[发明专利]振荡器电路

说明书

振荡器电路包括用于在第一积分节点(121)处对第一电容器(110)充电的第一积分器单元100)、用于在第二积分节点(221)处对第二电容器(210)充电的第二积分器单元(200)、斩波比较器单元(500)和逻辑单元(600)。斩波比较器单元包括开关单元(510)、感测比较器(531)和复制比较器。开关单元(510)被配置为根据由具有相反相位的第一输入时钟信号C1和第二输入时钟信号C2确定的相位，将第一积分节点(121)、第二积分节点(221)和参考电压VREF耦合到感测比较器(531)和复制比较器(532)。逻辑单元(600)被配置为生成用于控制每个积分器单元(100、200)的信号C1、C2、D1、D2、E1、E2。

技术领域

本公开涉及一种振荡器电路，具体地但非排他地，涉及一种使用斩波比较器的张弛振荡器电路。

背景技术

张弛振荡器是完全集成工业应用中基于石英的振荡器的标准替代品。参考时钟是这种系统中最重要的构建块之一，对整体性能具有直接影响。

张弛振荡器提供快速启动、低功耗、紧凑面积和现代消费应用的其他关键参数的良好折衷。然而，这种振荡器的输出频率的稳定性被参考元件(电阻器和电容器)的稳定性和比较器的非理想性限制在几个百分点。虽然参考元件是技术相关的并且不能通过电路技术来改进，但是通过消除比较器级的偏移电压和传播延迟可以显著改善性能。

图1示出了已知的振荡器电路。振荡器电路包括第一积分器单元100、第二积分器单元200、斩波比较器单元300和逻辑单元400。每个积分器单元100、200在相应的积分节点121、221处连接到斩波比较器单元300。积分器单元100、200各自依次执行积分；也就是说，第一积分器单元100在第二积分器单元200空闲时执行积分，反之亦然。

斩波比较器单元300感测各个积分节点121、221的电压达到参考电压VREF的时刻，并且响应于感测而改变逻辑单元400的状态。作为逻辑单元400的状态改变的结果，活动的积分器单元变成空闲的积分器单元，并且先前空闲的积分器单元变成活动的积分器单元。例如，在第一积分器单元100先前是活动的并且第二积分器单元200先前是空闲的情况下，由于逻辑单元400的状态改变，第一积分器单元100变为空闲的并且第二积分器单元200变为活动的。

在欧洲专利公开号EP3393040A1中更详细地描述了图1所示的电路。

发明内容

已知的振荡器电路具有复杂的斩波比较器方案和复杂的逻辑单元。结果，存在锁定的可能性，这可能导致灾难性故障。

期望提供一种简化的振荡器电路，其消除与现有技术相关联的一个或多个问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种振荡器电路，包括：第一积分器单元，被配置为对第一积分节点处的第一电容器充电；第二积分器单元，被配置为对第二积分节点处的第二电容器充电；斩波比较器单元，包括开关单元、提供感测比较器输出的感测比较器和提供复制比较器输出的复制比较器，其中斩波比较器单元耦合到第一积分节点、第二积分节点和参考电压，其中开关单元被配置为根据由第一输入时钟信号和第二输入时钟信号确定的相位将第一积分节点、第二积分节点和参考电压耦合到感测比较器和复制比较器；以及包括组合逻辑的逻辑单元，其中逻辑单元接收输入；感测比较器输出和复制比较器输出以及逻辑单元被配置为生成用于控制每个积分器单元的信号，并且其中逻辑单元被配置为生成具有第一相位的第一输入时钟信号和具有与第一相位相反的第二相位的第二输入时钟信号。

第一输入时钟信号在低状态和高状态之间交替。同时，第二输入时钟信号在高状态和低状态之间交替。也就是说，当第一输入时钟信号处于低状态时，第二输入时钟信号处于高状态，反之亦然。以这种方式，可以确保开关单元仅以两种可能的状态存在，或者第一输入时钟信号为低并且第二输入时钟信号为高，或者第一输入时钟信号为高并且第二输入时钟信号为低。结果，可以实现更好的信号完整性，因为可以减少或消除锁定的可能性。