[发明专利]一种低功耗振荡电路

说明书

背景技术

近年来随着信息技术领域新技术的不断出现和工艺的不断进步，各种功耗受限的应用场合都需要采用低功耗的唤醒电路，而唤醒电路需要提供能检测当前输出信号频率的时钟电路，而且要求这种时钟电路能够覆盖足够宽的范围，保证在温度和工艺变化以及电压变化条件下能够调节。

众所周知，短距离无线通信系统为了提高系统的便携性和灵活性，都是采用电池供电，这种供电方式要求无线通信芯片正常时候大部分是不工作的，通过内置的唤醒电路与外部进行通信，如有需要再通过内部的唤醒电路唤醒整个芯片进行信号处理，唤醒电路需要对输入信号进行简单的处理，尤其是需要确定当前输入信号的频率是否所需要的频率，这种处理方式就需要芯片或是外部提供一个基准时钟电路进行比较，如果采用外部的时钟电路或是晶振电路就会增加很多功耗，而且也不利于整个系统的小型化和集成度。

已有技术的申请号为201010142406，名称为“一种晶体振荡器电路结构”的发明专利，低功耗的电路单元包括启动单元、电流偏置单元、共模反馈单元、差分主体单元、输出驱动单元。所述启动单元为整体单元的启动电路，为差分主体单元、电流偏置单元的输入端；所述电流偏置电路为差分主体的输入端；所述共模反馈单元为差分主体单元输入端；所述差分主体单元既外接高频晶体，也为输出驱动单元的输入端。

已有技术唤醒电路中采用的振荡电路振荡频率随温度、工艺以及电源电压的变化非常剧烈，振荡电路还需要额外的控制或者补偿电路，另外已有技术的申请号为200710039361，名称为“一种频率可调的晶体振荡电路”的发明专利，需要外置晶体来实现的。这种技术方案实现方式不但导致片外的电路增加，功耗增加，而且还使得系统的成本大幅度上升，只能适用于对功耗要求不严格，而且对成本要求也较低的场合。

综上所述，已有技术的无线射频收发器或唤醒电路中采用的晶振电路存在诸多缺陷：第一，传统的晶振电路无法工作在电源电压变化大的场合，实际的无线通信系统，由于采用电池供电，随着工作时间的变长，工作时的供电电压会下降，传统的晶振电路无法满足工作电压范围比较宽的要求。第二，晶振电路输出的振荡频率受温度和工艺变化十分剧烈，而控制温度和工艺变化的影响，额外需要在加入片外的电路，导致不能满足系统低成本和高集成度的要求。第三，晶振电路中所采用的外部驱动电路都采用多级固定宽长比的反相器组成，核心驱动电路的驱动需要消耗较大的电流，从而直接影响电路的低功耗性能，使电路的电压适用范围急剧下降。

无线电信技术的发展，市场需要能适应不同的电源电压要求的低功耗振荡电路，同时要求振荡频率不会随温度和工艺变化，不仅使得整个唤醒电路的功耗下降，而且适应通信市场对低功耗无线收发产品的大需求。

发明内容

本发明属于射频通信技术领域，涉及一种振荡电路，尤其涉及一种低功耗振荡电路，可应用于无线射频收发器以及需要低功耗工作的唤醒电路。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术传统的唤醒电路中的晶振电路的缺陷，提供一种低功耗的晶振电路，采用精确的正负电流补偿电路来产生基准电流，同时利用电流受控的反相器电路来产生受控振荡电路，代替原有的简单结构的振荡源，可用于电源电压大范围变化，芯片工作温度变化以及工艺变化的场合，同时可配置的输出频率也有利于兼容不同系统不同输入信号频率的要求，这样可以更好的减少硬件和功耗开销，提高整个系统的成本，优化系统设计。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案来实现：

一种低功耗振荡电路，包括一个启动电路，一个驱动电路，在于其电路构成还包括一个基准电流源电路和一个受控振荡电路：

一个基准电流源电路，基准电流源电路包括多个尾电流源和受控配置部件以及汇流电路；多个尾电流源一一对应连接一个受控配置部件，与汇流电路构成汇流连接结构的可配置的基准电流源；基准电流源电路有状态控制端、基准电流输出端和电流配置控制端；电流配置控制端连接受控配置部件，接入来自外部的数字控制信号；每个尾电流源由正电流电路与负电流电路以及电流相加电路组成。

利用正电流电路产生的与温度和工艺成正比的正电流与负电流电路产生的与温度和工艺成反比的负电流电路，将正电流电路和负电流电路的电流相加得到单元基准电流，单元基准电流又被N路镜像电流源镜像为几路所需的电流，根据外部控制信号，控制其中几路电流相加，最后得到给受控振荡电路的基准电流即参考电流，基准电流源电路有基准电流输出端和数字控制信号输入端。