[發明專利]一種寬溫低抖動環形振蕩器

在審

• 申請號: 202111289991.6
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN116073795A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 劉敬波;劉俊秀
• 申請（專利權）人: 深圳開陽電子股份有限公司
• 主分類號: H03K3/03
• 分類號: H03K3/03;H03K3/011;H03L7/099
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種寬溫低抖動環形振蕩器，包括：N個相同的差分電路；其中N為大于等于3的奇數；所述差分電路的一輸入端連接第一電壓源；N個所述差分電路的另一輸入端和輸出端首尾相接構成環形電路；所述差分電路包括：電平翻轉電路、充放電控制電路以及放電控制電路；所述電平翻轉電路用于根據第一電壓源與充放電控制電路的節點電壓的比較結果產生調節所述輸出控制電路的輸入控制信號；所述充放電控制電路用于根據上一級的輸出信號控制電容的充放電以調整充放電控制電路的節點電壓；所述輸出控制電路用于根據所述電平翻轉電路的輸出信號以及上一級的輸出信號產生控制下一級的輸出控制信號。該電路不需要額外的溫度補償電路，電路功耗低。

技術領域

本發明涉及振蕩器領域，尤其涉及一種寬溫低抖動的環形振蕩器。

背景技術

振蕩器在集成電路設計中有廣泛的應用，壓控振蕩器可以作為鎖相環電路的最重要組成部件，也可以為USB等電路提供一個時鐘信號。壓控環路振蕩器基于其輸出頻率范圍大，功耗小等優勢在數字電路中得到了廣泛的應用。

壓控環路振蕩器由輸入電壓控制的連接為環狀的N個模塊組成，該模塊可以是單端結構也可以是差分結構，單端結構的環形振蕩器為了保證電路起振，N需要為奇數，差分結構的環形振蕩器對N的奇偶性不作要求。每個模塊的單級延時構成了整個環路振蕩器的延時，從而決定了環路振蕩器的工作頻率。輸入電壓通過控制電容充放電節點電壓，影響電容充放電時間來調整電路頻率，因此壓控環路振蕩器的頻率是受輸入電壓控制的。

環路振蕩器本身受溫度變化影響較大，由于產品工作環境的多樣化，需要保證環路振蕩器在每一種溫度下都能輸出相同的頻率，從而不影響應用環路振蕩器電路的正常工作，因此對環路振蕩器進行溫度補償成為解決該問題的主要方法?，F有技術一般通過額外的溫度傳感器和電壓放大器構成溫度補償電路來調節負載管上并聯MOS管的導通個數來補償溫度變化所導致的頻率變化，但此種方案一般會導致振蕩器的功耗和面積偏大。

如何提供一種功耗低面積小的寬溫低抖動環形振蕩器是當前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供寬溫低抖動環形振蕩器，旨在解決現有技術的不足。

本申請實施例提供了一種寬溫低抖動環形振蕩器，包括：N個相同的差分電路；其中N為大于等于3的奇數；

N個所述差分電路的一輸入端均連接第一電壓源；N個所述差分電路的另一輸入端和輸出端首尾相接構成環形電路；

所述差分電路包括：電平翻轉電路、充放電控制電路以及輸出控制電路；

所述電平翻轉電路用于根據第一電壓源的電壓與充放電控制電路的節點電壓的比較結果產生調節所述輸出控制電路的輸入控制信號；

所述充放電控制電路用于根據上一級的輸出信號控制電容的充放電以調整充放電控制電路的節點電壓；

所述輸出控制電路用于根據所述電平翻轉電路的輸出信號以及上一級的輸出信號產生控制下一級的輸出控制信號。

進一步地，所述電平翻轉電路包括：電壓比較器；所述電壓比較器的一輸入端連接所述第一電壓源；所述電壓比較器的另一輸入端連接所述充放電控制電路的節點電壓；所述電壓比較器的輸出端連接所述輸出控制電路的一輸入端。

進一步地，所述充放電控制電路包括：第二電壓源、第一受控開關、第二受控開關以及電容；所述第一受控開關與所述第二受控開關串聯后接入所述第二電壓源；所述電容并聯在所述第二受控開關的兩端；所述第一受控開關與所述第二受控開關的受控端均連接上一級的輸出信號；所述第一受控開關與所述第二受控開關狀態為互斥狀態；當上一級的輸出信號為第一狀態時，所述第一受控開關導通，所述第二受控開關斷開；第二電壓源對所述電容進行充電；當上一級的輸出信號為第二狀態時，所述第一受控開關斷開，所述第二受控開關導通；所述電容對地進行放電。