[發明專利]一種溫度自補償環形振蕩器和一種時鐘產生電路

有效

• 申請號: 201810880408.0
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109120258B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 肖康林;汪波;王新安;林笑琦;邱常沛;陳紅英;何春舅
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H03L1/02
• 分類號: H03L1/02;H03L7/099
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

申請公開了一種溫度自補償環形振蕩器,由于將在振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成反比的延時單元構成的延時模塊和在振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成正比的延時單元構成的延時模塊首尾電連接構成環形振蕩器。使得該溫度自補償環形振蕩器不需要外加溫度補償電路，且具有非常好的頻率溫度穩定性。進而解決晶體振蕩器作為時間源時，無法進行SOC設計和系統尺寸過大和成本過高的問題。

技術領域

本發明涉及模擬集成電路領域，具體涉及一種溫度自補償環形振蕩器和一種時鐘產生電路。

背景技術

近年來大數據科學和物聯網的發展迅速，深刻的改變了人類的生產和生活方式。從云端到移動端，不同應用場景對硬件電路的集成度體積大小、速度、功耗和精度提出了不同方面的需求。硬件電路的小型化、低功耗和高速高精度迫在眉睫。時鐘源作為系統芯片中必不可少的電路模塊，其頻率穩定性直接影響系統芯片的性能。我們通常使用的時鐘源是石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器雖然具有非常好的電源電壓、溫度和工藝不敏感性，但是其片上集成的不兼容性增加了系統的尺寸和制造成本。利用標準的CMOS工藝實現片上的時鐘振蕩器來取代片外的晶振，對于降低系統的成本、提高系統的集成度和實現SOC(Systemon Chip，片上系統)高集成度、系統小型化、低功耗的關鍵。

目前晶體振蕩器作為時間源的最大技術難題是不能兼容COMS工藝，沒辦法進行SOC設計，進而帶來了系統尺寸過大和成本過高的問題。其主要原因是PVT(Process、Voltage、Temperature，工藝、電壓、溫度)補償電路復雜和穩定性不高。

發明內容

本申請提供一種溫度自補償環形振蕩器和一種時鐘產生電路，解決現有技術中環形振蕩器的溫度補償電路復雜和穩定性不高的問題。

根據第一方面，一種實施例中提供一種溫度自補償環形振蕩器，包括：

第一延時模塊，包括一個或多個串聯的第一延時單元；所述第一延時單元在所述溫度自補償環形振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成反比；

第二延時模塊，包括一個或多個串聯的第二延時單元；所述第二延時單元在所述溫度自補償環形振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成正比；

所述第一延時模塊和第二延時模塊首尾電連接。

根據第二方面，一種實施例中提供一種時鐘產生電路，包括第一方面所述溫度自補償環形振蕩器和穩壓器、偏置電流源、緩沖器；

所述穩壓器與所述偏置電流源、所述緩沖器和所述溫度自補償環形振蕩器電連接，用于為所述偏置電流源、所述緩沖器和所述溫度自補償環形振蕩器提供穩定的電壓源；

所述溫度自補償環形振蕩器串聯在所述偏置電流源與所述緩沖器之間，輸出用于產生時鐘頻率的振蕩信號；

所述偏置電流源，用于對所述溫度自補償環形振蕩器提供穩定的偏置電流源；

所述緩沖器，用于對所述溫度自補償環形振蕩器輸出的振蕩信號整形輸出。

依據上述實施例的一種溫度自補償環形振蕩器和一種時鐘產生電路，由于將在振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成反比的延時單元構成的延時模塊和在振蕩器產生振蕩信號時奉獻的延時與溫度成正比的延時單元構成的延時模塊首尾電連接構成環形振蕩器。。使得該溫度自補償環形振蕩器不需要外加溫度補償電路，且具有非常好的頻率溫度穩定性。

附圖說明

圖1現有技術中帶溫度補償電路的環形振蕩器的原理框圖；

圖2為一種實施例的時鐘產生電路的結構示意圖；

圖3為一種實施例中溫度自補償環形振蕩器的結構示意圖；

圖4為一種實施例的溫度自補償環形振蕩器的電路示意圖；