CN117200756B - 一种温度系数可调的张弛振荡器及其温度系数调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种温度系数可调的张弛振荡器及其温度系数调整方法，涉及振荡器技术领域。所述温度系数可调的张弛振荡器包括：正温度系数电流模块、电流调整模块、振荡模块以及比较器模块。正温度系数电流模块，用于向电流调整模块提供正温度系数电流。电流调整模块，用于根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块输出目标正温度系数电流。比较器模块，用于根据目标正温度系数电流确定比较器模块的延迟对应的温度系数。所述温度系数可调的张弛振荡器可以减小电阻温度系数以及比较器延迟引起的振荡器频率波动，从而提高张弛振荡器的稳定性和可靠性。

Description

一种温度系数可调的张弛振荡器及其温度系数调整方法

技术领域

本发明涉及振荡器技术领域，尤其涉及一种温度系数可调的张弛振荡器及其温度系数调整方法。

背景技术

RC张弛振荡器因其具有结构简单、功耗较低的特点，被广泛应用于微处理器中，以产生微处理器的系统时钟。在一些需要精确计时的系统应用中，常常需要一个频率稳定的系统时钟。其中，温度对振荡器频率的影响往往是最大的，这对RC张弛振荡器的频率温度系数提出了更高的需求。

传统RC张弛振荡器频率主要取决于电阻值电容值的大小，而在目前大多数的集成电路制造工艺中，电容值基本不随温度变化，因此RC张弛振荡器的频率温度系数主要受电阻温度系数影响。

为了解决上述RC张弛振荡器的频率温度系数受电阻温度系数影响的问题，目前采用的方法是使用正温度系数和负温度系数的电阻组合出温度较低的总电阻。然而，很多半导体制造工艺中只有正温度系数的电阻，因此使用正、负温度系数电阻补偿RC张弛振荡器频率温度系数的方法常常受到限制。此外，振荡器频率还会受到比较器延迟、信号传输延迟等参数的影响，尤其在超低功耗RC张弛振荡器中，比较器的延迟对振荡器频率的影响更加明显。

基于此，如何减小电阻温度系数以及比较器延迟引起的振荡器频率波动，就成了亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度系数可调的张弛振荡器及其温度系数调整方法，用于减小电阻温度系数以及比较器延迟引起的振荡器频率波动，从而提高张弛振荡器的稳定性和可靠性。

第一方面，本发明提供一种温度系数可调的张弛振荡器，包括正温度系数电流模块、电流调整模块、振荡模块以及比较器模块。正温度系数电流模块通过电流调整模块与比较器模块的电源端电连接，正温度系数电流模块还通过振荡模块与比较器模块的输入端电连接，比较器模块的输出端与振荡模块的输出端电连接。正温度系数电流模块，用于向电流调整模块提供正温度系数电流。电流调整模块，用于根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块输出目标正温度系数电流。比较器模块，用于根据目标正温度系数电流确定比较器模块的延迟对应的温度系数。

与现有技术相比，本发明提供的温度系数可调的张弛振荡器中，正温度系数电流模块可以提供正温度系数电流，电流调整模块可以根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，以向比较器模块提供目标正温度系数电流，比较器模块能够根据目标正温度系数电流确定比较器模块的延迟对应的温度系数，继而实现改善比较器模块的延迟对应的温度系数的目的，使得比较器模块延迟对温度的变化不敏感。此外，由于正温度系数电流的大小是根据振荡模块中电阻的正温度系数确定的，针对不同的工艺制造偏差，当振荡模块的电阻的正温度系数不同时，为了抵消电阻导致的负温度系数频率特性，相应的目标正温度系数电流也会发生改变，从而实现对比较器模块延迟对应的温度系数的调整。

由此可知，本发明可以通过调整比较器模块延迟的温度系数来补偿张弛振荡器的固有频率温度系数，减小了电阻温度系数和比较器模块延迟温度系数引起的振荡器频率波动，从而减小张弛振荡器的整体频率温度系数，减小张弛振荡器的频率温漂，使其应用范围更广。

第二方面，本发明还提供一种张弛振荡器的温度系数调整方法，应用于第一方面提供的温度系数可调的张弛振荡器，温度系数调整方法包括：

正温度系数电流模块向电流调整模块提供正温度系数电流。

电流调整模块根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块输出目标正温度系数电流。

比较器模块根据目标正温度系数电流确定比较器模块的延迟对应的温度系数。

与现有技术相比，本发明提供的张弛振荡器的温度系数调整方法的有益效果与上述技术方案所述温度系数可调的张弛振荡器的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中温度系数可调的张弛振荡器的电路示意图；

图2为本发明实施例中电流调整模块的电路示意图；

图3为本发明实施例中比较器模块的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的在不同目标正温度系数电流下比较器模块的延迟随温度变化示意图；

图5（a）为传统张弛振荡器中不同的芯片电阻的温度系数以及比较器延迟的温度系数随温度变化的示意图；

图5（b）为传统张弛振荡器中振荡频率的温度系数随温度变化的示意图；

图6（a）为本发明实施例中不同的芯片电阻的温度系数以及比较器模块延迟的温度系数随温度变化的示意图；

图6（b）为本发明实施例中振荡频率的温度系数随温度变化的示意图。

附图标记：

1-正温度系数电流模块， 2-电流调整模块，

3-振荡模块， 4-比较器模块，

11-正温度系数电流源， 12-电流镜单元

21-调整单元， 211-第一调整晶体管，

212-调整开关， 213-第二调整晶体管，

41-输入子模块， 42-驱动子模块，

43-输出子模块， 5-缓冲模块，

Rr-振荡电阻， Cc-振荡电容，

Sc-电容开关， D₁-第一非门，

D₂-第二非门， V_P-比较器模块的输出信号，

V_REF-参考电压， V_C-比较电压，

M₀-第一晶体管， Mr-第二晶体管，

Mc-第三晶体管， Ir-第一偏置电流

Ic-第二偏置电流， I_CMP-目标正温度系数电流，

M_TP0-第一子调整晶体管， M_TN0-第一子调整开关，

M_TP1-第二子调整晶体管， M_TN1-第二子调整开关，

M_TP2-第三子调整晶体管， M_TN2-第三子调整开关，

M_TP3-第四子调整晶体管， M_TN3-第四子调整开关，

M_TP4-第五子调整晶体管， M_TN4-第五子调整开关，

M_TNA-子调整晶体管， I₀-流经第一子调整晶体管的电流，

Ctrl_0-第一控制信号， 2I₀-流经第二子调整晶体管的电流，

Ctrl_1-第二控制信号 4I₀-流经第三子调整晶体管的电流，

Ctrl_2-第三控制信号， 8I₀-流经第四子调整晶体管的电流，

Ctrl_3-第四控制信号， 16I₀-流经第五子调整晶体管的电流，

Ctrl_4-第五控制信号， I_A-流经子调整晶体管的电流，

M_P1-第一P型晶体管， M_P2-第二P型晶体管，

M_N1-第一N型晶体管， M_N2-第二N型晶体管，

M_N3-第三N型晶体管， M_N4-第四N型晶体管，

M_P3-第三P型晶体管， M_P4-第四P型晶体管，

M_P5-第五P型晶体管， M_N5-第五N型晶体管，

V_INP-第一信号输入端， V_INN-第二信号输入端，

V_OP-信号输出端。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

如图1所示，本发明实施例提供一种温度系数可调的张弛振荡器，包括正温度系数电流模块1、电流调整模块2、振荡模块3以及比较器模块4。正温度系数电流模块1通过电流调整模块2与比较器模块4的电源端电连接，正温度系数电流模块1还通过振荡模块3与比较器模块4的输入端电连接，比较器模块4的输出端与振荡模块3的输出端电连接。正温度系数电流模块1，用于向电流调整模块2提供正温度系数电流。电流调整模块2，用于根据振荡模块3中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块4输出目标正温度系数电流。比较器模块4，用于根据目标正温度系数电流确定比较器模块4的延迟对应的温度系数。

通过温度系数可调的张弛振荡器的结构可知，正温度系数电流模块1可以提供正温度系数电流，电流调整模块2可以根据振荡模块3中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，以向比较器模块4提供目标正温度系数电流，比较器模块4能够根据目标正温度系数电流确定比较器模块4的延迟对应的温度系数，继而实现改善比较器模块4的延迟对应的温度系数的目的，使得比较器模块4延迟对温度的变化不敏感。此外，由于正温度系数电流的大小是根据振荡模块3中电阻的正温度系数确定的，针对不同的工艺制造偏差，当振荡模块3的电阻的正温度系数不同时，为了抵消电阻导致的负温度系数频率特性，相应的目标正温度系数电流也会发生改变，从而实现对比较器模块4延迟对应的温度系数的调整。

由此可知，本发明实施例可以通过调整比较器模块4延迟的温度系数来补偿张弛振荡器的固有频率温度系数，减小了电阻温度系数和比较器模块4延迟温度系数引起的振荡器频率波动，从而减小张弛振荡器的整体频率温度系数，减小张弛振荡器的频率温漂，使其应用范围更广。

进一步的，如图1所示，上述温度系数可调的张弛振荡器还包括缓冲模块5，缓冲模块5的输入端与比较器模块4的输出端电连接，缓冲模块5的输出端与振荡模块3的控制端电连接。

上述振荡模块3如图1所示，包括：振荡电阻Rr、振荡电容Cc以及电容开关Sc，其中：振荡电阻Rr的第一端分别与比较器模块4的同相输入端以及正温度系数电流模块1电连接，振荡电阻Rr的第二端接地，振荡电容Cc的第一端分别与比较器模块4的反相输入端、正温度系数电流模块1以及电容开关Sc的第一端电连接，振荡电容Cc的第二端以及电容开关Sc的第二端均接地。

具体的，缓冲模块5可以包括两个串联的非门，第一非门D₁的输入端与比较器模块4的输出端电连接，用于对比较器模块4的输出信号Vp进行第一次延时处理和翻转处理，第一非门D₁的输出端与第二非门D₂的入端电连接，第二非门D₂的输出端与电容开关Sc的控制端电连接，用于将经过第一非门D₁的输出信号进行再一次的延时处理和翻转处理。基于此，缓冲模块5可以对比较器模块4的输出信号V_P进行两次翻转和两次延迟后，输出至电容开关Sc的控制端，以控制电容开关Sc的通断，缓冲模块5可以确保放电时间充足，使电容上的电荷能完全泄放，因此其延迟一般较小，对振荡器的频率影响较小。

在实际中，缓冲模块5的输出端与电容开关Sc的控制端电连接。基于此，振荡电阻Rr可以在正温度系数电流模块1的作用下，向比较器模块4的同相输入端提供参考电压V_REF，振荡电容Cc可以在正温度系数电流模块1的作用下，向比较器模块4的反相输入端提供比较电压V_C，振荡电容Cc的两端分别与电容开关Sc电连接，当电容开关Sc断开时，振荡电容Cc通过正温度系数电流模块1充电，使得电容电压V_C上升，当比较电压V_C从0上升到参考电压V_REF时，也即比较电压V_C与参考电压V_REF相等，比较器模块4的输出翻转，控制电容开关Sc闭合，振荡电容Cc通过电容开关Sc放电，使得比较电压V_C可以下降到0，比较器模块4的输出再次翻转，控制电容开关Sc断开，重复上述过程，就可以在比较器模块4的输出端得到周期T=2πRC+Tdc+Tdd的方波信号，其中R为振荡电阻Rr的电阻值，C为振荡电容Cc的电容值，Tdc为比较器模块4延迟，Tdd为缓冲模块5延迟。

如图1所示，上述正温度系数电流模块1包括正温度系数电流源11以及电流镜单元12。正温度系数电流源11与电流调整模块2电连接，用于向电流调整模块2提供正温度系数电流。正温度系数电流源11还通过电流镜单元12与振荡模块3电连接，用于向振荡模块3提供偏置电流。

示例性的，请参阅图1，电流镜单元12包括第一晶体管M₀、第二晶体管M_r以及第三晶体管M_c，正温度系数电流源11分别与第一晶体管M₀的栅极和漏极、第二晶体管M_r的栅极以及第三晶体管M_c的栅极电连接。第一晶体管M₀的源极分别与第二晶体管M_r的漏极以及第三晶体管M_c的漏极电连接，第二晶体管M_r的源极与振荡模块3的第一输入端电连接，第三晶体管M_c的源极与振荡模块3的第二输入端电连接。基于此，第二晶体管M_r和第三晶体管M_c可以分别向振荡电阻Rr和振荡电容Cc提供电流大小一致的第一偏置电流I_r和第二偏置电流I_c，且第一偏置电流I_r和第二偏置电流I_c为正温度系数电流。由此，电阻阻值一般为正温度系数，本发明实施例可以通过振荡电阻Rr的温度系数，调整目标正温度系数电流，继而调整比较器模块4延迟的温度系数，使得张弛振荡器的振荡器频率的温度系数得到优化。

图2示例出了电流调整模块2的电路结构示意图。在一种可能的实现方式中，如图2所示，电流调整模块2包括：m个并联的调整单元21，其中，前m-1个调整单元21均包括第一调整晶体管211以及与第一调整晶体管211串联的调整开关212，第m个调整单元21包括第二调整晶体管213，m≥2。每个第一调整晶体管211的源极均与第二调整晶体管213的源极电连接，每个第一调整晶体管211的栅极均与第二调整晶体管213的栅极电连接，第一调整晶体管211的栅极与第二调整晶体管213的栅极均用于接收正温度系数电流对应的正温度系数电压。每个第一调整晶体管211的漏极分别通过对应的调整开关212与比较器模块4的电源端电连接，第二调整晶体管213的漏极与比较器模块4的电源端电连接。每个调整开关212的控制端用于接收控制信号，以在控制信号的作用下，驱动相应的调整单元21向比较器模块4提供电流，以对正温度系数电流的大小进行调整，其中，控制信号是根据振荡模块3中电阻的正温度系数确定的。

图2示例出了m=6的情况，如图2所示，前5个调整单元21均包括第一调整晶体管211以及与第一调整晶体管211串联的调整开关212。第一调整单元21包括第一子调整晶体管M_TP0以及第一子调整开关M_TN0，流经第一子调整晶体管M_TP0的电流为I₀，第一子调整开关M_TN0的栅极用于接收第一控制信号Ctrl_0；第二调整单元21包括第二子调整晶体管M_TP1以及第二子调整开关M_TN1，流经第二子调整晶体管M_TP0的电流为2I₀，第二子调整开关M_TN1的栅极用于接收第二控制信号Ctrl_1；第三调整单元21包括第三子调整晶体管M_TP2以及第三子调整开关M_TN2，流经第三子调整晶体管M_TP0的电流为4I₀，第三子调整开关M_TN2的栅极用于接收第三控制信号Ctrl_2；第四调整单元21包括第四子调整晶体管M_TP3以及第四子调整开关M_TN3，流经第四子调整晶体管M_TP0的电流为8I₀，第四子调整开关M_TN3的栅极用于接收第四控制信号Ctrl_3；第五调整单元21包括第五子调整晶体管M_TP4以及第五子调整开关M_TN4，流经第五子调整晶体管M_TP4的电流为16I₀，第五子调整开关M_TN4的栅极用于接收第五控制信号Ctrl_4；第6个调整单元21包括子调整晶体管M_TNA，流经子调整晶体管M_TP0的电流为I_A。可以理解的是，当调整开关212在对应的控制信号的作用下导通时，与之相连的子调整晶体管可以将电流传输至电流调整模块2的输出端。

本发明实施例基于振荡模块3中电阻的正温度系数，通过校准算法，可以生成相应的控制信号，从而驱动对应的一个或者多个调整开关212导通，继而能够调整电流调整模块2输出的目标正温度系数电流的大小，从而对比较器模块4延迟进行调整，以实现优化张弛振荡器的温度系数的目的。

请参阅图3，在一种可能的实现方式中，比较器模块4包括依次电连接的输入子模块41、驱动子模块42以及输出子模块43。输入子模块41的电源端与电流调整模块2的输出端电连接，输入子模块41的正相输入端与振荡模块3的第一输出端电连接，输入子模块41的反相输入端与振荡模块3的第二输出端电连接。驱动子模块42用于分别向输入子模块41和输出子模块43提供对应的驱动电压。具体的，比较器模块4接收到电流调整模块2输出的目标正温度系数电流后，可以将反相输入端接收到的比较电压V_C与正相输入端接收到的参考电压V_REF进行比较，基于比较结果驱动输出子模块43输出对应的方波信号。

示例性的，如图3所示，输入子模块41包括：第一P型晶体管M_P1、第二P型晶体管M_P2、第一N型晶体管M_N1和第二N型晶体管M_N2。第一P型晶体管M_P1的源极和第二P型晶体管M_P2的源极均与电流调整模块2的输出端电连接，第一P型晶体管M_P1的栅极与振荡模块3的第一输出端电连接，第二P型晶体管M_P2的栅极与振荡模块3的第二输出端电连接，第一P型晶体管M_P1的漏极分别与第一N型晶体管M_N1的栅极和漏极电连接，第二P型晶体管M_P2的漏极分别与第二N型晶体管M_N2的栅极和漏极电连接，第一N型晶体管M_N1的源极和第二N型晶体管M_N2的源极均接地。第一N型晶体管M_N1的栅极还与驱动子模块42的第一输入端电连接，第二N型晶体管M_N2的栅极还与驱动子模块42的第二输入端电连接。V_INP为输入子模块41的第一信号输入端，V_INN为输入子模块41的第二信号输入端。

示例性的，如图3所示，驱动子模块42包括：第三N型晶体管M_N3、第四N型晶体管M_N4、第三P型晶体管M_P3和第四P型晶体管M_P4。第三N型晶体管M_N3的栅极与输入子模块41的第一输出端电连接，第三N型晶体管M_N3的源极接地，第三N型晶体管M_N3的漏极分别与第三P型晶体管M_P3的漏极和栅极电连接。第四N型晶体管M_N4的栅极与输入子模块41的第二输出端电连接，第四N型晶体管M_N4的源极接地，第四N型晶体管M_N4的漏极分别与第四P型晶体管M_P4的漏极电连接。第三P型晶体管M_P3的源极和第四P型晶体管M_P4的源极电连接，第三P型晶体管M_P3的栅极和第四P型晶体管M_P4的栅极电连接。

示例性的，如图3所示，输出子模块43包括第五P型晶体管M_P5和第五N型晶体管M_N5。第五P型晶体管M_P5的栅极分别和第五N型晶体管M_N5的栅极以及驱动子模块42的输出端电连接，第五P型晶体管M_P5的漏极和第五N型晶体管M_N5的漏极电连接，第五N型晶体管M_N5的源极接地。基于此，当第五P型晶体管M_P5在驱动子模块42的作用下导通时，第五N型晶体管M_N5在驱动子模块42的作用下关断，输出子模块43可以输出第五P型晶体管M_P5源极传输的信号；当第五N型晶体管M_N5在驱动子模块42的作用下导通时，第五P型晶体管M_P5在驱动子模块42的作用下关断，输出子模块43可以输出第五N型晶体管M_N5的源极传输的信号。V_OP为输出子模块42的信号输出端。

图4示出了在不同目标正温度系数电流下比较器模块4的延迟随温度变化示意图，在图示中，横坐标表示温度，纵坐标表示比较器模块4延迟，由图示可知，当温度升高时，比较器模块4延迟逐渐减小，由此，比较器模块4延迟的温度系数为负温度系数。此外，随着比较器模块4使用的目标正温度系数电流I_CMP增大，图示中直线的斜率也在逐渐减小，比较器模块4延迟受到温度的影响在逐渐降低，相应的，比较器模块4延迟也在逐渐减小。基于此，为了调整温度系数的大小，本发明实施例通过调整比较器模块4的目标正温度系数电流I_CMP大小，使得比较器模块4延迟Tdc的负温度系数能根据不同的工艺制造偏差做出调整。

为了进一步说明本发明实施例提供的张弛振荡器相较于传统的张弛振荡器在温度调节方面的优势，请一并参阅图5（a）、图5（b）、图6（a）和图6（b）。图5（a）示出了传统张弛振荡器中不同的芯片电阻的温度系数以及比较器延迟的温度系数随温度变化的示意图，在图示中，横轴表示温度，纵轴表示芯片电阻的振荡周期Trc，或者比较器延迟Tdc。如图5（a）所示，随着温度的升高，比较器延迟温度曲线dc2对应的延迟Tdc是不断降低的，同时，不同芯片电阻温度曲线rc1、rc2以及rc3分别对应的电阻振荡周期Trc是不断升高的，且升高的速度并不相同。图5（b）示出了传统张弛振荡器中振荡频率的温度系数随温度变化的示意图，在图示中，横轴表示温度，纵轴表示张弛振荡器的振荡周期Tf。由图5（a）和图5（b）可知，由于不同芯片电阻温度系数不同，导致不同芯片的振荡器RC周期温度系数不同，并且传统张弛振荡器的比较器延迟不能调整，无法适应不同的芯片电阻，只能保证部分芯片的振荡器周期不随温度变化，例如，仅有Trc2与Tdc2的振荡器周期不随温度变化，而Trc1与Tdc2的振荡器周期，以及Trc3与Tdc2的振荡器周期则都会随着温度升高发生改变。

图6（a）示出了本发明实施例中不同的芯片电阻的温度系数以及比较器模块4延迟的温度系数随温度变化的示意图，在图示中，横轴表示温度，纵轴表示芯片电阻的振荡周期Trc，或者比较器延迟Tdc，图6（b）示出了本发明实施例中振荡频率的温度系数随温度变化的示意图，在图示中，横轴表示温度，纵轴表示张弛振荡器的振荡周期Tf。如图6（a）所示，随着温度的升高，三条比较器延迟的温度曲线dc1、dc2以及dc3分别对应的比较器延迟Tdc是不断降低的，且降低的速度并不相同，同时，不同芯片电阻温度曲线rc1、rc2以及rc3分别对应的电阻振荡周期Trc是不断升高的，且升高的速度也并不相同。由图6（a）和图6（b）可知，根据振荡电阻Rr的温度系数，通过校准算法调整比较器模块4的目标正温度系数电流I_CMP，从而得到最适合的比较器延迟，使得张弛振荡器的温度系数得到优化，本发明实施例提供的温度系数可调的张弛振荡器能够根据不同的电阻温度系数调整比较器模块4的延迟，使每颗芯片的振荡器周期都不随温度变化。例如，可以通过调整比较器模块4的延迟，使得Trc1与Tdc1的振荡器周期，Trc2与Tdc2的振荡器周期，以及Trc3与Tdc3的振荡器周期均能够不随温度发生变化，最终实现优化张弛振荡器的温度系数的目的。

由此可知，本发明实施例提供的温度系数可调的张弛振荡器，能够对不同芯片配置不同的比较器模块4延迟对应的温度系数，从而补偿张弛振荡器中的电阻温度系数以及缓冲模块5的延迟温度系数等因素带来的振荡器频率温漂，使得每颗芯片的振荡器频率温漂减小。

本发明实施例还提供一种张弛振荡器的温度系数调整方法，应用于上述实施例中提供的温度系数可调的张弛振荡器，温度系数调整方法包括：

正温度系数电流模块向电流调整模块提供正温度系数电流。

电流调整模块根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块输出目标正温度系数电流。

比较器模块根据目标正温度系数电流确定比较器模块的延迟对应的温度系数。

与现有技术相比，本发明实施例提供的张弛振荡器的温度系数调整方法的有益效果与上述实施例中所述温度系数可调的张弛振荡器的有益效果相同，此处不做赘述。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，包括正温度系数电流模块、电流调整模块、振荡模块以及比较器模块，其中：

所述正温度系数电流模块通过所述电流调整模块与所述比较器模块的电源端电连接，所述正温度系数电流模块还通过所述振荡模块与所述比较器模块的输入端电连接，所述比较器模块的输出端与所述振荡模块的输出端电连接；

所述正温度系数电流模块，用于向所述电流调整模块提供正温度系数电流；

所述电流调整模块，用于根据所述振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对所述正温度系数电流的大小进行调整，向所述比较器模块输出目标正温度系数电流；

所述比较器模块，用于根据所述目标正温度系数电流确定所述比较器模块的延迟对应的温度系数；

所述电流调整模块包括：m个并联的调整单元，其中，前m-1个调整单元均包括第一调整晶体管以及与所述第一调整晶体管串联的调整开关，第m个调整单元包括第二调整晶体管，m≥2；

每个所述第一调整晶体管的源极均与第二调整晶体管的源极电连接，每个所述第一调整晶体管的栅极均与第二调整晶体管的栅极电连接，所述第一调整晶体管的栅极与第二调整晶体管的栅极均用于接收所述正温度系数电流对应的正温度系数电压；

每个所述第一调整晶体管的漏极分别通过对应的所述调整开关与所述比较器模块的电源端电连接，所述第二调整晶体管的漏极与所述比较器模块的电源端电连接；

每个所述调整开关的控制端用于接收控制信号，以在所述控制信号的作用下，驱动相应的调整单元向所述比较器模块提供电流，以对所述正温度系数电流的大小进行调整，其中，所述控制信号是根据所述振荡模块中电阻的正温度系数确定的。

2.根据权利要求1所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述比较器模块包括依次电连接的输入子模块、驱动子模块以及输出子模块，其中：

所述输入子模块的电源端与所述电流调整模块的输出端电连接，所述输入子模块的正相输入端与所述振荡模块的第一输出端电连接，所述输入子模块的反相输入端与所述振荡模块的第二输出端电连接；

所述驱动子模块用于分别向所述输入子模块和所述输出子模块提供对应的驱动电压。

3.根据权利要求2所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述输入子模块包括：第一P型晶体管、第二P型晶体管、第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中：

所述第一P型晶体管的源极和所述第二P型晶体管的源极均与所述电流调整模块的输出端电连接，所述第一P型晶体管的栅极与所述振荡模块的第一输出端电连接，所述第二P型晶体管的栅极与所述振荡模块的第二输出端电连接，所述第一P型晶体管的漏极分别与所述第一N型晶体管的栅极和漏极电连接，所述第二P型晶体管的漏极分别与所述第二N型晶体管的栅极和漏极电连接，所述第一N型晶体管的源极和所述第二N型晶体管的源极均接地；

所述第一N型晶体管的栅极还与所述驱动子模块的第一输入端电连接，所述第二N型晶体管的栅极还与所述驱动子模块的第二输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述驱动子模块包括：第三N型晶体管、第四N型晶体管、第三P型晶体管和第四P型晶体管，其中：

所述第三N型晶体管的栅极与所述输入子模块的第一输出端电连接，所述第三N型晶体管的源极接地，所述第三N型晶体管的漏极分别与所述第三P型晶体管的漏极和栅极电连接；

所述第四N型晶体管的栅极与所述输入子模块的第二输出端电连接，所述第四N型晶体管的源极接地，所述第四N型晶体管的漏极分别与所述第四P型晶体管的漏极电连接；

所述第三P型晶体管的源极和所述第四P型晶体管的源极电连接，所述第三P型晶体管的栅极和所述第四P型晶体管的栅极电连接。

5.根据权利要求2所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述输出子模块包括第五P型晶体管和第五N型晶体管，其中：

所述第五P型晶体管的栅极分别和所述第五N型晶体管的栅极以及所述驱动子模块的输出端电连接，所述第五P型晶体管的漏极和所述第五N型晶体管的漏极电连接，所述第五N型晶体管的源极接地。

6.根据权利要求1所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，还包括缓冲模块，所述缓冲模块的输入端与所述比较器模块的输出端电连接，所述缓冲模块的输出端与所述振荡模块的控制端电连接。

7.根据权利要求1所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述振荡模块包括：振荡电阻、振荡电容以及电容开关，其中：

所述振荡电阻的第一端分别与所述比较器模块的同相输入端以及所述正温度系数电流模块电连接，所述振荡电阻的第二端接地，所述振荡电容的第一端分别与所述比较器模块的反相输入端、所述正温度系数电流模块以及所述电容开关的第一端电连接，所述振荡电容的第二端以及所述电容开关的第二端均接地。

8.根据权利要求1所述的温度系数可调的张弛振荡器，其特征在于，所述正温度系数电流模块包括正温度系数电流源以及电流镜单元；

所述正温度系数电流源与所述电流调整模块电连接，用于向所述电流调整模块提供所述正温度系数电流；

所述正温度系数电流源还通过所述电流镜单元与所述振荡模块电连接，用于向所述振荡模块提供偏置电流。

9.一种张弛振荡器的温度系数调整方法，其特征在于，应用于上述权利要求1~8任一项所述温度系数可调的张弛振荡器，所述温度系数调整方法包括：

正温度系数电流模块向电流调整模块提供正温度系数电流；

所述电流调整模块根据振荡模块中电阻的正温度系数，通过校准算法对所述正温度系数电流的大小进行调整，向比较器模块输出目标正温度系数电流；

所述比较器模块根据所述目标正温度系数电流确定所述比较器模块的延迟对应的温度系数。