RU2108654C1 - Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор - Google Patents
Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2108654C1 RU2108654C1 RU96105815A RU96105815A RU2108654C1 RU 2108654 C1 RU2108654 C1 RU 2108654C1 RU 96105815 A RU96105815 A RU 96105815A RU 96105815 A RU96105815 A RU 96105815A RU 2108654 C1 RU2108654 C1 RU 2108654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- generator
- double
- generator according
- double line
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/023—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
- H03K3/0231—Astable circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор выполнен с возбудителем линии и проходящей на том же самом кристалле интегральной схемы двойной линией, причем время прохождения двойной линии выбрано как можно большим, а время задержки возбудителя линии как можно малым, двойная линия может быть нагружена управляемыми емкостями. 7 з.п.ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковому интегральному кольцевому генератору.
Во многих интегральных схемах техники дальней связи необходимы генераторы, работающие в диапазоне частот от нескольких сотен мегагерц до нескольких гигагерц. Такие схемы могут изготавливаться с помощью современных биполярных кремниевых или также МОП-полупроводниковых технологий в виде кольцевых генераторов без внешних элементов на одном кристалле интегральной схемы (WO 95/06356). При этом частота колебаний, однако, сильно зависит от рабочей температуры кристалла интегральной схемы и от рассеяний параметров полупроводника. Применение генераторов с небольшой собственной точностью поэтому требует, например, таких сложных вспомогательных схем восстановления тактовой последовательности, как опорные контуры фазовой подстройки (IEEE J. of Solid-State Circuits, 28(1993)12, 1310... 1313) или соответственно внешних компонентов, как кварцевые кристаллы (IEEE 1991 Bipolar Circuits and Technology Meeting 12.4, 293... 296), которые делают всю схему более сложной и удорожают конструкцию. Далее необходимым является большой диапазон перестройки генератора, чтобы иметь возможность отрегулирования начальных отклонений частоты, что приводит к повышенному фазовому шуму (Jitter) и при очень высоких частотах (выше 5 ГГц) является также сложно реализуемым.
Также и при применении термокомпрессионных контактных проводов в качестве определяющих частоту элементов генератора (ELECTRONICS LETTERS, 30(1994)3, 244. . . 245) вследствие технологических допусков при термокомпрессии нельзя ожидать собственной точности, которая была бы достаточной для схемы восстановления тактовой последовательности без опорного контура фазовой подстройки или соответственно внешней компенсации.
Изобретение показывает по сравнению с этим другой путь к менее сложному схемному решению генератора высокой точности.
Изобретение относится к полупроводниковому интегральному кольцевому генератору с возбудителем линии (драйвером) и двойной линией обратной связи; этот генератор отличается согласно изобретению тем, что двойная линия с как можно большим временем прохождения и возбудитель линии с как можно малым временем задержки объединены на одном и том же кристалле интегральной схемы, причем в дальнейшем развитии изобретения время прохождения двойной линии является больше, чем (и как можно большой по отношению) время задержки возбудителя линии. Чем меньше время задержки возбудителя линии и чем больше по сравнению с ним время прохождения двойной линии, тем большей является независимость частоты генератора от обусловленных параметрами и температурой изменений времени задержки возбудителя линии.
Изобретение имеет то преимущество, что при применении в схемах восстановления тактовой последовательности в случае обычных, выполненных только из инверторов (в качестве определяющих частоту элементов) кольцевых генераторов затраты, необходимые на предварительную настройку, например, с помощью опорного контура фазовой подстройки, становятся излишними.
Здесь следует заметить, что (radio fernsehen elektronik 29 (1980)9, 596-597) является известным, что генератор может быть выполнен в качестве инвертирующего усилителя с накопителем времени прохождения в обратной связи, время задержки которого должно быть по меньшей мере таким большим, чтобы реакция инверторного выхода на входной фронт через обратную связь наступала только после окончания входного фронта, причем частота колебаний при несоблюдении времени переключения инвертора соответствует обратному значению двойного времени задержки накопителя времени прохождения и уменьшается в соответствии с долей за счет всех временных процессов инвертора. Какого-либо указания на объединение двойной линии обратной связи с как можно большим временем прохождения и возбудителя линии с как можно малым временем задержки на одном и том же кристалле интегральной схемы при этом не дано.
На фиг. 1 показана принципиальная схема кольцевого генератора линии согласно изобретению; на фиг. 2 - блок-схема генератора согласно изобретению; на фиг. 3 - схемно-технические особенности возбудителя линии (драйвера).
Фиг. 1 показывает схематически в объеме, необходимом для понимания изобретения, выполненный на одном кристалле интегральной схемы С кольцевой генератор линии с возбудителем линии В и проходящей на кристалле двойной линией L, которая осуществляет обратную связь с инвертированием выходов Q', Q'' возбудителя линии B с его входами I', I''. Такой кольцевой генератор линии может быть реализован, например, в Сименс-B6HF-биполярной технологии. Длительность периода полученных колебаний получается как двойная величина суммы из времени задержки TB возбудителя линии B и времени прохождения TL двойной линии L. Время прохождения TL линии L зависит в первую очередь от очень хорошо воспроизводимой длины линии и едва ли имеющей рассеяние диэлектрической проницаемости двуокиси кремния; частота колебаний таким образом выполненного кольцевого генератора поэтому мало зависит от колебаний температуры и параметров. Чтобы быть как можно больше независимым от зависящего от температуры и параметров времени задержки TВ возбудителя линии B, TB должно быть как можно малым, а TL как можно большим.
Например, возбудитель линии B для получения колебания 5 ГГц должен быть охвачен обратной связью двойной линией L порядка 7 мм длиной, которая образована имеющими ширину 2 мкм алюминиевыми полосками с расстоянием между ними 2 мкм (в частности, в третьем слое алюминия), проходит на имеющей потенциал корпуса металлической поверхности (в частности, первый слой алюминия) и имеет волновое сопротивление порядка 50 Ом; время прохождения составляет порядка 70 пс. Линия ведет после пересечения к входу возбудителя линии В, который в рассмотренном примере имеет время задержки порядка 30 пс.
Полученный в генераторе B, L сигнал целесообразно направляется через выходной усилитель A к выходу OUT', OUT'' схемы генератора (фиг. 2). Возбудитель линии B и выходной усилитель A при этом могут быть реализованы подобным образом со схемой возбуждения, которая, например, схематично показана на фиг. 3.
В представленной на фиг. 3 схеме возбуждения линии уровни сигналов обратной связи на двойной линии L (фиг.1, 2) сдвигают с помощью питаемых от источника тока транзисторов Q1, Q3, Q5 или соответственно Q2, Q4, Q6 и затем подводят к дифференциальному усилителю с двумя эмиттерно-связанными транзисторами Q17, Q18, выходы которого образуют выходы возбудителя. Транзисторами Q15, Q16 и Q7 и сопротивлениями R5, R6 и R7 создается устанавливаемое на выводе R напряжение смещения для транзисторов источника тока Q8 - Q14.
Для примера выполнения на фиг. 3 указаны значения сопротивления в омах, причем сопротивления R17, R18 в возбудителе линии в целесообразно имеют значение сопротивления 100 Ом, а в выходном усилителе А значение сопротивления 50 Ом; указанные на фиг.3 значения тока справедливы для полного управления схемы на входе R.
В случае образованного такой схемой возбуждения линии кольцевого генератора линии частота генератора в температурном диапазоне от 25 до 125oC и указываемом изготовителями полупроводников диапазоне рассеяния технологических параметров может колебаться вокруг 2, 5%. Такая высокая точность является решающе важной для применения в схемах восстановления тактовой последовательности.
Чувствительность частоты генератора по сравнению с относительными изменениями тока возбудителя линии составляет около 0,1, т.е. при изменении тока в 10% частота колебаний изменяется на 1%. При использовании в контуре фазовой подстройки (например, для восстановления тактовой последовательности) генератор, таким образом, за счет соответствующего управления возбудителя линии В со своего управляющего входа R (фиг. 2, 3) может настраиваться на определенную частоту приема.
На частоту колебаний можно оказывать воздействие также тем, что линия L (фиг. 1, 2) нагружается управляемыми емкостями. Это может, например, происходить с зависящими от напряжения барьерными емкостями, как это также показано на фиг. 3. Согласно фиг. 3 транзисторы QL1 и QL2 нагружают своей коллекторной барьерной емкостью выходы Q' и Q'' и вызывают тем самым дополнительную задержку сигнала. Если текущий через эти транзисторы постоянный ток увеличивается с управляющего входа q, то за счет дополнительного падения напряжения на выходных сопротивлениях дифференциального усилителя R18 и R17 уменьшается среднее напряжение на выходах возбудителя Q' и Q''. В результате, таким образом, меньшего напряжения коллектор-база увеличивается коллекторная барьерная емкость как нагрузочных транзисторов QL1 и QL2, так и транзисторов переключателя тока Q18 и Q17, и замедление становится больше. Входы возбудителя I' и I'' при этом целесообразно охвачены емкостной связью на линии L (фиг. 1, 2), чтобы избежать, чтобы потенциал базы транзисторов переключателя тока Q18 и Q17 стал слишком малым. Без необходимости здесь детального представления этого, в частности, также на всем протяжении линии L могут быть распределены другие барьерные емкости.
Claims (8)
1. Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор с возбудителем линии и двойной линией обратной связи, отличающийся тем, что двойная линия с возможно большим временем прохождения и возбудитель линии с возможно малым временем задержки объединены на одном и том же кристалле интегральной схемы.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что длительность периода полученного колебания генератора соответствует двойной величине суммы из времени задержки возбудителя линии и времени прохождения двойной линии.
3. Генератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что время прохождения двойной линии больше, чем время задержки возбудителя линии.
4. Генератор по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перед выходом генератора включен выходной усилитель сигнала генератора, который на стороне входа соединен с двойной линией.
5. Генератор по п.4, отличающийся тем, что возбудитель линии и выходной усилитель реализованы на подобных между собой схемах возбуждения.
6. Генератор по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что двойная линия выполнена в виде двух проводящих дорожек, проходящих рядом одна с другой на включенной на потенциал корпуса металлической поверхности.
7. Генератор по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что двойная линия имеет емкостную нагрузку.
8. Генератор по п.7, отличающийся тем, что к двойной линии подключены схемные элементы, имеющие характеристику управляемых емкостей.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19511401A DE19511401A1 (de) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Monolithisch integrierter Oszillator |
DE19511401.9 | 1995-03-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2108654C1 true RU2108654C1 (ru) | 1998-04-10 |
RU96105815A RU96105815A (ru) | 1998-06-20 |
Family
ID=7757986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96105815A RU2108654C1 (ru) | 1995-03-28 | 1996-03-26 | Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5652549A (ru) |
EP (1) | EP0735678B1 (ru) |
AT (1) | ATE193168T1 (ru) |
CA (1) | CA2172693A1 (ru) |
DE (2) | DE19511401A1 (ru) |
ES (1) | ES2146804T3 (ru) |
RU (1) | RU2108654C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455755C1 (ru) * | 2011-03-01 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторско-технологический центр "ЭЛЕКТРОНИКА" | Кольцевой кмоп генератор, управляемый напряжением |
RU2546073C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Управляемый кольцевой генератор импульсов |
RU2763038C1 (ru) * | 2021-08-30 | 2021-12-27 | Акционерное общество Научно-производственный центр «Электронные вычислительно-информационные системы» (АО НПЦ «ЭЛВИС») | Управляемый напряжением блок кольцевых генераторов на комплементарных метал-окисел-полупроводник (кмоп) транзисторах |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19709289A1 (de) * | 1997-03-07 | 1998-09-10 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltung zur Vermeidung von parasitären Schwingmodi in einem Oszillator Schwingkreis |
DE69823415T2 (de) | 1997-03-07 | 2004-09-02 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung zum Vermeiden von parasitären Oszillatorbetriebszuständen in einer Oszillatorschaltung |
ATE321374T1 (de) * | 1997-10-22 | 2006-04-15 | Integrierte elektroische schaltung mit einem oszilltor und passiven schaltungsbauteilen | |
JP3573975B2 (ja) * | 1998-10-23 | 2004-10-06 | 日本オプネクスト株式会社 | 光受信器、位相同期ループ回路、電圧制御発振器および周波数応答可変増幅器 |
US20020190805A1 (en) * | 1999-01-22 | 2002-12-19 | Multigig Limited | Electronic circuitry |
US7764130B2 (en) | 1999-01-22 | 2010-07-27 | Multigig Inc. | Electronic circuitry |
GB2349524B (en) * | 2000-01-24 | 2001-09-19 | John Wood | Electronic circuitry |
ATE274765T1 (de) * | 1999-01-22 | 2004-09-15 | Multigig Ltd | Elektronische schaltungsanordnung |
WO2001067603A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Multigig Limited | Electronic pulse generator and oscillator |
GB2377836B (en) * | 2000-05-11 | 2004-10-27 | Multigig Ltd | Electronic pulse generator and oscillator |
US7805697B2 (en) * | 2002-12-06 | 2010-09-28 | Multigig Inc. | Rotary clock synchronous fabric |
US7209065B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-04-24 | Multigig, Inc. | Rotary flash ADC |
US7295081B2 (en) * | 2005-08-29 | 2007-11-13 | Micron Technology, Inc. | Time delay oscillator for integrated circuits |
DE112006003542B4 (de) * | 2005-12-27 | 2016-08-04 | Analog Devices Inc. | Analog-Digital-Umsetzersystem mit Drehtakt-Flash und Verfahren |
WO2008121857A1 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Multigig Inc. | Wave reversing system and method for a rotary traveling wave oscillator |
US8913978B2 (en) * | 2007-04-09 | 2014-12-16 | Analog Devices, Inc. | RTWO-based down converter |
US8742857B2 (en) | 2008-05-15 | 2014-06-03 | Analog Devices, Inc. | Inductance enhanced rotary traveling wave oscillator circuit and method |
JP5814542B2 (ja) * | 2010-12-06 | 2015-11-17 | 株式会社東芝 | 発振回路 |
US8487710B2 (en) | 2011-12-12 | 2013-07-16 | Analog Devices, Inc. | RTWO-based pulse width modulator |
US8581668B2 (en) | 2011-12-20 | 2013-11-12 | Analog Devices, Inc. | Oscillator regeneration device |
US10277233B2 (en) | 2016-10-07 | 2019-04-30 | Analog Devices, Inc. | Apparatus and methods for frequency tuning of rotary traveling wave oscillators |
US10312922B2 (en) | 2016-10-07 | 2019-06-04 | Analog Devices, Inc. | Apparatus and methods for rotary traveling wave oscillators |
US11527992B2 (en) | 2019-09-19 | 2022-12-13 | Analog Devices International Unlimited Company | Rotary traveling wave oscillators with distributed stubs |
US11264949B2 (en) | 2020-06-10 | 2022-03-01 | Analog Devices International Unlimited Company | Apparatus and methods for rotary traveling wave oscillators |
US11539353B2 (en) | 2021-02-02 | 2022-12-27 | Analog Devices International Unlimited Company | RTWO-based frequency multiplier |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4375621A (en) * | 1981-03-02 | 1983-03-01 | Ael Microtel, Ltd. | Circuit for linearizing frequency modulated oscillators on microstrip |
US4523158A (en) * | 1983-02-02 | 1985-06-11 | Rca Corporation | Clock regenerator using two on-off oscillators |
US4905257A (en) * | 1988-08-31 | 1990-02-27 | Unisys Corporation | Manchester decoder using gated delay line oscillator |
US5148125A (en) * | 1989-03-03 | 1992-09-15 | Lincoln College | Dielectric constant monitor |
US5172076A (en) * | 1992-03-26 | 1992-12-15 | Northern Telecom Limited | Resonant circuit formed of two amplifiers connected in a loop and multiple resonator circuits constructed therefrom |
WO1995006356A1 (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-02 | Gec Plessey Semiconductors, Inc. | Improved ring oscillator circuit |
-
1995
- 1995-03-28 DE DE19511401A patent/DE19511401A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-03-01 US US08/609,562 patent/US5652549A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-06 DE DE59605218T patent/DE59605218D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-06 AT AT96103554T patent/ATE193168T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-03-06 EP EP96103554A patent/EP0735678B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-06 ES ES96103554T patent/ES2146804T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-26 CA CA002172693A patent/CA2172693A1/en not_active Abandoned
- 1996-03-26 RU RU96105815A patent/RU2108654C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Яковлев В.Н. Генераторы с многопетлевой обратной связью. - М.: Связь, 1973, с.12-13. 2. * |
3. Radio fernsehen electronik, 29, N 9, 1980, с.596-597. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455755C1 (ru) * | 2011-03-01 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторско-технологический центр "ЭЛЕКТРОНИКА" | Кольцевой кмоп генератор, управляемый напряжением |
RU2546073C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Управляемый кольцевой генератор импульсов |
RU2763038C1 (ru) * | 2021-08-30 | 2021-12-27 | Акционерное общество Научно-производственный центр «Электронные вычислительно-информационные системы» (АО НПЦ «ЭЛВИС») | Управляемый напряжением блок кольцевых генераторов на комплементарных метал-окисел-полупроводник (кмоп) транзисторах |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0735678A3 (de) | 1998-04-15 |
DE19511401A1 (de) | 1996-10-10 |
EP0735678B1 (de) | 2000-05-17 |
DE59605218D1 (de) | 2000-06-21 |
CA2172693A1 (en) | 1996-09-29 |
ES2146804T3 (es) | 2000-08-16 |
EP0735678A2 (de) | 1996-10-02 |
US5652549A (en) | 1997-07-29 |
ATE193168T1 (de) | 2000-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2108654C1 (ru) | Полупроводниковый интегральный кольцевой генератор | |
Li et al. | Design of W-band VCOs with high output power for potential application in 77 GHz automotive radar systems | |
US5016260A (en) | Modulator and transmitter | |
US6320470B1 (en) | Phase lock loop circuit with loop filter having resistance and capacitance adjustment | |
JPH0879068A (ja) | 電圧制御発振器およびフェーズロックドループ回路 | |
US5063359A (en) | Low-jitter oscillator | |
US5486794A (en) | Variable frequency LC oscillator using variable impedance and negative impedance circuits | |
US20060176121A1 (en) | Piezoelectric oscillator having symmetric inverter pair | |
US20060049884A1 (en) | Oscillator circuit for generating a high-frequency electromagnetic oscillation | |
KR100602453B1 (ko) | 모노리식 고주파 전압제어 발진기 트리밍회로 | |
US3743960A (en) | Circuit for driving frequency standard such as tuning fork | |
US4638263A (en) | Voltage controlled oscillator including two variable gain feedback circuits | |
US5847621A (en) | LC osillator with delay tuning | |
US2701309A (en) | Semiconductor oscillation generator | |
US6812801B2 (en) | Crystal oscillator circuit having capacitors for governing the resonant circuit | |
US4048590A (en) | Integrated crystal oscillator circuit with few external components | |
EP1109317A1 (en) | A controller oscillator system and method | |
US2742571A (en) | Junction transistor oscillator circuit | |
JPH0786839A (ja) | 移相器及びそれを用いたfm受信機 | |
EP0948837B1 (en) | Integrated oscillator with reduced jitter | |
US7271671B2 (en) | Arranging a crystal to generate an oscillating signal | |
JPH10135736A (ja) | 高安定クロック発振器 | |
US3501705A (en) | Phase-lock loop fm detector circuit employing a phase comparator and keyed oscillator | |
US2751498A (en) | Crystal controlled oscillator circuit | |
JP3142857B2 (ja) | 電圧制御発振器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060327 |