[发明专利]一种宽温低抖动环形振荡器

说明书

本发明提供一种宽温低抖动环形振荡器，包括：N个相同的差分电路；其中N为大于等于3的奇数；所述差分电路的一输入端连接第一电压源；N个所述差分电路的另一输入端和输出端首尾相接构成环形电路；所述差分电路包括：电平翻转电路、充放电控制电路以及放电控制电路；所述电平翻转电路用于根据第一电压源与充放电控制电路的节点电压的比较结果产生调节所述输出控制电路的输入控制信号；所述充放电控制电路用于根据上一级的输出信号控制电容的充放电以调整充放电控制电路的节点电压；所述输出控制电路用于根据所述电平翻转电路的输出信号以及上一级的输出信号产生控制下一级的输出控制信号。该电路不需要额外的温度补偿电路，电路功耗低。

技术领域

本发明涉及振荡器领域，尤其涉及一种宽温低抖动的环形振荡器。

背景技术

振荡器在集成电路设计中有广泛的应用，压控振荡器可以作为锁相环电路的最重要组成部件，也可以为USB等电路提供一个时钟信号。压控环路振荡器基于其输出频率范围大，功耗小等优势在数字电路中得到了广泛的应用。

压控环路振荡器由输入电压控制的连接为环状的N个模块组成，该模块可以是单端结构也可以是差分结构，单端结构的环形振荡器为了保证电路起振，N需要为奇数，差分结构的环形振荡器对N的奇偶性不作要求。每个模块的单级延时构成了整个环路振荡器的延时，从而决定了环路振荡器的工作频率。输入电压通过控制电容充放电节点电压，影响电容充放电时间来调整电路频率，因此压控环路振荡器的频率是受输入电压控制的。

环路振荡器本身受温度变化影响较大，由于产品工作环境的多样化，需要保证环路振荡器在每一种温度下都能输出相同的频率，从而不影响应用环路振荡器电路的正常工作，因此对环路振荡器进行温度补偿成为解决该问题的主要方法。现有技术一般通过额外的温度传感器和电压放大器构成温度补偿电路来调节负载管上并联MOS管的导通个数来补偿温度变化所导致的频率变化，但此种方案一般会导致振荡器的功耗和面积偏大。

如何提供一种功耗低面积小的宽温低抖动环形振荡器是当前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供宽温低抖动环形振荡器，旨在解决现有技术的不足。

本申请实施例提供了一种宽温低抖动环形振荡器，包括：N个相同的差分电路；其中N为大于等于3的奇数；

N个所述差分电路的一输入端均连接第一电压源；N个所述差分电路的另一输入端和输出端首尾相接构成环形电路；

所述差分电路包括：电平翻转电路、充放电控制电路以及输出控制电路；

所述电平翻转电路用于根据第一电压源的电压与充放电控制电路的节点电压的比较结果产生调节所述输出控制电路的输入控制信号；

所述充放电控制电路用于根据上一级的输出信号控制电容的充放电以调整充放电控制电路的节点电压；

所述输出控制电路用于根据所述电平翻转电路的输出信号以及上一级的输出信号产生控制下一级的输出控制信号。

进一步地，所述电平翻转电路包括：电压比较器；所述电压比较器的一输入端连接所述第一电压源；所述电压比较器的另一输入端连接所述充放电控制电路的节点电压；所述电压比较器的输出端连接所述输出控制电路的一输入端。

进一步地，所述充放电控制电路包括：第二电压源、第一受控开关、第二受控开关以及电容；所述第一受控开关与所述第二受控开关串联后接入所述第二电压源；所述电容并联在所述第二受控开关的两端；所述第一受控开关与所述第二受控开关的受控端均连接上一级的输出信号；所述第一受控开关与所述第二受控开关状态为互斥状态；当上一级的输出信号为第一状态时，所述第一受控开关导通，所述第二受控开关断开；第二电压源对所述电容进行充电；当上一级的输出信号为第二状态时，所述第一受控开关断开，所述第二受控开关导通；所述电容对地进行放电。