[发明专利]一种环形振荡器

说明书

本发明公开了一种环形振荡器，包括第一延时单元、第二延时单元和缓冲单元，第一延时单元的输出端与第二延时单元的输入端连接，第二延时单元的第一输出端与第一延时单元的输入端连接，缓冲单元的输入端与第二延时单元的第一输出端或与第一延时单元的输入端连接，第二延时单元的第二输出端和第一延时单元的衬底端连接，第一延时单元用于降低环形振荡器的起振电压，第二延时单元用于提高环形振荡器的起振响应速度，缓冲单元用于改善环形振荡器的输出波形，第一延时单元的输入端为环形振荡器的输入端，缓冲单元的输出端为环形振荡器的输出端；优点是具有低起振电压、低功耗、高振荡频率和高稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种振荡器，尤其是涉及一种环形振荡器。

背景技术

利用振动和温差等环境因素获取能量，作为医疗诊断等无电池可穿戴电子设备的电源，是一种具有吸引力的能量获取解决方案。虽然从能量的角度来看，上述解决方案具有可行性，但是由于振动和温差等环境因素产生的能量较弱，采集电路采集到的电压也会较低，即能量采集电路的输入电压很低，对能量采集电路的初始启动电压提出了特殊的挑战。

目前，能量采集电路中一般通过低压振荡器启动更高输入电压的DC-DC转换器，从而提高输出电压。CMOS环形振荡器因具有结构简单和功耗可调的特点，被广泛应用于能量采集电路。现有的CMOS环形振荡器一般由奇数个CMOS标准反相器首尾相连组成，但是用于能量采集电路的环形振荡器要求较低的起振电压(即能够在能量采集电路的低电压条件下产生振荡)，较高且稳定的振荡频率，而传统的CMOS低频振荡器一般需要较高的起振电压(即工作电压)，且存在功耗大等问题，这些都制约了能量采集电路的功能实现和性能优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有低起振电压、低功耗、高振荡频率和高稳定性能的环形振荡器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种环形振荡器，包括第一延时单元、第二延时单元和缓冲单元，所述的第一延时单元具有输入端、衬底端和输出端，所述的第二延时单元具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述的第一延时单元的输出端与所述的第二延时单元的输入端连接，所述的第二延时单元的第一输出端与所述的第一延时单元的输入端连接，所述的缓冲单元的输入端与所述的第二延时单元的第一输出端或与所述的第一延时单元的输入端连接，所述的第二延时单元的第二输出端和所述的第一延时单元的衬底端连接，所述的第一延时单元用于降低所述的环形振荡器的起振电压，所述的第二延时单元用于提高所述的环形振荡器的起振响应速度，所述的缓冲单元用于改善所述的环形振荡器的输出波形，所述的第一延时单元的输入端为所述的环形振荡器的输入端，所述的缓冲单元的输出端为所述的环形振荡器的输出端。

所述的第一延时单元包括5个反相器INV1～INV5，所述的第二延时单元包括18个反相器INV6～INV23，所述的缓冲单元包括两个反相器INV24和INV25，所述的5个反相器INV1～INV5均为叠层反相器，且依次级联在一起，所述的18个反相器INV6～INV23均为标准反相器，且依次级联在一起，所述的两个反相器INV24和INV25均为标准反相器，且级联在一起。该环形振荡器中，第一延时单元和第二延时单元将叠层反相器和标准反向器结合，采用了多级叠层技术和自偏置技术，进一步提高了起振的响应时间。