[发明专利]外部振荡器电阻检测电路

说明书

本发明涉及在集成电路内实现的RC振荡器电路，更详细地说，涉及能够利用片外电阻组件来切换集成振荡电路的电路。

本专业的技术人员都很了解许多不同配置的电阻/电容(RC)振荡器。这样的振荡器一般利用分立元件组成。但是，往往需要把这些振荡器布置在集成电路芯片上。当完全集成时(亦即所有组件都在芯片上)，如果不是失去通过控制驱动振荡器操作的电阻数值或电容数值来控制振荡器操作的所有能力的话，设计者和用户也不幸地在这方面失去很多。因此，需要一种也支持片外电阻连接的完全集成的振荡器设计。

一种在集成电路芯片上实现的RC振荡器电路产生一种其频率设置为所包括的内部电阻阻值的函数的振荡输出信号。该芯片包括可以连接外部电阻的引脚。检测电路检测所连接的外部电阻的存在。响应该检测结果，电路把外部电阻连接到振荡器上，结果改变振荡器的输出频率，后者现在设置为至少是所连接的外部电阻阻值的函数。在最佳实施例中，电路把所连接的外部电阻替换到所述RC振荡器电路中。

结合附图参阅以下详细的描述，即可对本发明的方法和设备取得更加完全的理解，附图中：

图1是按照本发明的电路的电路图；

图2是用于与图1的电路配合使用的启动电路的电路图；

图3A和3B是举例说明图1电路操作的波形图。

现参考图1，其中示出按照本发明的电路的电路图。该电路最好在集成电路芯片10上实现，它可以包括举例示于图1的组件以外的组件，完成这里结合本发明描述的功能和操作以外的功能和操作。该电路包括由振荡电路14和电流源16形成的RC振荡器12。

振荡电路14包括第一电流发生器I1，后者提供电容C1充电用的第一电流。第一CMOS(互补金属氧化物半导体)反相电路18控制并联在该反相电路所包括的n-沟道FET(场效应晶体管)漏极和源极之间的电容C1的充电。当电路18的串联FET的连接在一起的栅极被驱动为低电平时，电容C1由第一电流发生器I1充电。相反，当连在一起的栅极被驱动为高电平时，电容被放电至地(GND)。第二CMOS反相电路20以类似的方法操作，以便控制利用第二电流发生器I2的输出电流对电容C2进行的充电。第一CMOS反相电路18连在一起的漏极通过串联的反相器22和24连接到第二CMOS反相电路20连接在一起的栅极。第二CMOS反相电路20连接在一起的漏极通过单个的反相器26连接到第一CMOS反相电路18的连接在一起的栅极。输出振荡器时钟信号(CLK)取自反相器24的输出端。

当CLK为低电平时，这意味着电容C2两端的电压高于反相器26的阈值电压。在这样的条件下，反相器26输出为低电平，第一反相电路18的连接在一起的栅极为低电平，并且第一电容C1被第一电流发生器I1充电。当第一电容C1两端的电压达到反相器22的阈值电压时，其输出变低，而反相器24的输出变高。这一状态改变了电路20的状态(因为它的连接在一起的栅极现在是高电平)，并使以前充电的电容C2放电。在反相器26的输入端的电压现在由于电容C2放电而处于低电平的情况下，反相器26的输出、因而时钟CLK现在上升至高电平。结果，电路18的状态改变(因为它的连接在一起的栅极现在是高电平)，而电容C1放电。当电容C1两端的电压由于电容C1放电而低于反相器22的阈值电压时，反相器22的输出变高，而反相器24的输出变低。这个状态改变电路20的状态，结果是电容C2充电，而反相器26的输出(因而时钟CLK)变回低电平。这个事件链连续产生振荡输出时钟CLK，其振荡频率决定于I1，I2，C1和C2的数值。

电流源16提供非常稳定的(但可改变的，正如这里还要讨论的)基准信号PB，第一和第二电流发生器I1和I2分别用该基准信号来产生第一和第二电流。电流源16包括电流镜30，后者按传统方法由一对其栅极和接地的源极连在一起的n-沟道FET形成。一对p-沟道FET的漏极连接到电流镜30的引脚(漏极)并且在内部彼此连接，使得第一FET 32的栅极在节点36处连接到第二FET 34的源极和内部电阻(Rin)的一端，同时第二FET 34的栅极连接到第一FET 32的漏极。第一FET32的源极连接到Vdd，而Rin的另一端通过p沟道FET 38连接到Vdd。