[發(fā)明專(zhuān)利]RC振蕩電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710074173.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106788338A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞峰;張和平;張奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03K3/012
• 分類(lèi)號(hào): H03K3/012;H03K3/0231;H03K5/156
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 智云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種RC振蕩電路。

背景技術(shù)

振蕩器普遍存在于SOC芯片中，給數(shù)字邏輯電路提供時(shí)鐘信號(hào)。在不同的應(yīng)用中，其要求的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)差別很大。振蕩器一般分為RC振蕩器(也稱(chēng)張弛振蕩器)、LC振蕩器、石英晶體振蕩器等。RC振蕩器是應(yīng)用最為普遍的一種振蕩電路，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、功耗也較小。

傳統(tǒng)張弛振蕩器的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由充電電流產(chǎn)生電路10、放電電流產(chǎn)生電路11、參考電壓產(chǎn)生電路12、偏置電流產(chǎn)生電路13、可控開(kāi)關(guān)SW1和可控開(kāi)關(guān)SW2、高位比較器Comp1和低位比較器Comp2以及邏輯控制電路14等電路組成。參考電壓產(chǎn)生電路12提供高閾值參考電壓VH和低閾值參考電壓VL，偏置電流產(chǎn)生電路13提供偏置電流給高位比較器Comp1和低位比較器Comp2，充電電流產(chǎn)生電路10和放電電流產(chǎn)生電路11提供充電電流I1和放電電流I2。

其工作原理為：剛上電時(shí)，電容C電壓為低電平，該電容C電壓輸入到高位比較器Comp1和低位比較器Comp2產(chǎn)生一個(gè)邏輯信號(hào)，進(jìn)而可控開(kāi)關(guān)SW1導(dǎo)通，可控開(kāi)關(guān)SW2關(guān)斷，即充電電流I1對(duì)電容C進(jìn)行充電，這時(shí)電容C上的電壓會(huì)不斷上升，直至上升到高位比較器Comp1所設(shè)定的高閾值參考電壓VH；這時(shí)輸出邏輯信號(hào)發(fā)生跳變，進(jìn)而關(guān)斷可控開(kāi)關(guān)SW1，導(dǎo)通可控開(kāi)關(guān)SW2，即放電電流I2對(duì)電容C進(jìn)行放電，這時(shí)電容C電壓會(huì)不斷降低，直至降低到低位比較器Comp2所設(shè)定的低閾值參考電壓VL，使得輸出邏輯信號(hào)再次跳變，此時(shí)又進(jìn)入充電狀態(tài)，這樣不斷反復(fù)就可以在振蕩器上輸出連續(xù)不斷的振蕩波形。設(shè)充電時(shí)間為t，且I1＝I2＝I_C，則有：

由上述公式可知，振蕩器的輸出時(shí)鐘頻率與高閾值參考電壓VH和低閾值參考電壓VL的差值(VH-VL)、電容C、電容電流I_C相關(guān)，因此傳統(tǒng)張弛振蕩器輸出時(shí)鐘頻率受電源溫度及工藝變化影響較大。另外，還需要額外的電路來(lái)產(chǎn)生高閾值參考電壓VH、低閾值參考電壓VL和充電電流I1、放電電流I2，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)超低功耗(nA級(jí)別)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種RC振蕩電路，以實(shí)現(xiàn)超低功耗性能。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種RC振蕩電路，所述RC振蕩電路包括：電壓電流產(chǎn)生模塊、充放電模塊、比較模塊及邏輯控制模塊，其中，

所述電壓電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生參考電壓及偏置電流，所述參考電壓提供給所述比較模塊，所述偏置電流提供給所述充放電模塊；

所述充放電模塊產(chǎn)生比較電壓，所述比較電壓提供給所述比較模塊；

所述比較模塊根據(jù)所述參考電壓和所述比較電壓產(chǎn)生比較信號(hào)，所述比較信號(hào)提供給所述邏輯控制模塊；

所述邏輯控制模塊根據(jù)所述比較信號(hào)產(chǎn)生邏輯信號(hào)，所述邏輯信號(hào)提供給所述電壓電流產(chǎn)生模塊和所述充放電模塊。

可選的，在所述的RC振蕩電路中，所述電壓電流產(chǎn)生模塊包括電壓電流產(chǎn)生電路，所述電壓電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生第一閾值參考電壓和第二閾值參考電壓，所述第一閾值參考電壓比所述第二閾值參考電壓高，所述第一閾值參考電壓及所述第二閾值參考電壓分別提供給所述比較模塊。

可選的，在所述的RC振蕩電路中，所述電壓電流產(chǎn)生模塊包括還包括第一選擇電路，所述第一選擇電路選擇將所述第一閾值參考電壓或所述第二閾值參考電壓提供給所述比較模塊。

可選的，在所述的RC振蕩電路中，所述第一選擇電路包括第一可控開(kāi)關(guān)及第二可控開(kāi)關(guān)，所述第一可控開(kāi)關(guān)及所述第二可控開(kāi)關(guān)均與所述電壓電流產(chǎn)生電路及所述比較模塊連接，所述第一閾值參考電壓通過(guò)所述第一可控開(kāi)關(guān)提供給所述比較模塊，所述第二閾值參考電壓通過(guò)所述第二可控開(kāi)關(guān)提供給所述比較模塊。

可選的，在所述的RC振蕩電路中，所述邏輯信號(hào)包括第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)相反，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)控制所述第一可控開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)，所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)控制所述第二可控開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)。

可選的，在所述的RC振蕩電路中，所述充放電模塊包括充放電電流產(chǎn)生電路、第一電容及第二選擇電路，所述第二選擇電路控制所述充放電電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生充電電流或者放電電流，所述充電電流或者放電電流提供給所述第一電容，以產(chǎn)生比較電壓。