[發(fā)明專利]一種基于漏電流延時單元的振蕩器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210018713.5 | 申請日： | 2022-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN114374372A | 公開（公告）日： | 2022-04-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李定鑫;余凱;李思臻;章國豪 | 申請（專利權(quán)）人： | 河源廣工大協(xié)同創(chuàng)新研究院 |
| 主分類號： | H03K3/011 | 分類號： | H03K3/011;H03K3/017 |
| 代理公司： | 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429 | 代理人： | 焦偉麗 |
| 地址： | 517000 廣東省河源市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 漏電 延時 單元 振蕩器 | ||
一種基于漏電流延時單元的振蕩器，包括漏電流延時單元、反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、反相器INV4、傳輸門TG1和傳輸門TG2；所述漏電流延時單元包括漏電流延時單元LDU1和漏電流延時單元LDU2，且漏電流延時單元LDU1和漏電流延時單元LDU2都包括有同相輸入端VIN、反相輸入端VINB、同相輸出端VOUT和反相輸出端VOUTB；漏電流延時單元LDU1的同相輸入端VIN和漏電流延時單元LDU2的反相輸入端VINB分別連接于反相器INV3的輸出端與反相器INV4的輸入端之間，反相器INV3的輸出端與反相器INV4的輸入端之間通過導(dǎo)線向外輸出電壓CLK以作為所述振蕩器的輸出時鐘信號。消除了漏電流延時單元不完全重置的情況，簡化了振蕩器的前端設(shè)計，漏電流延時單元削弱了電源電壓對輸出時鐘信號占空比的影響。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的振蕩器，尤其是一種基于漏電流延時單元的振蕩器。
背景技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，它的一種形式是以智能節(jié)點為基礎(chǔ)，實現(xiàn)任何物品之間的互聯(lián)互通。智能節(jié)點通常被實現(xiàn)為片上系統(tǒng)，可以采用光伏、壓電、熱電和射頻作為能量源，內(nèi)部包含電荷泵能量采集器和負(fù)載。
電荷泵能量采集器由電荷泵、振蕩器等模塊構(gòu)成，電荷泵的功能是能量采集，振蕩器的功能是為電荷泵及其他模塊提供時鐘信號。出于高效能量采集的考慮，應(yīng)當(dāng)盡可能降低振蕩器的功耗，此外，電荷泵時鐘信號的占空比需要穩(wěn)定在50％，偏離過度會減小電荷泵的輸入功率。負(fù)載包括傳感器、信號處理器和無線收發(fā)器等。
現(xiàn)有文獻(X.Liu and E.Sanchez-Sinencio.A switched capacitor energyharvester based on a single-cycle criterion for MPPT to eliminate storagecapacitor[J].IEEE Trans.Circuits Systems I,2018,69(2):793-803)中提出了一種基于漏電流延時單元的振蕩器，其電路如圖1所示，LDU1、LDU2為漏電流延時單元，符號中VIN為同相輸入端，VINB為反相輸入端，VOUT為同相輸出端，VOUTB為反相輸出端，INV1、INV2為反相器，符號左側(cè)為輸入端，右側(cè)為輸出端，VIN1為LDU1同相輸入電壓，VIN1B為LDU1反相輸入電壓，CLK為同相時鐘信號，同時也作為現(xiàn)有文獻振蕩器輸出時鐘信號，CLKB為反相時鐘信號，VOUT2為LDU2同相輸電壓，VOUT2B為LDU2反相輸出電壓。漏電流延時單元電路如圖2所示，NM1、NM2、NM3、NM4、NM5為N溝道場效應(yīng)晶體管，PM1、PM2、PM3為P溝道場效應(yīng)晶體管，VDD為電源端。
現(xiàn)有文獻中振蕩器工作時，LDU分為重置和放電兩個狀態(tài)，振蕩器的工作步驟如下：
步驟1：當(dāng)VIN1、VIN1B變?yōu)楦唠娖健⒌碗娖剑琇DU1進入重置狀態(tài)，CLKB、CLK變?yōu)楦唠娖健⒌碗娖剑?/p>
步驟2：LDU2進入重置狀態(tài)，VOUT2B、VOUT2變?yōu)楦唠娖健⒌碗娖剑?/p>
步驟3：VIN1、VIN1B變?yōu)榈碗娖健⒏唠娖剑琇DU1進入放電狀態(tài)；
步驟4：當(dāng)LDU1中PM3柵源電壓下降至開啟LDU1中PM3，CLKB、CLK變?yōu)榈碗娖健⒏唠娖剑琇DU2進入放電狀態(tài)；
步驟5：當(dāng)LDU2中PM3柵源電壓下降至開啟LDU2中PM3，VOUT2B、VOUT2變?yōu)榈碗娖健⒏唠娖剑袷幤髦胤挡襟E1。
由于采用漏電流延時單元，現(xiàn)有文獻中振蕩器具有低功耗的特性，但LDU1的重置狀態(tài)是瞬間的，LDU1存在不完全重置的情況，導(dǎo)致振蕩器前端設(shè)計過程時鐘信號占空比難以控制。另外，LDU中PM3的源極接電源端VDD，導(dǎo)致電源電壓的波動對輸出時鐘信號占空比產(chǎn)生較大影響。
發(fā)明內(nèi)容
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