[发明专利]使用偏置电流的振荡器补偿

说明书

在一个实施例中，一种装置包括：具有复制电路的偏置电路，所述偏置电路用于生成与复制电路的变化成比例的振荡器电流；耦合到偏置电路的振荡器电路，用于接收振荡器电流并且使用振荡器电流生成多个信号；以及耦合到振荡器电路的波形整形器电路，用于接收多个信号并且从多个信号生成至少一个时钟信号。

背景技术

环形振荡器用于生成时钟信号。典型的环形振荡器包括由至少三个串联耦合的反相器形成的延迟线，所述反相器耦合在一个环中。虽然这些环形振荡器消耗低功率，但是它们的频率通常非常粗糙。之所以如此，是因为频率高度取决于用于实现延迟线的延迟门的过程变化，所述延迟线确定振荡的频率。除了可以在生产中校准的初始频率误差之外，频率还取决于电路结温度。由温度引起的频率变化通常高且不可以校准。

提高频率稳定性的一种方式是通过使用张弛振荡器，所述张弛振荡器代替依赖于基于反相器门的延迟，而依赖于通过电阻器对电容进行充电和放电。因为电阻器和电容器更稳定得多，所以获得的频率稳定性更好得多。然而，张弛振荡器仍然依赖于精确的参考电压，并且使用具有高度取决于温度的延迟的比较器。为了使比较器延迟的贡献可忽略不计，速度必须非常快，并且因此必须消耗更多的功率。

发明内容

在一方面，一种装置包括：具有复制电路的偏置电路，所述偏置电路生成与复制电路的变化成比例的振荡器电流；耦合到偏置电路的振荡器电路，用于接收振荡器电流并且使用振荡器电流生成多个信号；以及耦合到振荡器电路的波形整形器电路，用于接收多个信号并且从多个信号生成至少一个时钟信号。波形整形器电路可以输出与多个信号具有不同形状和不同电平的至少一个时钟信号。

在示例中，该装置进一步包括校准电路，用于执行校准序列，以独立地校准偏置电路的可控电阻和至少一个时钟信号的频率。校准电路可以调整可控电阻直到耦合到可控电阻的节点的电压对应于预确定电压为止，并且将经调整的可控电阻的校准值存储在配置存储装置中。

在示例中，振荡器电路包括多个延迟级，每个延迟级包括：NOR门，用于接收多个延迟级中的两个延迟级的输出并且输出输出信号；耦合到NOR门的电流源；以及耦合到电流源的变容二极管，其中所述电流源要基于输出信号而对变容二极管充电。校准电路可以校准变容二极管，并且将变容二极管的校准值存储在配置存储装置中，其中校准电路要基于校准值而控制变容二极管的电容，以使多个信号具有预确定频率地输出。

振荡器电路可以生成多个信号，所述多个信号具有取决于可控电阻和变容二极管的频率，并且独立于NOR门的阈值电压。该装置可以进一步包括耦合到振荡器电路的启动电路，以最初向多个延迟级的至少两个变容二极管提供不同的控制值，并且在振荡器电路开始振荡之后，从配置存储装置向多个延迟级的变容二极管提供校准值。振荡器电路可以输出多个信号作为具有第一周期和第一电平的锯齿信号。波形整形器电路可以接收具有第一周期和第一电平的多个锯齿信号，并且输出具有与第一电平不同的第二电平的多个方波形信号。在示例中，波形整形器电路包括：多个第一设备，每个第一设备由多个信号中的一个选通，并且具有耦合到多个输出节点中的一个的第一端子；以及多个第二设备，每个第二设备具有耦合到多个输出节点中的一个的栅极端子和耦合到多个输出节点中的另一个的第一端子，其中所述波形整形器电路要经由多个输出节点输出多个方波形信号。

该装置可以进一步包括耦合到波形整形器电路的倍频器电路，其中所述倍频器电路要接收多个方波形信号并且输出比多个方波形信号具有更高频率的时钟信号。在示例中，倍频器电路包括：第一NAND门，用于接收多个方波形信号的第一部分；第二NAND门，用于接收多个方波形信号的第二部分；以及第三NAND门，用于接收第一NAND门的第一输出和第二NAND门的第二输出，并且输出具有两倍于方波形信号频率的时钟信号。在示例中，偏置电路包括：耦合到模拟供应电压节点并且向控制节点输出第一电流的第一设备；耦合在控制节点和接地电压节点之间的可控电阻；复制电路具有耦合到可控电阻的输入，复制电路耦合到接收偏置电流的偏置电流节点；耦合在控制节点和偏置电流节点之间的RC网络；以及耦合到第一设备和RC网络的输出电路，所述输出电路输出振荡器电流。