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。     

一种基于比较器失配补偿的高稳定性RC振荡器

针对传统RC振荡器容易受到温度和工艺偏差影响的问题,提出了一种新的振荡器结构。该振荡器电路运用零温度系数参考电压和开关网络,实现了比较器电路的工艺失配补偿,达到了高的温度稳定性。该振荡器具有对温度和工艺偏差不敏感、面积小、功耗低等优点。仿真结果表明,输出时钟频率为11.5 kHz时,在-10℃~90℃温度范围内振荡器频率偏差在±1%以内。     

一种超低功耗RC振荡器设计

基于SMIC 55 nm CMOS工艺,设计并制备了工作在1.2V电源电压下的超低功耗RC振荡器.该振荡器主要包括运算放大器、压控振荡器(VCO)、基准电流源、低温漂电阻和可修调开关电容以及非交叠时钟产生电路.该振荡器用工作在亚阈值区的运算放大器和VCO取代了传统单比较器型RC振荡器中的比较器,显著降低了功耗;用开关电容取代了充放电电容,并且将输出时钟的频率转换成了阻抗,与参考电阻进行比较.利用负反馈环路锁定了输出时钟信号频率,从而得到了稳定的时钟信号.测试结果表明,1.2V电源电压、27℃环境下,该RC振荡器的输出时钟信号频率为32.63 kHz,功耗为65 nW;在-10 ～ 100℃,其温度系数为1.95×10-4/℃;在0.7～1.8 V电源电压内,其电源电压调整率为3.2％/V.芯片面积为0.168 mm2.     

一种新型高精度RC振荡器电路设计

在对传统的振荡器电路的分析比较基础上,基于振荡器的基本工作原理,结合误差比较器技术,提出了一种新型高性能低功耗的RC振荡器.利用CSMC的DPDM Bsim3模型和Cadence的Spectre仿真器对该电路进行了模拟和仿真,结果表明该电路与传统的振荡器相比具有精度高、功耗低的优点.最后对该电路进行版图设计,版图面积为70.5×62.59μm2.     

一种高精度RC振荡器的设计

提出了一种基于CSMC 0.25μm CMOS工艺、输出高精度方波信号的低成本RC振荡器。采用正负温度系数电阻的线性叠加,产生不受温度影响的充电电流,消除了温度对精度的影响。增加修调电容,补偿工艺偏差对精度的影响,实现高精度的振荡输出。采用Spectre对电路进行温度扫描和电压变化仿真,结果表明在宽温度范围(-55～125℃)和宽电源电压范围(2.7～5.5 V)得到了非常稳定的振荡输出,受温度影响的频偏最大为1%,受电源电压变化的频偏仅为0.26%,适合电源管理芯片应用。     

一种用于RFID标签带温度补偿的振荡器设计

提出了基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺带温度补偿高精度振荡器的设计方案。针对射频电子标签应用的设计要求,选用改进型的双电容张弛振荡器结构。通过温度补偿作用,参考电压与输出电流受电源影响较小,保证了振荡器输出频率的稳定性。使用SPECTRE工具对电路进行仿真,在1.8 V电源电压下,-25¹00℃范围内,中心频率为1.92 MHz时最大偏差小于±0.75%,达到使用的要求,并在此基础上完成电路的版图。     

一种同步模式RC振荡器的设计

提出了一种性能较高的具有同步功能的RC振荡器。相比传统RC振荡器,通过控制器外围SYN引脚接收同步开关频率信号来设定振荡器的周期,设计出工作在同步模式下的RC振荡器。仿真结果表明,在典型参数情况下,该振荡器频率在140~450 kHz范围内能跟随外部同步频率。通过对外围电阻电容进行设置,在-40℃~125℃温度范围内,振荡器能够正常工作,可以应用于工作在同步模式下的控制器。     

一种基于内部迟滞比较器的新型RC振荡器

提出并设计了一种新型RC振荡器,采用3.3 V CMOS工艺实现.与传统的基于外部迟滞比较器的原理不同,该RC振荡器巧妙地基于内部正反馈的迟滞比较器设计而成.它具有电路结构简单,芯片面积小,成本低廉的优点,而且可以根据不同的控制信号,工作于高频2.5 MHz或低频135 kHz.仿真结果表明,该电路符合设计指标.     

一种高精度数字可调RC振荡器设计

在对常见的RC振荡器进行分析比较的基础上,提出了一种高精度的RC振荡器。对其进行温度补偿的改进,并采用数字修调方式实现频率微调以消除电源及工艺带来的误差,双比较器对称性结构设计有效的消除了比较器迟滞带来的频率误差。利用CSMC的0.5μm工艺Bsim3模型和Hspice仿真器对该电路进行了模拟和仿真,结果表明该电路与传统的振荡器相比具有精度高、误差可调的优点。最后对该电路进行版图设计。     

一种具有温度补偿的时钟振荡器设计

介绍了一种采用0.35μm CMOS工艺制作的具有温度补偿的时钟振荡器电路。从环形振荡器的基本原理出发,基于对CMOS工艺各种非理想性因素的分析,提出一种新型的工艺补偿电路,减小振荡器偏置电流随阈值电压的漂移;在延迟单元的设计中,引入NMOS交叉耦合对组成的交流负阻抗来进一步补偿PMOS迁移率随温度的变化,从而有效抑制输出频率随温度的变化。该振荡器电路用于MEMS加速度计读出电路芯片。样品电路测试结果表明,在-20~100℃温度范围内,时钟振荡器的频率仅变化38kHz。     

一种无比较器的高精度RC振荡器设计

基于华虹0.18μm CMOS工艺,设计了一种无比较器的低温漂高精度RC振荡器。通过调整电流源的负温度系数电流补偿MOSFET阈值电压的温漂,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。通过提高电流源输出阻抗,提高振荡器的电压稳定性。采用数字修调技术矫正工艺偏差引起的频率误差。该振荡器由启动电路、CTAT电流源电路、电流镜电路、修调电路、竞争冒险消除电路和RC振荡电路六部分构成。因为没有采用比较器结构,所以在该振荡器中,不会出现由于比较器的传输延时与输入失调电压引起的非理想因素。采用Cadence进行电路仿真与验证,后仿真结果表明,该振荡器的典型频率为2 MHz,起振时间为5.1μs。在3～5 V电源电压变化范围内,频率偏差均在±0.55%以内;在-40～125℃温度范围内,输出频率随温度的变化率均在±1.2%以内,可适用于高精度的数模混合信号芯片。     

消费类芯片RC振荡器的分析与设计

市场竞争的压力使得人们不得不在成本和性能间寻找一个令人满意的折衷.振荡器的选择也是如此,在晶振、环形振荡器和RC振荡器中,RC振荡器具有面积小,成本低,频率可调等优点适合于消费类电子等对频率稳定性要求不高的领域.本文先分析简单的多谐RC振荡器,然后介绍一种性能更优的,基于比较器结构的RC振荡器的设计.并给出了设计中需要注意的问题,以及流片后实际的测量数据.     

一种具有频率抖动功能RC振荡器的设计

开关电源在其开关频率及倍频处,会辐射较大的电磁干扰能量,采用频率抖动技术可以将集中的干扰能量分散到较宽的频带上,从而降低干扰幅值.在对常见的RC振荡器分析的基础上,设计了一种带有频率抖动功能的振荡器.该振荡器中心频率为64.2 kHz,可以在一个周期8 ms内实现频率上下各抖动1.6 kHz幅值.在simoMOS 1 μm 40 V BiCMOS工艺条件下经过Hspice仿真,满足设计要求.     

一种线性RC压控振荡器的设计

基于LLC串联谐振芯片的应用,提出了一种线性RC压控振荡器.在传统RC振荡器的电容上叠加一个压控电流源,实现了频率受电压线性控制.仿真结果表明,该电路在典型参数下振荡器频率范围为140～280 kHz,在-40℃～125℃温度范围内可保持正常工作,且可通过外部电阻电容进行设置.该振荡器已被应用于脉冲频率调制模式下工作的LLC串联谐振芯片.     

一种高精度低功耗CMOS RC振荡器

一般情况下,RC振荡器利用电阻电容充放电时延产生振荡,所产生的频率受电源电压、环境温度,以及组成振荡器的各种元器件的电学特性的影响较大.文章提出一种可大大降低上述各种因素影响的高精度CMOS RC振荡器.仿真计算及实际流片测试结果均表明,该CMOS RC振荡器具有较高的频率稳定性.     

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.     

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。     

一种低电源电压灵敏度RC振荡器的设计

基于传统RC振荡器的理论分析,采用电阻串分压提供参考电压的方式,设计了一种低电源电压灵敏度的振荡器。基于HHNEC 0.5μm BiCMOS工艺,完成了HSPICE仿真。仿真结果显示,该振荡器输出一个频率为63kHz、占空比为50%的方波信号,当电源电压在4.5～5.5V之间变化时,频率变化范围在±0.52%内,有效降低了电源电压对振荡频率的影响。该振荡器可应用于开关电源芯片。     

一种低电源敏感度线性可调的RC振荡器设计

提出了一种基于UMC 0.25μm BCD工艺,输出对电源敏感度较低,且结构简单、成本低廉的RC振荡器。本设计带有选频网络,可通过逻辑信号调节振荡器的输出频率,同时具有较好的线性度。通过Spectre对电路进行电压扫描和振荡输出调节仿真,结果表明振荡器的输出具有较低的电源敏感性,偏差为3.3%,可调输出具有较好的线性化,偏差为3.13%。