[发明专利]一种多频点RC振荡器

说明书

本发明公开了一种多频点RC振荡器，涉及集成电路技术领域。该振荡器包括选频模块、充放电模块、传输门模块以及比较输出模块，选频模块通过第一开关连接于充放电模块和传输门模块，选频模块和充放电模块通过传输门模块连接于比较输出模块；选频模块包括多个电阻以及连接于多个电阻的选择器，选择器根据接收到的选频信号接通多个电阻中的部分电阻或者所有电阻，以输出不同的第一电压至传输门模块；传输门模块将选频模块输出的第一电压和充放电模块的第二电压分别输出至比较输出模块，与充放电模块中的电容电压进行比较，分别接通/断开第一开关和第二开关，使得充放电模块重复进行充电/放电，以输出振荡信号。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种多频点RC振荡器。

背景技术

振荡器作为时钟源在电子设备中被广泛采用，尤其是在通信领域。振荡器常见的有4种类型：环形振荡器、LC/RC振荡器、晶体振荡器以及张弛振荡器等。环形振荡器受电压和温度影响较大，频率不稳定，多用于锁相环电路；LC/RC振荡器又分为LC振荡器和RC振荡器，其中LC振荡器占用面积大，不易集成，很少使用；RC振荡器结构简单，频率稳定性好，易于片内集成，使用广泛；晶体振荡器具有很高的精度和非常优秀的温度系数，但是占用面积极大、功耗高，不能集成；张弛振荡器需要额外的电流基准，精度及温度系数依赖于电流基准，占用面积大。并且，现有的振荡器频点单一，一般一个振荡器只有一个频点，在一个系统中若要使用多个不同频率的时钟就要集成多个振荡器，这样会使得振荡器占用芯片面积较大，不利于芯片系统的集成。

图1是传统的RC振荡器结构，包括两个比较器、一个RS触发器、充电和放电电流源Ibias，其工作原理如下：当电容Ca上的电压高于Vhigh时，Q端信号使开关S2闭合，对电容Ca进行放电，当电容Ca上的电压低于Vlow时，比较器COM2发生翻转，RS触发器使S1闭合，S2打开，对电容Ca进行充电。如此往复循环，从而产生振荡信号。由振荡器的工作原理可知，振荡器频率受电流大小、比较器和RS触发器的延时等因素的影响。该振荡器的频率精度差，并且只有一个频点，对于系统在不同的应用场景需要不同频率的时钟的情况下，需要内置多个不同频率的时钟，占用较大的面积，不便于系统集成。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多频点RC振荡器，旨在为芯片系统提供不同频率的时钟。

为实现上述目的，本发明提供一种多频点RC振荡器，所述振荡器包括选频模块、充放电模块、传输门模块以及比较输出模块，所述选频模块通过第一开关连接于充放电模块和所述传输门模块，所述选频模块和所述充放电模块通过所述传输门模块连接于所述比较输出模块；

所述选频模块包括多个电阻以及连接于多个所述电阻的选择器，所述选择器根据接收到的选频信号接通多个电阻中的部分电阻或者所有电阻，以输出不同的第一电压至所述传输门模块；

所述充放电模块还通过第二开关连接于所述传输门模块，所述传输门模块将选频模块输出的第一电压和充放电模块连接的第一电流源端的第二电压分别输出至比较输出模块，与充放电模块中的电容电压进行比较，所述比较输出模块输出的比较结果分别接通/断开所述第一开关和所述第二开关，使得所述充放电模块重复进行充电/放电，以使比较输出模块输出振荡信号。

优选地，所述传输门模块包括第一传输门和第二传输门；所述第一传输门包括第一NMOS管和第一PMOS管，所述第二传输门包括第二NMOS管和第二PMOS管；

所述第一PMOS管的栅极和所述第二NMOS管的栅极分别连接于所述第一开关；所述第一NMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极分别连接于所述第二开关；

所述第一NMOS管的漏极和所述第一PMOS管的源极连接于所述选频模块以接收所述第一电压，所述第二NMOS管的漏极和所述第二PMOS管的源极连接于所述充放电模块以接收所述第二电压；所述第一NMOS管的源极、所述第二NMOS管的源极、第一PMOS管的漏极和所述第二PMOS管的漏极连接于所述比较输出模块，所述传输门模块接通第一电压或第二电压以与所述充放电模块中的电容电压进行比较。