[發明專利]帶有溫度補償的振蕩器電路

在審

• 申請號: 201410026084.6
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103795344A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李曉
• 申請（專利權）人: 深圳市芯?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 深圳市凱達知識產權事務所 44256
• 代理人: 劉大彎

技術領域

本發明屬于電路領域，特別涉及一種振蕩器電路。

背景技術

傳統的片上振蕩器一般采用RC振蕩器結構，振蕩頻率和RC相關。由于片上電阻R通常具有較大的溫度系數，因此RC振蕩器的輸出時鐘頻率也具有較大的溫度系數。通常采用兩種具有相反符號的溫度系數的電阻來合并為一個具有零溫度系數（通常是一階近似為零）的電阻，從而使得時鐘頻率和溫度無關。但使用具有相反符號的溫度系數的電阻來補償溫度系數時，這兩種電阻通常不具有工藝相關性，因此其中一個電阻相對于另一電阻，其阻值的變化通常很大，例如可以達到+/-30%之多；且不同種類的電阻之間無法作匹配，也導致其阻值比例關系的不確定性；而兩種電阻阻值關系的變化將直接導致溫度補償的偏移，導致補償后振蕩器輸出時鐘頻率溫度系數仍然較大?？傊褂脙煞N電阻來補償溫度系數時具有隨工藝變化大，離散性大，補償效果不理想等問題。

在專利申請201110289103.0中，公布了一種只采用一種溫度系數電阻來實現的具有溫度補償的振蕩器，避免了兩種不同溫度系數器件之間匹配不準的問題，但該申請中所公布的結構限定了采用的電阻必須具有負溫度系數，因此限制了電阻的選擇范圍；此外，該申請中公布的結構電路在V_UPPER、V_LOWER兩個電壓充放電，充放電電流的匹配不準會導致振蕩器在輸出頻率較高（如>10MHz）的時鐘信號時占空比變差。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種帶有溫度補償的振蕩器電路，以該振蕩器電路采用一種具有正溫度系數的器件使得其輸出時鐘時鐘頻率的隨溫度的變化得到補償，補償的效果隨工藝變化小，離散性小，并且振蕩器能夠在輸出高頻時鐘時能具有好的占空比。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種帶有溫度補償的振蕩器電路，其特征在于該振蕩器電路包括：

一個參考電流產生電路，用于產生一個具有一階正溫度系數Ki的電流IREF；

一個基準源，用于提供一基準電壓VREF；

一個VH電壓產生電路，提供一具有一階正溫度系數Kv的電壓VH；

一個電壓相加電路，用于將基準電壓和VH電壓相加，產生一個閾值電壓VT；

一個充放電控制單元，其以閾值電壓VT作為充放電閾值，控制電流IREF對電容C在閾值電壓和地之間進行充放電，當電容C充電至上述閾值電壓時，觸發邏輯輸出反轉，周而復始。

所述該振蕩器電路輸出的邏輯信號就是振蕩器的輸出時鐘。

所述參考電流產生電路為帶隙基準電壓源，IREF電流由帶隙基準電壓源產生；帶隙基準電壓源串聯兩個分壓電阻R1、R2，VREF由帶隙基準電壓源輸出電壓通過分壓電阻R1，R2產生；VH電壓產生電路是由電阻R3構成，VH是通過IREF流經電阻R3產生；電壓相加電路是由緩沖寄存器構成，VT則由電壓相加電路產生，其是將VREF通過緩沖寄存器之后接至R3的低電位端，因此VT=VH+VREF；充放電控制單元由五個MOS管303～307，電容C1、C2，比較器310、311，RS觸發器312組成，其中一個MOS管303接于電源輸入端，四個MOS管分成兩組并聯在上述接于電源輸入端的MOS管303上；MOS管304和305串聯在一起，MOS管306和307串聯在一起,電容C1、C2分別接在每組MOS管：MOS管304和305、MOS管306和307的中間，MOS管后接有比較器310、311和RS觸發器312。

上述帶有溫度補償的振蕩器電路，其還包括有鏡箱電路源，鏡像電路源為并聯于電源輸入端的三個PMOS管301、302、303，其流過的電流俱為IREF。

所述IREF通過下式得到：其中R4為帶隙基準電壓源中的電阻。

所述R3,R4為同一類型電阻。且R3,R4為具有正溫度系數Kr的電阻。

一般而言，輸出時鐘的頻率設T0為參考溫度點，如室溫300K，T為任意溫度點，則頻率分別為