数字rc振荡器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种数字RC振荡器，包括电压产生模块、OSC输出模块、可变电容Cx、可变电阻Rx以及MCU微控制器；电压产生模块用于与可变电阻Rx共同协作产生充放电电流对可变电容Cx进行充放电，以产生一个交变的电压VB，输入到OSC输出模块；OSC输出模块利用上述输入的电压VB，产生RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN，并反馈控制电压产生模块对可变电容Cx的充放电；MCU用于设置可变电容Cx、可变电阻Rx的值以使RC振荡器获得相应的输出频率值。本实用新型具有频率精准，不易受环境温度、工艺偏差、电源电压变化影响，容易集成于SoC片上单芯片系统等特点。
【专利说明】数字RC振荡器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体集成电路，尤其是一种RC振荡器。
【背景技术】
[0002]RC振荡器的原理是一个稳定电流对一个电容充电，电容上下极板电压之差(实际上电容下极板接地，所以上下极板电压差就是上极板的电压)与两个标准电压进行比较，所以上极板的电压在时间参数上表现为一组三角波，三角波的波峰波谷值分别为两个标准电压，三角波的上升时间可以表示为
[0003]
【权利要求】
1.一种数字RC振荡器,其特征在于:包括电压产生模块(11)、0SC输出模块(12)、可变电容Cx、可变电阻Rx以及MCU微控制器； 电压产生模块(11)用于与可变电阻Rx共同协作产生充放电电流对可变电容Cx进行充放电，以产生一个交变的电压VB，输入到OSC输出模块(12) ;0SC输出模块(12)利用上述输入的电压VB,产生RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN,并反馈控制电压产生模块(11)对可变电容Cx的充放电；MCU用于设置可变电容Cx、可变电阻Rx的值以使RC振荡器获得相应的输出频率值。
2.如权利要求1所述的数字RC振荡器，其特征在于: 电压产生模块(11)包括启动电 路、电流产生及偏置电路以及电流充放电电路；启动电路包括PMOS管Mlp、M2p，NMOS管Μ0η、Μ1η、Μ2η ；电流产生及偏置电路包括PMOS管M3p、M4p、M5p、M6p、M7p、M8p、M9p、MlOp 和 NMOS 管 M3n、M4n、M5n、M6n、M7n、M8n、M9n ；电流充放电电路包括 PMOS 管 Mllp、M12p、M13p、M14p 和 NMOS 管 MIOn、Mlln、M13n、M14n ； Mlp的源极接正电源，栅极接自身漏极以及M2p的源极；M2p的栅极接自身漏极、MOn栅极以及Mln的漏极和栅极；Μ1η的源极接M2n的栅极和漏极；M2n源极接地；Μ0η的漏极接正电源； M3p和M5p的源极接正电源，栅极对接；M3p的漏极接M4p的源极，M5p的漏极接自身栅极和M6p的源极；M4p和M6p的栅极对接；M4p的漏极接MOn的源极、M3n的漏极和栅极；M6p的漏极接自身栅极、M5n的漏极；M3n和M5n的栅极对接；M3n的源极接M4n的漏极和栅极，M5n的源极接M6n的漏极；M4n和M6n的栅极对接；M4n的源极接地； M7p和M9p的源极接正电源，栅极对接；M7p的漏极接自身栅极和M8p源极，M9p的漏极接MlOp的源极；M8p和MlOp的栅极对接；M8p的漏极接自身栅极和M7n的漏极，M7n的栅极接M5n的栅极，M7n的源极接M8n的漏极；M8n的栅极接M6n的栅极，M8n的源极接M6n的源极；M10p的漏极接M9n的漏极和栅极，M9n的源极接地； MSn的源极和M6n的源极连接的节点用于连接一端接地的可变电阻Rx的另一端； Mllp和M12p的源极接正电源，栅极对接；Μ11ρ的漏极接自身栅极和MlOn漏极，MlOn的栅极接M9n的栅极，MlOn的源极接地；M12p的漏极接M13n的漏极和M14p的源极；Μ11η的栅极接MlOn的栅极，Mlln的源极接地，Mlln的漏极接M13p的漏极和M14n的源极；M13n源极、M14p漏极、M13p源极、M14n漏极接在一起并连接一端接地的可变电容Cx的另一端，输出充放电电流对可变电容Cx进行充放电，产生一个电压VB ； M14p栅极和M13n栅极分别受控于RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN ；M14n栅极和M13p栅极分别受控于RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN。
3.如权利要求1所述的数字RC振荡器，其特征在于: 电压产生模块(11)包括包括启动电路、电流产生及偏置电路以及电流充放电电路；启动电路包括PMOS管Mlp、M2p，NMOS管Μ0η、Μ1η、Μ2η ；电流产生及偏置电路包括PMOS管M3p、M4p、M5p、M6p、M7p、M8p、M9p、M10p 和 NMOS 管 M3n、M5n、M7n、M9n，以及 PNP 三极管 Ql 和 Q2 ；电流充放电电路包括 PMOS 管 Mllp、M12p、M13p、M14p 和 NMOS 管 MIOn、Mlln、M13n、M14n ；Mlp的源极接正电源，栅极接自身漏极以及M2p的源极；M2p的栅极接自身漏极、MOn栅极以及Mln的漏极和栅极；Μ1η的源极接M2n的栅极和漏极；M2n源极接地；Μ0η的漏极接正电源；M3p和M5p的源极接正电源，栅极对接；M3p的漏极接M4p的源极，M5p的漏极接自身栅极和M6p的源极；M4p和M6p的栅极对接；M4p的漏极接MOn的源极、M3n的漏极和栅极；M6p的漏极接自身栅极、M5n的漏极；M3n和M5n的栅极对接；M3n的源极接Ql的集电极，Ql的基极和发射极接地； M7p和M9p的源极接正电源，栅极对接；M7p的漏极接自身栅极和M8p源极，M9p的漏极接MlOp的源极；M8p和MlOp的栅极对接；M8p的漏极接自身栅极和M7n的漏极，M7n的栅极接M5n的栅极，M7n的源极接M5n的源极；M10p的漏极接M9n的漏极和栅极，M9n的源极接地；Q2的基极和发射极接地； M7n的源极和M5n的源极连接的节点用于连接可变电阻Rx的一端，Q2的集电极用于连接可变电阻Rx的另一端； Mllp和M12p的源极接正电源，栅极对接；Μ11ρ的漏极接自身栅极和MlOn漏极，MlOn的栅极接M9n的栅极，MlOn的源极接地；M12p的漏极接M13n的漏极和M14p的源极；Μ11η的栅极接MlOn的栅极，Mlln的源极接地，Mlln的漏极接M13p的漏极和M14n的源极；M13n源极、M14p漏极、M13p源极、M14n漏极接在一起并连接一端接地的可变电容Cx的另一端，输出充放电电流对可变电容Cx进行充放电，产生一个电压VB ； M14p栅极和M13n栅极分别受控于RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN ；M14n栅极和M13p栅极分别受控于RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN。
4.如权利要求2或3所述的数字RC振荡器，其特征在于: 可变电容Cx采用由控制字C[m:0]控制电容值的可变电容阵列；可变电阻Rx采用由控制字R[n:0]控制电阻值的可变电阻阵列。
5.如权利要求4所述的数字RC振荡器，其特征在于: OSC输出模块(12)包括两个比较器Ul和U2以及一个RS触发器U3 ;比较器Ul的同相输入端接参考电压VREFl，反相输入端接电压VB ;比较器U2的反相输入端接参考电压VREF2，同相输入端接电压VB ；VREF2大于VREFl ；比较器Ul的输出端接U3的S端，比较器U2的输出端接U3的R端,U3的Q端和Q端分别输出RC振荡器输出信号的同相信号Q和反相信号QN。
【文档编号】H03B5/20GK203775142SQ201420111580
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】于云丰, 黄伟, 潘文光, 肖时茂 申请人:无锡中科微电子工业技术研究院有限责任公司