[发明专利]一种高精度低功耗RC振荡器

说明书

本发明涉及一种高精度可调节低功耗RC振荡器，包括偏置电流单元电路、充放电单元电路、可调基准电压产生单元电路、抗失调比较器单元电路、脉冲输出单元电路和时钟整形输出单元电路。本发明通过结构简单的设计方法，在只采用一个比较器的情况下，有效的避免比较器失调电压的影响，实现低功耗设计，并可以通过外接温度传感处理等其它控制模块，通过调整可调基准电压产生电路的调节基准电压控制信号，实现不同环境下的高精度的时钟输出功能。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体设计一种高精度低功耗的RC振荡器。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，尤其是更多的片上系统(system on chip,SoC)应用中，振荡器电路越来越成为一个非常重要的模块。振荡器分为阻容振荡器即RC振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等。RC振荡器是通过对电容进行充电和放电实现振荡信号的输出，通过调节电容或电阻的值改变振荡信号的频率。相对于其它各种类型的振荡器，RC振荡器具有结构简单，功耗较低的优点。

现有RC振荡器的输出振荡信号的频率精度偏低，容易受到电源电压、温度等影响，而且RC振荡器在目前很多SoC应用中，都是用作休眠状态下的时钟信号的产生，因此振荡器的功耗直接影响到整个芯片的休眠功耗。所以如何设计出结构简单，输出频率精度较高，并且功耗较低的RC振荡器是一个很有意义的研究课题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种RC振荡器，电路结构简单，且输出的振荡信号的频率具有较高的精度。

本发明采用的技术方案如下：一种高精度可调节低功耗RC振荡器，包括偏置电流单元电路、充放电单元电路、可调基准电压产生单元电路、抗失调比较器单元电路、脉冲输出单元电路和时钟整形输出单元电路；

偏置电流电路，接收外部偏置电压信号IREF_LP及关断使能信号LP_EN，输出偏置电流信号至充放电电路、可调基准电压产生电路、抗失调比较器电路；

充放电电路，接收外部关断使能信号LP_EN、偏置电流电路输出的偏置电流信号、脉冲输出电路的周期性脉冲信号，输出三角波信号至抗失调比较器电路的第一输入端；

可调基准电压产生电路，接收外部偏置电压信号IREF_LP、偏置电流电路产生的偏置电流信号、外部输入的调节基准电压控制信号VREF_CTRL，输出基准电压信号至抗失调比较器电路的第二输入端；

抗失调比较器电路，接收外部关断使能信号LP_EN、偏置电流电路产生的偏置电流信号，对充放电电路产生的三角波信号和可调基准电压产生电路生成的基准电压信号进行比较，输出周期性振荡控制信号至脉冲输出电路；

脉冲输出电路，接收抗失调比较器电路输出的周期性振荡控制信号，输出周期性脉冲信号至时钟整形输出电路、充放电电路；

时钟整形输出电路，接收外部关断使能信号LP_EN、脉冲输出电路的周期性脉冲信号，输出周期性时钟信号RC_CLKO，并反馈正、反时钟信号至抗失调比较器电路，实现RC振荡器输出。

所述偏置电流单元电路包括PMOS管P1、P2、P3、P4、P5、P6；P1、P2、P3的源极均与电源连接，栅极共连并用于输入外部偏置电压信号IREF_LP，P1、P2、P3的漏极分别与P4、P5、P6的源极连接；P4、P5、P6的栅极连接并用于输入关断使能信号LP_EN，P4、P5、P6的漏极分别用于输出偏置电流信号至充放电电路、可调基准电压产生电路、抗失调比较器电路。

所述可调基准电压产生电路包括7的N倍个PMOS管对；每7个PMOS管对为一组；

每个PMOS管对包括两个PMOS管；第一PMOS管的源极作为PMOS管对的源极，栅极作为PMOS管对的栅极，漏极与第二PMOS管源极连接，第二PMOS管的漏极作为PMOS管对的漏极，第二PMOS管的栅极作为PMOS管对的控制极；