一种RC振荡器电路
本申请提出一种RC振荡器电路，包括：延时环路、电压产生电路和电流产生电路；延时环路包括：第一电容阵列、第二电容阵列、比较器、反相器模块和可控开关模块；其中，电流产生电路、电压产生电路、第一电容阵列、第二电容阵列以及比较器的第一输入端和第二输入端分别与可控开关模块连接；比较器的输出端与反相器模块电连接，反相器模块输出第一控制信号、第二控制信号和时钟信号。本实施例通过可调的第一电容阵列和第二电容阵列，为振荡器提供可控的电容，并减小可控电容单元实现了振荡频率的高精度特性；并且，电流产生电路为基于偏置电流的温漂可控，实现了振荡器的低温漂特性；并且，无需片外晶体，实现了低功耗。
发明专利
CN202210918069.7
2022-08-01
CN117544114A
2024-02-09
H03B5/04(2006.01)
深圳市中兴微电子技术有限公司
马凯
518055 广东省深圳市南山区西丽街道留仙大道中兴工业园
北京品源专利代理有限公司
潘登
广东;44
1.一种RC振荡器电路，其特征在于，包括：延时环路、电压产生电路和电流产生电路；其中，所述延时环路包括：第一电容阵列、第二电容阵列、比较器、反相器模块和可控开关模块；其中，所述电流产生电路、所述电压产生电路、所述第一电容阵列、所述第二电容阵列以及所述比较器的第一输入端和第二输入端分别与所述可控开关模块连接；所述比较器的输出端与所述反相器模块电连接，所述反相器模块输出第一控制信号、第二控制信号和时钟信号；第一控制信号与第二控制信号的电平反相； 所述可控开关模块在接收到第一电平状态下的第一控制信号的情况下，控制所述电压产生电路与所述比较器的第一输入端导通，控制所述第一电容阵列与所述比较器的第二输入端导通，以及控制所述电流产生电路与所述第一电容阵列导通并对所述第一电容阵列进行充电，并在所述第一电容阵列的电压值大于所述电压产生电路所产生的电压值时，所述比较器切换输出状态，以使所述反相器模块输出的第一控制信号、第二控制信号和时钟信号切换电平状态；其中，第二控制信号由第二电平状态切换为第一电平状态； 所述可控开关模块在接收到第一电平状态下的第二控制信号的情况下，控制所述电压产生电路与所述比较器的第二输入端导通，控制所述第二电容阵列与所述比较器的第一输入端导通，以及控制所述电流产生电路与所述第二电容阵列导通并对所述第二电容阵列进行充电，并在所述第二电容阵列的电压值大于所述电压产生电路所产生的电压值时，所述比较器切换输出状态，以使所述反相器模块输出的第一控制信号、第二控制信号和时钟信号切换电平状态；其中，第一控制信号由第二电平状态切换为第一电平状态。 2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可控开关模块在接收到第一电平状态下的第一控制信号的情况下，所述可控开关模块还接收到第二电平状态的第二控制信号，控制所述电压产生电路与所述比较器的第二输入端断开，控制所述第二电容阵列与所述比较器的第二输入端断开，以及控制所述电流产生电路与所述第二电容阵列断开； 所述可控开关模块在接收到第一电平状态下的第二控制信号的情况下，所述可控开关模块还接收到第二电平状态的第一控制信号，控制所述电压产生电路与所述比较器的第一输入端断开，控制所述第一电容阵列与所述比较器的第二输入端断开，以及控制所述电流产生电路与所述第一电容阵列断开。 3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述延时环路，还包括：施密特触发器；所述施密特触发器的输入端与所述比较器的输出端连接，所述施密特触发器的输出端与所述反相器模块的输入端连接； 所述施密特触发器，用于对所述比较器输出的时钟信号进行脉冲整形，并将整形之后的时钟信号输入至所述反相器模块。 4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述RC振荡器电路还包括：数字校准模块；其中，所述反相器模块的输出端与所述数字校准模块的输入端连接，所述校准校准模块分别与所述第一电容阵列和所述第二电容阵列的控制端连接； 所述数字校准模块用于根据所述反相器模块输出的振荡频率与预设参考频率确定所述第一电容阵列和所述第二电容阵列的目标电容值，并根据所述目标电容值确定所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中电容阵列子单元的目标启动个数，以启动所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中目标启动个数的电容阵列子单元，以使电容值调整至所述目标电容值。 5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述反相器模块至少包括：第一反相器单元、第二反相器单元和第三反相器单元； 所述第一反相器单元的输入端与所述施密特触发器的输出端连接，所述第一反相器单元的输出端与所述第二反相器单元的输入端连接，所述第二反相器单元的输出端与所述第三反相器的输入端连接； 所述第一反相器单元用于输出第一电平状态下的第一控制信号，所述第二反相器单元用于输出第二电平状态下的第二控制信号，所述第三反相器用于输出第一控制信号和第二控制信号在不同电平状态下的时钟信号。 6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可控开关模块至少包括：第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第七可控开关和第八可控开关； 其中，所述第一可控开关的输入端和第二可控开关的输入端均与所述电流产生电路连接，所述第一可控开关的输出端、第三可控开关的输入端和第四可控开关的输入端均与所述比较器的第二输入端连接，所述第二可控开关的输出端、第五可控开关的输入端和第六可控开关的输入端均与所述比较器的第一输入端连接，所述第三可控开关的输出端分别与所述第一电容阵列的第一端连接以及所述第七可控开关的输入端连接；所述第四可控开关的输出端和所述第五可控开关的输出端均与所述电压产生电路的第一端连接；所述第六可控开关的输出端分别与所述第二电容阵列的第一端和所述第八可控开关的输入端连接；所述第八可控开关的输出端、所述第二电容阵列的第二端、所述电压产生电路的第二端、所述第七可控开关的输出端和所述的一电容阵列的第二端均接地； 所述第一可控开关的控制端、所述第三可控开关的控制端、第五可控开关的控制端和第八可控开关的控制端均用于接收第二控制信号；所述第二可控开关的控制端、所述第四可控开关的控制端、所述第六可控开关的控制端和第七可控开关的控制端均用于接收第一控制信号。 7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列，均包括：至少一个电容阵列子单元；所述电容阵列子单元之间采用并联连接方式；所述电容阵列子单元的结构是相同的。 8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电容阵列子单元包括：第一电容、第二电容、第九可控开关和第十可控开关； 所述第一电容的第一端与所述电流产生电路连接，所述第一电容的第二端与所述第九可控开关的第一端连接；所述第二电容的第一端分别与所述第九可控开关的第二端，以及所述第十可控开关的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第十可控开关的第二端均接地。 9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述时钟信号的振荡频率对应的振荡周期根据所述电压产生电路所产生的电压值、所述电流产生电路所产生的电流值、所述电容阵列的电容值和预设延时确定； 其中，所述预设延时为所述比较器、施密特触发器和所述反相器模块所产生的总延时。 10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流产生电路为可调基准电流产生电路，所述可调基准电流产生电路所产生的电流对应的是正温度系数。