一种精度可调的RC张弛振荡器的制作方法

本发明涉及rc振荡器，具体而言，涉及一种精度可调的rc张弛振荡器。

背景技术：

1、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（soc，system on circuits）芯片的要求越来越高，使得它们向更低成本、更低功耗以及更稳定的方向发展。而为这些电子系统提供一个性能稳定可靠的高精度时钟模块成了迫切需求。

2、目前，可用于片上集成时钟源的包括三种振荡器：lc振荡器，环形振荡器以及rc张弛振荡器。相较于另外两种片上可集成振荡器而言，rc张弛振荡器具有更小的温度系数，且相比于lc振荡器，没有片上电感的存在，使得rc张弛振荡器更易于集成，成本更低。已有的rc振荡器的输出时钟频率精度往往偏低，容易受到电源电压、温度变化以及工艺偏差等的影响。

3、因此实现高集成且高精度rc张弛振荡器逐渐成为了该领域的研究热点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种精度可调的rc张弛振荡器，其可以实现高集成且高精度rc张弛振荡器。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种精度可调的rc张弛振荡器，包括基准电流产生电路、rc充放电支路、压控振荡器、不交叠时钟产生模块和二分频电路；

4、所述基准电流产生电路的第一输出端和第二输出端分别连接到所述rc充放电支路的第一输入端和第二输入端，所述基准电流产生电路的启动信号输出端连接到所述压控振荡器的第一输入端，所述rc充放电支路的可修调控制电压输出端连接所述压控振荡器的第二输入端；

5、所述压控振荡器的时钟频率输出端通过所述二分频电路连接到所述不交叠时钟产生模块的输入端，所述不交叠时钟产生模块的第一时钟信号输出端和第二时钟信号输出端分别连接到所述rc充放电支路的第三输入端和第四输入端。

6、优选地，所述基准电流产生电路包括第一pmos管和第四电阻；

7、第一pmos管的源极连接第一直流源，栅极和漏极均连接到第四电阻的第一端；

8、第一pmos管的源极、第一pmos管的栅极和第四电阻的第二端分别为所述基准电流产生电路的第一输出端、第二输出端和启动信号输出端。

9、优选地，所述rc充放电支路包括多个nmos管、多个pmos管、第四开关、多个电容、电阻修调模块和电容充放电电流大小修调模块；

10、第二pmos管的源极连接所述基准电流产生电路的第一输出端和第三pmos管的源极；第二pmos管的栅极连接所述基准电流产生电路的第二输出端和第三pmos管的栅极；

11、第二pmos管的漏极连接第一nmos管的漏极和栅极，第一nmos管的源极连接第零电阻的第一端和第一电容的第一端，第零电阻的第二端和第一电容的第二端分别连接所述电阻修调模块；

12、第三pmos管的漏极连接第二nmos管的漏极，第二nmos管的栅极连接第一nmos管的栅极；

13、第二nmos管的栅极、第二nmos管的源极、第二nmos管以及第三pmos管的漏极节点、第三pmos管的栅极和第三pmos管的源极分别连接到所述电容充放电电流大小修调模块的多个输入端；

14、所述电容充放电电流大小修调模块的第一输出端为所述rc充放电支路的可修调控制电压输出端，所述电容充放电电流大小修调模块的第二输出端连接第二电容的第一端和第三开关的第一端，第三开关的第二端连接第零电容的第一端和第四开关的第一端；第一电容的第二端、第二电容的第二端、第零电容的第二端和第四开关的第二端连接第二直流源；所述不交叠时钟产生模块的第一时钟信号输出端和第二时钟信号输出端分别连接第三开关和第四开关。

15、优选地，所述电阻修调模块包括多个依次串联的电阻开关并联电路；所述电阻开关并联电路包括并联在一起的电阻和开关；

16、所述电阻开关并联电路的第一端连接第零电阻的第二端，所述电阻开关并联电路的第二端连接所述第一电容的第二端。

17、优选地，所述电阻开关并联电路的数量为3个。

18、优选地，所述电容充放电电流大小修调模块包括多个pmos管和多个nmos管；

19、第四pmos管的源极、第五pmos管的源极和第六pmos管的源极均连接第三pmos管的源极；第四pmos管的栅极、第五pmos管的栅极和第六pmos管的栅极均连接第三pmos管的栅极；

20、第四pmos管的源极漏极、第五pmos管的源极漏极和第六pmos管的源极漏极分别连接第七pmos管的源极、第八pmos管的源极和第九pmos管的源极；

21、第七pmos管的漏极、第八pmos管的漏极和第九pmos管的漏极、第六nmos管的漏极、第七nmos管的漏极和第八nmos管的漏极均连接第二nmos管的漏极以及第三pmos管的漏极，第二nmos管的漏极以及第三pmos管的漏极之间的共同节点为所述电容充放电电流大小修调模块的第一输出端；；

22、第六nmos管的源极、第七nmos管的源极和第八nmos管的源极分别连接第三nmos管的漏极、第四nmos管的漏极和第五nmos管的漏极；

23、第三nmos管的栅极、第四nmos管的栅极和第五nmos管的栅极均连接到第二nmos管的栅极；第三nmos管的源极、第四nmos管的源极和第五nmos管的源极均连接到第二nmos管的源极，且第二nmos管的源极为所述电容充放电电流大小修调模块的第二输出端。

24、优选地，所述rc充放电支路的可修调控制电压输出端还通过滤波电容连接到第三直流源。

25、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

26、本发明的rc张弛振荡器结构相对简单，减小了对芯片面积的增加，并且功耗低，可适用于低功耗rc张弛振荡器电路；

27、本发明加入电阻和电容充放电档位调节，有效地减小了温度变化、电源电压和工艺偏差对rc张弛振荡器频率的影响，使得rc张弛振荡器的适应性更强、适用范围更广；

28、本发明的可调节等设置下，大幅度提高了rc张弛振荡器的精度，进而增强其工作中的稳定性和可靠性；

29、本发明设计合理、结构简单，进而易于制造和投入使用，具备很高的性价比，因此便于实施和推广。

技术特征：

1.一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，包括基准电流产生电路、rc充放电支路、压控振荡器、不交叠时钟产生模块和二分频电路；

2.根据权利要求1所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述基准电流产生电路包括第一pmos管和第四电阻；

3.根据权利要求1所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述rc充放电支路包括多个nmos管、多个pmos管、第四开关、多个电容、电阻修调模块和电容充放电电流大小修调模块；

4.根据权利要求3所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述电阻修调模块包括多个依次串联的电阻开关并联电路；所述电阻开关并联电路包括并联在一起的电阻和开关；

5.根据权利要求4所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述电阻开关并联电路的数量为3个。

6.根据权利要求5所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述电容充放电电流大小修调模块包括多个pmos管和多个nmos管；

7.根据权利要求1所述的一种精度可调的rc张弛振荡器，其特征在于，所述rc充放电支路的可修调控制电压输出端还通过滤波电容连接到第三直流源。

技术总结
本发明提供了一种精度可调的RC张弛振荡器，涉及RC振荡器技术领域，目的是实现高集成且高精度RC张弛振荡器，包括基准电流产生电路、RC充放电支路、压控振荡器、不交叠时钟产生模块和二分频电路；基准电流产生电路的恒定电流输出端分别连接到RC充放电支路的，基准电流产生电路的启动信号输出端连接到压控振荡器，RC充放电支路的可修调控制电压输出端连接压控振荡器；压控振荡器的时钟频率输出端通过二分频电路连接到不交叠时钟产生模块的输入端，不交叠时钟产生模块的第一时钟信号输出端和第二时钟信号输出端分别连接到RC充放电支路的第三输入端和第四输入端。本发明具有精度可调且精度高、器件占用体积小的优点。

技术研发人员：王志刚,张良燕
受保护的技术使用者：成都本原聚能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19