[发明专利]环形振荡电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种环形振荡电路。

背景技术

对于大多数系统级芯片(System On a Chip，SOC)，振荡器能够为芯片提供时钟信号，是必不可少的组成部分。在各种类型的振荡器中，环形振荡器不需要外挂晶体，也不需要LC调谐电路即可工作。环形振荡器(Ring Oscillator，ROSC)结构简单起振容易，成本低廉，且通常不需要额外引脚，适用于一些对频率精度要求不高但对功耗和电路面积要求较高的应用场合，例如单片机的看门狗时钟。

现有的环形振荡器，通常是由三个或者更多奇数个反相器构成，相邻两个反相器中的前一个反相器的输出端与后一个反相器的输入端连接，且最后一个反相器的输出端连接到第一个反相器的输出端，所有反相器一起构成环状。

现有技术中，反相器通常是由一个PMOS管和一个NMOS管组合而成。由奇数个反相器组成的环形振荡器的输出频率主要由PMOS管以及NMOS管的阈值电压V_t以及迁移率μ决定。然而，PMOS管与NMOS管的阈值电压V_t以及迁移率μ各不相同，且当温度变化时，这四个参数随温度的变化存在各自对应的温度系数，导致环形振荡器最终输出频率的精准性较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提高环形振荡器输出频率的精准性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种环形振荡电路，包括：电流源电路单元、镜像电流控制单元以及振荡电路单元，其中：所述电流源电路单元，适于为所述振荡电路单元提供镜像电流；所述镜像电流控制单元，与所述电流源电路单元耦接，适于控制所述镜像电流的大小与所述振荡电路单元中的NMOS管的阈值电压相关；所述振荡电路单元，与所述电流源电路 单元耦接，包括N个首尾相连组成环状的振荡子单元，N为奇数且N≥3。

可选的，所述环形振荡电路还包括：镜像电流调整单元，与所述镜像电流控制单元耦接，适于对所述镜像电流进行调整，使得所述镜像电流的大小与所述振荡电路单元中的NMOS管的迁移率相关。

可选的，所述镜像电流控制单元包括：第一NMOS管，所述第一NMOS管的漏极与所述电流源电路单元耦接，栅极与漏极耦接，源极与地线耦接。

可选的，所述镜像电流调整单元包括：第二NMOS管，源极与地线耦接，栅极与所述第一NMOS管的栅极耦接，漏接与所述第一NMOS管的源极耦接。

可选的，所述电流源电路单元包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管以及负载电阻，其中：所述第一PMOS管，源极与预设电压源耦接，栅极与所述第二PMOS管的栅极耦接，漏极与所述第三NMOS管的漏极耦接；所述第二PMOS管，源极与所述预设电压源耦接，栅极与漏极耦接且耦接端作为所述电流源电路单元的镜像电流输出端，漏极与所述第四NMOS管的漏极耦接；所述第三NMOS管，源极与耦接，栅极与漏极耦接；所述第四NMOS管，源极与所述负载电阻的第一端耦接，栅极与所述第三NMOS管的栅极耦接；所述负载电阻的第二端与地线耦接。

可选的，N＝3。

可选的，3个振荡子单元均为单边电流源。

可选的，每一个振荡子单元中均包括：第三PMOS管、第五NMOS管以及负载电容，其中：所述第三PMOS管，源极与预设电压源耦接，栅极与所述电流源电路单元的镜像电流输出端耦接，漏极与所述第五NMOS管的漏接耦接；所述第五NMOS管，源极与地线耦接，栅极与前一级振荡子单元中的第五NMOS管的漏极耦接，漏极与后一级振荡子单元中的第五NMOS管的栅极耦接；所述负载电容，第一端与所述第五NMOS管的漏极耦接，第二端与地线耦接。

可选的，所述第一NMOS管、所述第二NMOS管以及所述第五NMOS管为相同的NMOS管。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：