KR20060032441A - Oscillator having output independent of temperature and voltage variation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기로서, 온도 및 전압 변화에 독립적인 전압(OSCVDD)을 공급하는 기준전압 발생회로와, 입력에 따라서 기준상부전압(REFTOP)과 기준하부전압(REFBOT)을 각각 변경하여 출력하는 레지스터 DAC(digital-to-analog converter)와, 포지티브 입력(INT) 및 네거티브 입력(INC)에 입력되는 신호를 증폭하는 연산증폭기와, 상기 연산증폭기의 출력신호를 반전하여 P출력(OUTP)을 출력하는 제1 반전기와, 상기 제1 반전기의 출력을 반전하여 N출력(OUTN)을 출력하는 제2 반전기와, 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 입력단과 상기 REFTOP 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되는 제1 스위치와, 상기 REFBOT 노드에 연결되는 입력단과 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온 또는 턴오프되는 제2 스위치와, 상기 제2 반전기의 출력 신호를 반전시켜 발진기의 출력신호를 생성하는 제3 반전기와, 상기 기준전압 발생회로의 출력인 OSCVDD 노드 및 상기 REFTOP 노드에 연결되는 전위 제어 저항과, 상기 제2 반전기의 출력인 OUTN에 연결되고 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 저항과, 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 커패시터와, 상기 발진기의 REFBOT에 연결된 외부 저항을 포함하는 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 관한 것이다.The present invention is an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes, and includes a reference voltage generation circuit for supplying a voltage (OSCVDD) independent of temperature and voltage changes, and a reference upper voltage (REFTOP) and a reference lower voltage (A) depending on an input. A digital-to-analog converter (DAC) for changing and outputting REFBOTs respectively, an operational amplifier for amplifying signals input to positive input (INT) and negative input (INC), and inverting the output signal of the operational amplifier. A first inverter for outputting a P output OUTP, a second inverter for inverting an output of the first inverter, and outputting an N output OUTN, an input terminal connected to an INT node of the operational amplifier, and the REFTOP A first switch having an output terminal connected to the node and turned on or off by the OUTP and the OUTN, an input terminal connected to the REFBOT node, and an INT node of the operational amplifier. A second switch turned on or off by the OUTP and the OUTN, a third inverter for inverting the output signal of the second inverter to generate an output signal of the oscillator, and the reference voltage generator circuit. A potential control resistor connected to an OSCVDD node and an REFTOP node as an output, a feedback resistor connected to OUTN as an output of the second inverter and connected to a negative input terminal (INC) of the operational amplifier, and a negative input terminal of the operational amplifier An oscillator having an output independent of temperature and voltage changes comprising a feedback capacitor connected to (INC) and an external resistor connected to the REFBOT of the oscillator.

본 발명에 따르면, 온도 및 전원 전압의 변화에 독립적인 출력을 지원하며 시스템에서 요구하는 다양한 출력을 내부적으로 프로그래밍하여 지원하며 또한 하나의 외부 수동소자만을 사용하여 정밀한 출력을 보정할 수 있는 기능을 갖는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기를 제공할 수 있다.According to the present invention, it supports an output independent of changes in temperature and power supply voltage, internally programs and supports various outputs required by the system, and has a function of correcting precise output using only one external passive element. It is possible to provide an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes.

발진기, 온도 변화, 전압 변화, 수동소자, 출력 보정, 주파수 선택, 레지스터 DACOscillators, Temperature Changes, Voltage Changes, Passive Components, Output Compensation, Frequency Selection, Resistor DACs

Description

온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기{OSCILLATOR HAVING OUTPUT INDEPENDENT OF TEMPERATURE AND VOLTAGE VARIATION}OSCILLATOR HAVING OUTPUT INDEPENDENT OF TEMPERATURE AND VOLTAGE VARIATION

도 1은 종래의 발진기의 회로도.1 is a circuit diagram of a conventional oscillator.

도 2는 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기의 회로도.2 is a circuit diagram of an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 발진기에 있어서 OSCVDD와 REFTOP와 REFBOT노드가 각각 기판에 모스펫을 사용하여 연결된 상태를 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating a state in which an OSCVDD, a REFTOP, and a REFBOT node are connected to a substrate using MOSFETs in an oscillator according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

110: 증폭기 120: 반전기110: amplifier 120: inverter

210: 기준전압 발생회로 220: 레지스터 DAC210: reference voltage generation circuit 220: resistor DAC

230, 235: 스위치 240: 연산증폭기230, 235: switch 240: operational amplifier

252, 254, 256, 258, 260, 262: 반전기252, 254, 256, 258, 260, 262: Inverter

270: 저항 280: 피드백 저항270: resistance 280: feedback resistance

285: 피드백 커패시터 310: 외부저항285: feedback capacitor 310: external resistance

본 발명은 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 온도 및 전원 전압의 변화에 독립적인 출력을 지원하며 시스템에서 요구하는 다양한 출력을 내부적으로 프로그래밍하여 지원하며 또한 하나의 외부 수동소자만을 사용하여 정밀한 출력을 보정할 수 있는 기능을 갖는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 관한 것이다.The present invention relates to an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes, and more particularly, supports an output that is independent of changes in temperature and supply voltage, internally programs and supports various outputs required by the system. The present invention relates to an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes, which has a function of correcting precise output using only an external passive device.

도 1은 종래의 발진기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional oscillator.

도시되듯이 종래의 발진기는 연산증폭기(110)와, 저항(R1 내지 R5)과, 커패시터(C1)와, 반전기(120)로 구성되어 있다.As shown, the conventional oscillator includes an operational amplifier 110, resistors R1 to R5, a capacitor C1, and an inverter 120.

도 1의 발진기 회로의 출력 주파수는 연산증폭기(110)에 피드백으로 연결되어 있는 저항 R1과 커패시터 C1에 의한 RC 시정수(time constant)에 의해서 결정되며, 저항 R2와 R4에 의해서 결정되는 전압 레벨이 출력 파형의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정한다.The output frequency of the oscillator circuit of FIG. 1 is determined by the RC time constant of the resistor R1 and the capacitor C1 coupled to the operational amplifier 110 by feedback, and the voltage level determined by the resistors R2 and R4 Determines the duty cycle of the output waveform.

이러한 종래 기술에 따른 발진기에서는 전원 전압의 변화에 따라 저항 R2와 R4에 의해서 결정되는 전압 레벨이 변화하기 때문에 출력 주파수 및 듀티 사이클에 영향을 미칠 수 있다. In the oscillator according to the related art, the voltage level determined by the resistors R2 and R4 changes according to the change in the supply voltage, which may affect the output frequency and the duty cycle.

또한 종래의 발진기의 출력은 공정 변수 변화에 의한 수동소자 값의 변화나 소자 사이의 부정합에 의해서 변화할 수 있다. 따라서 원하는 정밀한 출력을 얻기 위해서는 수동소자 값의 변화나 부정합을 보정할 수 있는 기능이 필수적으로 필요하게 된다.In addition, the output of the conventional oscillator may be changed by the change of the passive element value due to the process variable change or by mismatch between the elements. Therefore, in order to obtain the desired precision output, the ability to compensate for changes or mismatches in passive device values is essential.

이러한 기능은 예컨대 피드백 저항 R1 또는 피드백 커패시터 C1을 칩 외부 소자로서 사용하여 외부에서 그 값을 변화시킬 수 있도록 설계하는 것에 의해서 간단하게 구현할 수 있다.Such a function can be simply implemented by designing such that the feedback resistor R1 or feedback capacitor C1 can be changed externally using the chip external device.

그러나 이와 같이 피드백 저항 R1 또는 피드백 커패시터 C1을 칩 외부 소자로서 사용하는 경우, 패드(pad) 및 패키징 핀(pin)에 의한 커패시터, 본딩 와이어에 의한 L 효과 등에 의해서 연산증폭기 단에 부하가 생성된다. 따라서 연산증폭기의 부하가 증가하고 이는 연산증폭기에서 소모되는 전력을 증가시키게 된다.However, in the case of using the feedback resistor R1 or the feedback capacitor C1 as an external chip element, a load is generated at the operational amplifier stage due to a capacitor by a pad and a packaging pin and an L effect by a bonding wire. Therefore, the load of the operational amplifier increases, which increases the power consumed by the operational amplifier.

또한 패드 및 패키징 방식은 공정이나 응용 분야에 따라서 달라지기 때문에 그 응용 분야가 달라질 때마다 그 값을 고려해서 보정하여 주어야 한다는 문제점이 있다.In addition, since the pad and packaging method varies depending on the process or the application field, there is a problem that the value should be corrected in consideration of the value every time the application field is different.

본 발명의 목적은 온도 및 전원 전압의 변화에 독립적인 출력을 지원하며 시스템에서 요구하는 다양한 출력을 내부적으로 프로그래밍하여 지원하며 또한 하나의 외부 수동소자만을 사용하여 정밀한 출력을 보정할 수 있는 기능을 갖는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to support outputs independent of changes in temperature and power supply voltage, to internally program and support various outputs required by the system, and to have a function of correcting precise output using only one external passive element. To provide an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기로서, 온도 및 전압 변화에 독립적인 전압(OSCVDD)을 공급하는 기준전압 발생회로와, 입력에 따라서 기준상부전압(REFTOP)과 기준하부전압(REFBOT)을 각각 변경하여 출력하는 레지스터 DAC(digital-to-analog converter)와, 포지티브 입력(INT) 및 네거티브 입력(INC)에 입력되는 신호를 증폭하는 연산 증폭기와, 상기 연산증폭기의 출력신호를 반전하여 P출력(OUTP)을 출력하는 제1 반전기와, 상기 제1 반전기의 출력을 반전하여 N출력(OUTN)을 출력하는 제2 반전기와, 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 입력단과 상기 REFTOP 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되는 제1 스위치와, 상기 REFBOT 노드에 연결되는 입력단과 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온 또는 턴오프되는 제2 스위치와, 상기 제2 반전기의 출력 신호를 반전시켜 발진기의 출력신호를 생성하는 제3 반전기와, 상기 기준전압 발생회로의 출력인 OSCVDD 노드 및 상기 REFTOP 노드에 연결되는 전위 제어 저항과, 상기 제2 반전기의 출력인 OUTN에 연결되고 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 저항과, 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 커패시터와, 상기 발진기의 REFBOT에 연결된 외부 저항을 포함하는 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes, a reference voltage generation circuit for supplying a voltage (OSCVDD) independent of temperature and voltage changes, and the reference upper voltage according to the input A digital-to-analog converter (DAC) for changing and outputting (REFTOP) and a reference lower voltage (REFBOT), an operational amplifier for amplifying signals input to the positive input (INT) and negative input (INC), A first inverter for inverting the output signal of the operational amplifier and outputting a P output (OUTP), a second inverter for inverting the output of the first inverter and outputting an N output (OUTN), and an INT of the operational amplifier. A first switch having an input connected to the node and an output connected to the REFTOP node, the first switch being turned on or turned off by the OUTP and the OUTN, and an input connected to the REFBOT node. And a second switch having an output terminal connected to the INT node of the operational amplifier, the second switch being turned on or off by the OUTP and the OUTN, and a third inverting the output signal of the second inverter to generate an output signal of the oscillator. A feedback device connected to an inverter, an OSCVDD node that is an output of the reference voltage generator circuit, and a potential control resistor that is connected to the REFTOP node, and OUTN that is an output of the second inverter, and a negative input terminal INC of the operational amplifier. An oscillator having an output independent of temperature and voltage changes includes a resistor, a feedback capacitor connected to the negative input terminal (INC) of the operational amplifier, and an external resistor connected to the REFBOT of the oscillator.

본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 있어서, 상기 제1 반전기의 출력신호를 반전시키는 제3 반전기와, 상기 제3 반전기의 출력신호를 반전시키는 제4 반전기와, 상기 제4 반전기의 출력신호를 반전시켜 상기 발진기의 테스트에 필요한 신호(OSCTEST)를 생성하는 제5 반전기를 더 포함하는 것이 바람직하다.An oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention, comprising: a third inverter for inverting the output signal of the first inverter, a fourth inverter for inverting the output signal of the third inverter, It is preferable to further include a fifth inverter for inverting the output signal of the fourth inverter to generate a signal (OSCTEST) required for the test of the oscillator.

또한 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 있어서, 상기 기준 전압 발생회로의 출력 전압(OSCVDD)을 상기 제2 반전기의 구동 전압으로 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention, it is preferable to use the output voltage OSCVDD of the reference voltage generating circuit as a driving voltage of the second inverter.

또한 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 있어서, 상기 외부 저항은 저항값을 가변으로 조정할 수 있는 가변 저항이고, 상기 외부 저항의 저항값을 조정함으로써 상기 전위 제어 저항에 흐르는 전류를 변경하여 상기 REFTOP 및 상기 REFBOT 사이의 전위차를 조정하여 상기 발진기의 출력 주파수를 보정하는 것이 바람직하다.In addition, in an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention, the external resistor is a variable resistor capable of adjusting the resistance value, and flows to the potential control resistor by adjusting the resistance value of the external resistor. It is preferable to correct the output frequency of the oscillator by changing the current to adjust the potential difference between the REFTOP and the REFBOT.

또한 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 있어서, 상기 레지스터 DAC는 4비트 입력신호(Din)를 입력받아 16가지의 상기 REFTOP 및 상기 REFBOT를 출력하는 것이 바람직하다.In addition, in the oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention, it is preferable that the register DAC receives a 4-bit input signal Din and outputs 16 kinds of the REFTOP and the REFBOT.

또한 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기에 있어서, 상기 OSCVDD와 상기 REFTOP와 상기 REFBOT는 각각 모스펫(MOSFET)들의 게이트에 입력되고 상기 모스펫들의 소스 및 드레인은 각각 기판에 연결되는 것이 바람직하다.In addition, in the oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention, the OSCVDD, the REFTOP and the REFBOT are respectively input to the gate of the MOSFET (MOSFET) and the source and drain of the MOSFET are connected to the substrate It is preferable.

이하, 본 발명의 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기를 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes in accordance with the present invention.

도시되듯이, 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기는 기준전압 발생회로(210)와, 레지스터 DAC(220)와, 스위치(230, 235)와, 연산증폭기(240)와, 반전기(252, 254, 256, 258, 260, 262)와, 저항(270)과, 피드 백 저항(280)과 피드백 커패시터(285)를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기는 외부 저항(310)에 연결된다.As shown, the oscillator having an output independent of temperature and voltage changes in accordance with the present invention is a reference voltage generator circuit 210, resistor DAC 220, switches 230, 235, operational amplifier 240 and And inverters 252, 254, 256, 258, 260, 262, resistor 270, feedback resistor 280, and feedback capacitor 285. In addition, an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention is connected to an external resistor 310.

기준전압 발생회로(210)는 온도 및 전압 변화에 독립적인 전압(OSCVDD)을 공급하는 역할을 한다. 도 1에 도시된 종래의 발진기 회로에서는 기준전압(VDD)이 직접 저항(R2)에 연결되는 것에 비해서, 본 발명에 따른 발진기 회로에서는 기준전압(VDD)이 아닌 온도 및 전압 변화에 독립적인 전압(OSCVDD)이 저항(270)에 연결된다.The reference voltage generator 210 serves to supply a voltage OSCVDD independent of temperature and voltage change. In the conventional oscillator circuit shown in FIG. 1, the reference voltage VDD is directly connected to the resistor R2, whereas in the oscillator circuit according to the present invention, a voltage independent of temperature and voltage change, not the reference voltage VDD, OSCVDD) is coupled to the resistor 270.

레지스터 DAC(digital-to-analog converter, 220)는 입력(Din)에 따라서 기준상부전압(REFTOP)과 기준하부전압(REFBOT)을 출력한다. 이렇게 레지스터 DAC(220)를 구성하는 이유는 본 발명에 따른 발진기를 사용하는 시스템에 있어서 다양한 주파수 출력을 위하여 내부적으로 원하는 주파수를 선택할 수 있도록 상기 REFTOP과 REFBOT 전위를 선택하기 위함이다. 레지스터 DAC(220)의 입력은 예컨대 4비트 신호를 입력받을 수 있어서 해당 경우에 따른 REFTOP과 REFBOT 전위를 선택할 수 있다.The register digital-to-analog converter 220 outputs a reference upper voltage REFTOP and a reference lower voltage REFBOT according to the input Din. The reason for configuring the register DAC 220 is to select the REFTOP and REFBOT potentials so as to select a desired frequency internally for various frequency outputs in a system using an oscillator according to the present invention. The input of the register DAC 220 may receive a 4-bit signal, for example, so that the REFTOP and REFBOT potentials according to the corresponding case may be selected.

제1 스위치(230) 및 제2 스위치(235)는 연산증폭기(240)의 출력신호(AMPOUT)를 제1 반전기(252)와 제2 반전기(254)에 의해서 반전시킨 신호인 P출력(OUTP) 신호와, N출력(OUTN) 신호에 의해서 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off) 되도록 설계된다.The first switch 230 and the second switch 235 are P outputs which are signals obtained by inverting the output signal AMPOUT of the operational amplifier 240 by the first inverter 252 and the second inverter 254. It is designed to be turned on or off by the OUTP) signal and the N output OUTN signal.

상기 제1 스위치(230)의 입력단에는 연산증폭기(240)의 포지티브(positive) 입력단(INT)이 연결되고, 제1 스위치(230)의 출력단은 REFTOP에 연결된다.A positive input terminal INT of the operational amplifier 240 is connected to an input terminal of the first switch 230, and an output terminal of the first switch 230 is connected to REFTOP.

상기 제2 스위치(235)의 입력단은 REFBOT에 연결되고, 제2 스위치(235)의 출력단에는 연산증폭기(240)의 포지티브 입력단(INT)이 연결된다.The input terminal of the second switch 235 is connected to the REFBOT, and the positive input terminal INT of the operational amplifier 240 is connected to the output terminal of the second switch 235.

종래의 발진기 회로에서는 INT 노드가 피드백 단을 통하여 출력단에 연결되었지만, 본 발명에 따른 발진기에서는 INT 노드를 출력단으로부터 분리하여 보정기능을 추가할 수 있도록 하였다.In the conventional oscillator circuit, the INT node is connected to the output terminal through a feedback stage, but in the oscillator according to the present invention, the INT node can be separated from the output stage to add a correction function.

연산증폭기(240)는 포지티브 입력단에는 상기 제1 스위치(230)의 입력단과 상기 제2 스위치(235)의 출력단이 연결되고, 네거티브 입력단(INC)에는 피드백 저항(280)과 피드백 커패시터(285)가 연결된다.The operational amplifier 240 is connected to an input terminal of the first switch 230 and an output terminal of the second switch 235 to a positive input terminal, and a feedback resistor 280 and a feedback capacitor 285 are connected to the negative input terminal INC. Connected.

제1 반전기(252)는 상기 연산증폭기(240)의 출력을 반전하고 제2 반전기(254)는 상기 제1 반전기(252)의 출력(OUTP)을 반전하여 N출력(OUTN)을 생성한다. 이러한 OUTP 또는 OUTN은 상기 제1 스위치(230) 및 제2 스위치(235)에 제공되어 상기 스위치들(230, 235)의 턴온 또는 턴오프를 결정하게 된다. 또한 제2 반전기(254)의 구동 전압으로는 상기 기준 전압 발생회로(210)의 출력 전압(OSCVDD)이 사용된다.The first inverter 252 inverts the output of the operational amplifier 240 and the second inverter 254 inverts the output OUTP of the first inverter 252 to generate an N output OUTN. do. The OUTP or OUTN is provided to the first switch 230 and the second switch 235 to determine the turn on or turn off of the switches 230, 235. In addition, an output voltage OSCVDD of the reference voltage generator circuit 210 is used as a driving voltage of the second inverter 254.

제3 반전기(256)는 상기 제2 반전기(254)의 출력을 반전하여 본 발명에 따른 발진기의 출력 신호로 제공한다.The third inverter 256 inverts the output of the second inverter 254 and provides the output signal of the oscillator according to the present invention.

제4 반전기(258)는 상기 OUTP 신호를 반전시키며, 제5 반전기(260)는 제4 반전기(258)의 출력 신호를 반전시키고 제6 반전기(262)는 제5 반전기(260)의 출력 신호를 반전시켜서 발진기의 테스트를 위한 출력(OSCTEST)을 생성한다.The fourth inverter 258 inverts the OUTP signal, the fifth inverter 260 inverts the output signal of the fourth inverter 258 and the sixth inverter 262 is the fifth inverter 260. Invert output signal to generate oscillator output (OSCTEST) for testing.

저항(270)은 기준전압 발생회로(210)의 출력인 OSCVDD 노드에 연결되고 또한 REFTOP 노드에 연결된다. 이 경우 직접 기준전압(VDD)에 연결되지 않고 OSCVDD에 연결됨으로써 온도 및 VDD 전압 변화에 따른 영향을 받지 않고 OSCVDD 전압에 의해서 안정적으로 동작하게 된다.The resistor 270 is connected to the OSCVDD node, which is the output of the reference voltage generating circuit 210, and also to the REFTOP node. In this case, it is not directly connected to the reference voltage (VDD), but is connected to the OSCVDD to be stably operated by the OSCVDD voltage without being affected by temperature and VDD voltage changes.

피드백 저항(280)은 제2 반전기(254)의 출력인 OUTN과 연산증폭기(240)의 INC 입력단에 연결되며, 피드백 커패시터(285)는 연산증폭기(240)의 INC 입력단에 연결되어 피드백을 제공한다.The feedback resistor 280 is connected to the OUTN output of the second inverter 254 and the INC input terminal of the operational amplifier 240, and the feedback capacitor 285 is connected to the INC input terminal of the operational amplifier 240 to provide feedback. do.

또한 외부 저항(310)은 본 발명에 따른 발진기에 연결되며, 외부 저항(310)을 조정함으로써 저항(270)에 흐르는 전류가 변화되고 이를 이용하여 REFTOP 과 REFBOT 사이의 전위차를 조절할 수 있음으로써 원하는 출력 주파수를 얻을 수 있다.In addition, the external resistor 310 is connected to the oscillator according to the present invention, and by adjusting the external resistor 310, the current flowing through the resistor 270 is changed, and by using this, the potential difference between REFTOP and REFBOT can be adjusted, thereby outputting a desired output. Frequency can be obtained.

또한 본 발명에 따른 발진기에 있어서, OSCVDD와 REFTOP와 REFBOT는 각각 기판에 모스펫을 사용하여 연결된다.In addition, in the oscillator according to the present invention, OSCVDD, REFTOP and REFBOT are connected to each other using a MOSFET.

도 3은 본 발명에 따른 발진기에 있어서 OSCVDD와 REFTOP와 REFBOT노드가 각각 기판에 모스펫을 사용하여 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 도시되듯이 OSCVDD는 모스펫(N0)의 게이트에 연결되고 또한 모스펫(N0)의 소스 및 드레인은 각각 기판에 연결됨으로써 OSCVDD가 기판에 연결되도록 한다. REFTOP와 REFBOT에 대해서도 각각 모스펫(N1) 및 모스펫(N2)의 게이트에 연결된다.3 is a view illustrating a state in which an OSCVDD, a REFTOP, and a REFBOT node are connected to a substrate using a MOSFET in the oscillator according to the present invention. As shown, the OSCVDD is connected to the gate of MOSFET NO and the source and drain of MOSFET NO are respectively connected to the substrate to allow the OSCVDD to be connected to the substrate. REFTOP and REFBOT are also connected to the gates of MOSFET N1 and MOSFET N2, respectively.

본 발명에 따른 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기의 장점에 대해서 간단히 정리하여 설명하면 다음과 같다.The advantages of an oscillator having an output independent of temperature and voltage changes according to the present invention will be briefly described as follows.

우선 연산증폭기(240)의 INT 노드가 종래 기술과 같이 증폭기의 출력단에 연 결된 것이 아니라 스위치(230, 235)에 의한 바이어스 단에 연결되어 있으므로 증폭기의 출력단의 변화가 증폭기의 INT 노드 단으로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. First, since the INT node of the operational amplifier 240 is not connected to the output terminal of the amplifier as in the prior art, but is connected to the bias terminal by the switches 230 and 235, the change of the output terminal of the amplifier affects the INT node of the amplifier. You can prevent it from spreading.

또한 공정변수에 의해서 출력 주파수가 변동된 경우에는 외부 저항(310)을 사용하여 저항(270)에 흐르는 전류를 조절하는 것에 의해서 간편하게 출력 주파수를 원하는 주파수로 보정할 수 있다.In addition, when the output frequency is changed by the process variable, the output frequency can be easily corrected to the desired frequency by adjusting the current flowing through the resistor 270 using the external resistor 310.

즉 종래 기술에 따른 발진기와의 차이점은 증폭기의 출력단과 피드백 경로에 직접적인 영향을 주지 않고서도 증폭기의 INT 노드를 출력단으로부터 분리하고 또한 보정기능을 적용함으로써 추가적인 전력 소모 없이 출력 주파수를 보정할 수 있도록 구성한 것이다.In other words, the difference with the oscillator according to the prior art is that it is possible to correct the output frequency without additional power consumption by separating the INT node of the amplifier from the output and applying the correction function without directly affecting the output and feedback path of the amplifier. will be.

또한 레지스터 DAC(220)를 사용함으로써 다양한 주파수 출력을 위해서 REFTOP 및 REFBOT 전위를 내부적으로 선택할 수 있도록 하였다.In addition, the use of the register DAC 220 allows internal selection of the REFTOP and REFBOT potentials for various frequency outputs.

또한 저항(270)의 상단에 VDD를 직접 연결하지 않고 기준전압 발생회로(210)를 통해서 온도 및 전압 변화에 독립적인 전원(OSCVDD)을 생성하여 회로의 안정적인 동작을 가능하게 하였다.In addition, a stable operation of the circuit is made possible by generating a power source (OSCVDD) independent of temperature and voltage change through the reference voltage generator 210 without directly connecting VDD to the upper end of the resistor 270.

비록 본원 발명이 구성이 예시적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 예시에 의해 제한되는 것은 아니며, 본원 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.Although the present invention has been described by way of example only, it is for the purpose of illustrating the invention only, and the protection scope of the present invention is not limited by these examples, the protection scope of the present invention is defined through the description of the claims .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 온도 및 전원 전압의 변화에 독립 적인 출력을 지원하며 시스템에서 요구하는 다양한 출력을 내부적으로 프로그래밍하여 지원하며 또한 하나의 외부 수동소자만을 사용하여 정밀한 출력을 보정할 수 있는 기능을 갖는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it supports independent outputs in response to changes in temperature and power supply voltages, and internally programs and supports various outputs required by the system, and precisely corrects outputs using only one external passive element. It is possible to provide an oscillator having an output that is independent of temperature and voltage changes.

Claims (6)

온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기로서,Oscillator with output independent of temperature and voltage changes, 온도 및 전압 변화에 독립적인 전압(OSCVDD)을 공급하는 기준전압 발생회로와,A reference voltage generating circuit for supplying a voltage (OSCVDD) independent of temperature and voltage changes; 입력에 따라서 기준상부전압(REFTOP)과 기준하부전압(REFBOT)을 각각 변경하여 출력하는 레지스터 DAC(digital-to-analog converter)와, A register DAC (digital-to-analog converter) for changing and outputting the reference upper voltage (REFTOP) and the reference lower voltage (REFBOT) according to the input; 포지티브 입력(INT) 및 네거티브 입력(INC)에 입력되는 신호를 증폭하는 연산증폭기와,An operational amplifier for amplifying signals input to positive input (INT) and negative input (INC), 상기 연산증폭기의 출력신호를 반전하여 P출력(OUTP)을 출력하는 제1 반전기와, A first inverter for inverting an output signal of the operational amplifier and outputting a P output (OUTP); 상기 제1 반전기의 출력을 반전하여 N출력(OUTN)을 출력하는 제2 반전기와,A second inverter for inverting the output of the first inverter and outputting N output OUTN; 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 입력단과 상기 REFTOP 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되는 제1 스위치와,A first switch having an input terminal connected to an INT node of the operational amplifier and an output terminal connected to the REFTOP node and turned on or turned off by the OUTP and the OUTN; 상기 REFBOT 노드에 연결되는 입력단과 상기 연산증폭기의 INT 노드에 연결되는 출력단을 가지며 상기 OUTP 및 상기 OUTN에 의해서 턴온 또는 턴오프되는 제2 스위치와,A second switch having an input connected to the REFBOT node and an output connected to an INT node of the operational amplifier, the second switch being turned on or off by the OUTP and the OUTN; 상기 제2 반전기의 출력 신호를 반전시켜 발진기의 출력신호를 생성하는 제3 반전기와,A third inverter for inverting the output signal of the second inverter to generate an output signal of the oscillator; 상기 기준전압 발생회로의 출력인 OSCVDD 노드 및 상기 REFTOP 노드에 연결되는 전위 제어 저항과,A potential control resistor connected to the OSCVDD node and the REFTOP node which are outputs of the reference voltage generating circuit; 상기 제2 반전기의 출력인 OUTN에 연결되고 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 저항과,A feedback resistor connected to OUTN, which is an output of the second inverter, and connected to a negative input terminal INC of the operational amplifier, 상기 연산증폭기의 네거티브 입력단(INC)에 연결되는 피드백 커패시터와,A feedback capacitor connected to the negative input terminal (INC) of the operational amplifier, 상기 발진기의 REFBOT에 연결된 외부 저항External resistor connected to the REFBOT of the oscillator 을 포함하는 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.Oscillator having an output independent of temperature and voltage changes, including. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 반전기의 출력신호를 반전시키는 제3 반전기와,A third inverter for inverting the output signal of the first inverter; 상기 제3 반전기의 출력신호를 반전시키는 제4 반전기와,A fourth inverter for inverting the output signal of the third inverter; 상기 제4 반전기의 출력신호를 반전시켜 상기 발진기의 테스트에 필요한 신호(OSCTEST)를 생성하는 제5 반전기A fifth inverter for inverting an output signal of the fourth inverter to generate a signal OSCTEST necessary for testing the oscillator 를 더 포함하는 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.An oscillator having an output independent of temperature and voltage changes further comprising. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기준 전압 발생회로의 출력 전압(OSCVDD)을 상기 제2 반전기의 구동 전압으로 사용하는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.An oscillator having an output independent of temperature and voltage change, wherein the output voltage OSCVDD of the reference voltage generator circuit is used as a driving voltage of the second inverter. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 외부 저항은 저항값을 가변으로 조정할 수 있는 가변 저항이고,The external resistor is a variable resistor that can be adjusted to the resistance value, 상기 외부 저항의 저항값을 조정함으로써 상기 전위 제어 저항에 흐르는 전류를 변경하여 상기 REFTOP 및 상기 REFBOT 사이의 전위차를 조정하여 상기 발진기의 출력 주파수를 보정하는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.By adjusting the resistance value of the external resistor to change the current flowing through the potential control resistor to adjust the potential difference between the REFTOP and the REFBOT to correct the output frequency of the oscillator having an output independent of temperature and voltage changes oscillator. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 레지스터 DAC는 4비트 입력신호(Din)를 입력받아 16가지의 상기 REFTOP 및 상기 REFBOT를 출력하는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.And the register DAC receives a 4-bit input signal (Din) and outputs 16 kinds of the REFTOP and the REFBOT. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 OSCVDD와 상기 REFTOP와 상기 REFBOT는 각각 모스펫(MOSFET)들의 게이트에 입력되고 상기 모스펫들의 소스 및 드레인은 각각 기판에 연결되는 것인 온도 및 전압 변화에 독립적인 출력을 가지는 발진기.And the OSCVDD, the REFTOP, and the REFBOT are respectively input to gates of MOSFETs and the source and drain of the MOSFETs are connected to a substrate, respectively.
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