一种基于斩波拓扑的高精度RC振荡器

设计了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的基于斩波拓扑的高精度RC振荡器。该结构对比较器失调有较好的抑制效果,并补偿了比较器传输延时对输出时钟频率的影响,达到了较好的温度特性。同时使用LDO对振荡器的主体电路供电,有效抑制了电源电压波动对输出频率的影响。另外该振荡器使用电容修调网络,减小了工艺漂移对中心频率的影响。仿真结果表明,所设计的振荡器在不同工艺角下均可以通过修调将频率校准至典型值2 MHz。在-40～125℃的温度范围内,输出频率的波动仅为0.87%。在3～6 V的电源电压范围,输出频率的波动仅为0.21%。与同类型的片上RC振荡器相比,该电路对温度、电源电压和工艺的漂移有更好的抑制作用。     

一种具有温度补偿的低功耗张弛振荡器

提出了一种具有温度补偿和数字修调的低功耗CMOS张弛振荡器。基于阈值电压和偏置电流的匹配技术实现输出频率的1阶温度补偿,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。采用数字修调技术,校正工艺偏差引起的频率偏差。因此,该振荡器的输出频率对温度、电源电压和工艺偏差不敏感。振荡器采用0.18 μm CMOS工艺进行设计,使用Cadence进行仿真验证。结果表明,在1.8 V电源电压下,消耗电流为400 nA;在－40 ℃~125 ℃温度范围内,输出频率变化小于±1%;在1.5~2.5 V电源电压变化范围内,频率偏差小于1%。     

一种带温度补偿的高精度片上RC振荡器

介绍了一款带有高阶温度补偿和数字修调功能的高精度片上RC振荡器。由于采用了2阶温度补偿方案,该时钟振荡器在较宽的温度范围内实现了振荡频率的高稳定性。由于采用电流数字修调技术,因此减小了工艺漂移对输出中心频率的影响。另外,应用误差放大器及共源共栅结构提高了电源抑制特性,从而使振荡器精度得到显著提高。电路基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计。仿真结果显示,在温度范围为-40 ℃～125 ℃,电源电压波动为±10%,及不同的工艺角下,振荡器输出中心频率均为5 MHz,精度保持在±0.25%以内。同其他相似片上振荡器相比,在同样的温度变化、电压波动及工艺漂移的情况下,其频率稳定性显著提高。     

一种片内集成的高精度振荡器

在传统的RC振荡器结构基础上提出了一种片内集成的高精度振荡器电路,采用温度补偿电路对充电电流进行温度补偿。采用电容校准电路对输出频率进行校正。采用延迟消除电路减少比较器的延迟。最终达到振荡器高精度高稳定性的要求。基于CSMC的0.18μm BCD工艺,在电压4 V、温度27℃、TT条件下,输出频率为2 MHz,占空比为50%,通过频率校准,精度最终可达到±0.2%。该振荡器具有高精度、高稳定性、体积小、易于集成的特点,能够满足大多数片内集成芯片的需求。     

一种应用于MCU的低温漂RC振荡器设计

针对高稳定性MCU的应用需求,设计了一种低温度灵敏度的RC振荡器.采用平均电压反馈电路降低比较器延迟对振荡器输出频率的影响,采用温度补偿技术补偿温度对振荡器输出频率的影响,实现RC振荡器高稳定性输出.设计了一种选频网络,实现宽频率范围内高精度输出,满足MCU对多种时钟频率的需求.RC振荡器基于SMIC 110 nm C...     

一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器设计

基于当前一些高集成度高精度应用领域时钟信号大量需求的目的，介绍了一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器。文中所设计的电流源电路采用了3阶温度补偿的方法，可以有效降低电路对温度变化的敏感性，利用具有超低温度系数的电流对电容进行充放电，实现在较宽的温度范围内振荡器频率的高稳定性。仿真结果表明：在电源电压范围为2.5 V～5.5 V，温度范围为-40℃～125℃，及不同的工艺角下，输出频率精度保持在±0.25%以内。该RC振荡器具有高精度的输出频率，能够作为一些数模混合电路的时钟信号。     

一款新型高频率稳定度ATCXO芯片的设计

基于0.35 μm CMOS工艺,采用全模拟电路设计实现了温度补偿晶体振荡器芯片(ATCXO).设计了新型三次函数发生器补偿电路,并利用E2 PROM记忆系统温度参数实现自动修调;为进一步提高输出频率稳定度,设计了振荡器电压稳定电路,消除电源电压的影响.仿真结果表明,在-40℃～+100℃宽温度范围内,工作电压为3.3...     

一种带高阶温度补偿的片内时钟振荡器设计

本文基于0.18μm CMOS工艺,设计了一款适用于片上系统SoC的无需晶振的片内12MHz时钟信号产生电路。利用高阶温度补偿方案,该时钟振荡器能在较宽的温度范围内实现振荡频率的高稳定性。此外,电路的稳压器设计使得振荡器频率在电源电压变化时也能保持相当好的稳定性。仿真结果表明,在-40℃~125℃温度范围内,此振荡器振荡频率的温度系数仅为40ppm/℃,电源电压变化±10%时,振荡频率的相对误差仅为±0.012%,完全能够满足常规数字系统的要求。     

一种LED驱动芯片内置CMOS振荡器的设计

为了适应全彩LED驱动芯片的需要,采用CSMC 0.5μm标准工艺,设计了一种用于LED驱动芯片的新型CMOS环形振荡器.电路使用正负温度特性补偿、延时迟滞以及时钟同步技术.在电源电压为3～6 V、温度范围为-45℃～100℃,以及不同的工艺角下,利用Cadence平台下的Spectre进行验证,结果表明:在一定的电压、温度范围内,振荡器的输出频率为16 MHz,最大变化范围为±5％;在不同工艺角模型下,振荡器输出频率均在LED驱动芯片的解码允许误差范围之内.该振荡器已成功应用于一款LED驱动芯片.     

可集成于汽车电压调节器的高性能振荡电路

设计了一种适用于汽车电子电压调节器的高性能振荡电路。在传统张弛振荡电路结构的基础上增加工艺补偿级和温度补偿级,利用自补偿技术对温度、电源电压和工艺进行检测并校准。基于CSMC 40 V BCD工艺,通过Spectre仿真,电源电压为5 V,温度范围为-40 ℃～150 ℃时,电路输出频率最大误差小于1.6%;温度为27 ℃,电源电压为4～6 V时,电路输出频率最大误差小于2.2%;综合考虑电源电压、温度以及工艺涨落时,频率的最大误差小于8.5%。     

单片弛张振荡器的温度补偿方法

介绍单片弛张振荡器的工作原理,分析弛张振荡器产生输出频率误差的原因及温度对输出频率的影响,推导出振荡器达到零温度系数的条件,提出一种弛张振荡器内温度补偿方法,只要在设计电压基准源的温度系数时结合振荡器的需要来考虑,利用该方法就可以使弛张振荡器方便地获得较好的温度系数,大大缩小面积和降低成本.最后给出仿真波形.     

神经网络曲线拟合在温补晶振上的应用

石英晶振作为重要的频率源器件,其频率稳定度至关重要。但温度对石英晶振的影响很大。传统的微处理器温度补偿晶振中在拟合曲线时算法简单,导致软件引起的误差较大。利用了神经网络算法在曲线拟合上的应用,拟合出补偿电压与温度之间的函数关系,微处理器根据温度传感器采集的温度控制AD芯片产生补偿电压,从而使压控振荡电路输出稳定的频率的目的。实验结果表明:温度在-10⁸0℃时,频率稳定度达到±0.35 ppm,比未补偿时提高了近20倍,比其他曲线拟合方法得出的效果要好。     

Frequency-adjustable clock oscillator based on frequency-to-voltage converter

A frequency-adjustable clock oscillator based on a frequency-to-voltage converter is presented. A new architecture is employed without reference frequency input. The system model shows the conditions of system stability. A compensation circuit was used to cancel the variations of frequency over process and temperature. The range of output frequency is from 22.5-360 MHz, which is within +4.5% variation in worst cases. The circuit was designed in a 0.13 μm CMOS 3.3 V device process, occupying a chip area of about 0.05 mm². The clock oscillator can achieve 25 ps peak-to-peak jitter, 2 μs locked time and consume 5 m W at a 3.3 V supply voltage and 200 MHz output clock.     

与工艺、电源电压和温度无关的低功耗振荡环设计

分析了传统片外时钟和片内时钟各自的特点和应用背景,在Chartered 0.35μm CMOS工艺下实现了一个低功耗PVT(工艺、电源电压、温度无关)振荡环,对片内时钟的稳定性和功耗进行改进。该振荡环无需精准的电压源,采用了误差补偿技术,通过偏置电压和延时单元的相互补偿,使得振荡频率对于工艺、温度和电源电压均有较大的容差能力。并且由于针对延时单元补偿的方式,令周期大小易于调整。蒙特卡罗仿真显示,工艺误差引起的偏差要比补偿前的偏差减小了60%。流片测试结果表明,在工作温度变化范围0~100°C时,振荡环输出的频率偏差为±3.22%;在电源电压变化范围为2.8~3.8 V时,振荡环输出的频率偏差为±3.36%;在电源电压3.3 V的情况下,整个芯片消耗的电流为950μA。     

Process and temperature compensation in a 7-MHz CMOS clock oscillator

This paper reports on the design and characterization of a process, temperature and supply compensation technique for a 7-MHz clock oscillator in a 0.25-/spl mu/m, two-poly five-metal (2P5M) CMOS process. Measurements made across a temperature range of -40/spl deg/C to 125/spl deg/C and 94 samples collected over four fabrication runs indicate a worst case combined variation of /spl plusmn/2.6% (with process, temperature and supply). No trimming was performed on any of these samples. The oscillation frequencies of 95% of the samples were found to fall within /spl plusmn/0.5% of the mean frequency and the standard deviation was 9.3 kHz. The variation of frequency with power supply was /spl plusmn/0.31% for a supply voltage range of 2.4-2.75 V. The clock generator is based on a three-stage differential ring oscillator. The variation of the frequency of the oscillator with temperature and process has been discussed and an adaptive biasing scheme incorporating a unique combination of a process corner sensing scheme and a temperature compensating network is developed. The biasing circuit changes the control voltage of the differential ring oscillator to maintain a constant frequency. A comparator included at the output stage ensures rail-to-rail swing. The oscillator is intended to serve as a start-up clock for micro-controller applications.     

一种具有过流保护功能的振荡器设计

提出了一种用于峰值电流模式控制的高压BUCK变换器的振荡器,并具有特殊电流限保护功能。在BUCK变换器正常工作时,该振荡器提供频率为340KHz的时钟信号;当振荡器处于异常状态,如负载过重或输出电压较低时,振荡器频率会随着输出电压的降低逐渐减小,该振荡器可以有效地防止电流失控现象的发生,并且减小了在异常情况时系统的功耗,同时也克服了功率管在电流过大时烧毁的危险;另外该振荡器还提供具有前沿消隐功能的斜坡补偿信号。该电路是基于CSMC的0.6μm 25V BCD工艺实现的,并通过电路模拟软件Hspice对振荡器电路完成了仿真验证。     

A temperature stabilized CMOS VCO

The established method of frequency drift compensation in voltage controlled oscillators (VCOs) resulting from temperature variance involves modulation of control voltage using a non-linear voltage internally generated. An innovative frequency drift compensation scheme for a VCO, based on amplitude control, is described in this paper. Two peak detectors are used to generate voltages representing positive and negative peaks of the sinusoidal driving an error amplifier. The amplifier output controls the delivery of transconductance accessible to the oscillator, thereby keeping the oscillation amplitude steady. Frequency stability has improved to 16 ppm/°C from an uncompensated value of 189 ppm/°C and is applicable where frequency stability requirements are not stringent, such as HS-USB and S-ATA. The temperature stabilized VCO at 2.4 GHz center frequency is prototyped using CMOS technology from ams AG (formerly austriamicrosystems AG). The result obtained from this study indicates that better frequency stability may be achievable if the traditional compensation scheme is preceded by amplitude control.     

A novel millimeter wave gunn oscillator

It is described that the design, configuration and the performance of a novel millimeter wave Gunn oscillator stabilized by external cavity and temperature compensation in this paper. The frequency stability is 3.6 × 10^?6 at 52 GHz over the teperature range from ?10 to 50 °C. An output power of more than 100mW has been obtained in the frequency range from 51.5 to 52.8 GHz.     

一种高精度低功耗的APD偏置电压模块设计

设计了一种具有升压和自动温度漂移补偿功能的雪崩光电二极管(APD)偏置电压模块,该模块包含正反馈振荡器、高频全波整流电路和温度补偿器.正反馈振荡器实现DC/AC的变换,并通过变压器进行电压放大;高频全波整流电路通过AC/DC变换输出直流高压;温度补偿器通过模拟温度传感器自动补偿APD的温度漂移.该模块大小为1.7 cm×2.7 cm,最大功耗为100 mW,输出电压在0～372 V连续可调,且最大纹波不超过0.004％,通过对模块中元器件参数的调整,能够对任意型号的APD进行电压偏置和温度补偿,偏置电压最大偏差不超过0.005％.     

Wide-range monolithic bipolar?j.f.e.t. c.c.o.

A new monolithic current-controlled oscillator (c.c.o.) has been realised in a j.f.e.t.-bipolar technology. Its main advantages are a highly-linear seven decade frequency range and easy temperature compensation for frequency and output voltage.