[发明专利]一种振荡器及其芯片

说明书

本发明公开了一种振荡器及其芯片，包括充放电模块和控制模块，所述充放电模块包括电容、电流源、电阻、开关单元、所述电容第一端通过开关单元与电流源连接，电容第二端通接地，所述电阻第一端与电流源连接，电阻第二端接地，电阻第一端和第二端共同连接开关单元，所述控制模块包括比较器，所述比较器正向输入端与电容第一端连接，比较器反向输入端通过开关单元与电阻的第一端或第二端连接，通过比较器的比较结果控制开关单元对电容充放电形成振荡频率。本发明利用开关模块减少了比较器的使用，节省了电路设计复杂度和芯片面积，降低了成本。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种振荡器及其芯片。

背景技术

物联网和人工智能目前是世界最为火热的研究方向，而这些研究都是在芯片的基础上，对于智能芯片，振荡器是不可或缺的。

传统的振荡器一般需要两个比较器，一个电容，一套给电容充放电的偏置电路，给两个比较器分别输入一个高阈值和低阈值，当电容电压大于高阈值时，一个比较器翻转，控制偏置电路放电，电容电压下降，当电容电压小于低阈值时，另一个比较器翻转，控制偏置电路充电，电压上升，如此循环往复，输出振荡信号。如中国专利授权公告号为CN105187030B的发明专利，公开了一种振荡器，包括：两个电容和两个比较器和一个RS触发器，通过开关控制电容的充放电，第一电流源为电容的充电电流源，第一电流源为第二电流路径和第三电流路的镜像电流，比较电压由第二电流路径的第一MOS晶体管的栅源电压确定，由第一MOS晶体管和第三电流路的第二MOS晶体管的栅源电压差除以第三电流路的第一电阻的值确定第三电流源的大小进而确定第一电流源的电流大小。该发明专利提供的技术方案是当前市场上高性能振荡器的一种典型方案，虽然能达到较高精度的频率输出,但是采用两个比较器增大了版图面积，增加了成本，随着成本压力的不断增大，芯片面积需要不断减小，在保证功能的前提下，需要设计更简单的电路结构，能够减小模块的面积并降低功耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中采用两个比较器增大了版图面积，增加了成本、电路设计复杂的技术问题，提供一种振荡器及其芯片。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种振荡器，包括充放电模块和控制模块，所述充放电模块包括电容、电流源、电阻、开关单元、所述电容第一端通过开关单元与电流源连接，电容第二端通接地，所述电阻第一端与电流源连接，电阻第二端接地，电阻第一端和第二端共同连接开关单元，所述控制模块包括比较器，所述比较器正向输入端与电容第一端连接，比较器反向输入端通过开关单元与电阻的第一端或第二端连接，通过比较器的比较结果控制开关单元对电容充放电形成振荡频率。

进一步的，所述充放电模块还包括电流镜单元，所述电流镜单元与电流源连接。

进一步的，所述的电流镜包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管的源端外接供电电源，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管的栅端与电流源连接，第一MOS管的漏端与电流源连接，第二MOS管的漏端与电阻的第一端连接，第三MOS管的漏端与电容的第一端连接。

进一步的，所述充放电模块还包括三极管，所述三极管的发射极与电阻的第二端连接，基极与发射极连接到地。

进一步的，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第一开关连接在电流源与电容之间，所述第二开关连接在比较器正常输入端与电流源之间，所述第三开关连接在电阻第一端与比较器反正输入端之间，所述第四开关连接在电阻第二端与比较器反正输入端之间。

进一步的，所述控制模块还包括触发器、第一反相器、第二反相器、第三反相器，所述触发器的输入端与比较器的输出端连接，触发器的输出端依次连接第一反向器、第二反相器、第三反相器，所述第一反相器的输出端输出第二开关、第四开关控制信号，所述第二反相器的输出端输出第一开关、第三开关控制信号，所述第三反相器的输出端输出时钟信号形成振荡频率。