[发明专利]弛豫振荡器、时钟电路及电子芯片

权利要求书

1.一种弛豫振荡器，其特征在于，包括：高带宽比较器、唤醒电路、阻容元件组和开关电路，唤醒电路分别与开关电路、高带宽比较器和阻容元件组连接，所述阻容元件组包括电容和电阻；

所述唤醒电路，用于根据监测的充电电容的电压满足预设条件时产生唤醒信号以触发高带宽比较器启动工作及触发开关电路将电阻与参考电流源连接，以及当高带宽比较器输出发生翻转时触发唤醒信号失效，并在电容复位后重新充电时再次监测充电电容的电压；

所述开关电路，用于控制电容和电阻与参考电流源连接，以及当高带宽比较器输出发生翻转时，控制电容复位及复位后再次充电；

所述高带宽比较器，用于在唤醒信号使能有效时启动工作，比较充电电容的电压和电阻上产生的参考电压并输出比较结果，当比较结果发生翻转时，电容复位到低电平完成一个周期。

2.一种弛豫振荡器，其特征在于，包括：高带宽比较器、唤醒电路、阻容元件组和开关电路，唤醒电路分别与开关电路、高带宽比较器和阻容元件组连接，所述阻容元件组包括电阻、第一电容和第二电容，弛豫振荡器一个周期包括如下四个阶段：

在第一阶段，第一电容作为充电电容从低电平开始充电，初始完全充电或者前一周期完全充电的第二电容与电阻连接形成放电回路，所述唤醒电路监测第一电容的电压与第二电容的电压，当第一电容电压大于第二电容电压时产生唤醒信号，以触发高带宽比较器启动工作及触发开关电路将电阻与第二电容断开连接并与参考电流源连接，进入第二阶段；

在第二阶段，唤醒电路与第一电容、第二电容及电阻均断开连接，第一电容作为充电电容继续充电，电阻与参考电流源连接，高带宽比较器比较第一电容的电压与电阻上产生的参考电压并输出比较结果，当高带宽比较器输出发生翻转时，进入第三阶段；

在第三阶段，当高带宽比较器输出发生翻转后，唤醒电路重新与第一电容和第二电容连接，第二电容作为充电电容从低电平开始充电，第二阶段完全充电的第一电容与电阻连接形成放电回路，当第二电容电压大于第一电容电压时唤醒电路产生唤醒信号，以触发高带宽比较器启动工作及触发开关电路将电阻与第一电容断开连接并与参考电流源连接，进入第四阶段；

在第四阶段，唤醒电路与第一电容、第二电容及电阻均断开连接，第二电容作为充电电容继续充电，电阻与参考电流源连接，高带宽比较器比较第二电容的电压与电阻上产生的参考电压并输出比较结果，当高带宽比较器输出发生翻转时，重复进入第一阶段。

3.根据权利要求2所述的弛豫振荡器，其特征在于，所述唤醒电路为低功耗比较器。

4.根据权利要求3所述的弛豫振荡器，其特征在于，还包括：

第一触发器，与高带宽比较器输出端连接，用于引入正反馈加速高带宽比较器翻转过程，并锁存翻转后的输出结果；

第二触发器，与低功耗比较器输出端连接，用于引入正反馈加速低功耗比较器翻转过程，并锁存翻转后的输出结果。

5.根据权利要求4所述的弛豫振荡器，其特征在于，所述第一触发器和第二触发器中的每一个均包括依次连接的第一反相器、传输门和第二反相器，传输门的使能信号相对对应的比较器的使能信号延迟变化，以屏蔽比较器输出的毛刺。

6.根据权利要求3所述的弛豫振荡器，其特征在于，所述高带宽比较器和低功耗比较器具有相同的电路结构，高带宽比较器的偏置电流大于低功耗比较器的偏置电流。

7.根据权利要求2所述的弛豫振荡器，其特征在于，所述开关电路包括斩波开关和电流重定向开关，

所述斩波开关，用于切换电阻、第一电容和第二电容与高带宽比较器和唤醒电路的连接方式；

所述电流重定向开关，用于切换电阻、第一电容和第二电容的充放电。

8.根据权利要求2所述的弛豫振荡器，其特征在于，还包括逻辑电路，用于根据高带宽比较器和唤醒电路的输出产生数字逻辑控制信号，以控制使能高带宽比较器、唤醒电路和开关电路。