[发明专利]高精度振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及模拟电路振荡器技术领域，更具体地涉及一种高精度振荡器。

背景技术

现有振荡器一般具备工艺补偿，很少引入温度补偿，故振荡器在实际工作中会随着温度的变化，其振荡器频率会发生改变，一般称之为温漂，使得其输出的时钟精度偏低。现有振荡器一般难以将工艺补偿和温度补偿分开设计，因为工艺补偿与温度补偿二者具有相互影响的关系，故很难调节，无法同时满足工艺补偿和温度补偿。

因此，有必要提供一种改进的高精度振荡器来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度振荡器，本发明的高精度振荡器将工艺补偿和温度补偿独立设计，二者互不影响，便于调节；且其输出时钟频率不受工艺和温度的影响，提高了输出时钟的精度。

为实现上述目的，本发明提供一种高精度振荡器，其包括电压基准模块、补偿电流产生模块及环形振荡器；所述电压基准模块包括若干被测场效应管，并对所述被测场效应管进行工艺角检测以产生含有被测场效应管工艺角信息的基准电压，且将所述基准电压输入至所述补偿电流产生模块；所述补偿电流产生模块对基准电压进行温度补偿，并产生同时具备工艺补偿和温度补偿的电流，且所述补偿电流产生模块将产生的电流输入至所述环形振荡器；所述环形振荡器接收补偿电流产生模块产生的电流，并根据所述电流输出频率稳定的时钟。

较佳地，所述电压基准模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第一电阻及第二电阻；所述第一场效应管、第二场效应管及第三场效应管的栅极与漏极均接地，所述第一场效应管的源极与第七场效应管的源极连接，所述第二场效应管的源极与第一电阻的一端连接，所述第三场效应管的源极与第二电阻的一端连接，且所述第一场效应管、第二场效应管及第三场效应管为被测场效应管，以提供场效应管的工艺角信息；所述第四场效应管、第五场效应管及第六场效应管的源极均与外部电源连接，且所述第四场效应管、第五场效应管及第六场效应管的栅极均与所述第五场效应管的漏极连接，所述第四场效应管的漏极与第七场效应管的漏极连接，所述第五场效应管的漏极与第八场效应管的漏极连接，所述第六场效应管的漏极与第二电阻的另一端连接，且输出基准电压；所述第七场效应管的栅极与漏极连接，并与所述第八场效应管的栅极连接；所述第八场效应管的源极与第一电阻的另一端连接。

较佳地，所述第五场效应管的宽长比与第六场效应管的宽长比相同。

较佳地，所述补偿电流产生模块包括第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管及运算放大器；所述第九场效应管的栅极与漏极接地，其源极与所述运算放大器的反相输入端及第十场效应管的源极连接；所述运算放大器的正相输入端与所述电压基准模块的输出端连接，其输出端与所述第十场效应管的栅极连接；所述第十场效应管的漏极与所述第十一场效应管的漏极及栅极共同连接，并与所述第十二场效应管的栅极连接；所述第十一场效应管及第十二场效应管的源极均与外部电源连接；所述第十二场效应管的漏极输出同时具备工艺补偿和温度补偿的电流。

较佳地，所述第十一场效应管的宽长比与第十二场效应管的宽长比相同。

较佳地，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管及第九场效应管均为P型场效应管。

较佳地，所述环形振荡器包括第十三场效应管、第十四场效应管、第十五场效应管、比较器及多个振荡单元；所述第十三场效应管的漏极、栅极及第十四场效应管的栅极共同连接，并与所述补偿电流产生模块的输出端连接，所述第十三场效应管与第十四场效应管的源极均接地；所述第十四场效应管的漏极与第十五场效应管的漏极连接；所述第十五场效应管的漏极与栅极共同连接，并与各个所述振荡单元连接，其源极与外部电源连接；各个所述振荡单元依次相互串连，最后一个振荡单元的输出端与第一个振荡单元的输入端连接，且最后一个振荡单元的两输出端对应与所述比较器的两输入端连接，所述比较器的输出端输出频率稳定的时钟。

本发明的高精度振荡器，由于所述电压基准模块包括若干被测场效应管，并对所述被测场效应管进行工艺角检测而产生含有被测场效应管工艺角信息的基准电压，且将所述基准电压输入至所述补偿电流产生模块；所述补偿电流产生模块对基准电压进行温度补偿，并产生同时具备工艺补偿和温度补偿的电流，且所述补偿电流产生模块将产生的电流输入至所述环形振荡器；从而将工艺补偿和温度补偿独立设计，二者互不影响，便于调节；而且同时对输出的时钟进行了工艺补偿与温度补偿，使得输出时钟频率不受工艺和温度的影响，提高了输出时钟的精度。