[发明专利]一种超低功耗的时钟产生器

权利要求书

1.一种超低功耗的时钟产生器，其电路构成包括宽带环形振荡器、自校正单元、频率检测单元和分频器；宽带环形振荡器输出端连接自校正单元输入端和分频器输入端，输出频率信号F_osc，自校正单元输出端连接宽带环形振荡器的输入端，用于对宽带环形振荡器调节其振荡频率；频率检测单元输入端接入宽带环形振荡器的输出时钟，其输出端连接自校正单元的控制信号端，用于输出使能信号启动自校正单元对宽带环形振荡器实现自校正，振荡器的输出F_osc经分频器分频，输出所需的宽范围、线性变化的时钟频率信号。

2.如权利要求1所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述宽带环形振荡器由反相器单元，译码及偏置电路构成；其中

所述反相器单元的偏置输入端连接译码及偏置电路的偏置输出端VN和VP，用于获得偏置电流；译码及偏置电路的译码信号输入端连接自校正单元的N位控制字输出端，用于提供线性可调的偏置电流，偏置输出端为VN和VP；宽带环形振荡器输出的振荡频率连接分频器，输出所需的线性可调的时钟信号。

3.如权利要求1所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述自校正单元包括上升沿检测器、上升沿计数器、参考分频器、状态机、参考计数器、比较器和参数配置1单元构成；上升沿检测器输入端接入F_osc，上升沿检测器的一个输出端连接上升沿计数器，其另一个输出端连接状态机，上升沿计数器连接状态机，状态机接入来自片外的RST复位信号和来自频率检测单元的Start信号，状态机连接参数配置1单元，用于输出参数配置字，参数配置1单元的一个参数配置端连接参考分频器，用于配置分频预设值，其另一个参数配置端连接比较器，用于配置参考计数预设值；状态机还连接比较器，用于接收比较结果；输入为参考频率F_ref的参考分频器，其分频输出端连接参考计数器输入端，比较器一个输入端连接参考计数器输出端，用于参考计数值与参考计数预设值作比较，比较器的输出端连接状态机；状态机输出Cal_ok使能信号，用于自校正完成指示并使能频率检测单元；自校正单元的状态机输出N位二进制波段控制码B，N为正整数，状态机还输出频率检测单元所需的参数配置值P_d2。

4.如权利要求1所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述频率检测单元包括频率检测使能门、倍频器、检测计数器、参数配置2单元和比较器；频率检测使能门的输入端连接自校正完成使能信号Calok和振荡器输出F_osc，频率检测使能门的输出端连接倍频器输入端，倍频器输出端连接检测计数器输入端，检测计数器输出端连接频检比较器的输入端，比较器的输出端输出Start信号，用于使自校正单元启动自校正；接入参数配置P_d2的参数配置2单元的一个参数配置端连接到倍频器，用于为倍频器配置倍频次数预设值，其另一参数配置端连接到频检比较器，用于配置检测计数预设值。

5.如权利要求2所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述反相器单元由三级单端反相器和3个电容组成；三级单端反相器串联连接，前一级输出端Y端与下一级输入端A端相连，第3级串单端反相器的输出端Y端反馈连接第1级串单端反相器的输入端A端，三级单端反相器的VN端和VP端分别并联连接，用于连接译码及偏置电路提供的偏置电压VN和VP；3个电容的一端各自连接对应单端反相器输出端，3个电容的另一端接地，用于与反相器的等效负载电阻构成反相器延时结构。

6.如权利要求2所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述单端反相器由2个PMOS管和第2个NMOS管构成，其中第1个PMOS管的源极接电源电压Vcc，栅极接偏置端VP，漏极与第2个PMOS管的源极相接；第2个PMOS管与第1个NMOS管接成标准反相器结构，它们的栅极并联接输入端A，它们的漏极并联接输出端Y；第一个NMOS管的源极与第二个NMOS管的漏极相接，第二个NMOS管的栅极接偏置端VN，源极接地。

7.如权利要求2所述的超低功耗的时钟产生器，其特征在于：所述宽带环形振荡器还包括延时部件，延时部件由每级反相器中的第一个PMOS和第二个NMOS组成的电流源和每级反相器连接的电容构成，每一级PMOS和NMOS电流源的电流随波段控制码B线性变化，其延时时间由电流对电容的充电时间确定，延时时间随波段控制码B线性变化，用于实现可调的线性延时。