[实用新型]一种具有自校准功能的片上振荡器

说明书

本实用新型公开了一种具有自校准功能的片上振荡器，包括振荡单元、分频器、计数器、寄存器和电流校准单元，振荡单元的振荡信号输出端接分频器，分频器的时钟信号输出端接计数器；计数器的数值信号输出端接寄存器，控制信号输入端接外部微控制器的校准信号输出端；寄存器的控制信号输入端接外部微控制器的初始化脉冲输出端，寄存器的校准代码输出端接电流校准单元的校准代码输入端；电流校准单元的电流输出端接振荡单元的电流输入端。本实用新型降低了自校准迭代次数，通过一步校准无需迭代的方式实现了片上振荡器的高效率校准，输出频率精度高。

[技术领域]

本实用新型涉及片上振荡器，尤其涉及一种具有自校准功能的片上振荡器。

[背景技术]

片上振荡器由于其功耗小、尺寸小、价格低、易于集成等优点，替代晶体振荡器广泛应用于集成电路中。然而，片上振荡器的主要缺点是其输出频率受工艺、供电电压和温度变化的影响大，如片上RC振荡器3σ的频率变化可高达20％。因此需要通过校准的方法降低片上现有技术的片上振荡器输出频率对工艺、供电电压、温度变化的敏感性，输出频率会随温度、工艺、电压变化而变化，而且同一片晶圆上分布在不同位置的振荡器输出频率也会不同，因此需要校准。

公开号为CN103066996A的发明公开了一种振荡器及其自校准方法，其中，所述振荡器包括：振荡单元，用于产生振荡信号；转换单元，用于将所述振荡信号的频率转换为电压信号；比较单元，用于将所述电压信号与最高频率电压和最低频率电压比较，并输出比较结果信号；加减单元，用于保存校准值，根据所述比较结果信号加减校准值，并输出与所述校准值对应的校准信号；校准单元，用于根据所述校准信号校准所述振荡信号的频率。该发明的的振荡器自校准方法需要在校准时间窗口内多次重复校准步骤，直至校准时间窗口结束。

公开号为CN101212212A的发明涉及一种具有自校准功能的高精度振荡器及校准方法，用于设定数字控制振荡装置的N字节控制字组以产生时序信号，自校准方法先执行该振荡器的电路初始化，再设定N字节控制字组的第(N－1)字节为1。之后，比较时序信号与频率参考信号的频率，当时序信号频率小于该频率参考信号的频率时，设定N字节控制字组的第(N－1)字节为0，当该时序信号频率没有小于频率参考信号的频率时，设定N字节控制字组的第N－1字节为1。重复上述步骤，以依序设定N字节控制字组的第(N－2)字节至第0字节。该发明用于设定数字控制振荡装置的N字节控制字组，该数字控制振荡装置依据该N字节控制字组以产生时序信号，即需要重复校准步骤N次。

这些自校准方法通常需要多次迭代的过程来完成足够精度的频率修调或校准，芯片正常工作被中断较长的时间，校准方法的效率不高。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有自校准功能、输出频率精度高的片上振荡器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种具有自校准功能的片上振荡器，包括振荡单元、分频器、计数器、寄存器和电流校准单元，振荡单元的振荡信号输出端接分频器，分频器的时钟信号输出端接计数器；计数器的数值信号输出端接寄存器，控制信号输入端接外部微控制器的校准信号输出端；寄存器的控制信号输入端接外部微控制器的初始化脉冲输出端，寄存器的校准代码输出端接电流校准单元的校准代码输入端；校准单元的电流输出端接振荡单元的电流输入端。

以上所述的片上振荡器，电流校准单元包括运放和电流镜电路，电流镜电路包括第一PMOS、第二PMOS和多位电阻阵列；运放的反相输入端接参考电压，输出端接第一PMOS的栅极和第二PMOS的栅极；第一PMOS的源极和第二PMOS的源极接芯片电源，第一PMOS的漏极接运放的同相输入端和多位电阻阵列的输入端；多位电阻阵列的输出端接地，控制端接寄存器的输出端；第二PMOS的漏极作为电流校准单元的信号输出端。