[发明专利]振荡器系统

说明书

一种振荡器系统，包括：运算放大器，工作在亚阈值区，两个输入端分别与参考电阻的第一端和开关电容电路的第一端相连，输出端输出第一电压，参考电阻与开关电容电路上各接一路参考电流；第一电容，正端与运算放大器的输出端相连，负端接地；周期信号模块，将第一电压直流分量转换成周期信号，输出周期信号减半后的第一周期信号；将周期信号减半后的第二周期信号转换成一对反相不交叠的第三周期信号和第四周期信号；开关电容电路，包括一第二电容，根据第三周期信号和第四周期信号控制第二电容的充放电。其中，运算放大器、周期信号模块和开关电容电路形成负反馈环路，确保了输出频率的稳定性，而且运算放大器工作在亚阈值区，振荡器系统功耗极低。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种振荡器系统。

背景技术

在超低功耗微控制单元MCU芯片中通常需要一个低功耗、高电源电压和温度稳定性的时钟来实现系统所需的计时功能。

传统的RC振荡器电路如图1所示，包括：比较器、电流源、脉冲产生电路、时钟产生电路、参考电阻、电容和开关。一路电流流过参考电阻产生参考电压Vref，接入比较器负相端，另一路电流给电容充电产生电压Vc，电容正端接比较器正相端，负端接地。传统的RC振荡器通过比较器将电容上的电压Vc与电阻上参考电压Vref进行比较，再经过脉冲产生电路产生脉冲信号RESET，信号RESET通过开关控制电流对电容的充放电，从而形成固定频率的脉冲信号RESET，脉冲信号通过时钟产生电路产生时钟周期信号。传统RC振荡器的震荡周期主要包括电容充电时间、比较器和脉冲产生电路的延迟时间。

上述RC振荡器由于采用了比较器结构，所以功耗较大，另外，比较器和脉冲产生电路的延迟时间受温度影响较大，所以整体输出频率受温度影响较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种振荡器系统，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种振荡器系统，包括：

运算放大器，工作在亚阈值区，其第一输入端与参考电阻的第一端相连，第二输入端与开关电容电路的第一端相连，输出端用于输出第一电压，其中，所述参考电阻与开关电容电路上各接一路参考电流；

第一电容，其正端与所述运算放大器的输出端相连，负端接地，该第一电容用于滤除所述第一电压中的高频信号，保留直流分量信号；

周期信号模块，用于将所述直流分量信号转换成周期信号，并输出该周期信号减半后的第一周期信号；以及将周期信号减半后的第二周期信号转换成一对反相不交叠的第三周期信号和第四周期信号；以及

开关电容电路，包括一第二电容，用于根据所述第三周期信号和第四周期信号控制该第二电容的充放电；

其中，所述运算放大器、周期信号模块和开关电容电路形成负反馈环路。

在本发明的一些实施例中，所述周期信号模块包括：

压控振荡器，用于将所述直流分量信号转换成周期信号；

分频器，用于将所述周期信号均分成所述第一周期信号和第二周期信号；以及

非交叠时钟产生电路，用于将所述第二周期信号转换成一对反相不交叠周期信号。

在本发明的一些实施例中，所述参考电阻的第二端接地，所述开关电容电路的第二端接地。

在本发明的一些实施例中，还包括：一第三电容，其正端接于所述开关电容电路的第一端，负端与所述开关电容电路的第二端相连，用于减小所述开关电容电路两端电压的波动幅度。