【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及張弛振蕩器，特別涉及一種張弛振蕩器及校準電路。
技術介紹
1、在現代電子系統中，許多低成本單片應用需要在片上集成振蕩器以提供穩定的時鐘信號。傳統的cmos標準工藝為實現這一需求提供了多種振蕩器設計選項，包括：rc環形振蕩器和張弛振蕩器等。
2、rc環形振蕩器以其簡單的結構和較低的成本而受到一些應用的青睞。然而，這種振蕩器的頻率穩定性通常受到電阻和電容值變化的影響，特別是在溫度變化、電源電壓波動（pvt：process,?voltage,?temperature）等環境因素下，其頻率穩定性會顯著下降，從而限制了其在需要高精度時鐘信號的應用中的使用。
3、相比之下，張弛振蕩器因其較高的精度和相對容易的實現方式而廣受工程師們的歡迎。張弛振蕩器通過控制電容的充放電過程來產生振蕩信號，其頻率穩定性主要依賴于電容和電流源的匹配程度。許多工程師為了提高張弛振蕩器的pvt穩定性，提出了各種創新設計，如采用恒流源、溫度補償電路等。
4、然而，這些設計要求器件之間的高度匹配，特別是電容和電流源的匹配，增加了版圖設計的難度。在實際生產中，由于工藝偏差、溫度梯度等因素，實際生產出來的產品性能往往會有所下降，導致振蕩器的頻率精度無法達到設計要求。為了解決這個問題，許多工程師依賴于修調手段來保證振蕩器的精度。修調手段通常包括在生產后對電路進行微調，以補償工藝偏差和溫度變化對電路性能的影響。然而，修調手段不僅增加了生產成本和復雜度，而且也無法從根本上解決器件匹配問題。
5、因此，如何設計一種具有高
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的問題是：提供一種張弛振蕩器及校準電路，通過電路設計增強器件之間的匹配度，降低張弛振蕩器關鍵器件之間的匹配度對精度的影響，降低工藝的依賴性。
2、本專利技術采用如下技術方案：一種張弛振蕩器校準電路，包括：偏置電路、電流鏡、運放；
3、偏置電路包括：電阻r1和mos管m0、m1、m2，用于產生偏置電流；所述電流鏡包括依次連接的三個mos管m7、m8、m9，用于復制偏置電路產生的偏置電流；所述偏置電流經過電流鏡復制后為張弛振蕩器的電容充電；
4、mos管m0的背柵連接運放的輸出，在版圖不匹配情況下，mos管m2的背柵產生error電壓，通過所述運放調節mos管m0的背柵電壓，使mos管m0的柵源電壓等于mos管m2的柵源電壓，將偏置電流恢復至匹配值；
5、運放包括mos管m3、m4、m5、m6；mos管m3、m4為負載管；mos管m5、m6的柵極接入所述運放的差分輸入端，源極連接電流鏡；運放用于形成負反饋，調節mos管m0的閾值電壓。
6、優選的，mos管m0、m1、m2為尺寸相同的nmos管，電阻r1的兩端分別連接mos管m0和mos管m1的源極，mos管m0的漏極連接mos管m7的漏極，mos管m2的漏極連接mos管m8的漏極；mos管m1的漏極連接mos管m2的源極。
7、優選的，電流鏡中，三個mos管m7、m8、m9均為pmos管，三個mos管源極相連，柵極也相連接并接入mos管m0的漏極；mos管m7的漏極接入mos管m0的漏極，mos管m8的漏極接入mos管m2的漏極，mos管m9的漏極接入mos管m5和m6的源極。
8、優選的，運放的同向輸入端連接固定電壓，反向輸入端接入電阻r1和mos管m0的源極之間，輸出端接mos管m0的背柵，在版圖不匹配時，mos管m1的漏極和mos管m2的源極之間產生error電壓。
9、優選的，校準電路中，mos管m5、m6為pmos管，mos管m5、m6用于接入運放的差分輸入端，mos管m5為反向輸入端，mos管m6為同向輸入端。
10、mos管m3、m4為nmos管，mos管m3的漏極連接mos管m5的漏極，mos管m4的漏極連接mos管m6的漏極，mos管m3、m4的源級連接mos管m1的源級。
11、優選的，mos管m3的柵極連接mos管m1的柵極做電流鏡負載，復制mos管m1的電流；mos管m4的柵極接mos管m4的漏極，連接成二極管形式，mos管m4的漏極等于固定；
12、mos管m6的柵極接mos管m6的漏極，同向輸入電壓固定于mos管m4的柵源電壓；
13、mos管m3和mos管m5的漏極相連，作為輸出連接至mos管m0的背柵，形成環路，通過負反饋調節mos管m0的閾值電壓。
14、進一步的，負反饋對mos管m0閾值電壓的調節，具體如下：
15、當mos管m0的閾值電壓高于mos管m2的閾值電壓時，電阻r1的電壓低于mos管m1的閾值電壓，所述運放同向輸入端電壓增大、輸出電壓增大，mos管m0的背柵電壓上升、閾值電壓下降，電阻r1的電壓上升；
16、當mos管m2的閾值電壓高于mos管m0的閾值電壓時，電阻r1的電壓高于mos管m1的閾值電壓，所述運放反向輸入端電壓增大、輸出電壓下降，mos管m0的背柵電壓下降、閾值電壓上升，電阻r1的電壓下降。
17、mos管m1、m3、m4的背柵電壓相同，在版圖中高度匹配。
18、本專利技術技術方案還提供了一種張弛振蕩器，包括如上述任一的校準電路，通過所述偏置電路產生偏置電流，通過所述電流鏡復制偏置電路產生的偏置電流后為張弛振蕩器的電容充電，通過所述運放形成負反饋調節mos管m0的背柵電壓。
19、本專利技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
20、1、本專利技術提出的張弛振蕩器能夠實現較高精度的振蕩頻率，通過與使用溫度無關的rc器件，可以實現基本不隨pvt變化的振蕩頻率。
21、2、本專利技術提出的校準電路可以降低版圖匹配的要求，在版圖難以匹配的情況下通過環路調節mos管m0的背柵電壓，提高時鐘信號的精度。
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1.一種張弛振蕩器校準電路，其特征在于，應用于張弛振蕩器，包括：偏置電路、電流鏡、運放；
2.根據權利要求1所述的張弛振蕩器校準電路，其特征在于，所述偏置電路中，MOS管M0、M1、M2為尺寸相同的NMOS管，電阻R1的兩端分別連接MOS管M0和MOS管M1的源極，MOS管M0的漏極連接MOS管M7的漏極，MOS管M2的漏極連接MOS管M8的漏極；MOS管M1的漏極連接MOS管M2的源極。
3.根據權利要求2所述的張弛振蕩器校準電路，其特征在于，所述電流鏡中，三個MOS管M7、M8、M9均為PMOS管，三個MOS管源極相連，柵極也相連接并接入MOS管M0的漏極；MOS管M7的漏極接入MOS管M0的漏極，MOS管M8的漏極接入MOS管M2的漏極，MOS管M9的漏極接入MOS管M5、M6的源極。
4.根據權利要求3所述的張弛振蕩器校準電路，其特征在于，所述運放的同向輸入端連接固定電壓，反向輸入端接入電阻R1和MOS管M0的源極之間，輸出端接MOS管M0的背柵，在版圖不匹配時，MOS管M1的漏極和MOS管M2的源極之間產生ERROR電壓。
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