[發明專利]張弛振蕩器及片上芯片

有效

• 申請號: 202010798761.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111682865B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 黃海;周金玲;張禮軍;張專
• 申請（專利權）人: 靈矽微電子（深圳）有限責任公司
• 主分類號: H03K17/13
• 分類號: H03K17/13
• 代理公司: 深圳市恒程創新知識產權代理有限公司 44542
• 代理人: 張小容

本發明公開了一種張弛振蕩器及片上芯片。該張弛振蕩器包括電源輸入端、過零點穩定電路、比較器及非交疊時鐘產生電路；其中，過零點穩定電路包括第一過零點穩定電路及第二過零點穩定電路；第一過零點穩定電路和第二過零點穩定電路用于根據接收到的非交疊時鐘產生電路產生的兩組控制信號，控制第一充放電電路和第二充放電電路以交替進行充/放電過程，并在輸入電源信號的過零點時刻切換兩組控制信號；以使得比較器可以將第一充放電電路及第二充放電電路的充放電信號，轉換為方波時鐘驅動信號后輸出，以驅動非交疊時鐘產生電路產生相應的時鐘振蕩信號。本發明可以得到輸出頻率隨電源變化更不敏感的時鐘振蕩信號。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路技術領域，特別涉及一種張弛振蕩器及片上芯片。

背景技術

目前，張弛振蕩器廣泛運用于各種微型芯片中作為參考時鐘振蕩器，例如：可植入生物醫學設備和智能傳感器。

但是隨著模擬和數字電路集成水平的提高，芯片中其他模塊（尤其是數字模塊）產生的噪聲會通過電源線和地線耦合，導致振蕩器電源電壓波動，從而使得后續電路接收到的電壓頻率產生波動，嚴重影響其輸出頻率的穩定性。現有技術采用鏡像電路產生不隨電源變化的鏡像電流Iin和Iip，以消除電源電壓波動的影響，但采用鏡像電路的張弛振蕩器在電源從1.1V變化到1.3V時，振蕩頻率依然會變化0.875%，折算歸一化為4.375%/V；且用于產生鏡像電流的電路結構復雜。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種張弛振蕩器及片上芯片，旨在解決現有張弛振蕩器輸出頻率受電源電壓波動影響過大的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種張弛振蕩器及片上芯片。所述張弛振蕩器包括：

電源輸入端，用于輸入電源信號；

非交疊時鐘產生電路，用于輸出第一組控制信號和第二組控制信號，所述第一組控制信號和所述第二組控制信號在輸入電源信號的過零點進行切換；

過零點穩定電路，包括第一過零點穩定電路及第二過零點穩定電路；其中，所述第一過零點穩定電路包括第一充放電電路，所述第二過零點穩定電路包括第二充放電電路；所述第一過零點穩定電路及第二過零點穩定電路分別用于接入所述電源信號；在所述第一組控制信號的控制下，所述第一過零點穩定電路用于根據所述電源輸入端輸入的電源信號對所述第一充放電電路進行充電，所述第二過零點穩定電路用于控制所述第二充放電電路進行放電；在所述第二組控制信號的控制下，所述第一過零點穩定電路用于控制所述第一充放電電路進行放電，所述第二過零點穩定電路用于根據所述電源輸入端輸入的電源信號進行充電；以及

比較器，用于將所述第一充放電電路和所述第二充放電電路的充放電信號，轉換為方波時鐘驅動信號；

所述非交疊時鐘產生電路，還用于根據所述方波時鐘驅動信號產生時鐘振蕩信號。

可選地，所述第一過零點穩定電路還包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關，所述第二過零點穩定電路還包括第五開關、第六開關、第七開關、第八開關；所述第一組控制信號包括第一控制信號和第二控制信號，所述第二組控制信號包括第三控制信號和第四控制信號；

在所述第一組控制信號的控制下，所述第一控制信號控制所述第一開關、所述第三開關、所述第六開關及所述第八開關開啟，所述第二控制信號控制所述第二開關、所述第四開關、所述第五開關及所述第七開關關閉，以使所述電源輸入端輸入的電源信號對所述第一充放電電路進行充電，對所述第二充放電電路進行放電；

在所述第二組控制信號的控制下，所述第三控制信號控制所述第一開關、所述第三開關、所述第六開關及所述第八開關關閉，所述第四控制信號控制所述第二開關、所述第四開關、所述第五開關及所述第七開關開啟，以使所述電源輸入端輸入的電源信號對所述第二充放電電路進行充電，對所述第一充放電電路進行放電。