[發明專利]一種環形振蕩器

有效

• 申請號: 201910311355.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110011644B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉銀;何云鵬;高君效;張來
• 申請（專利權）人: 成都啟英泰倫科技有限公司
• 主分類號: H03K3/03
• 分類號: H03K3/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種環形振蕩器，包括偏置電流產生電路、PTAT電壓產生電路、頻率電流轉換電路、電流比較反饋電路以及壓控環形振蕩器；所述偏置電流產生電路用于產生正溫系數電流并輸出到頻率電流轉換電路，所述PTAT電壓產生電路用于產生正溫系數電壓并輸出到頻率電流轉換電路。采用本發明所述的環形振蕩器，可以顯著降低振蕩頻率隨溫度變化而造成的頻率漂移，且不隨電源電壓變化而變化。

技術領域

本發明屬于電子電路領域，涉及振蕩器技術，具體涉及一種環形振蕩器。

背景技術

振蕩器是電子系統的重要組成部分，為芯片提供準確的時鐘信號。環形振蕩器是一種通過自激方式使輸出的信號按固定周期變化的電路，具有占有芯片面積小、結構簡單的特點。現有的環形振蕩器的振蕩頻率受電源電壓或環境溫度的影響，會產生較大的頻率變化，使得環形振蕩器無法滿足高精度系統對時鐘頻率的要求。

發明內容

本發明提供一種環形振蕩器，以解決現有的環形振蕩器頻率變化范圍大的問題。

本發明所述環形振蕩器，包括偏置電流產生電路、PTAT電壓產生電路、頻率電流轉換電路、電流比較反饋電路以及壓控環形振蕩器；

所述偏置電流產生電路用于產生正溫系數電流并輸出到頻率電流轉換電路，所述PTAT電壓產生電路用于產生正溫系數電壓并輸出到頻率電流轉換電路；

所述頻率電流轉換電路包括運算放大器及控制端與運算放大器輸出端連接的調整管，所述調整管輸入端和輸出端分別連接所述偏置電流產生電路和所述運算放大器反相端，所述PTAT電壓產生電路輸出端與運算放大器正相端連接，

所述頻率電流轉換電路還包括串聯在所述調整管輸出端與地之間的充電管和開關電容，所述開關電容并聯有放電管，所述充電管和放電管的控制端之間連接有一反相器，所述反相器的輸入端與所述壓控環形振蕩器的輸出端連接；

所述電流比較反饋電路用于比較所述正溫系數電流和所述開關電容上的等效電流并輸出比較電壓信號到所述壓控振蕩器的頻率控制端。

具體的，所述偏置電流產生電路包括串聯在電源與地之間，并分別以二極管形式連接的第一NMOS管和柵源短接的耗盡管。

進一步的，所述電流比較反饋電路包括串聯在電源與地之間的第二NMOS管和第一PMOS管，所述第二NMOS管柵極與第一NMOS管柵極連接；

所述電流輸出管以二極管形式連接并與所述第一PMOS管柵極連接，所述電流輸出管的輸出端與所述調整管輸入端連接。

進一步的，所述壓控振蕩器具有頻率調節電壓輸入端，所述頻率調節電壓輸入端連接在所述第二NMOS管和第一PMOS管的公共端。

進一步的，所述第二NMOS管和第一PMOS管的公共端與電源之間連接有補償電容。

具體的，所述壓控振蕩器包括偏置電壓電路和串聯的N個互補MOS管對；所述N為大于1的奇數；

所述偏置電壓電路包括串聯在電源和地之間的P偏置管和N偏置管，所述N偏置管為二極管形式連接，所述P偏置管的柵極作為所述壓控振蕩器的控制電壓輸入端；

每一互補MOS管對包括串聯在電源和地之間的多個器件，從電源到地依次為電流調整PMOS管，反向PMOS管，反向NMOS管和電流調整NMOS管，反向PMOS管和反向NMOS管柵極相連作為該互補MOS管對的輸入端，反向PMOS管和反向NMOS管漏極相連作為該互補MOS管對的輸出端，所述電流調整PMOS管和電流調整NMOS管的柵極分別連接所述P偏置管和N偏置管的柵極；

所述互補MOS管對最后一級的輸出端連接第一級的輸入端。

采用本發明所述的環形振蕩器，可以顯著降低振蕩頻率隨溫度變化而造成的頻率漂移，且不隨電源電壓變化而變化。

附圖說明