOS管自身的噪声对采集值的影响。
以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种振荡器,包括:偏置电路、第一充放电电路和第二充放电电路,其特征在于,还包括:振荡控制电路、参考电阻、第一反馈控制电路和第二反馈控制电路;其中,
偏置电路用于产生偏置电流;
第一充放电电路、第二充放电电路在振荡控制电路的控制下,分别对第一电容和第二电容交替进行充放电;
振荡控制电路,包括:第一比较器、第二比较器、第一脉冲发生器、第二脉冲发生器和RS触发器;所述第一比较器比较第一电容和第一电阻的电压输出第一比较结果,第二比较器用于比较第二电容和第二电阻的电压输出第二比较结果;所述第一脉冲发生器基于所述第一比较结果产生第一脉冲信号,所述第二脉冲发生器基于所述第二比较结果产生第二脉冲信号;所述RS触发器根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第一控制信号和第二控制信号,控制第一电容和第二电容充放电;
第一反馈控制电路,在来自第一脉冲发生器的第一脉冲信号的控制下,对第一电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第三比较结果,根据所述第三比较结果控制第一电阻的阻值;
第二反馈控制电路,在来自第二脉冲发生器的第二脉冲信号的控制下,对第二电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第四比较结果,根据所述第四比较结果控制第二电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,所述第一反馈控制电路包括:第三比较器、第一计数器和第三电容;所述第三电容对第一电容的充电峰值电压进行采样,所述第三比较器接收所述采样的结果,并与参考电压进行比较输出第三比较结果,所述第一计数器根据第三比较结果和所述振荡控制电路提供的第一脉冲信号,控制所述振荡控制电路中的第一电阻的阻值。
3.根据权利要求2所述的振荡器,其特征在于,所述第一反馈控制电路还包括:第七开关;所述第三比较器的正输入端连接参考电阻的一端,负输入端通过第七开关连接第一电容的一端;所述第三电容的一端连接第三比较器的负输入端,另一端接地;所述第一计数器的输入端连接第三比较器的输出端,时钟控制端连接所述振荡控制电路中的第一脉冲发生器的输出端,第一计数器的输出端连接第一电阻的控制端,控制第一电阻的阻值。
4.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,所述第二反馈控制电路包括:第四比较器、第二计数器和第四电容;所述第四电容对第二电容的充电峰值电压进行采样,所述第四比较器接收所述采样的结果,并与参考电压进行比较输出第四比较结果,所述第二计数器根据第四比较结果和所述振荡控制电路提供的第二脉冲信号,控制所述振荡控制电路中的第二电阻的阻值。
5.根据权利要求4所述的振荡器,其特征在于,所述第二反馈控制电路还包括:第八开关;所述第四比较器的正输入端连接参考电阻的一端,负输入端通过第八开关连接第二电容的一端;所述第四电容的一端连接第四比较器的负输入端,另一端接地;所述第二计数器的输入端连接第四比较器的输出端,时钟控制端连接所述振荡控制电路中的第二脉冲发生器的输出端,第二计数器的输出端连接第二电阻的控制端,控制第二电阻的阻值。
6.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述偏置电路包括:第一PMOS管和电流源;所述第一PMOS管的源极连接稳压电源,所述第一PMOS管的栅极与漏极相连,并连接电流源;
所述第一充放电电路包括:第二PMOS管、第一开关、第二开关和第一电容;所述第二PMOS管的源极连接稳压电源,所述第二PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,所述第二PMOS管的漏极通过第二开关连接第一电容的一端;第一电容的一端通过第一开关接地,第一电容的另一端接地;当第二PMOS管导通、第一开关断开、第二开关导通时,第一电容充电,当第一开关导通、第二开关断开时,第一电容放电;
所述第二充放电电路包括:第三PMOS管、第五开关、第六开关和第二电容;所述第三PMOS管的源极连接稳压电源,所述第三PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,所述第三PMOS管的漏极通过第五开关连接第二电容的一端;第二电容的一端通过第六开关接地,第二电容的另一端接地;当第三PMOS管导通、第五开关导通、第六开关断开时,第二电容充电,当第五开关断开、第六开关导通时,第二电容放电。
7.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,还包括:第三开关和第四开关;所述参考电阻、第三开关和第四开关构成参考电路;所述参考电阻的一端通过第三开关连接第二PMOS管的漏极,通过第四开关连接第三PMOS管的漏极,参考电阻的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,所述振荡控制电路还包括:第四PMOS管、第五PMOS管、第一电阻和第二电阻;所述第四PMOS管的源极连接稳压电源,所述第四PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,所述第四PMOS管的漏极连接第一电阻的一端,第一电阻的另一端接地;所述第五PMOS管的源极连接稳压电源,所述第五PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极,所述第五PMOS管的漏极连接第二电阻的一端,第二电阻的另一端接地;第一比较器的正输入端连接第二PMOS管的漏极,负输入端连接第四PMOS管的漏极,输出端连接第一脉冲发生器的输入端;第二比较器的正输入端连接第三PMOS管的漏极,负输入端连接第五PMOS管的漏极,输出端连接第二脉冲发生器的输入端;RS触发器由第一或非门和第二或非门构成,第一脉冲发生器的输出端连接第一或非门的第一输入端,提供RS触发器的置位信号,即所述第一脉冲信号,第二脉冲发生器的输出端连接第二或非门的第一输入端,提供RS触发器的复位信号,即所述第二脉冲信号;第一或非门的输出第一控制信号,用于控制第二开关、第三开关和第六开关的导通与断开,第二或非门的输出第二控制信号,用于控制第一开关、第四开关和第五开关的导通与断开。
9.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,在所述对第一电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第三比较结果的过程中,所述参考电压由第二电容的充电电流流经参考电阻形成;在所述对第二电容的充电峰值电压进行采样,将采样电压与参考电压进行比较输出第四比较结果的过程中,所述参考电压由第一电容的充电电流流经参考电阻形成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118041312A (zh) * 2024-04-10 2024-05-14 深圳市微源半导体股份有限公司 一种展频时钟发生器、开关电源以及电子设备
CN118740052B (zh) * 2024-09-03 2025-01-03 芯科集成电路(苏州)有限公司 一种rc振荡电路及单片集成芯片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4644300A (en) * 1983-12-26 1987-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage-controlled variable-frequency pulse oscillator
CN102394607A (zh) * 2011-08-30 2012-03-28 无锡中星微电子有限公司 高精度振荡器
CN103633939A (zh) * 2011-08-26 2014-03-12 无锡中星微电子有限公司 一种振荡器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339439B2 (en) * 2005-07-18 2008-03-04 Atmel Corporation Voltage-controlled oscillator with multi-phase realignment of asymmetric stages
KR100814919B1 (ko) * 2006-06-12 2008-03-19 삼성전기주식회사 발진 안정화 검출회로
TWI384761B (zh) * 2009-02-20 2013-02-01 Sunplus Technology Co Ltd Low jitter, wide operating frequency band and frequency synthesis system suitable for low voltage operation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4644300A (en) * 1983-12-26 1987-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage-controlled variable-frequency pulse oscillator
CN103633939A (zh) * 2011-08-26 2014-03-12 无锡中星微电子有限公司 一种振荡器
CN102394607A (zh) * 2011-08-30 2012-03-28 无锡中星微电子有限公司 高精度振荡器

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