[发明专利]一种片上时钟发生器电路

说明书

技术领域

本发明涉及数模混合集成电路设计领域，特别涉及一种片上时钟发生器电路。

背景技术

随着集成电路设计和制造水平不断提高，芯片的功能日益强大，芯片的集成度也越来越高，尤其是在消费类电子产品中，需要AFE(Analog Front End，模拟前端)、ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)、DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)同数字电路相结合，共同完成复杂的产品功能。根据产品的要求，芯片可能需要不同的功能单元，但是片内时钟产生器是一个应用广泛的功能模块，因为它不仅可以用来给数字电路提供系统时钟，还可以为ADC或DAC提供采样时钟，片内时钟产生器是混合集成电路设计中必不可少的模块之一。

目前，片上时钟发生器电路一般使用晶体振荡器(Crystal Oscillator)或PLL(Phase Lock Loop，模拟锁相环)来实现，如图1和图2所示。

实际应用中不论是晶体振荡器还是锁相环都需要芯片外部提供晶体振荡模块或是参考时钟(一般参考时钟也是由系统板上的晶体振荡器产生)，因此整个电路系统需要一个或多个晶体振荡器，这将增加制造成本；并且现有技术中的片上时钟发生器电路的精度不高，不能满足实际应用中的需要。

发明内容

为了提高校准精度，降低制造成本，满足实际应用中的需要，本发明提供了一种片上时钟发生器电路，所述片上时钟发生器电路由n级反相器串联连接，第n级反相器的输出端分别和第一级反相器的输入端、时钟输出端相连，n＝2k+1，(k＝1，2，3…)；每一级反相器包括：非门、可编程电阻和可编程电容，所述非门的输出端和所述可编程电阻的一端相连，所述可编程电阻的另一端和所述可编程电容相连，通过电阻校准电路对所述可编程电阻的电阻值进行调节，通过电容校准电路对所述可编程电容的电容值进行调节。

所述电阻校准电路包括：片内电阻校准电路和片外精准电阻，所述片外精准电阻和所述片内电阻校准电路的任意一个输入管脚相连。

所述片内电阻校准电路包括：第一电流源、第二电流源、可编程电阻、比较器和数字电路，

所述第一电流源和所述片外精准电阻连接在同一个输入管脚上；所述第二电流源和所述可编程电阻相连；所述片外精准电阻通过输入管脚连接在所述比较器的正极性输入端，所述可编程电阻和所述比较器的负极性输入端相连；所述比较器的输出端和所述数字电路相连，通过所述数字电路的控制对所述可编程电阻进行调节。

所述电容校准电路包括：片内电容校准电路和片外精准电容，所述片外精准电容和所述片内电容校准电路的任意一个输入管脚相连。

所述片内电容校准电路包括：第一电流源、第二电流源、第一开关、第二开关、可编程电容、比较器和数字电路，

所述第一电流源通过所述第一开关和所述片外精准电容连接在同一个输入管脚上；所述第二电流源通过所述第二开关和所述可编程电容相连；所述片外精准电容通过输入管脚连接在所述比较器的正极性输入端，所述可编程电容和所述比较器的负极性输入端相连；所述比较器的输出端和所述数字电路相连，通过所述数字电路的控制对所述可编程电容进行调节。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种片上时钟发生器电路，通过电阻校准电路、电容校准电路以及片外高精度电阻、片外高精度电容的配合使用，完成片内可编程电阻和可编程电容的校准，实现了高精度的片内时钟，降低了制造成本；并且本发明提供的片上时钟发生器电路可广泛应用于信号采样电路和数字系统中的时钟产生系统。

附图说明

图1为现有技术提供的晶体振荡器的结构框图；

图2为现有技术提供的模拟锁相环的结构框图；

图3为本发明提供的片上时钟发生器电路图；

图4为本发明提供的电阻校准电路图；

图5为本发明提供的电容校准电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了提高校准精度，降低制造成本，满足实际应用中的需要，本发明实施例提供了一种片上时钟发生器电路。

参见图3，本发明实施例提供的片上时钟发生器电路由n级反相器串联连接，第n级反相器的输出端分别和第一级反相器的输入端、时钟输出端clkout相连，n＝2k+1，(k＝1，2，3…)；每一级反相器包括：非门、可编程电阻和可编程电容，非门的输出端和可编程电阻的一端相连，可编程电阻的另一端和可编程电容相连。