[發明專利]內置振蕩電路

有效

• 申請號: 201210592630.3
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103066952A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 褚云飛;蔡康康;胡鐵剛
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H03K3/011
• 分類號: H03K3/011
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及振蕩電路設備，尤其涉及一種內置振蕩電路。

背景技術

科學技術的日新月異，使得各種設備的發展趨向低功耗，面積小以及低成本，精準的時鐘發生電路也趨向于全片上集成，高精度，高頻率的方向發展。振蕩器電路通常用于給各種集成電路芯片提供時鐘信號。一般給各種電路芯片提供時鐘信號的振蕩器電路有以下幾種：

一種是基于環形振蕩器的產生電路。環形振蕩器產生電路使用較為廣泛，但是在CMOS工藝中，由于存在溫度、工藝和電源電壓的不穩定性，使得所述片內集成時鐘電路的輸出頻率穩定性較差。

再一種是RC松弛(Relaxation)振蕩器，由于其頻率精度較高，目前的發展較為迅速，但由于RC松弛振蕩器的工作頻率較低，因此不適合較高頻率的時鐘信號應用。

另一種，也是較為常見的是時鐘信號是采用石英晶體(Crystal)振蕩器電作為時鐘基準。

目前對于消費類電子產品，比如27/49M，315/433M頻段的射頻發射系統，作為產生時鐘基準的振蕩器電路一般采用的都是第三種結構，圖1為現有技術中時鐘信號產生電路的結構示意圖，如圖1所示，晶振通過振蕩器產生信號，并通過PLL/DLL鎖定來獲得時鐘信號。在芯片內部(即片上)需要用鎖相環(PLL)或延時鎖相環(DLL)來獲得合適的時鐘信號。這種振蕩器電路能實現很高的精度(1～100ppm)，但是這種方案需要額外增加的外部晶振，不僅極大地提高了產品的成本，且需要占用較大的芯片面積和功耗，并降低了整個芯片的競爭能力，因此影響在一些對成本比較敏感的消費類產品中的應用，例如玩具遙控產品、無線控制產品及紅外遙控產品等。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種新型的內置振蕩電路，解決由于工藝、電源電壓和溫度的變化產生的頻率偏移，并且成本低廉，頻率范圍更大的的內置振蕩電路。

為解決上述問題，本發明提供一種內置振蕩電路，包括基本電流產生電路、環形振蕩器、頻率-電壓轉化電路以及差分放大電路；

所述基本電流產生電路包括第一運算放大器、第一放大管、可修調電阻和鏡像電路，所述第一運算放大器接收一參考電壓，經所述可修調電阻修調后由第一放大管輸出一中間電流，所述中間電流經所述鏡像電路輸出參考電流；

所述環形振蕩器產生頻率信號；

所述頻率-電壓轉化電路包括開關管模塊、充放電容和輸出電容，所述開關管模塊接收所述參考電流和頻率信號，并在所述頻率信號的控制下，進行使所述參考電流對所述充放電容進行充電、以及在充放電容和輸出電容之間進行電荷重新分配和對所述充放電容進行放電的過程，以使所述輸出電容輸出反饋電壓；

所述差分放大電路比較所述反饋電壓和參考電壓并產生控制電壓，所述控制電壓對所述環形振蕩器的頻率信號進行反饋校正，直至頻率信號穩定輸出。

進一步的，所述環形振蕩器的頻率信號穩定輸出時，所述頻率信號的值與修調電阻的電阻值和充放電容的電容值有關。

進一步的，所述內置振蕩器的輸出頻率為：

fout=KCc*(Rp+Rn),]]>

其中，fout為所述環形振蕩器的輸出頻率，Cc為所述充放電容的電容值，(Rp+Rn)為所述可修調電阻的電阻值，K為比例系數。

進一步的，在所述基本電流產生電路中，所述第一運算放大器的兩輸入端分別接所述參考電壓和第一放大管的第一連接端、輸出端接所述第一放大管的控制端；所述可修調電阻一端接地、另一端接所述第一放大管的第一連接端，所述鏡像電路的輸入端接所述第一放大管的第二連接端、輸出端輸出所述參考電流。

進一步的，所述鏡像電路包括第一鏡像輸出管，所述第一鏡像輸出管的控制端接所述第一放大管的控制端、所述第一鏡像輸出管的第一連接端輸出所述參考電流、所述第一鏡像輸出管的第二連接端接所述電源電壓。