[发明专利]基于单比较器的低温漂振荡器及低温漂时钟信号生成方法

说明书

本公开提供了一种基于单比较器的低温漂振荡器及低温漂时钟信号生成方法，其中，该低温漂振荡器包括：单比较器振荡电路模块和充电电流生成模块；单比较器振荡电路模块包括：比较器、第一电容充放电回路和第二电容充放电回路；比较器，用于根据第一电容充放电回路和第二电容充放电回路在第n‑1振荡周期的同一时序中的各自状态，生成用于第n振荡周期的第n低温漂时钟信号；第一电容充放电回路和第二电容充放电回路，用于根据阈值电压、充电电流和第n低温漂时钟信号，通过充放电实现处于充电状态或断开状态；充电电流生成模块用于根据第n低温漂时钟信号，将充电电流传输到第一电容充放电回路和第二电容充放电回路。

技术领域

本公开涉及模拟电路技术领域，尤其涉及一种基于单比较器的低温漂振荡器及低温漂时钟信号生成方法。

背景技术

随着通讯、物联网、传感器和生物医学等领域的不断发展，对片上系统芯片的要求也越高，相关领域需要芯片向更低成本、更低功耗以及更稳定的方向发展。由此，需要为芯片相关的系统提供一个性能稳定可靠的高精度时钟模块。并且，随着半导体工艺水平的进步，装置趋向于由分立器件向单片集成发展，将片外振荡器变为以片内集成的形式还可以实现能大幅减少成本，降低功耗等，因此，对片上可集成的时钟源器件的需求不断扩大。例如，在生物移植芯片、无线传感器、物联网控制芯片等相关装置中，需要使用低成本，低功耗的SoC(System on Chip，系统级芯片)。然而，未加入补偿技术的振荡器输出频率稳定性易受温度影响，频率波动很大，无法生成系统所需的参考时钟信号。相关的补偿技术有：斩波、平均电压反馈、偏移抵消和采用低温漂基准电压电流模块补偿温度漂移等技术。加入补偿技术的振荡器在降低温度对输出频率稳定性的影响的同时，需要增加较大设计面积与功耗开销。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种基于单比较器的低温漂振荡器及低温漂时钟信号生成方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

本公开的一个方面，提供了一种基于单比较器的低温漂振荡器，上述振荡器包括：单比较器振荡电路模块和充电电流生成模块。

上述单比较器振荡电路模块包括：比较器、第一电容充放电回路和第二电容充放电回路，其中，上述第一电容充放电回路和上述第二电容充放电回路的电路结构相同。

上述比较器，用于根据上述第一电容充放电回路和上述第二电容充放电回路在第n-1振荡周期的同一时序中的各自状态，生成用于第n振荡周期的第n低温漂时钟信号，其中n为大于1的整数。

上述第一电容充放电回路，用于根据阈值电压、充电电流和上述第n低温漂时钟信号，通过充放电实现处于充电状态或断开状态，其中，在一个振荡周期中，处于充电状态和断开状态的时长相等。

上述第二电容充放电回路，用于根据上述阈值电压、上述充电电流和上述第n低温漂时钟信号，通过充放电实现处于充电状态或断开状态，其中，在一个振荡周期中，处于充电状态和断开状态的时长相等。

上述充电电流生成模块，用于基于上述阈值电压，生成上述充电电流；以及根据上述第n低温漂时钟信号，将上述充电电流传输到上述第一电容充放电回路和上述第二电容充放电回路。

根据本公开的实施例，低温漂振荡器还包括：分频网络。

上述分频网络，用于根据上述低温漂时钟信号，生成控制信号控制上述充电电流生成模块传输上述充电电流，其中，上述控制信号的周期为上述低温漂时钟信号的2倍。

根据本公开的实施例，上述低温漂时钟信号包括：第一低温漂时钟信号和第二低温漂时钟信号。

上述第一低温漂时钟信号和上述第二低温漂时钟信号在一个上述振荡周期的同一时序中的电平状态相反。

根据本公开的实施例，上述第一电容充放电回路包括：第一nmos管、第一电容和第一开关。