[发明专利]一种应用于电子标签中的新型环形振荡器

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，尤其涉及一种新型振荡器。 

背景技术

现阶段应用于射频前端的振荡电路基本就只有两种：驰豫振荡器和环形振荡器。其中环形振荡器因其结构简单，面积小等优点，而使用广泛。但是传统环形振荡器都由反相器组成，因其对电压要求高，且频率严重依赖寄生电容，这使得对温度和工艺也有一定的要求。所以折中设计一款新型的环形振荡器是有必要的。 

发明内容

为了减少传统环形振荡器产生频率时，对电压、工艺和温度的要求，同时保留环形振荡器的结构简单，面积小等优点，本发明提供一种新型的环形振荡器结构。 

本发明的技术解决方案是： 

一种应用于电子标签中的新型环形振荡器，包括电流镜100，第一RS锁存器200，第二RS锁存器300，充电放电结构400；所述电流境100包括4个PMOS管101、102、103、104，其中，PMOS管101的栅极和漏极连接，并连接PMOS管102的源极和PMOS管103的栅极；PMOS管102的栅极和漏极连接，并连接基准电流Iref和PMOS管104的栅极；PMOS管101和PMOS管103的源极接电压源Vdd；PMOS管103的漏极连接PMOS管104的源极； 

所述第一RS锁存器200包括两个或非门201、202,第二RS锁存器300包括两个或非门301和302；或非门201、或非门202、或非门301、或非门302的上端均连接数字源Vdd_ZN，下端均连接地Vss； 

所述充电放电结构400包括两个反相器401和402、两个电容403和404；PMOS管104的漏极分别连接反相器401和反相器402电源端；反相器401的输出端连接着电容403，反相器402的输出端连接着电容404； 

反相器401的输出端连接第一RS锁存器200的置位输入端S1；反相器402的输出端连接第一RS锁存器200的复位输入端R1；第一RS锁存器200的Q1输出端接第二RS锁存器300的置位输入端S2；第一RS锁存器200的输出端Q1’接第二RS锁存器300的复位输入端R2；第二RS锁存器300的输出端Q2接反相器401的输入端；第二RS锁存器300的输出端Q2’接反相器402的输入端。时钟输出Clk_o连接第二RS锁存器300的输出端Q2’。 

采用本发明所述的时钟电路采用亚阈值技术，电流控制在nA级，因此功耗较低。其次，由基准提供的电流非常稳定，可忽略电压变化对电流的影响。最后，因为充放电时可忽略寄生电容的影响，所以频率对电压和工艺要求都比较低。因此上述发明能产生稳定且精度高、功耗低的时钟频率。 

附图说明

图1是本发明中基于RS锁存器的环形振荡器； 

图2是本发明中反相器401与电容403充放电原理图； 

图3是本发明中反相器402与电容404充放电原理图； 

图4是RS锁存器的特性表。 

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行具体的描述。 

如图1，是本发明所提供的一种新的环形振荡电路的结构，该新型环形振荡器包括一个共源共栅极的电流镜100，通过镜像，精确地复制基准电流Iref，为环形振荡器提供一个与电压、温度无关的充电电流Iosc。包括一个RS锁存器200，控制RS锁存器300的复位输入端R2和置位输入端S2。包括一个RS锁存器300，控制反相器401和反相器402的充放电。包括充放电结构400，其中反相器401与电容403充放电时控制RS锁存器200的置位输入端S1,其中反相器402与电容404充放电时控制RS锁存器200的复位输入端R1。 

PMOS管101、PMOS管102的长宽尺寸相等，PMOS管103、PMOS管104的长宽尺寸相等，并且PMOS管103、PMOS管104的长宽尺寸为PMOS管101、PMOS管102的长宽尺寸的两倍。PMOS管101、PMOS管102连接成共源共栅结构，PMOS管103、PMOS管104连接成共源共栅结构，然后做成电流镜，这样设计可以复制得到更精准的充电电流Iosc。推导公式如下： 

因为PMOS管101工作在饱和区。 

所以有：