[发明专利]一种与电源和温度无关的高精度时钟发生器

说明书

本发明公开了一种与电源和温度无关的高精度时钟发生器，由两个充放电网络和数字触发器处理模块组成，两个充放电网络轮流处于充电、放电状态，并根据其充放电状态轮流输出翻转信号，数字触发器处理模块根据翻转信号控制所述两个充放电网络分别轮流处于充电、放电状态，根据所述两个充放电网络的充电、放电状态输出时钟信号。由温度系数相反的充放电电阻模块和充放电电容模块组成的充放电单元使所述时钟发生器与电源和温度变化无关，不易受外界环境影响，并且各个期间都能集成在芯片内部，匹配性好，达到高精度时钟发生器的目的。

技术领域

本发明涉及一种时钟发生器，特别是一种与电源和温度无关的高精度时钟发生器。

背景技术

随着半导体集成电路的发展，各种通信系统迅速发展起来，系统与系统之间、系统内部模块间的通信都需要时钟，为了使通信系统不冲突，国家出台了各种标准来规范各种系统的时钟，同时为了使通信准确，都要求系统有高精度的时钟。然而，一般集成电路中的时钟发生器输出的时钟频率会随着电源和温度的变化而变化，并且偏差比较大、精度不够高，通常偏差在（20%）左右。这样的精准度已经不能满足一些系统对时钟的要求。另外，由于集成电路工艺的偏差较大，大部分情况下都是芯片外部外加高精度晶振，从而使系统时钟达到精准。由晶体振荡器的工作原理可知，外加晶体振荡器的同时会引入片外电容元器件，同时也需要芯片内部模块电路与之匹配，才能起振；并且一般晶振的频率较低，需要倍频电路或者PLL电路才能得到想要的时钟频率。除此之外，晶振和片外电容会增加系统面积，影响集成度，并且会增加成本；内部倍频电路或者PLL电路有一定难度，并且片内片外的匹配性不好，如果系统布局不好，易受干扰，影响时钟的精准度。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种与电源和温度无关的高精度时钟发生器。本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种与电源和温度无关的高精度时钟发生器，包括：

充放电网络，设置有两个，所述两个充放电网络分别轮流处于充电、放电状态，并根据其充放电状态轮流输出翻转信号，所述两个充放电网络的充电时间相同；所述充放电网络包括在指定时间内完成充电的RC充放电单元，所述RC充放电单元由温度系数相反的充放电电阻模块和充放电电容模块组成；数字触发器处理模块，根据翻转信号控制所述两个充放电网络分别轮流处于充电、放电状态，根据所述两个充放电网络的充电、放电状态输出时钟信号。所述数字触发器处理模块为所述时钟发生器产生精确50%占空比时钟信号所需要的数字控制逻辑。

进一步地，所述充放电网络还包括用于控制RC充放电单元充电的充电开关和用于控制RC充放电单元放电的放电开关，所述RC充放电单元还包括一个充电电压输出端，所述充电电压输出端放置于所述充放电电阻模块和所述充放电电容模块中间。

进一步地，所述充放电网络还包括比较器，所述比较器包括用于连接VA参考电压的参考电压输入端和用于连接RC充放电单元充电电压输出端的比较电压输入端；所述比较器通过比较RC充放电单元充电电压和VA参考电压输出翻转信号，当所述RC充放电单元充电电压和VA参考电压相等时，所述比较器输出翻转信号；所述数字触发器处理模块的输入端分别与所述两个充放电网络连接获取其翻转信号，所述数字触发器处理模块还包括两个开关控制输出端，所述的两个开关控制输出端分别交叉控制其中一个充放电网络的充电开关和另一个充放电网络的放电开关，所述数字触发器处理模块根据翻转信号交替切换两个开关控制输出端的控制信号，使两个充放电网络交替处于充电状态和放电状态，根据充放电状态，所述时钟信号从所述数字触发器处理模块的时钟信号输出端输出。

进一步地，所述充放电网络还包括输入电源电压端口和地端口，所述输入电源电压端口、充电开关、充放电单元和地端口依次串联连接，所述放电开关并联设置在充放电电容模块的两端，所述充电电压输出端设置于充放电电阻模块和充放电电容模块之间。