[发明专利]使用动态电路基准的片上电源发生器

说明书

优先权要求

本申请要求于2013年5月17日提交的、题为“基于动态电路基准的片上电源发生器”的相关美国临时专利申请NO.61/824,924的优先权，并且该美国临时专利申请以引用方式与本申请相结合。

背景技术

某些模拟电路需要多于一个的电源输入。通常，除了数字电源(例如，大部分是1.0V)以外，还需要另外的较高的电源。这些电路的一个示例是热传感器电路，其可能除了1.0V的数字电源以外还需要1.25V的模拟电源。随着SoC(片上系统)或处理器芯片减少模拟电路的数量的趋势正变得流行，较少的模拟电压源是可用的。模拟电路的性能取决于静态模拟电源。用于为模拟电路提供静态模拟电源的一种方法是为模拟电路提供专用的电源凸块，即，每个模拟电路可具有其自己专用的模拟电源的源。为每个单独的模拟部件提供外部电源凸块是非常昂贵的。

附图说明

根据下面给出的详细描述并根据本公开内容的各个实施例的附图，将更本充分理解公开内容的实施例，然而，这些实施例并非用来将本公开内容限制到具体实施例，而是仅用于解释和理解。

图1例示了根据本公开内容的一个实施例的使用动态基准的电源发生器的高层架构。

图2例示了根据本公开内容的一个实施例的使用动态基准的用于热传感器的电源发生器的架构。

图3例示了根据本公开内容的一个实施例的用于电源发生器的电荷泵。

图4例示了根据本公开内容的一个实施例的低压差(LDO)电压调节器(VR)和基准发生器的架构。

图5例示了根据本公开内容的一个实施例的用于热传感器的感测级和sigma-delta模拟数字转换器(SD-ADC)的架构。

图6例示了根据本公开内容的一个实施例的用于对SD-ADC的输出进行滤波的逻辑单元。

图7例示了根据本公开内容的一个实施例的用于校正基准电压并用于测量温度的方法。

图8是根据本公开内容的一个实施例的具有使用用于热传感器和/或锁相环的动态基准的电源发生器的系统。

图9是根据本公开内容的一个实施例的、具有使用动态基准的电源发生器的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。

具体实施方式

实施例描述了使用数字电源产生模拟电压的具有相对高的功率效率的装置。实施例的一个技术效果是其减少或消除了对模拟电源凸块的需求。在一个实施例中，动态的、自校准的带隙电路用于在所供应的模拟电压中获得精度。实施例描述了使用动态基准来针对负载调节电源的电源发生器。在一个实施例中，由电荷泵接收数字电源(即，1V，在这里也被称为第一电源)，电荷泵产生较高的电源(即，2.0V，在这里也被称为第二电源)，随后由电压调节器对该较高的电源进行调节，电压调节器产生经调节的模拟电源(例如，1.25V，在这里也被称为第三电源)。在一个实施例中，将经调节模拟电源提供给电压感测模块和负载(例如，热传感器、锁相环(PLL)、模拟数字转换器(ADC)，等等)。在一个实施例中，根据电压感测模块和/或负载的改变情形来动态调节用于电压调节器的基准电压。

在以下实施例中，热传感器被用作为平行耦合到负载的电压感测模块。在其它实施例中，其它模拟电路可以被用作为电压感测模块。例如，ADC可以被用作为电压感测模块。在一个实施例中，动态自校准带隙电路用于在不使用专用模拟电源凸块的情况下获得高度精确(例如，小于3％的跨越过程、电压的变化、以及温度变化)的模拟电源。在一个实施例中，电源发生器与电压感测模块的电路完全集成，以形成反馈电路，该反馈电路在允许电压感测模块针对其目的进行作用的同时调节电源。在一个实施例中，电源发生器基于与具有动态带隙基准的热传感器西格玛-德尔塔(sigma-delta)模拟数字转换器(SD-ADC)集成的开关电容器电荷泵，以便为热传感器(即，电压感测模块)提供精确的模拟电源。在一个实施例中，SD-ADC使用由热传感器的感测级供应的动态带隙电压来对其自己的电源(即，第三电源)进行采样。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释。然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的。在其它实例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。