[发明专利]一种张弛振荡器电路

说明书

技术领域

本发明提供一种CMOS集成电路，尤其是指一种低成本、高精度且频率易控制的张弛振荡器电路。

背景技术

片上振荡器是低成本集成电路系统(SOC)不可或缺的一部分，用来提供相应数字电路所需要的时钟信号，为了保证系统工作的可靠性，需要补偿片上时钟频率随温度和电源电压的变化。普通CMOS工艺兼容的振荡器电路有RC振荡器、电流/电容张弛振荡器等。其中，张弛振荡器容易实现50%的占空比，容易补偿输出频率漂移，因此被广泛应用。

张弛振荡器频率稳定性补偿的传统做法比较多，典型的有：

1.现有技术的《一种消除温度和电压影响的RC振荡器电路》中所描述，振荡器的参考电压U=i*R1，充电电流I=i*R2/R3,该现有技术中的电流i的温度系数决定了I的温度系数，但是参考电压的温度系数由i的温度系数和电阻R1的温度系数共同决定，因此参考电压U和充电电流I之间没有匹配关系，在振荡器电路实际工作过程中随温度的变化比较大，有待改进；

2.现有技术的《温度补偿电路和方法》,张弛振荡器的充电电流Ich=Vref/(Rntc+Rptc)，其中，Vref为带隙参考电压，Rntc为负温度系数电阻，Rptc为正温度系数电阻，通过不同类型电阻的温度系数抵消来实现温度补偿的充电电流，专利中没有给出振荡器的参考电压产生方式。由于不同类型的片上电阻不能做到较好的匹配，而且张弛振荡器的参考电压与振荡输出频率直接相关，因此该专利中的振荡器频率随工艺偏差、温度变化比较明显，适合理论研究，在实际应用中不易批量生产。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种张弛振荡器电路，其结合片上温度和电压补偿的振荡器电路，达成了产品精度高、频率易控制的良好效果，同时有效地解决了批量生产产品存在不一致的技术问题，也为缩减产品成本起到了良好效果。

为实现上述目的，本发明之一种张弛振荡器电路，包括温度补偿模块、温度计编码控制模块以及张弛振荡频率产生模块，所述温度补偿模块包括温度补偿电流产生电路和温度补偿电压产生电路，其中：该温度补偿电流产生电路包括两寄生三极管、若干电阻以及误差放大器，其中：寄生三极管一的发射极与该误差放大器的反向输入端以及MP3的源极相连，寄生三极管二的发射极通过电阻一与该误差放大器的同向输出端以及MP4的源极相连，并包括采用MP1、MP2、MP3和MP4实现宽摆幅的级联电流镜，以及所述温度补偿电压产生电路利用该温度补偿电流产生电路的电流和电阻三产生张弛振荡中的参考电压以及电容的阈值电压。

在本实施例中，所述若干电阻为晶硅电阻，并包括电阻二和电阻四，所述电阻一、二、三及四是同一种类型的电阻且尺寸大小相同。

在本实施例中，所述温度计编码控制模块包括实现输出频率单调调节的基本逻辑门电路。

在本实施例中，所述张弛振荡频率产生模块包括对称充放电电路及RS触发器。

在本实施例中，所述张弛振荡频率产生模块的全温度范围在-40℃~125℃之间。

在本实施例中，所述张弛振荡频率产生模块的输出频率漂移小于5%。

本发明与现有技术相比，其有益效果：一是结构简单，易于批量生产；二是在批量生产中能保持产品的一致性；三是产品的频率特性稳定；四是可有效降低生产成本。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的方框结构示意图。

图2是图1中温度补偿电流产生电路的结构示意图。

图3是图1中温度补偿电压产生电路的结构示意图。

图4是图1中温度计编码控制模块之充电电流Ich示意图。

图5是图1中张弛振荡频率产生模块的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1并结合参阅图2和图3所示，一种张弛振荡器电路，包括温度补偿模块10、温度计编码控制模块20以及张弛振荡频率产生模块30，其中：所述温度补偿模块10包括温度补偿电流产生电路11和温度补偿电压产生电路12，其中：