低溫度系數(shù)輸出頻率的rc振蕩電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，包括第一電流源、第二電流源、第三電流源、與所述第一電流源相連的場效應(yīng)管、與所述場效應(yīng)管相連的可調(diào)電阻、與所述可調(diào)電阻相連的電阻、與所述場效應(yīng)管及所述可調(diào)電阻相連的第一雙向開關(guān)、與所述第一雙向開關(guān)相連的比較器、連接于所述第二電流源與所述第三電流源之間的第二雙向開關(guān)、與所述第二雙向開關(guān)相連的電容及時鐘信號輸出端，所述時鐘信號輸出端與所述第一雙向開關(guān)、所述比較器、所述第二雙向開關(guān)及所述電容共同連接，并產(chǎn)生一個輸出頻率不隨溫度變化而變化的時鐘信號。本實(shí)用新型產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率精準(zhǔn)且不隨溫度變化而變化。
【專利說明】
低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及集成電路領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電 路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路領(lǐng)域，往往需要提供一個頻率很精準(zhǔn)且溫度系數(shù)很低的時鐘信號至電 路系統(tǒng)中，此時通常使用R訝辰蕩電路來產(chǎn)生該時鐘信號。
[0003] 現(xiàn)有的RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率往往隨著溫度的變化而變化，很難 提供一個頻率很精準(zhǔn)且溫度系數(shù)很低的時鐘信號至電路系統(tǒng)，即現(xiàn)有的R訝辰蕩電路產(chǎn)生的 時鐘信號的輸出頻率的溫度補(bǔ)償一直是個難題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠產(chǎn)生一個頻率很精準(zhǔn) 且溫度系數(shù)很低的時鐘信號的低溫度系數(shù)輸出頻率的R訝辰蕩電路。
[0005] 本實(shí)用新型的目的是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種低溫度系數(shù)輸出頻率的RC 振蕩電路，包括第一電流源、第二電流源、第=電流源、與所述第一電流源相連的場效應(yīng)管、 與所述場效應(yīng)管相連的可調(diào)電阻、與所述可調(diào)電阻相連的電阻、與所述場效應(yīng)管及所述可 調(diào)電阻相連的第一雙向開關(guān)、與所述第一雙向開關(guān)相連的比較器、連接于所述第二電流源 與所述第=電流源之間的第二雙向開關(guān)、與所述第二雙向開關(guān)相連的電容及時鐘信號輸出 端，所述時鐘信號輸出端與所述第一雙向開關(guān)、所述比較器、所述第二雙向開關(guān)及所述電容 共同連接，并產(chǎn)生一個輸出頻率不隨溫度變化而變化的時鐘信號。
[0006] 所述第二電流源及所述第=電流源產(chǎn)生的電流大小均相等。
[0007] 所述第一電流源的一端連接電源端，另一端連接所述場效應(yīng)管的一端，所述場效 應(yīng)管的另一端連接所述可調(diào)電阻的一端，所述可調(diào)電阻的另一端連接所述電阻的一端，所 述電阻的另一端接地。
[000引所述第一雙向開關(guān)的一連接端連接至所述第一電流源與所述場效應(yīng)管的連接點(diǎn) 處，所述第一雙向開關(guān)的另一連接端連接至所述可調(diào)電阻與所述電阻的連接點(diǎn)處，所述第 一雙向開關(guān)的控制端與所述比較器的正向輸入端相連。
[0009] 所述比較器的反相輸入端與所述第二雙向開關(guān)的控制端及所述電容的一端相連， 所述比較器的輸出端、所述第一雙向開關(guān)的控制端及所述第二雙向開關(guān)的控制端共同連接 至所述時鐘信號輸出端。
[0010] 所述第二電流源的一端連接電源端，另一端與所述第二雙向開關(guān)的一連接端相 連，所述第二雙向開關(guān)的另一連接端與所述第=電流源的一端相連，所述第=電流源的另 一端與所述電容的另一端接地。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果是:RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率精準(zhǔn)、不隨溫 度變化而變化且溫度系數(shù)很低。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的R訝辰蕩電路的電路圖；
[0013] 圖2為本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的R訝辰蕩電路的波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 不局限于W下所述。
[001引如圖1所示，圖巧本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路的電路圖，其包 括第一電流源11、第二電流源12、第S電流源13、與第一電流源11相連的場效應(yīng)管MO、與場 效應(yīng)管MO相連的可調(diào)電阻RU與可調(diào)電阻Rl相連的電阻R0、第一雙向開關(guān)KU與第一雙向開 關(guān)Kl相連的比較器COMl、連接于第二電流源12與第S電流源13之間的第二雙向開關(guān)K2、與 第二雙向開關(guān)K2相連的電容CO及時鐘信號輸出端CLK。其中，第二電流源12及第S電流源13 產(chǎn)生的電流大小相等，均為10。
[0016] 第一電流源11的一端連接電源端VDD，另一端連接場效應(yīng)管MO的一端，連接點(diǎn)的電 壓為Vh;場效應(yīng)管MO的另一端連接可調(diào)電阻Rl的一端，可調(diào)電阻Rl的另一端連接電阻RO的 一端，連接點(diǎn)的電壓為化，電阻RO的另一端接地。第一雙向開關(guān)Kl的一連接端1連接至第一 電流源Il與場效應(yīng)管MO的連接點(diǎn)處，第一雙向開關(guān)Kl的另一連接端0連接至可調(diào)電阻Rl與 電阻RO的連接點(diǎn)處，第一雙向開關(guān)K1的控制端T1與比較器COMl的正向輸入端相連，連接點(diǎn) 的電壓為Vth;比較器COMl的反相輸入端與第二雙向開關(guān)K2的控制端Tl及電容CO的一端相 連，連接點(diǎn)的電壓為Vc;比較器COMl的輸出端、第一雙向開關(guān)K1的控制端T1、第二雙向開關(guān) K2的控制端Tl共同連接至?xí)r鐘信號輸出端CLK，且比較器COMl的輸出端產(chǎn)生的電壓為Vs。第 二電流源12的一端連接電源端VDD，另一端與第二雙向開關(guān)K2的一連接端1相連，第二雙向 開關(guān)K2的另一連接端0與第S電流源13的一端相連，第S電流源13的另一端與電容CO的另 一端接地。
[0017] 其中，在其他實(shí)施例中，場效應(yīng)管MO可W為其他結(jié)構(gòu)可W實(shí)現(xiàn)相同功能的元器件， 并不限于此;例如，S極管。
[0018] 請同時參閱圖2,圖2為本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路的波形示意 圖。本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的R訝辰蕩電路的工作原理如下所述：
[0019] 在場效應(yīng)管MO沒有接入時：當(dāng)Vc小于Vth時，Vs為高電平電壓，第一雙向開關(guān)Kl的連 接端1連通，Vth = Vh ;第二雙向開關(guān)K2的連接端1連通，電流10注入電容CO，Vc隨著電流的注 入而增大；當(dāng)Vc大于Vth時，Vs為低電平電壓，第一雙向開關(guān)Kl的連接端0連通，Vth =化，第二 雙向開關(guān)K2的連接端0連通，電容CO上的電荷WlO的速度下降，直到VC下降到VTHW下，VS翻 轉(zhuǎn)到1，繼續(xù)重新開始。波形如圖2所示。
[0020] 其中，A V = Vh-A^l;
[0021]
[0022]
[0023]由此可W看出，RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率與電流10大小無關(guān)，只與 可調(diào)電阻Rl和電容CO的乘積有關(guān)。
[0024] 在集成電路中，可調(diào)電阻Rl會隨著溫度變化而變化，電容CO也會隨著溫度變化而 變化，其變化公式如下：
[0025]
[0026] CO = COoX (1+Ctci XPt);
[0027] 其中，Rlo為可調(diào)電阻Rl在25 °C時的阻值;COo為電容CO在25 °C時的容值;Rtci、化C2分 別為可調(diào)電阻Rl的一階、二階溫度系數(shù);Ctci為電容CO的一階溫度系數(shù);Pt = T-25,即片上溫 度T與室溫(25°C)的差。
[002引 RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率隨溫度的變化為：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 一般情況下，Rtci為負(fù)溫度系數(shù)，Ctci為正溫度系數(shù)，Rtc2為正溫度系數(shù)，在上式中， Rtci占主要作用，故輸出頻率Frc隨著溫度的上升而上升。
[0033] 在場效應(yīng)管MO接入后：
[0034] 其中，場效應(yīng)管MO的阻抗溫度系數(shù)為正溫度系數(shù)，假設(shè)其隨溫度變化公式為：
[003引 Rmo = RMoX (1+RMtciXPt);
[0036] 其中，Mo為場效應(yīng)管MO在化°C時的阻值;RMtgi為場效應(yīng)管MO的一階溫度系數(shù)。
[0037] 則R訝辰蕩電路產(chǎn)生的時鐘信號的輸出頻率為：
[00；3 引
[0039]
[0040]
[0041] 該式分母中第二項的正溫度系數(shù)能夠較好的抵消第一項的負(fù)溫度系數(shù)，使得Frc不 隨溫度變化而變化。
[0042] 另外，在本實(shí)用新型中，可W通過調(diào)整可調(diào)電阻Rl的大小，得到一個頻率很精準(zhǔn) 的、溫度系數(shù)很低的時鐘信號。
[0043] 本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路能夠產(chǎn)生一個輸出頻率很精準(zhǔn)且 溫度系數(shù)很低的時鐘信號，使得時鐘信號的輸出頻率不會隨著溫度的變化而變化。
[0044] 綜上所述，本實(shí)用新型低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路具有W下特點(diǎn)：產(chǎn)生的 時鐘信號的輸出頻率精準(zhǔn)、不隨溫度變化而變化且溫度系數(shù)很低。
【主權(quán)項】
1. 一種低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述低溫度系數(shù)輸出頻率的 RC振蕩電路包括第一電流源、第二電流源、第三電流源、與所述第一電流源相連的場效應(yīng) 管、與所述場效應(yīng)管相連的可調(diào)電阻、與所述可調(diào)電阻相連的電阻、與所述場效應(yīng)管及所述 可調(diào)電阻相連的第一雙向開關(guān)、與所述第一雙向開關(guān)相連的比較器、連接于所述第二電流 源與所述第三電流源之間的第二雙向開關(guān)、與所述第二雙向開關(guān)相連的電容及時鐘信號輸 出端，所述時鐘信號輸出端與所述第一雙向開關(guān)、所述比較器、所述第二雙向開關(guān)及所述電 容共同連接，并產(chǎn)生一個輸出頻率不隨溫度變化而變化的時鐘信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述第二電 流源及所述第三電流源產(chǎn)生的電流大小均相等。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述第一電 流源的一端連接電源端，另一端連接所述場效應(yīng)管的一端，所述場效應(yīng)管的另一端連接所 述可調(diào)電阻的一端，所述可調(diào)電阻的另一端連接所述電阻的一端，所述電阻的另一端接地。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述第一雙 向開關(guān)的一連接端連接至所述第一電流源與所述場效應(yīng)管的連接點(diǎn)處，所述第一雙向開關(guān) 的另一連接端連接至所述可調(diào)電阻與所述電阻的連接點(diǎn)處，所述第一雙向開關(guān)的控制端與 所述比較器的正向輸入端相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述比較器 的反相輸入端與所述第二雙向開關(guān)的控制端及所述電容的一端相連，所述比較器的輸出 端、所述第一雙向開關(guān)的控制端及所述第二雙向開關(guān)的控制端共同連接至所述時鐘信號輸 出端。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫度系數(shù)輸出頻率的RC振蕩電路，其特征在于:所述第二電 流源的一端連接電源端，另一端與所述第二雙向開關(guān)的一連接端相連，所述第二雙向開關(guān) 的另一連接端與所述第三電流源的一端相連，所述第三電流源的另一端與所述電容的另一 端接地。
【文檔編號】H03B5/20GK205584150SQ201620354845
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】葛亮宏, 葉飛
【申請人】成都銳成芯微科技有限責(zé)任公司