一种输出频率与温度无关的RC振荡器

技术领域

本发明涉及CMOS集成电路设计技术领域，尤其涉及一种输出频率与温度无关的RC振荡器。

背景技术

在CMOS集成电路设计中，RC(Resistance-Capacitance)振荡器的电路结构简单，可以片内集成，频率调节范围广，在实际使用电路中广泛采用片内时钟源。图1所示为传统RC振荡器电路，主要包括：电流电压产生电路、充电电容、比较器、RS整形电路。其工作原理为：电流电压产生电路产生充电电流对电容充电，充电电压与参考电压V

但基于上述现有技术，如图1所示，由于集成电路芯片内部的电阻和晶体管的温度特性较差，产生参考电压V

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种输出频率与温度无关的RC振荡器。

具体技术方案如下：

本发明包括一种输出频率与温度无关的RC振荡器，包括：

一参考电压电源，用于形成一参考电压，所述参考电压电源的第一输出端连接一电阻，所述参考电压电源的第二输出端连接一电容，用于向所述电容输出一第一电流；

一温度系数校准电源，所述温度系数校准电源的输出端连接于所述参考电压电源的第二输出端和所述电容之间，用于形成一第二电流，以对所述参考电压电源输出的所述第一电流进行校准，并向所述电容输出校准后的充电电流；

一比较器，所述比较器的第一输入端连接于所述参考电压电源的第一输出端与所述电阻之间，所述比较器的第二输入端连接所述电容的一端，用于根据所述参考电压电源输出的参考电压和所述电容的充电电压进行比较以输出一比较结果。

优选的，包括：

一数字逻辑电路，所述数字逻辑电路的输入端连接所述比较器的输出端，用于对所述比较结果进行处理形成一控制信号，所述数字连接电路的第一输出端作为所述RC振荡器的输出端输出一振荡信号。

优选的，包括：

一开关管，所述开关管的栅极连接所述数字逻辑电路的第二输出端，所述开关管的源极和漏极分别连接于所述电容的两端，用于根据所述控制信号控制所述电容的充放电状态。

优选的，通过下列公式计算出所述振荡信号的频率：

其中，

Freq用于表示所述振荡信号的频率；

I

V

C用于表示所述电容的容值。

优选的，通过下列公式计算出所述参考电压：

V

其中，

V

I

R用于表示所述电阻的阻值。

优选的，通过下列公式计算出所述充电电流：

I

其中，

I

I

I

优选的，所述电容为可调电容。

优选的，所述开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管。

本发明技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种输出频率与温度无关的RC振荡器电路，改变充电电流的温度特性，使充电电流随温度的变化量与参考电压随温度的变化量抵消，降低温度对振荡信号的频率产生的影响。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为现有技术中传统的RC振荡器的电路结构图；

图2为本发明实施例中的RC振荡器的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明提供一种输出频率与温度无关的RC振荡器，如图2所示，包括：

参考电压电源1，用于形成一参考电压V

温度系数校准电源2，温度系数校准电源2的输出端连接于参考电压电源1的第二输出端和电容C之间，用于形成一第二电流I

比较器3，比较器3的第一输入端连接于参考电压电源1的第一输出端与电阻R之间，比较器3的第二输入端连接电容C的一端，用于根据参考电压电源1输出的参考电压V

数字逻辑电路4，数字逻辑电路4的输入端连接比较器3的输出端，用于对比较结果进行处理以形成控制信号，数字连接电路4的第一输出端作为RC振荡器的输出端输出一振荡信号；

一开关管，开关管的栅极连接数字逻辑电路的第二输出端，开关管的源极和漏极分别连接于电容的两端，用于根据控制信号控制电容的充放电状态。

具体地，本发明实施例中的RC振荡器电路主要包括以下几个部分：参考电压电源1、温度系数校准电源2、电容C、比较器3以及数字逻辑电路4。与传统RC振荡器电路相比，产生充电电流与参考电压的电路进行了针对温度系数的优化，对电容充电的电流采用两个温度系数不同的电流源，通过改变第一电流I

具体地，本发明RC振荡器的工作原理为：充电电流I

通过上述技术方案，改变充电电流的温度特性，使充电电流随温度的变化量与参考电压随温度的变化量抵消，降低温度对振荡信号的频率产生的影响，使得RC振荡器输出的振荡信号频率更稳定，精度更高。

在一种较优的实施例中，通过下列公式计算出振荡信号的频率：

其中，

Freq用于表示振荡信号的频率；

I

V

C用于表示电容的容值。

进一步地，参考电压V

V

其中，

V

I

R用于表示电阻的阻值。

进一步地，通过下列公式计算出充电电流：

I

其中，

I

I

I

具体地，通过上述公式可知，第三电流I

其中，

I

I

I

V

C用于表示电容的容值。

具体地，通过上述公式可知，调整第一电流I

本发明技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种输出频率与温度无关的RC振荡器电路，改变充电电流的温度特性，使充电电流随温度的变化量与参考电压随温度的变化量抵消，降低温度对振荡信号的频率产生的影响。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。