[发明专利]一种低功耗正弦波转方波电路

说明书

一种低功耗正弦波转方波电路。包括电流偏置电路、高通滤波电路和反相器电路。电流偏置电路采用电流镜结构，给反相器提供稳定且小的偏置电流，使反相器的静态功耗处于极低的状态。利用高通滤波电路减小输入正弦信号到反相器输入端的损耗，通过反相器电路将正弦波信号转换成方波信号。通过控制电流偏置电路偏置电流的大小，可以控制正弦波转方波电路的整体静态功耗，实现正弦波转方波电路的超低功耗。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，具体涉及一种低功耗正弦波转方波电路。

背景技术

在如恒温晶体振荡器专用芯片的数模混合集成电路中，需要将正弦波信号转换为方波信号作为输出的控制信号。现有正弦波转方波的波形转换电路采用如图1所示的电阻分压结构为反相器提供偏置电压，这使得反相器的PMOS管和NMOS管同时导通，静态功耗较大。在低功耗集成电路系统设计中，降低正弦波转方波电路的静态功耗是当前极为重要的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗正弦波转方波电路的实现方案，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低功耗正弦波转方波电路主要包括电流偏置电路、高通滤波电路和反相器电路，该低功耗正弦波转方波电路如图2所示。

上述低功耗正弦波转方波电路，所述电流偏置电路由基准电流源CS1、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2和第一PMOS管MP1采用电流镜结构所构成。基准电流源CS1的基准电流为小于10μA的小电流。利用电流偏置电路对基准电流源CS1的电流I_REF进行镜像，使得流过第一PMOS管MP1和第二NMOS管MN2的静态电流与I_REF相等，分别在第一PMOS管MP1和第二NMOS管MN2的栅端形成稳定的偏置电压，为组成反相器电路的第二PMOS管MP2和第三NMOS管MN3提供稳定的直流偏置点，第二PMOS管MP2和第三NMOS管MN3的偏置电流为基准电流源CS1电流I_REF的镜像电流，二者大小相等。

上述低功耗正弦波转方波电路，所述高通滤波电路分为CLKIN信号输入端到第三NMOS管MN3栅端的高通滤波电路和CLKIN信号输入端到第二PMOS管MP2栅端的高通滤波电路。其中第一电阻R1和第一电容C1构成CLKIN信号输入端到第三NMOS管MN3栅端的高通滤波电路；第二电阻R2和第二电容C2构成CLKIN信号输入端到第二PMOS管MP2栅端的高通滤波电路。利用高通滤波电路，输入正弦信号CLKIN到达第三NMOS管MN3栅端和第二PMOS管MP2栅端的损耗可以大幅度减小。

上述低功耗正弦波转方波电路，所述反相器电路由第二PMOS管MP2和第三NMOS管MN3构成。第二PMOS管MP2的直流偏置点由第一PMOS管MP1的栅压提供，第三NMOS管MN3的直流偏置点由第二NMOS管MN2的栅压提供。通过信号输入端的直流偏置点分开提供的方式，以及电流镜偏置方式，使得第二PMOS管MP2和第三NMOS管MN3的偏置电流与基准电流源CS1的电流I_REF大小相等，两个管子不会同时处于导通状态，较小的静态偏置电流可以保证反相器较低的静态功耗。通过反相器电路将输入正弦信号CLKIN转换成方波信号CLKOUT。

本发明具有如下有益效果：本发明一种低功耗正弦波转方波电路，利用电流偏置电路，采用电流镜结构对反相器进行两路直流偏置，反相器偏置电流大小可控，使得正弦波转方波电路具有更低的功耗，以满足低功耗集成电路设计要求。电路结构简单，易于实现。

附图说明

图1为常用正弦波转方波电路；

图2为发明的一种低功耗正弦波转方波电路；

具体实施方式