工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路制造技术

本发明专利技术涉及一种工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路，包括振荡信号产生电路、抖频振荡器电源产生电路和时钟耦合输出电路，所述时钟耦合输出电路输出的反馈时钟再连接所述抖频振荡器电源产生电路的输入端。本发明专利技术提供的高精度振荡器电路中，一方面振荡信号产生电路采用的振荡器电源电压只受基准信号控制，不受PVT波动影响，保证了参考时钟信号OSC_out的频率稳定性；另一方面，在抖频振荡器电源产生电路内部采用幅度和时间上均具有伪随机特性的伪随机码进行调制，产生具有伪随机抖动特性的振荡器电源电压，从而使得参考时钟信号OSC_out的频率具有抖频特性，最终使得输出时钟信号变为抖频时钟，从而实现降低EMI干扰的目标。从而实现降低EMI干扰的目标。从而实现降低EMI干扰的目标。

【技术实现步骤摘要】
工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路


[0001]本专利技术涉及一种工艺温度计电压不敏感的高精度振荡器电路，属于集成电路


技术介绍

[0002]脉冲宽度调制PWM(英文全称Pulse Width Modulation)技术是通过采用数字输出脉冲来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。PWM信号是数字信号，因为在一定的时刻，电流或电压都是以一种ON或OFF的状态呈现。电压或点流通通过ON或OFF的重复脉冲序列被加载到模拟负载上。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。因此，PWM控制技术在各类功率集成电路和高可靠信号传输领域有着广泛应用，是一种很成熟的控制模式，它具有结构简单，输出控制精度高等优势。
[0003]总的来说脉冲宽度调制模式是通过保持整体控制系统的开关频率不变，调整功率开关管的导通时间来调整系统占空比，从而改变输出功率。在各种PWM模式控制的现代功率集成电路中，开关频率由时钟振荡信号进行控制，通常由片上集成的振荡器电路产生，因此振荡器电路输出的时钟特性对于整体芯片的性能有着重要影响。本专利技术提供了一种工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路。

技术实现思路

[0004]本专利技术在现有技术基础上，提供了一种工艺温度计电压不敏感的高精度振荡器电路，进一步提升控制器的控制精度。
[0005]本专利技术所述的工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路包括：依次连接的振荡信号产生电路、抖频振荡器电源产生电路和时钟耦合输出电路，时钟耦合输出电路输出的反馈时钟CK_fb再连接抖频振荡器电源产生电路的输入端；所述抖频振荡器电源产生电路根据电源电压VCC和反馈时钟CK_fb产生振荡器电源电压VCC_OSC，输出到振荡信号产生电路，振荡信号产生电路根据振荡器电源电压VCC_OSC产生参考时钟信号OSC_out，输出到时钟耦合输出电路，时钟耦合输出电路根据电源电压VCC和时钟信号OSC_out产生X路输出时钟CK1～CKX和反馈时钟CK_fb，X为正整数。
[0006]具体的，所述振荡信号产生电路包括：电流源I40，PMOS管M40、NMOS管M41、延迟电容C40、施密特触发器S40、反相器Inv40、反相器Inv41、反相器Inv42和输出缓冲器Buf40；其中，反相器Inv40、反相器Inv41、反相器Inv42顺序连接构成奇数级反相器链，PMOS管M40和NMOS管M41构成一个延迟控制反相器，PMOS管M40源极连接电流源I40，PMOS管M40栅极和NMOS管M41栅极相连，作为延迟控制反相器的输入端，PMOS管M40漏极和NMOS管M41漏极相连，作为延迟控制反相器的输出端，NMOS管M41源极接地；延迟控制反相器的输出同时连接到延迟电容C40上端和施密特触发器S40的输入端，延迟电容C40下端接地，施密特触发器S40的输出端连接到所述奇数级反相器链的输入端，所述奇数级反相器链的输出端同时连
接到输出缓冲器Buf40的输入端和延迟控制反相器的输入端，输出缓冲器Buf40的输出端即为参考时钟信号OSC_out。
[0007]具体的，所述抖频振荡器电源产生电路包括以下几部分电路：
[0008]由PMOS管M501、PMOS管M502、PMOS管M505、PMOS管M506、NMOS管M508、NMOS管M509、NMOS管M510、电阻R51和电容C51构成的两级误差放大器，所述两级误差放大器的第一差分输入端为PMOS管M505的栅极，所述两级误差放大器的第二差分输入端为PMOS管M506的栅极，所述两级误差放大器的放大输出端连接PMOS管M502的漏极和NMOS管M510的漏极；PMOS管M501漏极连接PMOS管M505源极、PMOS管M506源极，PMOS管M505漏极连接NMOS管M508漏极、NMOS管M508栅极、NMOS管M509栅极，PMOS管M506漏极连接NMOS管M509漏极、电阻R51上端、NMOS管M510栅端，电阻R51下端连接电容C51上端；
[0009]由PMOS管M503、PMOS管M511、电阻R53和电容C52构成的跟随缓冲器；所述跟随缓冲器的信号输入端为PMOS管M511的栅极，连接两级误差放大器的放大输出端；所述跟随缓冲器的信号输出端同时连接PMOS管M511的源极、电阻R53下端以及经过电容C52接地电压GND；电阻R53上端连接PMOS管M503漏极；
[0010]由PMOS管M500、PMOS管M521、NMOS管M522、电阻R521、电阻R522和电容C521构成的反馈时钟检测电路；所述反馈时钟检测电路的输入端CK_fb连接到PMOS管M521的栅极和NMOS管M522的栅极；所述反馈时钟检测电路的输出端为时钟反馈电压Vckfb，连接到电阻R521的下端、电阻R522的上端、PMOS管M521的源极；所述PMOS管M521的漏极和NMOS管M522的漏极相连，并连接到电容C521上端；电阻R521的上端连接到PMOS管M500的漏极；NMOS管M522的源极、电容C521的下端和电阻R522的下端均接地电压GND；
[0011]由PMOS管M530、电阻R530、N个串联电阻、N个NMOS管和伪随机码产生电路构成的抖频参考电压产生电路；所述抖频参考电压产生电路的基准电压输入端Vref为PMOS管M530的栅极，所述抖频参考电压产生电路产生的抖频参考电压Vrdith输出端为电阻R530的下端与N个串联电阻组成的电阻串的上端的连接点；PMOS管M530的漏极连接到电阻R530的上端，N个串联电阻中每个电阻的上端和下端分别对应连接N个NMOS管的漏极和源极，所述N个NMOS管的栅极分别连接伪随机码产生电路输出的伪随机码P1～PN；N个串联电阻组成的电阻串的最下端接地电压GND；
[0012]所述抖频参考电压产生电路产生的抖频参考电压Vrdith连接到所述两级误差放大器的第二差分输入端，所述反馈时钟检测电路的时钟反馈电压Vckfb连接到所述两级误差放大器的第一差分输入端，所述两级误差放大器的放大输出端连接到所述跟随缓冲器的信号输入端，所述跟随缓冲器的信号输出端即为振荡器电源电压VCC_OSC；
[0013]以上NMOS管M722源极、电容C721下端、电阻R722下端、NMOS管M708源极、NMOS管M709源极、电容C71下端、NMOS管M710源极、PMOS管M711漏极均接地电压GND；PMOS管M700栅极、PMOS管M701栅极、PMOS管M702栅极、PMOS管M703栅极均接偏置电压；PMOS管M730源极、PMOS管M700源极、PMOS管M701源极、PMOS管M702源极、PMOS管M703源极均接电源VCC；N＝2
K
，K为任意正整数。
[0014]具体的，所述抖频参考电压产生电路中的抖频参考电压Vrdith由电阻R530和N个串联电阻组成的电阻串总电阻分压得到；N个串联电阻中任意两个电阻的阻值均不相同，且N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路，其特征是，包括依次连接的振荡信号产生电路(2)、抖频振荡器电源产生电路(1)和时钟耦合输出电路(3)，时钟耦合输出电路(3)输出的反馈时钟CK_fb再连接抖频振荡器电源产生电路(1)的输入端；所述抖频振荡器电源产生电路(1)根据电源电压VCC和反馈时钟CK_fb产生振荡器电源电压VCC_OSC，输出到振荡信号产生电路(2)，振荡信号产生电路(2)根据振荡器电源电压VCC_OSC产生参考时钟信号OSC_out，输出到时钟耦合输出电路(3)，时钟耦合输出电路(3)根据电源电压VCC和时钟信号OSC_out产生X路输出时钟CK1～CKX和反馈时钟CK_fb，X为正整数。2.根据权利要求1所述的工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路，其特征是，所述振荡信号产生电路(2)包括：电流源I40，PMOS管M40、NMOS管M41、延迟电容C40、施密特触发器S40、反相器Inv40、反相器Inv41、反相器Inv42和输出缓冲器Buf40；其中，反相器Inv40、反相器Inv41、反相器Inv42顺序连接构成奇数级反相器链，PMOS管M40和NMOS管M41构成一个延迟控制反相器，PMOS管M40源极连接电流源I40，PMOS管M40栅极和NMOS管M41栅极相连，作为延迟控制反相器的输入端，PMOS管M40漏极和NMOS管M41漏极相连，作为延迟控制反相器的输出端，NMOS管M41源极接地；延迟控制反相器的输出同时连接到延迟电容C40上端和施密特触发器S40的输入端，延迟电容C40下端接地，施密特触发器S40的输出端连接到所述奇数级反相器链的输入端，所述奇数级反相器链的输出端同时连接到输出缓冲器Buf40的输入端和延迟控制反相器的输入端，输出缓冲器Buf40的输出端即为参考时钟信号OSC_out。3.根据权利要求1所述的工艺温度计电压不敏感高精度振荡器电路，其特征是，所述抖频振荡器电源产生电路(1)包括以下几部分电路：由PMOS管M501、PMOS管M502、PMOS管M505、PMOS管M506、NMOS管M508、NMOS管M509、NMOS管M510、电阻R51和电容C51构成的两级误差放大器，所述两级误差放大器的第一差分输入端为PMOS管M505的栅极，所述两级误差放大器的第二差分输入端为PMOS管M506的栅极，所述两级误差放大器的放大输出端连接PMOS管M502的漏极和NMOS管M510的漏极；PMOS管M501漏极连接PMOS管M505源极、PMOS管M506源极，PMOS管M505漏极连接NMOS管M508漏极、NMOS管M508栅极、NMOS管M509栅极，PMOS管M506漏极连接NMOS管M509漏极、电阻R51上端、NMOS管M510栅端，电阻R51下端连接电容C51上端；由PMOS管M503、PMOS管M511、电阻R53和电容C52构成的跟随缓冲器；所述跟随缓冲器的信号输入端为PMOS管M511的栅极，连接两级误差放大器的放大输出端；所述跟随缓冲器的信号输出端同时连接PMOS管M511的源极、电阻R53下端以及经过电容C52接地电压GND；电阻R53上端连接PMOS管M503漏极；由PMOS管M500、PMOS管M521、NMOS管M522、电阻R521、电阻R522和电容C521构成的反馈时钟检测电路；所述反馈时钟检测电路的输入端CK_fb连接到PMOS管M521的栅极和NMOS管M522的栅极；所述反馈时钟检测电路的输出端为时钟反馈电压Vckfb，连接到电阻R521的下端、电阻R522的上端、PMOS管M521的源极；所述PMOS管M521的漏极和NMOS管M522的漏极相连，并连接到电容C521上端；电阻R521的上端连接到PMOS管M500的漏极；NMOS管M522的源极、电容C521的下端和电阻R522的下端均接地电压GND；由PMOS管M530、电阻R530、N个串联电阻、N个NMOS管和伪随机码产生电路构成的抖频参考电压产生电路；所述抖频参考电压产生电路的基准电压输入端Vref为PMOS管M530的栅极，所述抖频参考电压产生电路产生的抖频参考电压Vrdith输出端为电阻R530的下端与N
个串联电阻组成的电阻串的上端的连接点；PMOS管M530的漏极连接到电阻R530的上端，N个串联电阻中每个电阻的上端和下端分别对应连接N个NMOS管的漏极和源极，所述N个NMOS管的栅极分别连接伪随机码产生电路输出的伪随机码P1～PN；N个串联电阻组成的电阻串的最下端接地电压GND；所述抖频参考电压产生电路产生的抖频参考电压Vrdith连接到所述两级误差放大器的第二差分输入端，所述反馈时钟检测电路的时钟反馈电压Vckfb连接到所述两级误差放大器的第一差分输入端，所述两级误差放大器的放大输出端连接到所述跟随缓冲器的信号输入端，所述跟随缓冲器的信号输出端即为振荡器电源电压VCC_OSC；以上NMOS管M...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴殿升，邹勇，杨勇，史春杰，袁波，
申请(专利权)人：无锡格兰德微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：