[发明专利]振荡电路

说明书

技术领域

本公开涉及振荡电路。

背景技术

近年来，已要求生成高精度(例如，±1.5％内)时钟信号以用于车辆的通信协议。当将晶体振荡器或陶瓷振荡器用在车辆中生成高精度时钟信号时，振动可能损坏振荡器。例如，使振荡器保持于固定状态的焊料可能从振荡器脱离并且在振荡器中可能出现裂痕。此外，成本应当被降低。因此，存在对被包括在硅器件中的振荡电路的需求。为了在硅器件上实现高精度振荡电路，已作出了各种提案。

图1图示出了传统的CR振荡电路。图1的CR振荡电路包括反相器INV101、INV102和INV103，电容器C101和电阻器R101。图2图示出了在图1的CR振荡电路的工作状态中各节点处的波形。如图2所示，节点ND101、ND102和ND103处的波形为矩形波。当节点ND102处的电压改变时，与节点ND102的电容性耦合以与节点ND102处的方向相同的方向来改变节点ND104处的电压。然后，节点ND104处的电压经由电阻器R101通过节点ND103处的电压而被充电和放电并且逐渐地改变。图2中的虚线表示反相器INV101的阈值电压Vth。

图1的CR振荡电路的振荡电压通常会由于电源电压、温度、电阻器R101的电阻、电容器C101的电容以及这些因素的波动而具有-50％到+100％的波动。

图3图示出了另一传统CR振荡电路。图3中的CR振荡电路包括INV31、INV32和INV33，电容器C31和C32，电流源IP31和IN31，PMOS晶体管MP31、MP32和MP33，NMOS晶体管MN31和MN32，运算放大器AMP31、电阻器R31、基准电压生成电路31、设置寄存器32、偏置生成电路33以及恒压电路34。

在图3的CR振荡电路中，从输出端子OUT输出的信号的振荡频率是基于恒压电路34的输出电压VREG以及电流源IP31和IN31的电流值确定的。当恒压电路34供应恒定电平的输出电压VREG时，节点ND31的信号宽度变为恒定的，而不依赖于电源电压。对电容器C31和C32充电和放电的电流源IP31和IN31的电流值是基于基准电压生成电路31输出的基准电压来确定的。由于处理波动，如图4所示，基准电压和电流源IP31和IN31的电流值具有线性温度依赖性，其根据温度而向上向下变化。设置寄存器32修整(trim)基准电压生成电路31输出的基准电压的温度依赖性，以使得电流源IP31和IN31的电流值独立于温度而恒定。

以下文献与上述背景技术有关。

日本早期公开专利公报No.2008-252414

日本早期公开专利公报No.2007-299294

日本国家阶段早期公开专利公报No.2009-522661

日本专利No.7-22253

发明内容

然而，在图3的CR振荡电路中，即使诸如向上倾斜和向下倾斜之类的线性温度依赖性被消除并且具有二次(quadratic)温度依赖性，电流源IP31和IN31的电流值也不完全是恒定的。以这种方式，振荡频率的精度达到大约±2％，如图5所示。

实施例的一个目的是提供一种提高了振荡频率的精度的振荡电路。

实施例的一个方面是一种振荡电路，该振荡电路包括基准电压生成电路，该基准电压生成电路将与绝对温度成比例地增大的绝对温度成比例(PTAT)输出和与绝对温度成比例地减小的绝对温度互补(CTAT)输出相加，以生成并输出基准电压。第一切换单元被耦合到基准电压生成电路。第一切换单元切换PTAT输出和CTAT输出的相加比率以使得基准电压生成电路的输出依赖于温度的变化最小化。电流源基于基准电压生成电路的输出生成恒定电流。调节器电路基于基准电压生成电路的输出生成恒定电压。第一电容器和第二电容器的每个包括耦合到电流源的一个端子并且通过电流源的恒定电流而被充电和放电。反相器耦合到第二电容器的另一端子。反相器利用从调节器电路提供来的恒定电压作为电源来驱动第二电容器。第二切换单元切换电流源的恒定电流的值以调节振荡频率。第三切换单元耦合到第一电容器。第三切换单元切换第一电容器的电容，以调节第一电容器和第二电容器的每个的所述一个端子处的振荡幅度。第一切换单元、第二切换单元和第三切换单元执行修整以生成具有所希望的固定频率的振荡信号。