[发明专利]具有电流及电压偏移消除的松弛振荡器

说明书

在所描述的实例中，松弛振荡器(100)通过以下方式而降低温度敏感性及处于低偏移频率的相位噪声：周期性地对第一电流(I1)与第二电流(I2)进行交换，使得在所述第一电流(I1)已被输入到第一对电路(120、140)且所述第二电流(I2)已被输入到第二对电路(130、140)之后，将所述第二电流(I2)输入到所述第一对电路(120、140)且将所述第一电流(I1)输入到所述第二对电路(130、140)。

技术领域

本发明大体来说涉及电子电路，且更特定来说，涉及一种用于具有电流及电压偏移消除的松弛振荡器的方法及电路。

背景技术

松弛振荡器是一种众所周知的电路，其产生周期性非正弦输出信号，例如方波及三角波。松弛振荡器用于许多应用中，例如其中使用方波提供时钟信号的计算机应用。

松弛振荡器通常结合阈值敏感装置而被实施为电阻器-电容器(RC)电路。流动穿过电阻器的电流将电容器充电。阈值敏感装置直到电容器上的电压超过装置的阈值才对电容器上的电压做出响应，此时装置接通电容器并将电容器放电。随后，只要电路被通电，此过程便会不断地重复。

松弛振荡器的一个问题是，松弛振荡器的振荡频率具有强温度相关性。松弛振荡器通常包含两个电流源，即：第一电流源，其输出第一电流；及第二电流源，其输出第二电流。在理想的松弛振荡器中，第一电流与第二电流在存在恒定温度时完全相等，且随着温度变化而改变相同量。

然而，在实际的实践中，第一电流与第二电流在温度恒定时常常会略有不同，且随着温度变化而改变不同的量。甚至在温度不改变时，第一电流与第二电流也相差一电流偏移。所述电流偏移是统计值，其部分地起因于晶体管失配。晶体管失配是晶体管(其预期为等同的)之间的差异，例如起因于制造工艺中的随机变化。

电流偏移具有强温度相关性，因为小的温度改变可会使第一电流与第二电流之间的差有显著改变。继而，谐振振荡器的振荡频率响应于第一电流与第二电流之间的差而变化，而所述差会强烈地随着温度而变化。

松弛振荡器的另一问题是，松弛振荡器会频繁地遭受处于低偏移频率的相位噪声。松弛振荡器通常包含比较器，所述比较器具有正输入端子及负输入端子。在理想的松弛振荡器中，比较器能检测到一个输入端子上的电压超过另一输入端子上的电压的时刻。

然而，在实际实践中，以下两个时间之间会存在轻微差异：(a)比较器检测到输入端子中的一者上的电压超过另一输入端子上的电压的时间；及(b)一个输入端子上的电压实际上超过另一输入端子上的电压的时间。时序差异是由于偏移电压所致，偏移电压会致使比较器在略微不同于事件实际上发生的时间被触发。偏移电压是比较器的不理想之处，此部分地起因于晶体管失配。偏移电压的确切量是不可预测的，因为其是统计值。由于偏移电压会更改比较器的时序，因而偏移电压会引入处于低偏移频率的相位噪声。

发明内容

在所描述的实例中，松弛振荡器电路消除电流及电压偏移，以降低温度敏感性及处于低偏移频率的相位噪声。松弛振荡器电路包含电流交换电路，所述电流交换电路具有第一输出及第二输出。所述电流交换电路用于响应于第一切换信号的第一逻辑状态及第二切换信号的第二逻辑状态而从所述第一输出供应第一电流且从所述第二输出供应第二电流。所述电流交换电路还用于响应于所述第一切换信号的第二逻辑状态及所述第二切换信号的第一逻辑状态而从所述第二输出供应所述第一电流并所述第一输出供应所述第二电流。所述松弛振荡器电路还包含第一电流分支，所述第一电流分支耦合到所述电流交换电路的所述第一输出。所述第一电流分支用于响应于第三切换信号的第一逻辑状态及第四切换信号的第二逻辑状态而接收从所述第一输出供应的所述第一电流并所述第一电流产生第一分支电压。所述第一电流分支还用于响应于所述第三切换信号的所述第一逻辑状态及所述第四切换信号的所述第二逻辑状态而接收从所述第一输出供应的所述第二电流并从所述第二电流产生第二分支电压。