TWI755155B - Rc振盪器電路及資訊處理裝置 - Google Patents
Rc振盪器電路及資訊處理裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI755155B TWI755155B TW109139921A TW109139921A TWI755155B TW I755155 B TWI755155 B TW I755155B TW 109139921 A TW109139921 A TW 109139921A TW 109139921 A TW109139921 A TW 109139921A TW I755155 B TWI755155 B TW I755155B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- terminal
- coupled
- type mosfet
- resistor
- mosfet element
- Prior art date
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 title claims description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
本發明主要揭示一種RC振盪器電路,其包括一零溫度係數電流源、一振盪信號產生單元以及一信號整形單元,且其特徵在於該振盪信號產生單元包括一核心振盪單元以及一比較器單元,該振盪信號產生單元據接收自該零溫度係數電流源的一零溫度係數電流而產生一第一差分信號與一第二差分信號,使該比較器單元依據所述第一差分信號和所述第二差分信號而輸出一振盪信號。最終,該信號整形單元對所述振盪信號進行一信號整形處理之後,輸出用以作為時鐘信號的一方波信號。特別地,在無需提供參考電壓給所述比較器單元且無需嚴格控制電容的充/放電電流的前提下,本發明之RC振盪器電路可以輸出具有50%佔空比的方波信號。
Description
本發明係關於振盪器之技術領域,尤指無需提供參考電壓給比較器且無需嚴格控制電容的充/放電電流的一種RC振盪器電路。
已知,電子振盪器(electronic oscillator)是用來產生具有周期性的類比訊號(如弦波、方波、或三角波)的一種特殊電子電路,目前已經被廣泛地應用在積體電路晶片(即,電子晶片)之中。習知的振盪器主要分為諧波振盪器(harmonic oscillator)和張弛振盪器(relaxation oscillator),其中張弛振盪器又稱為RC振盪器,其主要用於產生數位邏輯電路所需要的時鐘信號。隨著電子晶片的集成度逐步提升,RC振盪器因具有電路面積小、易於整合及低成本等優點,從而被廣泛地整合在各式電子晶片之中。
圖1顯示習知的一種RC振盪器的電路結構圖。如圖1所示,習知的RC振盪器1a包括:一充電電流源11a、一第一開關12a、一第二開關13a、一放電電流源14a、一電容15a、一比較器16a、一第二比較器17a、以及一RS閂鎖單元18a。在習知的RC振盪器1a之中,比較器16a接收一第一參考電壓V
REF_H與所述電容15a的一電容端電壓V
C,且第二比較器17a接收一第二參考電壓V
REF_L與所述電容端電壓V
C。應可理解,在固定第一參考電壓V
REF_H與第二參考電壓V
REF_L的情況下,比較器16a和第二比較器17a的輸出信號的準位會隨著電容端電壓V
C的變化而上、下翻轉。故而,利用一第一開關控制信號S1和一第二開關控制信號S2控制該第一開關12a和該第二開關13a周期性的打開與關閉,便可以讓比較器16a和第二比較器17a各輸出一定週期振盪信號至該RS閂鎖單元18a。最終,利用RS閂鎖單元18a對所述定週期振盪信號進行整型之後,即輸出用以作為時鐘信號的一方波信號。
值得注意的是,習知的RC振盪器1a需要使用兩個高性能的比較器,同時需要兩個穩定的參考電壓作爲比較器閾值電壓,造成RC振盪器1a所需的外圍電路的設置變得複雜。另一方面,想要讓RS閂鎖單元18a所輸出的方波信號具有50%的占空比,則必須控制讓充電電流和放電電流嚴格一致,從而確保所述電容15a之充電時間與放電時間嚴格一致,最終提高了電路設計難度且不易實現。
由上述說明可知,本領域亟需無需提供參考電壓給比較器且無需嚴格控制電容的充/放電電流的一種新式RC振盪器電路。
本發明之主要目的在於提供一種RC振盪器電路,其可以在無需提供參考電壓給所述比較器單元以及無需嚴格控制電容的充/放電電流的前提下,輸出具有50%佔空比的方波信號。
為達成上述目的,本發明提出所述RC振盪器電路的實施例,其包括:
一零溫度係數電流源,用以產生一零溫度係數電流;
一振盪信號產生單元,耦接該零溫度係數電流源且用以產生一振盪信號;其中,該振盪信號產生單元包括一核心振盪單元以及一比較器單元,該核心振盪單元依據接收自該零溫度係數電流源之所述零溫度係數電流而產生一第一差分信號與一第二差分信號,使該比較器單元在接收所述第一差分信號和所述第二差分信號之後輸出所述振盪信號;以及
一信號整形單元,耦接該振盪信號產生單元的該比較器單元,用以對所述振盪信號進行一信號整形處理,從而輸出一時鐘信號。
在一實施例中,該核心振盪單元包括:
一第一電阻,其一第一端耦接一工作電壓;
一第一P型MOSFET元件,其一源極端耦接該第一電阻的一第二端;
一第二電阻,其一第一端耦接所述工作電壓;
一第二P型MOSFET元件,其一源極端耦接該第二電阻的一第二端;
一電容,其一第一端耦接該第一P型MOSFET元件的一汲極端,且其一第二端耦接該第二P型MOSFET元件的一汲極端;
一第三P型MOSFET元件,其一源極端耦接該第一P型MOSFET元件的該汲極端和該電容之間的一第一共接點,且其一汲極端耦接該第一P型MOSFET元件的一閘極端;
一第四P型MOSFET元件,其一源極端耦接該第二P型MOSFET元件的該汲極端和該電容之間的一第二共接點,且其一汲極端耦接該第二P型MOSFET元件的一閘極端;
一第三電阻,其一第一端耦接該第三P型MOSFET元件的該汲極端與該第一P型MOSFET元件的該閘極端之間的一第三共接點;
一第四電阻,其一第一端耦接該第四P型MOSFET元件的該汲極端和該第二P型MOSFET元件的該閘極端之間的一第四共接點,且其一第二端耦接該第三電阻的一第二端;以及
一電流鏡,具有一第一電性端、一第二電性端與一第三電性端,其中該第一電性端耦接該零溫度係數電流源,該第二電性端耦接該第三電阻與該第四電阻之間的一第五共接點,且該第三電性端耦接一接地端。
在一實施例中,該比較器單元包括具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端的一比較器,其中該負輸入端耦接至該第三共接點以接收所述第一差分信號,該正輸入端耦接至該第四共接點以接收所述第二差分信號,且該輸出端用以輸出所述振盪信號。
在一實施例中,該信號整形單元包括:
一第一反相器,其一輸入端耦接該比較器的該輸出端;以及
一第二反相器,其一輸入端耦接該第一反相器的一輸出端,且其一輸出端用以輸出所述時鐘信號。
在一實施例中,該電流鏡包括:
一第一N型MOSFET元件,其一汲極端耦接該第五共接點,且其一源極端耦接該接地端;以及
一第二N型MOSFET元件,其一汲極端耦接該零溫度係數電流源以接收所述零溫度係數電流,其一源極端耦接該接地端,且其一閘極端耦接該第一N型MOSFET元件的一閘極端。
在一實施例中,該零溫度係數電流源包括:
一帶隙參考電路單元,用以產生一參考電壓;
一運算放大器,具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端的,且所述負輸入端耦接該帶隙參考電路以接收所述參考電壓;
一第五P型MOSFET元件,其一閘極端耦接該運算放大器的該輸出端,且其一源極端耦接該工作電壓;
一正溫度係數電阻,其一第一端耦接該第五P型MOSFET元件的一汲極端;
一負溫度係數電阻,其一第一端耦接該正溫度係數電阻的一第二端,且其一第二端耦接該接地端;
一第六P型MOSFET元件,其一閘極端耦接至該第五P型MOSFET元件和該運算放大器的該輸出端之間的一第六共接點,且其一源極端耦接該工作電壓;以及
一第七P型MOSFET元件,其一閘極端耦接至該第六共接點,且其一源極端耦接該工作電壓。
在一可行實施例中,本發明之所述RC振盪器電路,更包括耦接該第三電阻的該第一端與該第二端的一第一電阻調整單元,且該第一電阻調整單元包括:
複數個第一調整電阻,其中各所述第一調整電阻的一第一端耦接第三電阻的該第一端;以及
複數個第一開關元件,其中各所述第一開關元件與各所述第一調整電阻串聯,使各所述第一調整電阻的一第二端通過與其串聯之所述第一開關元件的一通道而耦接該第三電阻的該第二端;其中,各所述第一開關元件具有一控制端用以接收一第一開關控制信號,從而依據所述第一開關控制信號的控制而啟用或斷開所述通道。
在一可行實施例中,本發明之所述RC振盪器電路,更包括耦接該第四電阻的該第一端與該第二端的一第二電阻調整單元,且該第二電阻調整單元包括:
複數個第二調整電阻,其中各所述第二調整電阻的一第一端耦接第四電阻的該第一端;以及
複數個第二開關元件,其中各所述第二開關元件與各所述第二調整電阻串聯,使各所述第二調整電阻的一第二端通過與其串聯之所述第二開關元件的一通道而耦接該第四電阻的該第二端;其中,各所述第二開關元件具有一控制端用以接收一第二開關控制信號,從而依據所述第二開關控制信號的控制而啟用或斷開所述通道。
本發明同時提供一種資訊處理裝置,其具有至少一電子晶片,且該電子晶片包含如前所述本發明之一種RC振盪器電路。
在一實施例中,該資訊處理裝置是選自於由智慧型手機、智慧手錶、智慧手環、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、門禁裝置、桌上型電腦、和工業電腦所組成群組之中的一種電子裝置。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點,茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
圖2顯示本發明之一種RC振盪器電路的方塊圖。本發明揭示可應用在一積體電路晶片(即,電子晶片)之中的一種RC振盪器電路,用以產生所述電子晶片內部的數位邏輯電路所需要的時鐘信號。本發明之RC振盪器電路的特徵及優點在於,在無需提供參考電壓給比較器單元且無需嚴格控制電容的充/放電電流的前提下,本發明之RC振盪器電路可以輸出具有50%佔空比的一方波信號以作為所述時鐘信號。
如圖2所示,本發明之RC振盪器電路1主要包括一零溫度係數電流源10、一振盪信號產生單元11以及一信號整形單元12,其中該零溫度係數電流源10用以產生一零溫度係數電流I0,且該振盪信號產生單元11耦接該零溫度係數電流源10。依據本發明之設計,該振盪信號產生單元11包括一核心振盪單元111以及一比較器單元112。如圖2所示,所述核心振盪單元111依據接收自該零溫度係數電流源10的一零溫度係數電流I0而產生一第一差分信號Out0與一第二差分信號Out1,使該比較器單元112在接收所述第一差分信號Out0和所述第二差分信號Out1之後輸出一振盪信號。更進一步地說明,該信號整形單元12耦接該振盪信號產生單元11的該比較器單元112,用以對所述振盪信號進行一信號整形處理,從而輸出用以作為時鐘信號的一方波信號。
繼續地參閱圖2,並請同時參閱圖3,其顯示本發明之RC振盪器電路的電路拓樸結構圖。如圖3所示,所述該核心振盪單元111包括:一第一電阻R1、一第一P型MOSFET元件Mp1、一第二電阻R2、一第二P型MOSFET元件Mp2、一電容C0、一第三P型MOSFET元件Mp3、一第四P型MOSFET元件Mp4、一第三電阻R3、一第四電阻R4、以及一電流鏡1111。其中,該第一電阻R1的一第一端耦接一工作電壓V
DD,且該第一P型MOSFET元件Mp1的一源極端耦接該第一電阻R1的一第二端。另一方面,該第二電阻R2的一第一端耦接所述工作電壓V
DD,且該第二P型MOSFET元件Mp2的一源極端耦接該第二電阻R2的一第二端。
更詳細地說明,該電容C0的一第一端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的一汲極端,且其一第二端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的一汲極端。並且,該第三P型MOSFET元件Mp3的一源極端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的該汲極端和該電容C0之間的一第一共接點CN1,且其一汲極端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的一閘極端。圖3還繪示該第四P型MOSFET元件Mp4的一源極端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的該汲極端和該電容C0之間的一第二共接點CN2,且其一汲極端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的一閘極端。並且,該第三電阻R3的一第一端耦接該第三P型MOSFET元件Mp3的該汲極端與該第一P型MOSFET元件Mp1的該閘極端之間的一第三共接點CN3。另一方面,該第四電阻R4的一第一端耦接該第四P型MOSFET元件Mp4的該汲極端和該第二P型MOSFET元件Mp2的該閘極端之間的一第四共接點CN4,且其一第二端耦接該第三電阻R3的一第二端。進一步地,該電流鏡1111以其一第一電性端耦接該零溫度係數電流源10,以其一第二電性端耦接該第三電阻R3與該第四電阻R4之間的一第五共接點CN5,且以其一第三電性端耦接一接地端。
如圖2與圖3所示,於該振盪信號產生單元11之中,所述比較器單元112包括一高速比較器1121,其具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端。其中,該負輸入端耦接至該第三共接點CN3以接收所述第一差分信號Out0,該正輸入端耦接至該第四共接點CN4以接收所述第二差分信號Out1,且該輸出端用以輸出所述振盪信號。進一步地,圖3還繪示該信號整形單元12包括一第一反相器121與一第二反相器122,其中該第一反相器121的一輸入端耦接該比較器1121的該輸出端,且該第二反相器122的一輸入端耦接該第一反相器121的一輸出端。更詳細地說明,該第二反相器122的一輸出端用以輸出所述時鐘信號。
補充說明的是,於該核心振盪單元111之中,該電流鏡1111包括一第一N型MOSFET元件Mn1與一第二N型MOSFET元件Mn2。其中,該第一N型MOSFET元件Mn1的一汲極端耦接該第五共接點CN5,且其一源極端耦接該接地端。並且,該第二N型MOSFET元件Mn2以其一汲極端耦接該零溫度係數電流源10以接收所述零溫度係數電流I0,以其一源極端耦接該接地端,且以其一閘極端耦接該第一N型MOSFET元件Mn1的一閘極端。
繼續地參閱圖2與圖3,並請同時參閱圖4,其顯示本發明之RC振盪器電路的零溫度係數電流源的電路拓樸結構圖。在一示範性實施例中,所述零溫度係數電流源10的電路拓樸可包括:用以產生一參考電壓V
REF的一帶隙參考電路單元101、一運算放大器102、一第五P型MOSFET元件Mp5、一正溫度係數電阻R
TC0、一負溫度係數電阻R
TC1、一第六P型MOSFET元件Mp6、以及一第七P型MOSFET元件Mp7。如圖4所示,該運算放大器102具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端的,且所述負輸入端耦接該帶隙參考電路101以接收所述參考電壓V
REF。另一方面,該第五P型MOSFET元件Mp5的一閘極端耦接該運算放大器102的該輸出端,且其一源極端耦接該工作電壓V
DD。值得說明的是,該正溫度係數電阻R
TC0的一第一端耦接該第五P型MOSFET元件Mp5的一汲極端,且該負溫度係數電阻R
TC1的一第一端和一第二端分別耦接該正溫度係數電阻R
TC0的一第二端和該接地端。更詳細地說明,該第六P型MOSFET元件Mp6的一閘極端耦接至該第五P型MOSFET元件Mp5和該運算放大器102的該輸出端之間的一第六共接點CN6,且其一源極端耦接該工作電壓V
DD。並且,該第七P型MOSFET元件Mp7的一閘極端耦接至該第六共接點CN6,且其一源極端耦接該工作電壓V
DD。
如圖3所示,由該零溫度係數電流源10所產生零溫度係數電流I0經由電流鏡1111鏡像為該核心振盪單元111的一尾電流(Tail current)I
T。如圖4所示,在所述零溫度係數電流源10的電路結構中,該帶隙參考電路單元101産生穩定的參考電壓V
REF傳送至經該運算放大器102(即,誤差放大器)的負輸入端,利用該運算放大器102控制第五P型MOSFET元件Mp5產生一汲極電流,最終使一零溫度係數偏置電流Ibias流經該正溫度係數電阻R
TC0(即,Temperature Coefficient, TC>0)和該負溫度係數電阻R
TC1(即, TC<0)。利用下式(1)可計算出零溫度係數偏置電流Ibias的值,且下式(2)用以表示對式(1)執行偏微分後的結果。
如由上式(1)和式(2)可知,在第五P型MOSFET元件Mp5的汲極串接一個正溫度係數電阻R
TC0和一個負溫度係數電阻R
TC1,使得流經正溫度係數電阻R
TC0和負溫度係數電阻R
TC1的偏置電流Ibias具有零溫度係數的性質。最終,如圖3所示,由該零溫度係數電流源10所產生零溫度係數電流I0經由電流鏡1111鏡像為該核心振盪單元111的一尾電流(Tail current)I
T。
更詳細地說明,該核心振盪單元111正常工作時,第三P型MOSFET元件Mp3和第四P型MOSFET元件Mp4組成一電壓正回授閉環路。所述第一差分信號Out0控制第一P型MOSFET元件Mp1和第四P型MOSFET元件Mp4,且所述第二差分信號Out1控制第二P型MOSFET元件Mp2和第三P型MOSFET元件Mp3。在此情況下,第一P型MOSFET元件Mp1和第四P型MOSFET元件Mp4以及第二P型MOSFET元件Mp2和第三P型MOSFET元件Mp3對電容C0交替充電和放電。值得說明的是,所述第一差分信號Out0的細微雜訊信號經第四P型MOSFET元件Mp4放大後,會以相反的相位疊加在所述第二差分信號Out1。同樣地,所述第二差分信號Out1的細微雜訊信號經第三P型MOSFET元件Mp3放大後,會以相反的相位疊加在所述第一差分信號Out0。
依據本發明之設計,第一差分信號Out0與第二差分信號Out1的波形形狀完全一致,相位近似相差180度。在初始狀態下,若Oout0=0且Oout1=1,則第一P型MOSFET元件Mp1和第四P型MOSFET元件Mp4導通。此時,電容C0的左極板(即,第一端)充電且其右極板(即,第二端)放電,同時第二P型MOSFET元件Mp2和第三P型MOSFET元件Mp3近似無電流流過。在電容C0的充電過程中,第三P型MOSFET元件Mp3的源極端電壓被逐步拉高,直至第三P型MOSFET元件Mp3導通,使得部分尾電流I
T流過第三P型MOSFET元件Mp3和第三電阻R3,進而拉高Out0直至第一P型MOSFET元件Mp1和第四P型MOSFET元件Mp4關斷。此時,第四P型MOSFET元件Mp4以及第四電阻R4無電流流過,使得Out1被拉低直至第二P型MOSFET元件Mp2和第三P型MOSFET元件Mp3導通而對電容C0的右極板(即,第二端)充電且其左極板(即,第一端)放電。此時,第一差分信號Out0和第二差分信號Out1實現翻轉(即,Oout0=1且Oout1=0),產生振盪信號。依據操作,只要比較器1121的上升時延和下降時延相同,便可以保證由信號整形單元12所輸出的時鐘信號(即,週期方波信號)具有50%的占空比,且無需嚴格控制電容0的充放電電流。
補充說明的是,本發明之RC振盪器電路1更包括一振盪頻率調節單元15,其耦接該核心振盪單元111,用以依據一修整信號(Trim signal)對該核心振盪單元111的高速比較器1121進行一增益修整(Gain trimming)增益處理。更進一步地說明,調節第三電阻R3與第三電阻R4的電阻值可以調控電容C0的充放電電流之大小,進而控制充放電時間以達到調整輸出的時鐘信號之信號頻率的目的。因此,本發明進一步地在所述RC振盪器電路1的電路拓樸結構中增設了一第一電阻調整單元13和一第二電阻調整單元14。
如圖3所示,該第一電阻調整單元13耦接該第三電阻R3的該第一端與該第二端,且包括複數個第一調整電阻(R11~R1n)以及複數個第一開關元件(SW11~SW1n),其中各所述第一調整電阻(R11~R1n)的一第一端耦接第三電阻R3的該第一端。並且,各所述第一開關元件(SW11~SW1n)與各所述第一調整電阻(R11~R1n)串聯,使各所述第一調整電阻(R11~R1n)的一第二端通過與其串聯之所述第一開關元件(SW11~SW1n)的一通道而耦接該第三電阻R3的該第二端;其中,各所述第一開關元件(SW11~SW1n)具有一控制端用以接收一第一開關控制信號(S11~S1n),從而依據所述第一開關控制信號(S11~S1n)的控制而啟用或斷開所述通道。
另一方面,該第二電阻調整單元14耦接該第四電阻R4的該第一端與該第二端,且包括複數個第二調整電阻(R21~R2n)以及複數個第二開關元件(SW21~SW2n),其中各所述第二調整電阻(R21~R2n)的一第一端耦接第四電阻R4的該第一端。並且,各所述第二開關元件(SW21~SW2n)與各所述第二調整電阻(R21~R2n)串聯,使各所述第二調整電阻(R21~R2n)的一第二端通過與其串聯之所述第二開關元件(SW21~SW2n)的一通道而耦接該第四電阻R4的該第二端;其中,各所述第二開關元件(SW21~SW2n)具有一控制端用以接收一第二開
關控制信號(S21~S2n),從而依據所述第二開關控制信號(S21~S2n)的控制而啟用或斷開所述通道。
如此,上述已完整且清楚地說明本發明之RC振盪器電路;並且,經由上述可得知本發明具有下列優點:
(1)本發明揭示一種RC振盪器電路,其包括一零溫度係數電流源、一振盪信號產生單元以及一信號整形單元,且其特徵在於該振盪信號產生單元包括一核心振盪單元以及一比較器單元,該振盪信號產生單元據接收自該零溫度係數電流源的一零溫度係數電流而產生一第一差分信號與一第二差分信號,使該比較器單元依據所述第一差分信號和所述第二差分信號而輸出一振盪信號。最終,該信號整形單元對所述振盪信號進行一信號整形處理之後,輸出用以作為時鐘信號的一方波信號。特別地,在無需提供參考電壓給所述比較器單元且無需嚴格控制電容的充/放電電流的前提下,本發明之RC振盪器電路可以輸出具有50%佔空比的方波信號。
(2)本發明同時提供一種資訊處理裝置,資訊處理裝置,其具有至少一電子晶片,且該電子晶片包含如前所述本發明之一種RC振盪器電路。並且,該資訊處理裝置是選自於智慧型手機、智慧手錶、智慧手環、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、門禁裝置、桌上型電腦、和工業電腦所組成群組之中的一種電子裝置。
必須加以強調的是,前述本案所揭示者乃為較佳實施例,舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者,俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳,本案無論目的、手段與功效,皆顯示其迴異於習知技術,且其首先發明合於實用,確實符合發明之專利要件,懇請 貴審查委員明察,並早日賜予專利俾嘉惠社會,是為至禱。
1a:RC振盪器
11a:充電電流源
12a:第一開關
13a:第二開關
14a:放電電流源
15a:電容
16a:第一比較器
17a:第二比較器
18a:RS閂鎖單元
1:RC振盪器電路
10:零溫度係數電流源
101:帶隙參考電路單元
102:運算放大器
11:振盪信號產生單元
111:核心振盪單元
1111:電流鏡
112:比較器單元
1121:比較器
12:信號整形單元
121:第一反相器
122:第二反相器
13:第一電阻調整單元
14:第二電阻調整單元
15:振盪頻率調節單元
R1:第一電阻
R2:第二電阻
R3:第三電阻
R4:第四電阻
RTC0:正溫度係數電阻
RTC1:負溫度係數電阻
Mp1:第一P型MOSFET元件
Mp2:第二P型MOSFET元件
Mp3:第三P型MOSFET元件
Mp4:第四P型MOSFET元件
Mp5:第五P型MOSFET元件
Mp6:第六P型MOSFET元件
Mp7:第七P型MOSFET元件
Mn1:第一N型MOSFET元件
Mn2:第二N型MOSFET元件
R11~R1n:第一調整電阻
R21~R2n:第二調整電阻
SW11~SW1n:第一開關元件
SW21~SW2n:第二開關元件
圖1為習知的一種RC振盪器的電路結構圖;
圖2顯示本發明之一種RC振盪器電路的方塊圖;
圖3顯示本發明之RC振盪器電路的電路拓樸結構圖;以及
圖4顯示本發明之RC振盪器電路的零溫度係數電流源的電路拓樸結構圖。
1:RC振盪器電路
10:零溫度係數電流源
11:振盪信號產生單元
111:核心振盪單元
112:比較器單元
12:信號整形單元
15:振盪頻率調節單元
Claims (10)
- 一種RC振盪器電路,包括: 一零溫度係數電流源10,用以產生一零溫度係數電流I0; 一振盪信號產生單元11,耦接該零溫度係數電流源10且用以產生一振盪信號;其中,該振盪信號產生單元11包括一核心振盪單元111以及一比較器單元112,該核心振盪單元111依據接收自該零溫度係數電流源10之所述零溫度係數電流I0而產生一第一差分信號Out0與一第二差分信號Out1,使該比較器單元112在接收所述第一差分信號Out0和所述第二差分信號Out1之後輸出所述振盪信號;以及 一信號整形單元12,耦接該振盪信號產生單元11的該比較器單元112,用以對所述振盪信號進行一信號整形處理,從而輸出一時鐘信號。
- 如請求項1所述之RC振盪器電路,其中,該核心振盪單元111包括: 一第一電阻R1,其一第一端耦接一工作電壓V DD; 一第一P型MOSFET元件Mp1,其一源極端耦接該第一電阻R1的一第二端; 一第二電阻R2,其一第一端耦接所述工作電壓V DD; 一第二P型MOSFET元件Mp2,其一源極端耦接該第二電阻R2的一第二端; 一電容C0,其一第一端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的一汲極端,且其一第二端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的一汲極端; 一第三P型MOSFET元件Mp3,其一源極端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的該汲極端和該電容C0之間的一第一共接點CN1,且其一汲極端耦接該第一P型MOSFET元件Mp1的一閘極端; 一第四P型MOSFET元件Mp4,其一源極端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的該汲極端和該電容C0之間的一第二共接點CN2,且其一汲極端耦接該第二P型MOSFET元件Mp2的一閘極端; 一第三電阻R3,其一第一端耦接該第三P型MOSFET元件Mp3的該汲極端與該第一P型MOSFET元件Mp1的該閘極端之間的一第三共接點CN3; 一第四電阻R4,其一第一端耦接該第四P型MOSFET元件Mp4的該汲極端和該第二P型MOSFET元件Mp2的該閘極端之間的一第四共接點CN4,且其一第二端耦接該第三電阻R3的一第二端;以及 一電流鏡1111,具有一第一電性端、一第二電性端與一第三電性端,其中該第一電性端耦接該零溫度係數電流源10,該第二電性端耦接該第三電阻R3與該第四電阻R4之間的一第五共接點CN5,且該第三電性端耦接一接地端。
- 如請求項2所述之RC振盪器電路,其中,該比較器單元112包括具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端的一比較器1121,其中該負輸入端耦接至該第三共接點CN3以接收所述第一差分信號Out0,該正輸入端耦接至該第四共接點CN4以接收所述第二差分信號Out1,且該輸出端用以輸出所述振盪信號。
- 如請求項3所述之RC振盪器電路,其中,該信號整形單元12包括: 一第一反相器121,其一輸入端耦接該比較器1121的該輸出端;以及 一第二反相器122,其一輸入端耦接該第一反相器121的一輸出端,且其一輸出端用以輸出所述時鐘信號。
- 如請求項4所述之RC振盪器電路,其中,該電流鏡1111包括: 一第一N型MOSFET元件Mn1,其一汲極端耦接該第五共接點CN5,且其一源極端耦接該接地端;以及 一第二N型MOSFET元件Mn2,其一汲極端耦接該零溫度係數電流源10以接收所述零溫度係數電流I0,其一源極端耦接該接地端,且其一閘極端耦接該第一N型MOSFET元件Mn1的一閘極端。
- 如請求項4所述之RC振盪器電路,其中,該零溫度係數電流源10包括: 一帶隙參考電路單元101,用以產生一參考電壓V REF; 一運算放大器102,具有一正輸入端、一負輸入端與一輸出端的,且所述負輸入端耦接該帶隙參考電路101以接收所述參考電壓V REF; 一第五P型MOSFET元件Mp5,其一閘極端耦接該運算放大器102的該輸出端,且其一源極端耦接該工作電壓V DD; 一正溫度係數電阻R TC0,其一第一端耦接該第五P型MOSFET元件Mp5的一汲極端; 一負溫度係數電阻R TC1,其一第一端耦接該正溫度係數電阻R TC0的一第二端,且其一第二端耦接該接地端; 一第六P型MOSFET元件Mp6,其一閘極端耦接至該第五P型MOSFET元件Mp5和該運算放大器102的該輸出端之間的一第六共接點CN6,且其一源極端耦接該工作電壓V DD;以及 一第七P型MOSFET元件Mp7,其一閘極端耦接至該第六共接點CN6,且其一源極端耦接該工作電壓V DD。
- 如請求項4所述之RC振盪器電路,更包括耦接該第三電阻R3的該第一端與該第二端的一第一電阻調整單元13,且該第一電阻調整單元13包括: 複數個第一調整電阻(R11~R1n),其中各所述第一調整電阻(R11~R1n)的一第一端耦接第三電阻R3的該第一端;以及 複數個第一開關元件(SW11~ SW1n),其中各所述第一開關元件(SW11~SW1n)與各所述第一調整電阻(R11~R1n)串聯,使各所述第一調整電阻(R11~R1n)的一第二端通過與其串聯之所述第一開關元件(SW11~SW1n)的一通道而耦接該第三電阻R3的該第二端;其中,各所述第一開關元件(SW11~SW1n)具有一控制端用以接收一第一開關控制信號(S11~S1n),從而依據所述第一開關控制信號(S11~S1n)的控制而啟用或斷開所述通道。
- 如請求項7所述之RC振盪器電路,更包括耦接該第四電阻R4的該第一端與該第二端的一第二電阻調整單元14,且該第二電阻調整單元14包括: 複數個第二調整電阻(R21~R2n),其中各所述第二調整電阻(R21~R2n)的一第一端耦接第四電阻R4的該第一端;以及複數個第二開關元件(SW21~SW2n),其中各所述第二開關元件(SW21~SW2n)與各所述第二調整電阻(R21~R2n)串聯,使各所述第二調整電阻(R21~R2n)的一第二端通過與其串聯之所述第二開關元件(SW21~SW2n)的一通道而耦接該第四電阻R4的該第二端;其中,各所述第二開關元件(SW21~SW2n)具有一控制端用以接收一第二開關控制信號(S21~S2n),從而依據所述第二開關控制信號(S21~S2n)的控制而啟用或斷開所述通道。
- 一種資訊處理裝置,其具有至少一電子晶片,且該電子晶片包含如請求項1至請求項8之中任一項所述之RC振盪器電路。
- 如請求項9所述之資訊處理裝置,其中,該資訊處理裝置為選自於由智慧型手機、智慧手錶、智慧手環、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、門禁裝置、桌上型電腦、和工業電腦所組成群組之中的一種電子裝置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109139921A TWI755155B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Rc振盪器電路及資訊處理裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109139921A TWI755155B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Rc振盪器電路及資訊處理裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI755155B true TWI755155B (zh) | 2022-02-11 |
| TW202221445A TW202221445A (zh) | 2022-06-01 |
Family
ID=81329611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW109139921A TWI755155B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Rc振盪器電路及資訊處理裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI755155B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW382085B (en) * | 1996-12-05 | 2000-02-11 | Texas Instruments Inc | Random binary number generator |
| TW484258B (en) * | 1999-06-18 | 2002-04-21 | Toshiba Corp | Voltage controlled oscillator and phase synchronizing circuit and signal processing circuit using the same |
| TW200421712A (en) * | 2002-12-24 | 2004-10-16 | Fujitsu Ltd | Spread spectrum clock generation circuit, jitter generation circuit and semiconductor device |
| US20110181320A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Renesas Electronics Corporation | Differential logic circuit, frequency divider, and frequency synthesizer |
| US20170104475A1 (en) * | 2014-06-10 | 2017-04-13 | Agency For Science, Technology And Research | Oscillator |
| US20200036328A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Thine Electronics, Inc. | Voltage-controlled oscillator, pll circuit, and cdr device |
-
2020
- 2020-11-16 TW TW109139921A patent/TWI755155B/zh active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW382085B (en) * | 1996-12-05 | 2000-02-11 | Texas Instruments Inc | Random binary number generator |
| TW484258B (en) * | 1999-06-18 | 2002-04-21 | Toshiba Corp | Voltage controlled oscillator and phase synchronizing circuit and signal processing circuit using the same |
| TW200421712A (en) * | 2002-12-24 | 2004-10-16 | Fujitsu Ltd | Spread spectrum clock generation circuit, jitter generation circuit and semiconductor device |
| US20110181320A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Renesas Electronics Corporation | Differential logic circuit, frequency divider, and frequency synthesizer |
| US20170104475A1 (en) * | 2014-06-10 | 2017-04-13 | Agency For Science, Technology And Research | Oscillator |
| US20200036328A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | Thine Electronics, Inc. | Voltage-controlled oscillator, pll circuit, and cdr device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202221445A (zh) | 2022-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108288962B (zh) | 振荡器系统 | |
| US9112485B2 (en) | Comparator with transition threshold tracking capability | |
| US8203392B2 (en) | Oscillator stabilized for temperature and power supply variations | |
| CN111404484B (zh) | Rc振荡器及电设备 | |
| CN104124921B (zh) | 基于电流模比较器的低压低功耗cmos张弛振荡器及方法 | |
| CN111697947B (zh) | 一种对温度不敏感的高精度宽范围张弛振荡器 | |
| US10727822B2 (en) | Comparator and relaxation oscillator | |
| JP2011135349A (ja) | 発振装置 | |
| JP2010136001A (ja) | 発振器 | |
| CN106788338A (zh) | Rc振荡电路 | |
| CN112953526A (zh) | 一种环形振荡电路、方法以及集成芯片 | |
| CN106961260B (zh) | 低功耗可调频率、可调占空比的时钟产生电路 | |
| JP4495695B2 (ja) | 発振回路 | |
| CN210431389U (zh) | 振荡电路和集成电路 | |
| CN110011644B (zh) | 一种环形振荡器 | |
| TWI755155B (zh) | Rc振盪器電路及資訊處理裝置 | |
| JP2002176340A (ja) | 遅延回路及び電圧制御発振回路 | |
| CN102723912A (zh) | 一种宽带环形振荡器 | |
| CN111865305B (zh) | 一种频率可调的带电平转换的环形振荡器 | |
| CN202565253U (zh) | 宽带环形振荡器 | |
| CN117748945A (zh) | 低成本低温漂高电源抑制比振荡电路 | |
| JP6498481B2 (ja) | 発振回路および発振方法 | |
| CN113938100B (zh) | 振荡器 | |
| CN116633316B (zh) | 一种时钟产生电路 | |
| CN117335750B (zh) | 一种消除比较器延时影响的rc振荡器电路 |