低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法与流程

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法。

背景技术：

1、振荡器(oscillator)作为集成电路中的重要模块，其频率精度和温漂是关键参数。常温下的频率精度可以通过修调(trim)来调整，但温度变化引起的振荡器频率变化(温漂)无法通过修调来消除。电路中标准参考电压，标准参考电流，电容，电阻等参数，以及比较器的延时，充放电开关的延时都会随温度的变化而变化，这些变化共同影响了振荡器的频率。

2、在高频应用，通常采用锁相环(pll)的方式，将低频振荡器产生的信号倍频到高频。锁相环稳定后不会产生误差，这样就可以得到相对高精度的高频振荡器。但是锁相环电路成本较高，这种低频振荡加锁相环的架构没有被广泛的应用。

3、因此，如何提出一种适用于高频应用的低温漂、高精度、低成本的振荡器，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法，用于解决现有技术中高频应用的低温漂振荡器成本高的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低温漂振荡电路，所述低温漂振荡电路至少包括：

3、低频振荡模块、高频振荡模块及锁频控制模块；

4、所述低频振荡模块基于低温漂器件产生低温漂的低频振荡信号；

5、所述高频振荡模块的控制端连接于所述锁频控制模块的输出端，用于产生高频振荡信号，并基于所述锁频控制模块输出的误差信号调节所述高频振荡信号的频率，使得所述高频振荡信号的频率达到预设值；

6、所述锁频控制模块接收所述低频振荡信号及所述高频振荡信号，以所述低频振荡信号为基准，产生所述高频振荡信号的频率与所述预设值的误差信号。

7、可选地，所述低频振荡模块包括充电电流产生单元、第一电容、放电单元及低频振荡信号产生单元，其中，所述第一电容为低温漂电容；

8、所述充电电流产生单元基于参考电压产生充电电流；

9、所述第一电容的上极板连接于所述充电电流产生单元的输出端，下极板接地；

10、所述放电单元并联于所述第一电容两端，为所述第一电容提供放电通路；

11、所述低频振荡信号产生单元连接于所述第一电容的上极板，将所述第一电容上的电压与所述参考电压进行比较，当所述第一电容上的电压小于所述参考电压时关断所述放电单元，当所述第一电容上的电压大于所述参考电压时导通所述放电单元，通过控制所述第一电容的充放电产生所述低频振荡信号。

12、可选地，所述充电电流产生单元包括运算放大器、功率管、电阻及电流镜，其中，所述电阻为低温漂电阻；

13、所述运算放大器的正相输入端接收所述参考电压，反相输入端连接所述电阻的第一端；所述电阻的第二端接地；

14、所述功率管的源极连接所述电阻的第一端，栅极连接所述运算放大器的输出端，基于所述运算放大器的输出信号调整流经所述电阻的电流；

15、所述电流镜的第一端连接所述功率管的漏极，第二端输出所述充电电流。

16、更可选地，所述放电单元包括开关管，所述开关管并联于所述第一电容两端，控制端连接所述低频振荡信号产生单元。

17、更可选地，所述低频振荡信号产生单元包括比较器及d触发器；

18、所述比较器的第一输入端连接所述第一电容的上极板，第二输入端连接所述参考电压，输出比较结果，基于所述比较结果控制所述放电单元；

19、所述d触发器的时钟端连接所述比较结果，数据输入端与反相数据输出端连接，正相数据输出端输出所述低频振荡信号。

20、可选地，所述高频振荡模块包括第一可控电流源、第二可控电流源、第二电容及压控振荡器；

21、所述第一可控电流源与所述第二可控电流源依次串联在供电电源和地之间，控制端连接所述锁频控制模块的输出端；所述第二电容的上极板连接所述第一可控电流源与所述第二可控电流源的第二端，下极板接地；基于所述误差信号调整所述第二电容上的电压；

22、所述压控振荡器的输入端连接所述第二电容的上极板，基于所述第二电容上的电压产生相应频率的所述高频振荡信号。

23、可选地，所述锁频控制模块包括分频器及误差信号产生单元；

24、所述分频器接收分频系数及所述高频振荡信号，基于所述分频系数对所述高频振荡信号进行分频，得到分频信号；

25、所述误差信号产生单元的第一输入端连接所述分频器的输出端，第二输入端接收所述低频振荡信号，得到所述分频信号与所述低频振荡信号的频率差，并作为所述误差信号。

26、更可选地，所述锁频控制模块还包括修调单元，所述修调单元产生经过修调的分频系数，以对所述低温漂振荡电路的频率精度进行调整。

27、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种芯片，所述芯片至少包括：上述的低温漂振荡电路。

28、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种低温漂振荡信号产生方法，所述低温漂振荡信号产生方法至少包括：

29、产生高频振荡信号及低温漂的低频振荡信号；

30、以所述低频振荡信号为基准，产生所述高频振荡信号的频率与预设值的误差信号；

31、基于所述误差信号调节所述高频振荡信号的频率，使得所述高频振荡信号的频率稳定在预设值。

32、可选地，产生所述误差信号的方法包括：

33、对所述高频振荡信号进行分频，得到分频信号；计算所述分频信号与所述低频振荡信号的频率差，并作为所述误差信号。

34、更可选地，所述低温漂振荡信号产生方法还包括对所述高频振荡信号的分频系数进行修调的步骤。

35、如上所述，本发明的低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法，具有以下有益效果：

36、1、本发明的低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法通过电流误差相互抵消的方法及低温漂的电阻、电容得到低温漂的低频振荡信号，可有效消除参考电压、比较器延时、充放电开关延时在温度变化时对低频振荡信号的影响，实现全温度范围内1％的精度。

37、2、本发明的低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法以低温漂的低频振荡信号为基准产生高频振荡信号的频率与预设值的误差信号，通过锁频环锁定高频振荡信号，最终得到低温漂的高频振荡信号，电路简单、高效、成本低。

38、3、本发明的低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法通过修调对高频振荡信号的分频系数进行调整，最终输出的高频振荡信号的频率精度大大提高。

39、4、本发明的低温漂振荡电路、芯片及低温漂振荡信号产生方法对低频振荡模块的常温精度要求不高，对高频振荡模块的温度特性要求不高，进一步减小成本，适于大规模推广。