[发明专利]具有低功耗的张驰振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及张驰振荡器，并且更具体地涉及具有低功耗的张驰振荡器。

背景技术

张驰振荡器被广泛地使用在现代电子系统中，诸如无线电、电信、计算机以及其它电子系统中，用于生成振荡器信号。要求振荡器信号满足诸如通信系统、电子电路的同步操作等等中的消息信号的调制和解调的定时临界需求。张驰振荡器包括电阻器-电容器(RC)电路。通过RC电路对电容器进行充电和放电来生成振荡器信号。通过改变RC电路的时间常数来改变振荡器信号的频率。例如，为了提高振荡器信号的频率，能够减小电阻器的值。然而，这产生更高的功耗。

参考图1A，示出了图示常规张驰振荡器100的示意图。该常规张驰振荡器100包括斜坡电压生成电路102、参考电压生成电路104、切换信号生成电路106以及振荡器信号生成电路108。斜坡电压生成电路102包括充电电阻器110(R_charge)以及电容器112a和112b(分别为C₁和C₂)。参考电压生成电路104包括电阻器114a和114b(分别为R₁和R₂)。切换信号生成电路106包括比较器116a和116b、与门118以及2分频计数器120。振荡器信号生成电路108包括非门122a和122b。

充电电阻器110被连接到电压源VDD。电容器112a被连接在充电电阻器110与地之间。更具体地，电容器112a的一个端子通过开关D2连接到充电电阻器110，而另一端被连接到地。开关S1与电容器112a并联连接。通过闭合开关D2并且保持开关S1打开来启动对电容器112a的充电。通过闭合开关S1并且打开开关D2来对电容器112a放电。电容器112b以类似于电容器112a的配置与开关D1和S2一起连接在充电电阻器110与地之间，所述开关D1和S2被用来对电容器112b进行充电和放电。

电容器112a和112b还分别被连接到比较器116a和116b的负端子。比较器116a和116b的正端子被连接到在电压抽头T1处的参考电压生成电路104。电压生成电路104的电阻器114a和114b串联连接在电压源VDD与地之间，而电压抽头T1正位于电阻器114a、114b之间的节点处。

比较器116a和116b的输出端子被连接到与门118的输入端子。与门118的输出端被连接到2分频计数器120。2分频计数器120的输出端是斜坡电压切换信号D1’和D2’，所述斜坡电压切换信号D1’和D2’被提供给斜坡电压生成电路102以分别控制开关S1、D1和S2、D2。斜坡电压切换信号D2’互补于斜坡电压切换信号D1’。

参考图1B，示出了图示常规张驰振荡器100的电压VRAMP1、VRAMP2以及AND_OUT信号的波形的时序图。现将参考图1B对张驰振荡器100的操作进行解释。在开关D2闭合并且开关S2打开的时间t0处，启动通过充电电阻器110对电容器112a的充电。另外，开关D1是打开的并且开关S2是闭合的。因此，电容器112b处于地电位。

电容器112a的充电使比较器116a的负端子(VRAMP1)处的电压开始增加。由于电容器112b处于地电位，所以在比较器116b的负端子(VRAMP2)处的电压保持在地电位而电压VRAMP1增加。比较器116a和116b的正端子通过电压抽头T1接收由参考电压生成电路104生成的恒定电压。参考电压生成电路104使用由电阻器114a和114b组成的电阻梯形来生成恒定电压。在电阻器114a和114b相同并且电阻器梯形的第一端被连接到输送恒定电压VDD的电压源VDD，以及第二端连接到地的情形中，则在电压抽头T1处获得的电压是VDD/2。此恒定电压被提供给比较器116a和116b的正端子。

比较器116a和116b分别将电压VRAMP1和VRAMP2与电压VDD/2进行比较以分别生成输出信号X和Y。在电路操作的开始时VRAMP 1和VRAMP2小于VDD/2，因此输出信号X和Y是高的。因此，与门118的输出AND_OUT信号也是高的。AND_OUT信号的互补信号被作为输入时钟信号提供给2分频计数器120。当输入时钟信号切换到低状态时，2分频计数器120跳变输出信号(斜坡电压切换信号D1’和D2’)的状态。因此，当VRAMP1和VRAMP2小于VDD/2时输出端的状态是稳定的。因此，由振荡器信号生成电路108生成的OSC_OUT信号也是高的。