[发明专利]一种环形振荡电路、方法以及集成芯片

说明书

本发明公开了一种环形振荡电路、方法以及集成芯片。本发明技术通过根据供电电压对应产生振荡频率，并输出频率信号；获取所述振荡频率，并将所述振荡频率转换为与其相关的等效电阻；使所述等效电阻与一可调电阻进行分压，以输出电压控制信号；将所述电压控制信号与一标准电压进行比较，以输出开关信号，所述开关信号用于控制所述供电电压的大小。如此，将不受工作条件的影响，使得输出频率信号精度高且电路易于集成。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种环形振荡电路、方法以及集成芯片。

背景技术

集成IC高频振荡器的产生电路主要有环形振荡器，LC振荡器，晶体振荡器。其中，环形振荡器的结构简单，易于集成，但是精度很低，受电源、温度、工艺的影响很大；LC振荡器可用的频率范围宽，电路简单灵活，但是集成在IC内部精度不高，而且很占面积，成本较高；晶体振荡器利用其固有振动频率，能有效控制和稳定振荡频率，使输出频率精度高，温漂时漂都很小，但是频率单一不可调，而且必须外置，需要额外的两个引脚与之连接。

现有技术中，环形振荡器的电路结构如图1所示，通过门电路的固有传输延时特性将奇数个反相器首尾相连而成，该电路没有稳态，因为在静态(假定没有振荡时)下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电平，只能处于高、低电平之间，处于放大状态。假定由于某种原因V11产生了微小的正跳变，经过D1的传输延时tpd后，V12产生了一个幅度更大的负跳变，在经过D2的传输延时tpd后，使V13产生更大的正跳变，依次类推，在经过奇数个传输延时(2n+1)*tpd后，在VO产生一个更大的负跳变并反馈到D1的输入端。可见，在经过奇数个(2n+1)*tpd后，V11跳变为低电平，再经过奇数个(2n+1)*tpd后，V11又将跳变为高电平。如此周而复始，便产生自激振荡。

然而，在确定的工作条件(如电源电压、反相器尺寸、温度)下，每个反相器的传输延时是确定的，通过设置反相器的个数(3个到上百个，视实际应用决定)，或者插入阻容元器件，可以得到预期的振荡频率。但在实际工作中，电源电压会有波动，反相器自身特性也具有一定的离散型，温度的变化范围更无法控制，基于以上原因，上述环形振荡器的精度很低。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种环形振荡电路、方法以及集成芯片，能满足高精度且易于集成的要求。

本发明为达上述目的所提出的技术方案如下：

一种环形振荡电路，所述环形振荡电路包括电源控制模块、环形振荡器、频率转换模块，所述电源控制模块与所述环形振荡器电连接，所述频率转换模块的一端与所述电源控制模块电连接，所述频率转换模块的另一端与所述环形振荡器电连接，所述电源控制模块用于控制输出供电电压至所述环形振荡器，所述环形振荡器用于在所述电源控制模块输出的供电电压下产生振荡频率，并输出频率信号，所述频率转换模块用于将所述环形振荡器的振荡频率转换为等效电阻，以通过电阻分压产生电压控制信号，所述电压控制信号用于控制所述电源控制模块输出至所述环形振荡器的供电电压。

进一步地，所述电源控制模块用于将所述电压控制信号与一标准电压进行比较，以产生一开关信号，所述开关信号用于控制输出至所述环形振荡器的供电电压的大小。

进一步地，所述电源控制模块包括比较器，第一电子开关及电源，所述比较器的同相输入端与芯片内部基准电压电连接，所述比较器的反相输入端与所述频率转换模块电连接，所述比较器的输出端与所述第一电子开关的第一端电连接，所述第一电子开关的第二端与所述电源电连接，所述第一电子开关的第三端与所述环形振荡器电连接。

进一步地，所述环形振荡器包括第一反相器、第二反相器、第三反相器，这三个反相器依次串联连接，且其电源端均电连接于所述第一电子开关的第三端，所述第一反相器的输入端与第三反相器的输出端电连接，所述第三反相器的输出端用于输出频率信号，所述第一反相器的输入端还与所述频率转换模块电连接。