[发明专利]面向NB-IoT的低成本环形振荡器

说明书

本发明公开了一种面向NB‑IoT的低成本环形振荡器；该环形振荡器仅用反相器搭建，其中，包括4个A反相器和4个B反相器；四个A反相器首尾相连；构建完成后，通电，使其形成一个稳定结构；同时，在N1节点和N3节点之间，或N2节点和N4节点间加入B反相器，将其从平衡状态驱逐出来。本发明利用环形振荡器优点，并改进了其部分缺点，仅使用两种反相器实现，电路复杂度和布局尺寸面积得到了改善。

技术领域

本发明涉及窄带物联网(NB-IoT)领域，具体来讲涉及一种用于以较低的成本产生振荡信号，使用反相器实现的环形振荡器。

背景技术

众所周知，NB-IoT是指基于蜂窝的窄带物联网，是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域中较新的技术概念，其主要内容是支持低功耗的设备在广域网的蜂窝数据连接。这样我们就可以基于当前的蜂窝网络将物体互联起来，用较低的代价换取较大的成功。

由于NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接；所以芯片要支持NB-IoT，就必须要低功耗，必须要有数字系统对网络进行连接。于是数字系统的基础——时钟信号，就是设计重点。

常用的振荡器结构主要分为两类：调谐振荡器和非线性振荡器。其中调谐振荡器常用的结构为电感电容振荡器(LC Oscillators)，非线性振荡器常用的结构为环形振荡器(Ring Oscillators)。

然而，环形振荡器，其优点为线性度好，功耗低，对电源的干扰有抑止作用，集成度高；其缺点是电路相对复杂，布局尺寸面积较大，输出频谱纯度不够好。

众所周知，奇数个反相器首尾相连便可以得到一个最简单的振荡器，但是这时输出的相位差为360°/(2N+1)。当我们想要使用一些特殊的相位差时钟信号的，就会出现设计困难，如90°相位差需要4个反相器首尾相连，45°相位差需要8个反相器首尾相连，而这样的结构是不能起振的；因此需要加以改进。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种面向NB-IoT的低成本环形振荡器；本发明利用环形振荡器优点，并改进了其部分缺点，仅使用两种反相器实现，电路复杂度和布局尺寸面积得到了改善。

本发明是这样实现的，构造一种面向NB-IoT的低成本环形振荡器，其特征在于：

该环形振荡器仅用反相器搭建，其中，包括4个A反相器I1、I2、I3、I4；

其电路结构为：N1节点连接I1的输入，I4的输出，I7的输入，I8的输出；N2节点连接I2的输入，I1的输出，I5的输入，I6的输出；N3节点连接I3的输入，I2的输出，I7的输出，I8的输入；N4节点连接I4的输入，I3的输出，I5的输出，I6的输入；四个A反相器首尾相连；构建完成后，通电，使其形成一个稳定结构；

在N1节点和N3节点或N2节点和N4节点间加入另一反相器，将其从平衡状态驱逐出来，此时所加入的反相器与A反相器不同，称它为B反相器。其中，在N1节点和N3节点之间加上从N1节点到N3节点的B反相器，在N2节点和N4节点之间加上从N2节点到N4节点的B反相器。

另一方面，所述一种面向NB-IoT的低成本环形振荡器，其特征在于：B反向器的尺寸在A反相器尺寸的0.6～0.8之间。

另一方面，所述一种面向NB-IoT的低成本环形振荡器，其特征在于：在4个A反相器和B反相器中，将两个A反相器和B反相器组合成为一个差动放大器，使其两个差动放大器得到一个振荡器，在这个振荡器中能够得到4对差分对，他们的固有相位差为90°。