CN116527019B - 一种片内振荡器电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种片内振荡器电路，涉及振荡器电路技术领域。所述电路包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元，其中，所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，所述阈值比较电路单元包括有采用相同比较器电路结构的两比较器，所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，并通过前述元件的连接关系设计，可以在不同工艺角及温度等影响下具有相同的上反转延迟时间和下反转延迟时间，进而可消除由于工艺偏差及温度等因素造成的振荡器输出频率精度低的问题，并达到在不使用修调等手段提高振荡器的输出频率精度以及减小芯片的设计面积和成本的目的，便于实际应用和推广。

Description

一种片内振荡器电路

技术领域

本发明属于振荡器电路技术领域，具体涉及一种片内振荡器电路。

背景技术

振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件，能将直流电转换为具有一定频率的交流电信号并进行输出。振荡器的种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器和他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器和音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波振荡器、方波振荡器和锯齿波振荡器等。振荡器在许多应用领域中都需要使用，如其输出信号频率可用作开关电源内部的时钟频率或IC（Integrated Circuit，集成电路）内部的片内定时基准频率等，因此振荡器的输出频率精度会影响系统的开关频率及定时精度等。

目前，常用的振荡器结构有环形振荡器和张弛振荡器等，而在对于精度有较高要求的使用条件下，大部分振荡器都需要借助修调等手段来提高输出频率精度，这样会增加芯片的面积及修调测试成本等。

发明内容

本发明的目的是提供一种片内振荡器电路，用以解决现有技术中振荡器输出频率精度受工艺角及温度影响较大，而采用修调或者其他手段又会导致芯片设计面积增加和成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种片内振荡器电路，包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元；

所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，其中，所述充电电流源的正向端用于输入第一直流电源电压，所述充电电流源的负向端连接所述充电控制开关的一端，所述充电控制开关的另一端分别连接所述放电控制开关的一端和所述充放电电容的一端，所述放电控制开关的另一端连接所述放电电流源的正向端，所述放电电流源的负向端和所述充放电电容的另一端分别接地；

所述阈值比较电路单元包括有第一比较器和第二比较器，其中，所述第一比较器和所述第二比较器采用相同的比较器电路结构，所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的同相输入端分别连接所述充放电电容的非接地端，所述第一比较器的同相输入端用于输入高电位参考电压，所述第二比较器的反相输入端用于输入低电位参考电压；

所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，其中，所述RS触发器的置位端连接所述第一比较器的输出端，所述RS触发器的复位端连接所述第二比较器的输出端，所述RS触发器的输出端用于作为所述片内振荡器电路的信号输出端；

所述充电控制开关的受控端、所述放电控制开关的受控端、所述第一比较器的受控端和所述第二比较器的受控端分别连接所述RS触发器的输出端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关与所述放电控制开关的闭合/断开状态同步切换且相反，以及使所述第一比较器与所述第二比较器的启动/停止状态同步切换且相反,以及还使所述充电控制开关的闭合状态与所述第一比较器的启动状态同相。

基于上述发明内容，提供了一种可提高输出频率精度的振荡器电路新方案，即包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元，其中，所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，所述阈值比较电路单元包括有采用相同比较器电路结构的两比较器，所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，并通过前述元件的连接关系设计，可以在不同工艺角及温度等影响下具有相同的上反转延迟时间和下反转延迟时间，进而可消除由于工艺偏差及温度等因素造成的振荡器输出频率精度低的问题，并达到在不使用修调等手段提高振荡器的输出频率精度以及减小芯片的设计面积和成本的目的，便于实际应用和推广。

在一个可能的设计中，所述比较器电路结构包括有第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第一电流源、第二电流源、开关和恒流源，其中，所述第一场效应管的栅极用于作为比较器反相输入端，所述第二场效应管的栅极用于作为比较器同相输入端，所述开关的受控端用于作为比较器受控端，所述第五场效应管的漏极用于作为比较器输出端；

所述第三场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第五场效应管的源极和所述第一电流源的正向端分别用于输入第二直流电源电压，所述第一电流源的负向端连接所述开关的一端，所述开关的另一端分别连接所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的漏极、所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极， 所述第四场效应管的漏极分别连接所述第二场效应管的源极和所述第五场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极分别连接所述恒流源的正向端，所述第五场效应管的漏极连接所述第二电流源的正向端，所述恒流源的负向端和所述第二电流源的负向端分别接地。

在一个可能的设计中，所述第一场效应管和所述第二场效应管采用N型场效晶体管。

在一个可能的设计中，所述第三场效应管和所述第四场效应管采用P型场效晶体管。

在一个可能的设计中，所述第五场效应管采用P型场效晶体管。

在一个可能的设计中，所述开关采用N型场效晶体管或P型场效晶体管实现。

在一个可能的设计中，所述充电电流源和所述放电电流源通过电流镜的形式组成，它们的电流通过镜像零温漂电流源产生。

在一个可能的设计中，所述时钟输出电路单元还包括有第一反相器、第二反相器和第三反相器，其中，所述第一反相器的输入端连接所述RS触发器的输出端，所述第二反相器的输入端连接所述第一反相器的输出端，所述第三反相器的输入端连接所述第二反相器的输出端，所述第三反相器的输出端用于替代所述RS触发器的输出端作为所述片内振荡器电路的信号输出端；

所述第一反相器的输出端还替代所述RS触发器的输出端来分别连接所述充电控制开关的受控端和所述放电控制开关的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关与所述放电控制开关的闭合/断开状态同步切换且相反；

所述第一反相器的输出端还替代所述RS触发器的输出端来连接所述第一比较器的受控端，所述第二反相器的输出端还替代所述RS触发器的输出端来连接所述第二比较器的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述第一比较器与所述第二比较器的启动/停止状态同步切换且相反，以及还使所述充电控制开关的闭合状态与所述第一比较器的启动状态同相。

在一个可能的设计中，所述充电控制开关和所述放电控制开关互为N型场效晶体管和P型场效晶体管。

在一个可能的设计中，所述RS触发器包括有第一与非门和第二与非门，其中，所述第一与非门的第一输入端用于作为触发器置位端，所述第二与非门的第二输入端用于作为触发器复位端；

所述第一与非门的输出端连接所述第二与非门的第一输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第一与非门的第二输入端，并用于作为触发器输出端。

上述方案的有益效果：

（1）本发明创造性提供了一种可提高输出频率精度的振荡器电路新方案，即包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元，其中，所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，所述阈值比较电路单元包括有采用相同比较器电路结构的两比较器，所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，并通过前述元件的连接关系设计，可以在不同工艺角及温度等影响下具有相同的上反转延迟时间和下反转延迟时间，进而可消除由于工艺偏差及温度等因素造成的振荡器输出频率精度低的问题，并达到在不使用修调等手段提高振荡器的输出频率精度以及减小芯片的设计面积和成本的目的，便于实际应用和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的片内振荡器电路的结构示例图。

图2为本申请实施例提供的比较器电路结构的电路图。

图3为理想振荡器电路的输入输出波形示例图。

图4为现有技术中的实际振荡器电路的输入输出波形示例图。

图5为本申请实施例提供的振荡器电路的输入输出波形示例图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本申请实施例作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例描述获得其他的实施例描述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本申请的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；又例如，A、B和/或C，可以表示存在A、B和C中的任意一种或他们的任意组合；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的所述片内振荡器电路，包括但不限于有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元；所述充放电控制电路单元包括有充电电流源IC、充电控制开关KC、放电控制开关KDC、放电电流源IDC和充放电电容CDC，其中，所述充电电流源IC的正向端用于输入第一直流电源电压VDD1，所述充电电流源IC的负向端连接所述充电控制开关KC的一端，所述充电控制开关KC的另一端分别连接所述放电控制开关KDC的一端和所述充放电电容CDC的一端，所述放电控制开关KDC的另一端连接所述放电电流源IDC的正向端，所述放电电流源IDC的负向端和所述充放电电容CDC的另一端分别接地；所述阈值比较电路单元包括有第一比较器B1和第二比较器B2，其中，所述第一比较器B1和所述第二比较器B2采用相同的比较器电路结构，所述第一比较器B1的反相输入端和所述第二比较器B2的同相输入端分别连接所述充放电电容CDC的非接地端，所述第一比较器B1的同相输入端用于输入高电位参考电压VREFH，所述第二比较器B2的反相输入端用于输入低电位参考电压VREFL；所述时钟输出电路单元包括有RS触发器U0，其中，所述RS触发器U0的置位端连接所述第一比较器B1的输出端，所述RS触发器U0的复位端连接所述第二比较器B2的输出端，所述RS触发器U0的输出端用于作为所述片内振荡器电路的信号输出端；所述充电控制开关KC的受控端、所述放电控制开关KDC的受控端、所述第一比较器B1的受控端和所述第二比较器B2的受控端分别连接所述RS触发器U0的输出端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关KC与所述放电控制开关KDC的闭合/断开状态同步切换且相反，以及使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态同步切换且相反,以及还使所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第一比较器B1的启动状态同相。

如图1所示，在本实施例提供的所述片内振荡器电路的具体结构中，所述充放电控制电路单元用于实现如下工作：（1）在所述充电控制开关KC闭合时，通过所述充电电流源IC对所述充放电电容CDC充电，使得所述充放电电容CDC上的电压随着时间增加而逐渐升高；（2）在所述放电控制开关KDC闭合时，通过所述放电电流源IDC对所述充放电电容CDC放电，使得所述充放电电容CDC上的电压随着时间增加而逐渐降低。由于在所述片内振荡器电路的输出频率下使所述充电控制开关KC与所述放电控制开关KDC的闭合/断开状态同步切换且相反是指：在所述片内振荡器电路的输出信号为高电平时，所述充电控制开关KC闭合，所述放电控制开关KDC断开，而在所述片内振荡器电路的输出信号为低电平时，所述充电控制开关KC断开，所述放电控制开关KDC闭合；或者，在所述片内振荡器电路的输出信号为高电平时，所述充电控制开关KC断开，所述放电控制开关KDC闭合，而在所述片内振荡器电路的输出信号为低电平时，所述充电控制开关KC闭合，所述放电控制开关KDC断开，因此所述充放电电容CDC的充电过程和放电过程是分时进行的，会使得所述充放电控制电路单元输出（即通过所述充放电电容（CDC）的非接地端输出）三角波电压VSAMP。此外，在所述片内振荡器电路的输出频率下使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态同步切换且相反是指：在所述片内振荡器电路的输出信号为高电平时，所述第一比较器B1启动，所述第二比较器B2停止，而在所述片内振荡器电路的输出信号为低电平时，所述第一比较器B1停止，所述第二比较器B2启动；或者，在所述片内振荡器电路的输出信号为高电平时，所述第一比较器B1停止，所述第二比较器B2启动，而在所述片内振荡器电路的输出信号为低电平时，所述第一比较器B1启动，所述第二比较器B2停止。所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第一比较器B1的启动状态同相是指：在所述片内振荡器电路的输出信号为高电平时，所述充电控制开关KC闭合，所述第一比较器B1启动，或者在所述片内振荡器电路的输出信号为低电平时，所述充电控制开关KC闭合，所述第一比较器B1启动。所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第一比较器B1的启动状态同相，也意味着：所述充电控制开关KC的断开状态与所述第一比较器B1的停止状态同相；所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第二比较器B2的停止状态同相；所述充电控制开关KC的断开状态与所述第二比较器B2的启动状态同相，等等。

下面对本实施例提供的所述片内振荡器电路的工作原理进行详细分析：

理想振荡器电路的输入输出波形如图3所示，当所述三角波电压VSAMP达到高电位参考电压VREFH时，所述片内振荡器电路的信号输出端翻转输出低电平信号，而当所述三角波电压VSAMP降至低电位参考电压VREFL时，所述片内振荡器电路的信号输出端翻转输出高电平信号，此时振荡器电路的输出频率f的计算公式如下：f=1/((C×(VREFH-VREFL)/Idischarge)+(C×(VREFH-VREFL)/Icharge))，其中，C表示所述充放电电容CDC的电容值，Idischarge表示所述放电电流源IDC的电流值，Icharge表示所述充电电流源IC的电流值，当Idischarge等于Icharge时，前式可以改写为：f=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Idischarge))=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Icharge))。

但是由于工艺偏差等因素会造成比较器的翻转延迟等问题，进而导致实际的振荡器频率输出也存在误差，如图4所示，当所述三角波电压VSAMP达到高电位参考电压VREFH时，所述片内振荡器电路的信号输出端在经过了延迟时间TD1后才翻转输出低电平信号，而当所述三角波电压VSAMP降至低电位参考电压VREFL时，所述片内振荡器电路的信号输出端同样在经过了延迟时间TD2后才翻转输出高电平信号，此时，振荡器电路的输出频率f的计算公式将改写如下：f=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Idischarge)+（TD1-TD2）)=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Icharge)+(TD1 -TD2))。由前述改写式可知，当TD1与TD2存在较大差别时，无论是TD1>TD2还是TD1<TD2, 振荡器电路的输出频率f都会存在较大误差，限制输出频率精度的提高。

本实施例提供的所述片内振荡器电路的最终输入输出效果如图5所示，由于所述充电控制开关KC的受控端、所述放电控制开关KDC的受控端、所述第一比较器B1的受控端和所述第二比较器B2的受控端分别连接所述RS触发器U0的输出端，并在所述片内振荡器电路的输出频率下，会使所述充电控制开关KC与所述放电控制开关KDC的闭合/断开状态同步切换且相反，以及使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态同步切换且相反，因此可以反馈控制比较器的滞回值，使其具有较小的滞回值，并保证在不同工艺角下比较器的翻转延迟皆为一正值TD3，即所述阈值比较电路单元在经过延迟时间TD3后翻转，此时振荡器电路的输出信号开始跳变，同样再经过TD3的延迟时间后，所述三角波电压VSAMP的电压等于高电位参考电压VREFH，与此同时所述放电控制开关KDC闭合，所述充电控制开关KC断开，所述三角波电压VSAMP开始逐渐降低，当所述三角波电压VSAMP降低到低电位参考电压VREFL时，由于采用相同的比较器电路，且受到输出信号控制，此时经过相同的延迟时间TD3后，振荡器电路的输出信号再次发生跳变，如此本实施例提供的所述片内振荡器电路的输出频率f的计算公式可改写如下：f=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Idischarge)+（TD3-TD3）)=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Icharge)+(TD3-TD3))= 1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Idischarge))=1/(2×(C×(VREFH-VREFL)/Icharge))，与理想振荡器电路的输出频率一致，进而可以消除由于工艺偏差及温度等因素造成的振荡器输出频率精度低的问题，并达到在不使用修调等手段提高振荡器的输出频率精度以及减小芯片的设计面积和成本的目的，便于实际应用和推广。

具体的，所述比较器电路结构包括但不限于有第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第一电流源I1、第二电流源I2、开关K和恒流源Iss等，其中，所述第一场效应管M1的栅极用于作为比较器反相输入端VN，所述第二场效应管M2的栅极用于作为比较器同相输入端VN，所述开关K的受控端用于作为比较器受控端，所述第五场效应管M5的漏极用于作为比较器输出端VO；所述第三场效应管M3的源极、所述第四场效应管M4的源极、所述第五场效应管M5的源极和所述第一电流源I1的正向端分别用于输入第二直流电源电压VDD2，所述第一电流源I1的负向端连接所述开关K的一端，所述开关K的另一端分别连接所述第一场效应管M1的源极、所述第三场效应管M3的漏极、所述第三场效应管M3的栅极和所述第四场效应管M4的栅极， 所述第四场效应管M4的漏极分别连接所述第二场效应管M2的源极和所述第五场效应管M5的栅极，所述第一场效应管M1的漏极和所述第二场效应管M2的漏极分别连接所述恒流源Iss的正向端，所述第五场效应管M5的漏极连接所述第二电流源I2的正向端，所述恒流源Iss的负向端和所述第二电流源I2的负向端分别接地。如图2所示，所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2用于作为差分输入对管，可以但不限于具体分别采用N型场效晶体管。所述第三场效应管M3和所述第四场效应管M4用于作为电流镜负载，可以但不限于具体分别采用P型场效晶体管。所述第五场效应管M5用于作为第二级输出管，可以但不限于具体采用P型场效晶体管。所述第一电流源I1用于作为固定电流源并通过所述开关K在所述片内振荡器电路的输出频率下进行启动或停止，以便在一个简单比较器上实现通过加上可控电流源来达成控制比较器延迟时间的目的，其中，所述开关K可以但不限于具体采用N型场效晶体管或P型场效晶体管实现（即N型场效晶体管和P型场效晶体管的栅极为开关受控端）。所述第二电流源I2也为固定电流源，用于作为第二级输出端的负载电流源。所述恒流源Iss用于作为尾电流源。由此通过前述比较器电路结构设计，可以实现使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态在所述片内振荡器电路的输出频率下同步切换且相反的目的。

具体的，所述充电电流源IC和所述放电电流源IDC通过电流镜的形式组成，它们的电流通过镜像零温漂电流源产生。由此不但可以实现Idischarge等于Icharge的目的，还可以实现精确控制电流大小的目的，进一步提升振荡器输出频率精度。

具体的，所述时钟输出电路单元还包括有第一反相器INV1、第二反相器INV2和第三反相器INV3，其中，所述第一反相器INV1的输入端连接所述RS触发器U0的输出端，所述第二反相器INV2的输入端连接所述第一反相器INV1的输出端，所述第三反相器INV3的输入端连接所述第二反相器INV2的输出端，所述第三反相器INV3的输出端用于替代所述RS触发器U0的输出端作为所述片内振荡器电路的信号输出端；所述第一反相器INV1的输出端还替代所述RS触发器U0的输出端来分别连接所述充电控制开关KC的受控端和所述放电控制开关KDC的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关KC与所述放电控制开关KDC的闭合/断开状态同步切换且相反；所述第一反相器INV1的输出端还替代所述RS触发器U0的输出端来连接所述第一比较器B1的受控端，所述第二反相器INV2的输出端还替代所述RS触发器U0的输出端来连接所述第二比较器B2的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态同步切换且相反，以及还使所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第一比较器B1的启动状态同相。如图1所示，由于所述充电控制开关KC和所述放电控制开关KDC受控于同一信号，因此为了实现在所述片内振荡器电路的输出频率下的闭合/断开状态同步切换且相反目的，所述充电控制开关KC和所述放电控制开关KDC需互为N型场效晶体管和P型场效晶体管。而由于所述第一比较器B1和所述第二比较器B2是采用相同的比较器电路结构，因此需要使所述第一比较器B1和所述第二比较器B2分别一一对应地受控于一对相反信号，方能实现在所述片内振荡器电路的输出频率下的启动/停止状态同步切换且相反目的。此外，所述时钟输出电路单元可还仅包括有所述第一反相器INV1，并使所述第一反相器INV1的输出端替代所述RS触发器U0的输出端作为所述片内振荡器电路的信号输出端，以及使所述第一反相器INV1的输出端还替代所述RS触发器U0的输出端来分别连接所述充电控制开关KC的受控端和所述放电控制开关KDC的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关KC与所述放电控制开关KDC的闭合/断开状态同步切换且相反；以及使所述第一反相器INV1的输出端还替代所述RS触发器U0的输出端来连接所述第一比较器B1的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述第一比较器B1与所述第二比较器B2的启动/停止状态同步切换且相反，以及还使所述充电控制开关KC的闭合状态与所述第一比较器B1的启动状态同相，如此可省略布置所述第二反相器INV2和所述第三反相器INV3，进一步缩小芯片设计面积。

具体的，所述RS触发器U0包括有第一与非门A1和第二与非门A2，其中，所述第一与非门A1的第一输入端用于作为触发器置位端，所述第二与非门A2的第二输入端用于作为触发器复位端；所述第一与非门A1的输出端连接所述第二与非门A2的第一输入端，所述第二与非门A2的输出端连接所述第一与非门A1的第二输入端，并用于作为触发器输出端。

综上，采用本实施例所提供的片内振荡器电路，具有如下技术效果：

（1）本实施例提供了一种可提高输出频率精度的振荡器电路新方案，即包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元，其中，所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，所述阈值比较电路单元包括有采用相同比较器电路结构的两比较器，所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，并通过前述元件的连接关系设计，可以在不同工艺角及温度等影响下具有相同的上反转延迟时间和下反转延迟时间，进而可消除由于工艺偏差及温度等因素造成的振荡器输出频率精度低的问题，并达到在不使用修调等手段提高振荡器的输出频率精度以及减小芯片的设计面积和成本的目的，便于实际应用和推广。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种片内振荡器电路，其特征在于，包括有充放电控制电路单元、阈值比较电路单元和时钟输出电路单元；

所述充放电控制电路单元包括有充电电流源、充电控制开关、放电控制开关、放电电流源和充放电电容，其中，所述充电电流源的正向端用于输入第一直流电源电压，所述充电电流源的负向端连接所述充电控制开关的一端，所述充电控制开关的另一端分别连接所述放电控制开关的一端和所述充放电电容的一端，所述放电控制开关的另一端连接所述放电电流源的正向端，所述放电电流源的负向端和所述充放电电容的另一端分别接地；

所述阈值比较电路单元包括有第一比较器和第二比较器，其中，所述第一比较器和所述第二比较器采用相同的比较器电路结构，所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的同相输入端分别连接所述充放电电容的非接地端，所述第一比较器的同相输入端用于输入高电位参考电压，所述第二比较器的反相输入端用于输入低电位参考电压；

所述时钟输出电路单元包括有RS触发器，其中，所述RS触发器的置位端连接所述第一比较器的输出端，所述RS触发器的复位端连接所述第二比较器的输出端，所述RS触发器的输出端用于作为所述片内振荡器电路的信号输出端；

所述充电控制开关的受控端、所述放电控制开关的受控端、所述第一比较器的受控端和所述第二比较器的受控端分别连接所述RS触发器的输出端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关与所述放电控制开关的闭合/断开状态同步切换且相反，以及使所述第一比较器与所述第二比较器的启动/停止状态同步切换且相反,以及还使所述充电控制开关的闭合状态与所述第一比较器的启动状态同相；

所述比较器电路结构包括有第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第一电流源、第二电流源、开关和恒流源，其中，所述第一场效应管的栅极用于作为比较器反相输入端，所述第二场效应管的栅极用于作为比较器同相输入端，所述开关的受控端用于作为比较器受控端，所述第五场效应管的漏极用于作为比较器输出端，所述第一场效应管和所述第二场效应管分别采用N型场效晶体管，所述第三场效应管、所述第四场效应管和所述第五场效应管分别采用P型场效晶体管，所述开关采用N型场效晶体管或P型场效晶体管实现；

所述第三场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第五场效应管的源极和所述第一电流源的正向端分别用于输入第二直流电源电压，所述第一电流源的负向端连接所述开关的一端，所述开关的另一端分别连接所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的漏极、所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极， 所述第四场效应管的漏极分别连接所述第二场效应管的源极和所述第五场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极分别连接所述恒流源的正向端，所述第五场效应管的漏极连接所述第二电流源的正向端，所述恒流源的负向端和所述第二电流源的负向端分别接地；

所述时钟输出电路单元还仅包括有第一反相器（INV1），并使所述第一反相器（INV1）的输出端替代所述RS触发器（U0）的输出端作为所述片内振荡器电路的信号输出端，以及使所述第一反相器（INV1）的输出端还替代所述RS触发器（U0）的输出端来分别连接所述充电控制开关（KC）的受控端和所述放电控制开关（KDC）的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述充电控制开关（KC）与所述放电控制开关（KDC）的闭合/断开状态同步切换且相反；以及使所述第一反相器（INV1）的输出端还替代所述RS触发器（U0）的输出端来连接所述第一比较器（B1）的受控端，以便在所述片内振荡器电路的输出频率下，使所述第一比较器（B1）与所述第二比较器（B2）的启动/停止状态同步切换且相反，进而可以反馈控制比较器的滞回值，以及还使所述充电控制开关（KC）的闭合状态与所述第一比较器（B1）的启动状态同相；

所述RS触发器包括有第一与非门和第二与非门，其中，所述第一与非门的第一输入端用于作为触发器置位端，所述第二与非门的第二输入端用于作为触发器复位端；

所述第一与非门的输出端连接所述第二与非门的第一输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第一与非门的第二输入端，并用于作为触发器输出端。

2.根据权利要求1所述的片内振荡器电路，其特征在于，所述充电电流源和所述放电电流源通过电流镜的形式组成，它们的电流通过镜像零温漂电流源产生。

3.根据权利要求1所述的片内振荡器电路，其特征在于，所述充电控制开关和所述放电控制开关互为N型场效晶体管和P型场效晶体管。