触发器及振荡系统的制作方法

文档序号:11623132阅读:173来源:国知局
触发器及振荡系统的制造方法与工艺

本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种触发器及振荡系统。



背景技术:

传统的施密特触发器在翻转中间态会产生非常大的尖峰电流,这一特性导致触发器的平均功耗变高。而且由于尖峰电流影响,导致ldo(lowdropoutregulator,低压差线性稳压器)输出发生跳变,从而干扰到其它电路模块。

在晶体振荡器应用中,为了增加振荡器的噪声容限,常见的办法就是在振荡器输出增加施密特触发器。但是由于振荡器的输出一般为近似的非满摆幅的正弦波,因此传统的施密特触发器功耗会非常的大。其次,由于传统的施密特触发器正反馈比较强烈,导致迟滞区间非常大,若振荡器的幅度过小,将无时钟的输出。并且传统的施密特触发器,向上、向下的阈值电压随工艺变化明显,且其翻转的中间点约为二分之一电源电压,从而导致时钟的占空比不易控制。再加上晶体振荡器在振荡稳定后,振荡器输入端的中点电压会下降从而更加恶化输出时钟的占空比。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提出一种触发器,具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

本发明的另一个目的在于提出一种振荡系统。

为了实现上述目的,本发明第一方面的实施例提出了一种触发器,包括:第一电压输入端;偏置电压输入端;第一偏置管,所述第一偏置管包括第一端、第二端和控制端,所述第一偏置管的控制端与所述偏置电压输入端相连,所述第一偏置管被配置为对与所述触发器相连的外接装置的第一部件的缩放比例为n,所述n大于0;比较管,所述比较管包括第一端、第二端和控制端,所述比较管的控制端与所述第一电压输入端相连,所述比较管被配置为对与所述触发器相连的所述外接装置的第二部件的缩放比例为所述n;第一开关管和第二开关管,所述第一开关管和第二开关管分别包括第一端、第二端和控制端,其中,所述第一开关管的控制端与所述第一电压输入端相连,所述第一开关管的第一端与所述第 一偏置管的第二端相连,所述第二开关管的第一端与所述第一偏置管的第二端相连;分流管,所述分流管包括第一端、第二端和控制端,所述分流管的控制端与所述第一电压输入端相连,所述分流管的第二端与所述第二开关管的第二端相连,所述分流管的第一端与所述比较管的第一端相连,所述分流管被配置为对所述比较管的放大比例为m,所述m大于0;以及所述电压输出端分别与所述第一开关管的第二端、所述第二开关管的控制端及所述比较管的第二端相连。

根据本发明实施例的触发器,其偏置管、比较管分别对振荡器的第一mos管(偏置管)、第二mos管进行等比例的缩放,来确定翻转的中点电压。然后再通过设置分流管与比较管的比例来调节触发器的迟滞特性和调节振荡器输出时钟的占空比,最终获得高噪声容限、占空比接近50%的时钟输出。因此,可以降低触发器的功耗,消除尖峰电流对其它模块的干扰,容易控制迟滞区间,尤其对电流镜结构晶体振荡器的占空比有非常好的修正作用,即具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

另外,根据本发明上述实施例的触发器还可以具有如下附加的技术特征:

在一些示例中,所述外接装置为晶体振荡器,所述第一部件为所述晶体振荡器的第一mos管,所述第二部件为所述晶体振荡器的第二mos管。

在一些示例中,所述外接装置为所述晶体振荡器的偏置电压产生电路,所述第一偏置部件为所述偏置电压产生电路的电流偏置管,所述第二部件为所述偏置电压产生电路的电压偏置管。

在一些示例中,所述偏置管、所述第一开关管和所述第二开关管均为n沟道mos管。

在一些示例中,所述比较管和所述分流管均为p沟道mos管。

本发明第二发明的实施例还提出了一种振荡系统,包括:振荡器;和触发器,所述触发器为本发明上述实施例所述的触发器,所述触发器的第一电压输入端与所述振荡器的电压输入端相连。

根据本发明实施例的振荡系统,其中触发器的偏置管、比较管分别对振荡器的第一mos管(偏置管)、第二mos管进行等比例的缩放,来确定翻转的中点电压。然后再通过设置分流管与比较管的比例来调节触发器的迟滞特性和调节振荡器输出时钟的占空比,最终获得高噪声容限、占空比接近50%的时钟输出。因此,可以降低触发器的功耗,消除尖峰电流对其它模块的干扰,容易控制迟滞区间,尤其对电流镜结构晶体振荡器的占空比有非常好的修正作用,即具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

另外,根据本发明上述实施例的振荡系统还可以具有如下附加的技术特征:

在一些示例中,当所述振荡器的电压输入端的电压为低电平信号时,所述第一开关管导通,所述比较管关断,所述触发器输出高电平信号,所述第二开关管关断;当所述振荡 器的电压输入端的电压上升至第一电压时,所述触发器输出低电平信号,所述第二开关管导通,所述分流管对所述比较管进行分流;当所述振荡器的电压输入端的电压上升至第二电压时,所述第一开关管关断,所述分流管对所述第一偏置管进行分流,其中,所述第二电压大于所述第一电压;当所述振荡器的电压输入端的电压由所述第二电压逐渐降低时,所述第一开关管导通,所述分流管对所述比较管进行分流以降低所述比较管的翻转电压。

在一些示例中,还包括:反馈电阻,所述反馈电阻的一端与所述振荡器的电压输入端相连,另一端分别与所述振荡器的电压输出端和所述振荡器的第二mos管的的漏极相连。

在一些示例中,所述振荡系统为晶体振荡系统,所述振荡器为晶体振荡器。

在一些示例中,所述晶体振荡器为双输入端晶体振荡器或单输入端晶体振荡器。

在一些示例中,所述单输入端晶体振荡器包括偏置电压产生电路。

在一些示例中,所述偏置电压产生电路包括电压偏置管及电流偏置管,所述电压偏置管及电流偏置管分别包括控制端、第一端和第二端,其中,所述电压偏置管的控制端与所述电流偏置管的第二端相连,并通过反馈电阻与所述单输入端晶体振荡器的电压输入端相连,所述电压偏置管的第一端分别与所述单输入端晶体振荡器的第二mos管的的漏极及所述触发器的比较管的第一端相连,所述电压偏置管的第二端与所述电流偏置管的第二端相连;所述电流偏置管的控制端分别与所述单输入端晶体第一mos管的控制端及所述触发器的第一偏置管的控制端相连,所述电流偏置管的第一端分别与所述单输入端晶体第一mos管的源极及所述触发器的第一偏置管的第一端相连,所述电流偏置管的第二端与所述电压偏置管的第二端相连,并通过所述反馈电阻与所述单输入端晶体振荡器的电压输入端相连,其中,所述触发器的比较管被配置为对所述电压偏置管的缩放比例为n1,所述n1大于0,所述触发器的偏置管被配置为对所述电流偏置管的缩放比例为n2,其中,所述n2大于0,且所述n1大于n2。

在一些示例中,所述晶体振荡器包括:幅度检测及调节电路,幅度检测及调节电路,所述幅度检测电路的一端分别与所述晶体振荡器的电压输入端及所述晶体振荡器的第二mos管的栅极相连,所述幅度检测及调节电路的另一端与所述晶体第一mos管的栅极相连,以检测并调整所述晶体振荡器振荡后的幅度。

在一些示例中,当所述晶体振荡器的电压输入端没有振幅时,所述幅度检测晶体电路输出恒定的直流电压,以根据所述直流电压分别为所述晶体第一mos管的栅极和所述触发器的第一偏置管的控制端提供偏置电压;当所述晶体振荡器的电压输入端的振幅逐渐升高时,所述幅度检测及调节电路输出的所述直流电压也随之升高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本发明一个实施例的触发器的电路原理图;

图2是根据本发明一个实施例的采用双引脚晶体振荡器的振荡系统的电路原理图;

图3是根据本发明一个实施例的采用单引脚晶体振荡器的振荡系统的电路原理图;

图4是根据本发明一个实施例的采用带幅度检测电路的双引脚晶体振荡器的振荡系统的电路原理图;以及

图5是根据本发明一个实施例的采用开环比较器结构的振荡系统的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的触发器及振荡系统。

图1是根据本发明一个实施例的触发器的电路原理图。如图1所示,该触发器包括:第一电压输入端、偏置电压输入端、第一偏置管、比较管、第一开关管、第二开关管、分流管和电压输出端。

其中,第一偏置管包括第一端(如mos管的源极)、第二端(如mos管的漏极)和控制端(如mos管的栅极),第一偏置管的控制端与偏置电压输入端相连,第一偏置管被配置为对与触发器相连的外接装置的第一部件的缩放比例为n,n大于0;比较管包括第一端、第二端和控制端,比较管的控制端与第一电压输入端相连,比较管被配置为对与触发器相连的外接装置的第二部件的缩放比例为n;第一开关管和第二开关管分别包括第一端、第二端和控制端,其中,第一开关管的控制端与第一电压输入端相连,第一开关管的第一端与第一偏置管的第二端相连,第二开关管的第一端与第一偏置管的第二端相连;分流管包括第一端、第二端和控制端,分流管的控制端与第一电压输入端相连,分流管的第二端与第二开关管的第二端相连,分流管的第一端与比较管的第一端相连,分流管被配置为对比较管的放大比例为m,m大于0;电压输出端分别与第一开关管的第二端、第二开关管的控制端及比较管的第二端相连。

其中,在本发明的一个实施例中,外界装置例如为晶体振荡器,第一部件为该晶体振荡器的第一mos管,第二部件部件为晶体振荡器的第二mos管。例如图1所示,第一mos 管即为图1中的m2,第二mos管即为图1中的m1。基于此,结合图1所示,第一偏置管被配置为相对于图1所示的第一mos管m2(例如偏置管)的缩放比例为n,触发器的比较管被配置为相对于图1中所示的晶体振荡器的第二mos管m1的栅极与漏极之间的等效电阻的缩放比例为n。进一步地,在本发明的另一个实施例中,第一部件也可以为上述晶体振荡器的偏置电压产生电路的电流偏置管,第二部件例如为偏置电压产生电路的电压偏置管。

根据本发明实施例的触发器,其偏置管、比较管分别对第一mos管、负阻管进行等比例的缩放,来确定翻转的中点电压。然后再通过设置分流管与比较管的比例来调节触发器的迟滞特性和调节振荡器输出时钟的占空比,最终获得高噪声容限、占空比接近50%的时钟输出。因此,可以降低触发器的功耗,消除尖峰电流对其它模块的干扰,容易控制迟滞区间,尤其对电流镜结构晶体振荡器的占空比有非常好的修正作用,即具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

具体地,在图1所示的示例中,例如,触发器为施密特触发器,该施密特触发器与一个晶体振荡器相连,即与施密特触发器相连的外接装置的第一部件为晶体第一mos管m2,第二部件为晶体振荡器的第二mos管第二mos管m1。其中,结合图1所示,该施密特触发器包括:第一电压输入端1、偏置电压输入端2、第一偏置管m5、比较管m3、第一开关管m4、第二开关管m6、分流管m7及电压输出端v0。

第一偏置管m5的控制端与偏置电压输入端2相连,第一偏置管m5被配置为对与该施密特触发器相连的晶体第一mos管m2的缩放比例为n,n为大于0的小数或整数。比较管m3包括第一端、第二端和控制端,其控制端(例如栅极)与第一电压输入端1相连,比较管m3被配置为对与该施密特触发器相连的晶体振荡器的第一mos管第二mos管m1的缩放比例为n,其中,n为大于0的小数或整数。

具体地说,结合图1,晶体第一mos管m2通过电压vb产生一个电流并通过反馈电阻rf为晶体振荡器的第二mos管m1进行偏置。此时晶体振荡器输入端电压vxi和输出端电压vxo的直流电压一致,该电压也即晶体振荡器的翻转电压。

另一方面,在该示例中,施密特触发器的第一偏置管m5和比较管m3分别对晶体第一mos管m2和第二mos管m1同比缩放n倍,因此施密特触发器的翻转电压与晶体振荡器的翻转电压是一致的,而且与工艺无关,即对工艺不敏感。同时由于第一偏置管m5和比较管m3分别对晶体第一mos管m2和第二mos管m1缩放了n倍,也即施密特触发器的功耗降低了n倍,因而使得施密特触发器的功耗可控,并可做到极低。

第一开关管m4和第二开关管m6分别包括第一端、第二端和控制端,第一开关管m4的控制端与第一电压输入端1相连,第一开关管m4的第一端与第一偏置管m5的第二端相连,第二开关管m6的第一端与第一偏置管m5的第二端相连。在一些示例中,第一偏置管m5、第一 开关管m4和第二开关管m6均为n沟道mos管,则第一端即为mos管的源极,第二端即为mos管的漏极,控制端即为mos管的栅极。

分流管m7包括第一端、第二端和控制端,所述分流管的控制端,分流管m7的控制端与第一电压输入端1相连,分流管m7的第二端与第二开关管m6的第二端相连,分流管m7的第一端与比较管m3的第一端相连,分流管m7被配置为对比较管m3的放大比例为m,m为大于0的小数或整数。其中,在一些示例中,比较管m3和分流管m7均为p沟道mos管,则第一端即为mos管的源极,第二端即为mos管的漏极,控制端即为mos管的栅极。

电压输出端v0分别与第一开关管m4的第二端、第二开关管m6的控制端以及比较管m3的第二端相连。

为了便于理解,以下结合图1对该施密特触发器的具体电路原理进行描述。结合图1,假设初始时刻晶体振荡器的输入端电压vxi为低电平,此时第一开关管m4导通,比较管m3不开启,此时施密特触发器的电压输出端v0为1,第二开关管m6断开。然后,晶体振荡器的输入端电压vxi逐渐变高,比较管m3逐渐向下抽电流,当达到翻转电压时,施密特触发器电压输出端v0为0,此时第二开关管m6导通,分流器m7分流流经比较管m3的电流。进一步地,晶体振荡器的输入端电压vxi继续升高,直至第一开关管m4断开,第一偏置管m5的电流全部流经分流管m7。

随后,晶体振荡器的输入端电压vxi逐渐降低,第一开关管m4导通,由于分流器m7分流比较管m3的电流,从而使比较管m3此时的翻转电压降低,也即vxi要下降到晶体振荡器的翻转电压下,施密特触发器才发生翻转,从而提供了向下的迟滞特性。因此,通过调整分流管m7与比较管m3的比例(如将分流管m7配置为对比较管m3的放大比例为m),即可调节迟滞特性。施密特触发器翻转后的电压输出端v0从0变为1,第二开关管m6断开,之后晶体振荡器的输入端电压vxi继续降低,直至比较管m3不开启,第一偏置管m5进入线性区,从而施密特触发器的电流功耗变为0。因此理想地,施密特触发器只有半个周期有恒定电流功耗,并且无尖峰电流产生,因此该结构的功耗极低且不会干扰到其它电路。此外,由于施密特触发器的输出负载比较小(m6尺寸非常小),因此施密特触发器的输出沿比较陡峭,使得下一级的缓冲器的功耗降低,从而减小了整体的功耗。

此外,当晶体振荡器振荡稳定后,由于晶体振荡器的输入端电压vxi的振荡幅度比较大,因此第二mos管m1工作在大信号状态下,若vxi的中点电压不变,由于非线性将导致流过第二mos管m1的电流变大,最终导致vx0的电压降低。但是由于反馈电阻rf的作用,使得vxi的中点电压下降,以使第二mos管m1的平均电流等于偏置管m2的提供的偏置电流。需要说明的是,由于本发明实施例的施密特触发器的迟滞特性是向下的,因此该迟滞区间正好补偿了因非线性导致vxi中间电压下降的问题,从而修正了振荡器输出的占空比。

综上,根据本发明实施例的施密特触发器,其偏置管、比较管分别对振荡器的第一mos管(如偏置管)、第二mos管进行等比例的缩放,来确定翻转的中点电压。然后再通过设置分流管与比较管的比例来调节施密特触发器的迟滞特性和调节振荡器输出时钟的占空比,最终获得高噪声容限、占空比接近50%的时钟输出。因此,可以降低施密特触发器的功耗,消除尖峰电流对其它模块的干扰,容易控制迟滞区间,尤其对电流镜结构晶体振荡器的占空比有非常好的修正作用,即具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

本发明的进一步实施例还提供了一种振荡系统。

具体地,该晶体振荡系统包括振荡器和触发器。其中,该触发器例如为本发明上述实施例中所描述的触发器,该触发器的第一电压输入端1与振荡器的电压输入端相连。

具体地,该触发器例如为本发明上述实施例中结合图1所描述的施密特触发器。参照图1,当振荡器的电压输入端的电压vxi为低电平信号时,第一开关管m4导通,比较管m3关断,施密特触发器输出高电平信号,第二开关管m6关断。

当振荡器的电压输入端的电压vxi上升至第一电压时,即输入端电压vxi逐渐变高,比较管m3逐渐向下抽电流,当达到翻转电压时,施密特触发器输出低电平信号,第二开关管m6导通,分流管m7对比较管m3进行分流。

当振荡器的电压输入端的电压vxi上升至第二电压时,即输入端电压vxi继续升高,第一开关管m4关断,分流管m7对第一偏置管m5进行分流,其中,第二电压大于第一电压。

当振荡器的电压输入端的电压vxi由第二电压逐渐降低时,第一开关管m4导通,分流管m7对比较管m3进行分流以降低比较管m3的翻转电压,也即vxi要下降到振荡器的翻转电压下,施密特触发器才发生翻转,从而提供了向下的迟滞特性。因此,通过调整分流管m7与比较管m3的比例(如将分流管m7配置为对比较管m3的放大比例为m),即可调节迟滞特性。施密特触发器翻转后的电压输出端v0从0变为1,第二开关管m6断开,之后振荡器的输入端电压vxi继续降低,直至比较管m3不开启,第一偏置管m5进入线性区,从而施密特触发器的电流功耗变为0。因此理想地,施密特触发器只有半个周期有恒定电流功耗,并且无尖峰电流产生,因此该结构的功耗极低且不会干扰到其它电路。此外,由于施密特触发器的输出负载比较小(m6尺寸非常小),因此施密特触发器的输出沿比较陡峭,使得下一级的缓冲器的功耗降低,从而减小了整体的功耗。

此外,本发明实施例的振荡系统例如还包括反馈电阻rf。如图1所示,反馈电阻rf的一端与振荡器的电压输入端相连,另一端分别与振荡器的电压输出端和振荡器的第二mos管m1的漏极相连,其中,当振荡器的电压输出端的电压vx0降低时,反馈电阻rf控制振荡器的电压输入端的中点电压下降,以使振荡器的第二mos管m1的平均电流等于第一mos管m2 的偏置电流。具体地说,当振荡器振荡稳定后,由于振荡器的输入端电压vxi的振荡幅度比较大,因此第二mos管m1工作在大信号状态下,若vxi的中点电压不变,由于非线性将导致流过第二mos管m1的电流变大,最终导致vx0的电压降低。但是由于反馈电阻rf的作用,使得vxi的中点电压下降,以使第二mos管m1的平均电流等于偏置管m2的提供的偏置电流。需要说明的是,由于本发明实施例的施密特触发器的迟滞特性是向下的,因此该迟滞区间正好补偿了因非线性导致vxi中间电压下降的问题,从而修正了振荡器输出的占空比。

在本发明的实施例中,上述的振荡系统例如为晶体振荡系统,上述的振荡器例如为晶体振荡器。更为具体地,晶体振荡器例如为双pin晶体振荡器(双输入端晶体振荡器,即具有两个输入端的晶体振荡器)或单pin晶体振荡器(单输入端晶体振荡器,即具有一个输入端的晶体振荡器)。

以下结合附图,以具体示例对本发明上述实施例的振荡系统进行详细说明。

如图3所示,展示了采用单pin晶体振荡器的振荡系统的电路原理图,单pin晶体振荡器例如为具有偏置电压产生电路的santos晶体振荡器,该santos晶体振荡器为n型输入。偏置电压产生电路包括电压偏置管m8及电流偏置管m9。电压偏置管m8及电流偏置管m9分别包括控制端、第一端和第二端,其中,电压偏置管m8的控制端(栅极)分别与电流偏置管m9的第二端(漏极)相连,并通过反馈电阻rf与单引脚晶体振荡器的电压输入端相连,电压偏置管m8的第一端(源极)分别与单pin晶体振荡器的第二mos管m1的漏极及施密特触发器的比较管m3的第一端相连,电压偏置管m8的第二端与电流偏置管m9的第二端相连;电流偏置管m9的控制端分别与单pin晶体第一mos管m2的栅极及施密特触发器的第一偏置管m5的控制端相连,电流偏置管m9的第一端分别与单pin晶体第一mos管m2的源极及施密特触发器的第一偏置管m5的第一端相连,电流偏置管m9的第二端分别与电压偏置管m8的第二端相连,并通过反馈电阻rf与单引脚晶体振荡器的电压输入端相连,其中,施密特触发器的比较管m3被配置为对电压偏置管m8的缩放比例为n1,n1大于0,施密特触发器的偏置管m5被配置为对电流偏置管m9的缩放比例为n2,其中,n2大于0,且n1大于n2。

具体地说,如图3所示,比较管m3不再镜像第二mos管m1,而是镜像第二mos管m1的电压偏置管m8。而施密特触发器的偏置管m5镜像santos晶体振荡器偏置电压产生电路的电流偏置管m9。这里需要注意,m3与m8的比值为n1,m5比m9的比值为n2,其中n1略大于n2。由于该施密特触发器是向下的迟滞特性,通过让n1略大于n2的设置可以提高施密特触发器的中点翻转电压,从而改善振荡器输出的占空比。

如图2所示,展示了采用双pin晶体振荡器的振荡系统的电路原理图,其中,双pin晶体振荡器例如为pierce晶体振荡器,其为n型输入。更为具体地,如图4所示,展示了一种具有幅度检测及调节电路的pierce晶体振荡器的振荡系统。其中,幅度检测及调节电路的一 端分别与双pin晶体振荡器的电压输入端及双pin晶体振荡器的第二mos管m1的栅极相连,幅度及调节检测电路的另一端与双pin晶体第一mos管m2的栅极相连,以检测并整振荡器振荡后的幅度。其中,当晶体振荡器的电压输入端没有振幅时,幅度检测及调节电路输出恒定的直流电压,以根据直流电压分别为晶体第一mos管的栅极和触发器的第一偏置管的控制端提供偏置电压;当晶体振荡器的电压输入端的振幅逐渐升高时,幅度检测及调节电路输出的直流电压也随之升高。

具体地说,如图4所示,幅度检测及调节电路和pierce晶体振荡器形成幅度控制环路,其目的是为了自适应的控制振荡器振荡稳定后的幅度。该环路的工作原理是:在振荡器输入端vxi没有振幅的时候,幅度检测及调节电路输出一个恒定的直流电压vb以分别提供给晶体第一mos管m2和施密特触发器的第一偏置管m5的栅极偏置电压,然后随着vxi的幅度增加幅度检测及调节电路输出电压vb逐渐升高,随后晶体振荡器的m1的偏置电流也随之减小,从而降低了第二mos管m1等效的负阻,由于m1等效负阻的减小使得晶体振荡器输入端vxi的幅度减小,最终整个环路会将vxi维持在一个比较恒定的振荡幅度。

值得注意的是,由于幅度控制环路使得晶体振荡器的偏置电流减小,间接导致m1管的偏置电压(翻转电压)发生改变,本发明实施例的施密特触发器的偏置电流是和晶体振荡器相关的,因此其占空比、迟滞特性等都不会随着功耗的降低而发生变化,有非常高的鲁棒性。

进一步地,如图5所示的示例中,展示了一种采用高噪声容限的差分输入、单端输出的开环比较器结构的振荡系统,该开环比较器为p型输入。该示例中,为方便功能性的描述,此处认为a=b,则偏置电压vb给电流偏置管m2、m5提供栅压偏置,从而使得m2、m5产生比例为2n:1的偏置电流。这里假设m2的偏置电流为2ib,那么m5的偏置电流为aib/n,此时若正输入端vip的电压大于负输入端vin,那么流过m1的电流大于ib。由于施密特的输入管m3镜像m1的电流因此流过m3的电流大于bib/n,也即大于偏置管m5的偏置电流aib/n,因此该比较器输出高电平(vdd)。同理,如果正输入端电压vip小于负输入端电压vin则比较器输出低电平(vss)。其迟滞特性的原理同图2所示的示例中所描述的一致。这里需要说明的是,为了防止放大器不翻转,a、b和m的关系需要满足,2b(m+1)>a。

综上,根据本发明实施例的振荡系统,其中施密特触发器的第一偏置管、比较管分别对第一mos管、第二mos管进行等比例的缩放,来确定翻转的中点电压。然后再通过设置分流管与比较管的比例来调节触发器(如施密特触发器)的迟滞特性和调节振荡器输出时钟的占空比,最终获得高噪声容限、占空比接近50%的时钟输出。因此,可以降低触发器的功耗,消除尖峰电流对其它模块的干扰,容易控制迟滞区间,尤其对电流镜结构晶体振 荡器的占空比有非常好的修正作用,即具有低功耗、低干扰、迟滞特性可调、修正占空比、对工艺不敏感的优点。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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