一种振荡器电路、芯片及电子设备的制作方法

本申请涉及电子，尤其涉及一种振荡器电路、芯片及电子设备。

背景技术：

1、数字系统无论是cpu、mcu、dsp、fpga还是分立器件组成的数字电路系统，由于其易于实现性和高抗干扰能力的特点，已经成为当代电子电路的核心。确保数字系统正常工作的基本要素是所有数字模块之间的通信和共同的时钟信号，所以数字系统都离不开一个稳定的时钟源。同时，系统时钟信号的质量也大大影响着一些模拟模块的性能。如模数/数模转换时的采样保持的控制时序、高速比较器锁存放大级等。

2、现阶段常用振荡器电路中通常含有电压比较器电路，而电压比较器是参与到整个振荡周期当中的，由于电压比较器存在延时，因此会影响频率的稳定性，在高速时钟当中，其对频率的影响可能难以接受。

3、而现有技术中为了减小电压比较器的延时，通常需要增大振荡器电路的电流来提高储能元件(如电容)的充放电速度，功耗也相应提高，由此又带来了稳定性与功耗的矛盾。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的问题，本申请实施例提供了一种振荡器电路、芯片及电子设备，可以在提高时钟信号的稳定性的同时保证低功耗。技术方案如下：

2、根据本申请的一方面，提供了一种振荡器电路，所述振荡器电路包括偏置电流生成模块、反馈电流生成模块、电流比较模块和频率生成模块；

3、所述偏置电流生成模块，用于生成预设的偏置电流；

4、所述反馈电流生成模块，用于基于所述频率生成模块的输出频率，生成反馈电流；

5、所述电流比较模块，用于基于所述偏置电流和所述反馈电流之间的偏差，生成控制电压；

6、所述频率生成模块，用于基于所述控制电压生成具有输出频率的输出信号。

7、可选的，所述电流比较模块包括偏置电流接入单元和反馈电流接入单元；

8、所述偏置电流接入单元，用于基于所述偏置电流，将所述控制电压拉低；

9、所述反馈电流接入单元，用于基于所述反馈电流，将所述控制电压抬高。

10、可选的，所述振荡器电路上电后，所述控制电压为初始电压值；

11、所述偏置电流接入单元，还用于：基于所述偏置电流，从所述初始电压值起逐渐拉低所述控制电压，以使所述频率生成模块开始生成具有输出频率的输出信号。

12、可选的，所述偏置电流接入单元包括第一镜像支路，所述偏置电流生成模块包括与所述第一镜像支路构成电流镜电路的第一参考支路，所述第一镜像支路的输出端和所述第一参考支路的输出端均接地；

13、流经所述第一参考支路的第一参考电流的电流值与所述偏置电流相等或基本相等；

14、所述第一镜像支路用于生成所述第一参考电流的第一镜像电流。

15、可选的，所述反馈电流接入单元包括第二镜像支路，所述反馈电流生成模块包括与所述第二镜像支路构成电流镜电路的第二参考支路，所述第二镜像支路的输入端和所述第二参考支路的输入端均用于接入电源电压；

16、流经所述第二参考支路的第二参考电流的电流值与所述反馈电流相等或基本相等；

17、所述第二镜像支路用于生成所述第二参考电流的第二镜像电流。

18、可选的，所述偏置电流生成模块还包括偏置电流生成单元、第三参考支路、第三镜像支路，所述第三参考支路和所述第三镜像支路构成电流镜电路，所述第三参考支路的输入端用于接入电源电压，所述第三参考支路的输出端与所述偏置电流生成单元的输入端连接，所述第三镜像支路的输入端用于接入电源电压，所述第三镜像支路的输出端和所述第一参考支路的输入端连接，所述偏置电流生成单元的输出端接地；

19、所述偏置电流生成单元，用于基于预设的参考电压生成所述偏置电流；

20、流经所述第三参考支路的第三参考电流的电流值与所述偏置电流相等或基本相等；

21、所述第三镜像支路用于生成所述第三参考电流的第三镜像电流。

22、可选的，任一电流镜电路中，参考支路包括电阻单元；

23、参考支路中的第一参考晶体管单元的源极与镜像支路中的第一镜像晶体管单元的源极连接，所述第一参考晶体管单元的栅极和所述第一镜像晶体管单元的栅极均与所述电阻单元的第一端连接；

24、参考支路中的第二参考晶体管单元的栅极和镜像支路中的第二镜像晶体管单元的栅极均与所述电阻单元的第二端连接。

25、可选的，任一电流镜电路中，还包括运算放大单元和缓冲晶体管单元；

26、参考支路中的第一参考晶体管单元的源极与镜像支路中的第一镜像晶体管单元的源极连接，所述第一参考晶体管单元的漏极与所述运算放大单元的第一输入端连接，所述第一镜像晶体管单元的漏极与所述运算放大单元的第二输入端连接；

27、所述缓冲晶体管单元的栅极与所述运算放大单元的输出端连接，所述缓冲晶体管单元的源极与所述第一镜像晶体管单元的漏极连接，所述缓冲晶体管单元的漏极与镜像支路中的第二镜像晶体管单元的源极连接。

28、可选的，所述反馈电流生成模块包括反馈电流生成单元，所述反馈电流生成单元的等效电阻与所述频率生成模块的输出频率相关；

29、所述反馈电流生成单元，用于基于预设的参考电压，生成与所述等效电阻成反比的所述反馈电流。

30、可选的，所述反馈电流生成单元包括开关电容电路，所述开关电容电路的第一控制端用于接收具有所述输出频率的第一控制信号，所述开关电容电路的第二控制端用于接收具有所述输出频率的第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号的相位相反。

31、可选的，所述开关电容电路包括差分开关电容电路。

32、根据本申请的另一方面，提供了一种芯片，包括上述振荡器电路。

33、根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述振荡器电路。

34、本申请中，通过反馈电流生成模块生成与输出频率相关的反馈电流，并通过电流比较模块，基于偏置电流和反馈电流之间的偏差生成控制电压，从而通过控制电压控制频率生成模块的输出频率。其中，生成的时钟频率仅与控制电压相关，从电流比较模块的输入到时钟输出产生的延时不影响频率的稳定性，解决了比较模块的延时对频率的影响。并且，与采用电压比较器的振荡器电路相比，达到相同的稳定性时的功耗较低，解决了现有振荡器电路的低功耗与低延时的矛盾。

技术特征：

1.一种振荡器电路，其特征在于，所述振荡器电路包括偏置电流生成模块、反馈电流生成模块、电流比较模块和频率生成模块；

2.根据权利要求1所述的振荡器电路，其特征在于，所述电流比较模块包括偏置电流接入单元和反馈电流接入单元；

3.根据权利要求2所述的振荡器电路，其特征在于，所述振荡器电路上电后，所述控制电压为初始电压值；

4.根据权利要求2所述的振荡器电路，其特征在于，所述偏置电流接入单元包括第一镜像支路，所述偏置电流生成模块包括与所述第一镜像支路构成电流镜电路的第一参考支路，所述第一镜像支路的输出端和所述第一参考支路的输出端均接地；

5.根据权利要求2所述的振荡器电路，其特征在于，所述反馈电流接入单元包括第二镜像支路，所述反馈电流生成模块包括与所述第二镜像支路构成电流镜电路的第二参考支路，所述第二镜像支路的输入端和所述第二参考支路的输入端均用于接入电源电压；

6.根据权利要求4所述的振荡器电路，其特征在于，所述偏置电流生成模块还包括偏置电流生成单元、第三参考支路、第三镜像支路，所述第三参考支路和所述第三镜像支路构成电流镜电路，所述第三参考支路的输入端用于接入电源电压，所述第三参考支路的输出端与所述偏置电流生成单元的输入端连接，所述第三镜像支路的输入端用于接入电源电压，所述第三镜像支路的输出端和所述第一参考支路的输入端连接，所述偏置电流生成单元的输出端接地；

7.根据权利要求4-6任一项所述的振荡器电路，其特征在于，任一电流镜电路中，参考支路包括电阻单元；

8.根据权利要求4-6任一项所述的振荡器电路，其特征在于，任一电流镜电路中，还包括运算放大单元和缓冲晶体管单元；

9.根据权利要求1所述的振荡器电路，其特征在于，所述反馈电流生成模块包括反馈电流生成单元，所述反馈电流生成单元的等效电阻与所述频率生成模块的输出频率相关；

10.根据权利要求9所述的振荡器电路，其特征在于，所述反馈电流生成单元包括开关电容电路，所述开关电容电路的第一控制端用于接收具有所述输出频率的第一控制信号，所述开关电容电路的第二控制端用于接收具有所述输出频率的第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号的相位相反。

11.根据权利要求10所述的振荡器电路，其特征在于，所述开关电容电路包括差分开关电容电路。

12.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的振荡器电路。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的振荡器电路。

技术总结本申请提供一种振荡器电路、芯片及电子设备，属于电子技术领域。所述振荡器电路包括偏置电流生成模块、反馈电流生成模块、电流比较模块和频率生成模块；所述偏置电流生成模块，用于生成预设的偏置电流；所述反馈电流生成模块，用于基于所述频率生成模块的输出频率，生成反馈电流；所述电流比较模块，用于基于所述偏置电流和所述反馈电流之间的偏差，生成控制电压；所述频率生成模块，用于基于所述控制电压生成具有输出频率的输出信号。采用本申请，可以在提高时钟信号的稳定性的同时保证低功耗。技术研发人员：江军,刘帅锋,黄振宇受保护的技术使用者：合肥市芯海电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15