【技術實現步驟摘要】
本技術涉及到集成電路設計領域，具體涉及一種能夠消除低頻噪聲的高精度低抖動時鐘振蕩器電路。
技術介紹
1、隨著物聯網的發展，對電池待機時間要求越來越高，需要更低的功耗方案設計。無線收發應用會采用定時喚醒的方式來節省功耗，這就對計時時鐘的精度提出了更高的要求。無源晶體振蕩器可以提供穩定且高精度的時鐘源，但是其成本較高，為了克服這個缺點，越來越多的片內rc振蕩器方案得到使用，但是往往不能達到很好的精度，盡管采用校準技術，校準的步進可以達到很小，但是由于噪聲的存在，很難將頻率校準到目標頻率。
2、傳統張弛rc振蕩器如圖1，假設第一電流源i1與第二電流源12的電流值均為i，in1、in2分別為噪聲電流，可變電阻為r，固定電容為c，放電晶體管為m0，電阻噪聲電壓為vn1，比較器等效輸入噪聲電壓為vn2，比較器輸出為vout，比較器的延時為tdelay。不考慮噪聲影響，振蕩器的輸出頻率關系推導如下：
3、
4、即
5、由于r可調，理論上輸出頻率決定于r的可調步進精度，但是由于噪聲的存在，式(1)重寫為：
6、
7、比較器延時相比振蕩器周期可忽略，電流噪聲遠小于電流值，即i1＞＞in1，簡化(3)式得：
8、
9、可簡化為：
10、
11、由(5)可看出，假設參數r、c不隨時間t發生變化，而噪聲vn1、vn2、in2是時間t的函數，所以振蕩器輸出頻率受到vn1、vn2、in2的隨機波動而產生波動。電阻噪聲vn1類型是白噪聲，電
技術實現思路
1、技術目的：為了解決現有技術中rc振蕩器因為低頻噪聲的存在導致精度受限的問題，本技術提供一種高精度低抖動時鐘振蕩器電路。
2、技術方案：本技術提供一種高精度低抖動時鐘振蕩器電路，包括第一電流源i1、第二電流源i2、可變電阻r、電容c、放電晶體管m0及比較器，還包括開關組、分頻器及反相器，所述比較器、分頻器、反相器依次連接，分頻器的輸出端輸出第一開關控制信號，反相器的輸出端輸出第二開關控制信號，第一開關控制信號和第二開關控制信號用于控制開關組的開關狀態；
3、所述開關組包括電流源開關組及比較器開關組，電流源開關組連接在第一電流源i1、第二電流源i2與可變電組r、電容c之間，比較器開關組位于比較器內部；
4、所述比較器包括第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4及第五晶體管m5，令第一晶體管m1漏極與第三晶體管m3漏極的連接點為節點a，第二晶體管m2漏極與第四晶體管m4漏極的連接點為節點b，第一晶體管m1柵極與第二晶體管m2柵極的連接點為節點c；
5、所述開關組包含第一開關態和第二開關態，當開關組處于第一開關態時，第一電流源i1連接可變電組r，第二電流源i2連接電容c，可變電組r連接第三晶體管m3柵極，電容c連接第四晶體管m4柵極，節點a連接節點c，節點b連接第五晶體管m5柵極；當開關組處于第二開關態時，第一電流源i1連接電容c，第二電流源i2連接可變電組r，可變電阻r連接第四晶體管m4柵極，電容c連接第三晶體管m3柵極，節點b連接節點c，節點a連接第五晶體管m5柵極。
6、進一步地，所述電流源開關組包括開關s1、開關s2、開關s3及開關s4，第一電流源i1與電容c之間通過開關s1連接；第二電流源i2與可變電組r之間通過開關s2連接；第一電流源i1與可變電組r之間通過開關s3連接；第二電流源i2與電容c之間通過開關s4連接；所述第一開關控制信號用于控制開關s1、開關s2，所述第二開關控制信號用于控制開關s3、開關s4。
7、進一步地，所述比較器開關組包括開關s5、開關s6、開關s7、開關s8、開關s9、開關s10、開關s11及開關s12，所述可變電阻r與第三晶體管m3柵極、第四晶體管m4柵極之間分別通過開關s6、開關s8連接；所述電容c與第三晶體管m3柵極、第四晶體管m4柵極之間分別通過開關s7、開關s5連接；節點a、節點b分別與節點c之間通過開關s9、開關s10連接；開關s11一端連接節點a，開關s12一端連接節點b；開關s11另一端與開關s12另一端連接，且連接第五晶體管m5柵極；所述第一開關控制信號用于控制開關s7、開關s8、開關s10、開關s11，第二開關控制信號用于控制開關s5、開關s6、開關s9、開關s12。
8、進一步地，所述比較器中，第一晶體管m1、第二晶體管m2、第五晶體管m5均為pmos管，第三晶體管m3、第四晶體管m4均為nmos管，第一晶體管m1、第二晶體管m2、第五晶體管m5的源極接電源，第三晶體管m3和第四晶體管m4的源極連接第三電流源i3，第五晶體管m5的漏極連接第四電流源i4。
9、進一步地，所述比較器中，第一晶體管m1、第二晶體管m2、第五晶體管m5均為nmos管，第三晶體管m3、第四晶體管m4均為pmos管，第三晶體管m3和第四晶體管m4的源極連接第三電流源i3，第一晶體管m1、第二晶體管m2、第五晶體管m5的源極接地，第五晶體管m5的漏極接第四電流源i4。
10、進一步地，所述分頻器為二分頻分頻器。
11、進一步地，所述放電晶體管的柵極連接比較器輸出，漏極連接電容，源極接地。
12、相比較現有技術，本技術提供的一種高精度低抖動時鐘振蕩器電路，使用振蕩器輸出的信號及其反向信號作為一組開關控制信號，用來控制時鐘振蕩器內的各開關，使得低頻噪聲在比較器相鄰的兩個翻轉周期中的影響互反，從而使得二分頻后的一個大時鐘周期的時間長度固定，從而消除低頻噪聲對輸出信號頻率的影響。使得時鐘振蕩器不再受低頻噪聲的限制，輸出信號頻率精度高，抖動低，穩定性好，能夠為無線收發提供準確穩定的時鐘源。
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1.一種高精度低抖動時鐘振蕩器電路，包括第一電流源I1、第二電流源I2、可變電阻R、電容C、放電晶體管M0及比較器，其特征在于，還包括開關組、分頻器及反相器，所述比較器、分頻器、反相器依次連接，分頻器的輸出端輸出第一開關控制信號，反相器的輸出端輸出第二開關控制信號，第一開關控制信號和第二開關控制信號用于控制開關組的開關狀態；
2.根據權利要求1所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述電流源開關組包括開關S1、開關S2、開關S3及開關S4，第一電流源I1與電容C之間通過開關S1連接；第二電流源I2與可變電組R之間通過開關S2連接；第一電流源I1與可變電組R之間通過開關S3連接；第二電流源I2與電容C之間通過開關S4連接；所述第一開關控制信號用于控制開關S1、開關S2，所述第二開關控制信號用于控制開關S3、開關S4。
3.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述比較器開關組包括開關S5、開關S6、開關S7、開關S8、開關S9、開關S10、開關S11及開關S12，所述可變電阻R與第三晶體管M3柵極、第四晶體管M4柵極之間分別
4.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述比較器中，第一晶體管M1、第二晶體管M2、第五晶體管M5均為PMOS管，第三晶體管M3、第四晶體管M4均為NMOS管，第一晶體管M1、第二晶體管M2、第五晶體管M5的源極接電源，第三晶體管M3和第四晶體管M4的源極連接第三電流源I3，第五晶體管M5的漏極連接第四電流源I4。
5.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述比較器中，第一晶體管M1、第二晶體管M2、第五晶體管M5均為NMOS管，第三晶體管M3、第四晶體管M4均為PMOS管，第三晶體管M3和第四晶體管M4的源極連接第三電流源I3，第一晶體管M1、第二晶體管M2、第五晶體管M5的源極接地，第五晶體管M5的漏極接第四電流源I4。
6.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述分頻器為二分頻分頻器。
7.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述放電晶體管的柵極連接比較器輸出，漏極連接電容，源極接地。
...【技術特征摘要】
1.一種高精度低抖動時鐘振蕩器電路，包括第一電流源i1、第二電流源i2、可變電阻r、電容c、放電晶體管m0及比較器，其特征在于，還包括開關組、分頻器及反相器，所述比較器、分頻器、反相器依次連接，分頻器的輸出端輸出第一開關控制信號，反相器的輸出端輸出第二開關控制信號，第一開關控制信號和第二開關控制信號用于控制開關組的開關狀態；
2.根據權利要求1所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述電流源開關組包括開關s1、開關s2、開關s3及開關s4，第一電流源i1與電容c之間通過開關s1連接；第二電流源i2與可變電組r之間通過開關s2連接；第一電流源i1與可變電組r之間通過開關s3連接；第二電流源i2與電容c之間通過開關s4連接；所述第一開關控制信號用于控制開關s1、開關s2，所述第二開關控制信號用于控制開關s3、開關s4。
3.根據權利要求1或2所述的高精度低抖動時鐘振蕩器電路，其特征在于，所述比較器開關組包括開關s5、開關s6、開關s7、開關s8、開關s9、開關s10、開關s11及開關s12，所述可變電阻r與第三晶體管m3柵極、第四晶體管m4柵極之間分別通過開關s6、開關s8連接；所述電容c與第三晶體管m3柵極、第四晶體管m4柵極之間分別通過開關s7、開關s5連接；節點a、節點b分別與節點c之間通過開關s9、開關s10連接；開關s11一端連接節點a，開...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃鶴，
申請(專利權)人：南京沁恒微電子股份有限公司，
類型：新型
國別省市：
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