[發明專利]一種基于阻容陣列的可配置弛張振蕩器

有效

• 申請號: 202110253958.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112953465B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 趙毅強;李堯;葉茂;王秋瑋;程偉博
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03K3/012
• 分類號: H03K3/012
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.一種基于阻容陣列的可配置弛張振蕩器，包括起振電路和控制電路；所述起振電路包括帶隙基準源、電容陣列、比較器組、啟動與隔離電路、振蕩輸出邏輯電路，所述帶隙基準源的輸出信號經電容陣列與比較器組相連接，用于為電容陣列提供所需要的充電電流以及為所述比較器組提供參考電壓；所述比較器組的輸出信號經由啟動與隔離電路與振蕩輸出邏輯電路相連；所述啟動與隔離電路用于在芯片每次上電以及工作相切換時，將電路的工作狀態確定到有效起始狀態并觸發振蕩；所述振蕩輸出邏輯電路完成比較器組輸出信號的鎖存與觸發，并基于組合邏輯電路產生弛張振蕩器積分環路所需的控制信號；

所述控制電路包括專用寄存器組、數字邏輯控制電路和緩沖與調相電路；數字邏輯控制電路，通過專用寄存器組與起振電路連接，用于依靠振蕩器輸出信號以及經由緩沖與調相電路調整的振蕩信號完成動態元件匹配控制；緩沖與調相電路，與數字邏輯控制電路及振蕩輸出邏輯電路相連接，用于對振蕩器輸出信號進行調整，產生數字邏輯控制電路所需的時鐘信號；參考電流為與絕對溫度成正比的電流，包括參考電流Iref1和參考電流Iref2，分別注入電容陣列，在電容陣列完成積分，通過積分操作使得電容陣列中的積分電容上極板電壓發生變化；其特征在于，

所述帶隙基準源包括有可配置電流鏡和校正電阻陣列；所述參考電壓為與絕對溫度成正比的電壓，采用與絕對溫度成正比的電流注入校正電阻陣列產生，通過調整校正電阻陣列整體的阻值，從而對參考電壓進行調整；

所述可配置電流鏡包括由MOS場效應晶體管Ma1-Mam連接形成的第一電流鏡結構、由MOS場效應晶體管Mb1-Mb4連接形成的第二電流鏡結構和由MOS場效應晶體管Mc1-Mcn連接形成的第三電流鏡結構，還包括MOS場效應晶體管M1、M2；

其中，MOS場效應晶體管M1、M2的源極和VSS信號相連，MOS場效應晶體管M1、M2的柵極連接在一起并與MOS場效應晶體管M2的漏極相連；MOS場效應晶體管Ma1-Mam、Mb1-Mb4和Mc1-Mcn的源極均與電源信號VDD相連，柵極均連在一起并和運算放大器A1的輸出端out相連，MOS場效應晶體管Ma1-Mam的漏極均接入電阻陣列R1，每個電阻均與一個模擬開關串聯，電阻陣列R1的另一端與雙極型晶體管Q1的發射極相連，雙極型晶體管Q1的基極和集電極均與VSS相連；MOS場效應晶體管Mb1的漏極與雙極型晶體管Q2的發射極相連，雙極型晶體管Q2的集電極和基極均與VSS相連，MOS場效應晶體管Mb2的漏極和M2的漏極相連，通過MOS場效應晶體管M1、M2形成電流鏡結構，為運算放大器A1提供偏置電流；MOS場效應晶體管Mb3的漏極與電阻陣列R2相連，電阻陣列R2的另一端與雙極型晶體管Q3的發射極相連，雙極型晶體管Q3的集電極和基極均與VSS相連，MOS場效應晶體管Mb4的漏極與電阻陣列R3相連，電阻陣列R3的另一端與VSS相連，MOS場效應晶體管Mb4的漏極電壓為比較器組的參考電壓；MOS場效應晶體管Mc1-Mcn的各個MOS管的漏極均與開關相連，開關形成的開關陣列最終輸出兩路參考電流Iref1和Iref2，這兩路參考電流分別為電容陣列中的兩個積分電容充電。