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一种自带工艺偏差校准功能的张弛振荡器
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-07-27 10:47:18
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 贺洋 | 2023-07-27 10:47:18
本发明公开了一种自带工艺偏差校准功能的张弛振荡器，包括基准信号发生器、本征振荡器、时间数字转换器和补偿电容阵列，时间数字转换器包括比较器、开关电容电路和计数器；基准信号发生器向开关电容电路中提供第一基准电压，向比较器提供第二基准电压；本征振荡器的输出频率控制开关电容电路，开关电容电路的输出电压接比较器，比较器的输出端接计数器；计数器的输出端接补偿电容阵列，计数器的输出自动调节补偿电容阵列的电容值，相应地改变了本征振荡器的频率。本发明张弛振荡器自带片上校准功能、芯片与芯片之间误差较小，减少了制片成本，提高了芯片的精度。
本发明要解决的技术问题是提供一种具有片上校准功能且芯片与芯片之间误差小的低功耗张弛振荡器。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种自带工艺偏差校准功能的张弛振荡器，包括基准信号发生器、本征振荡器、时间数字转换器和补偿电容阵列。其中时间数字转换器包括比较器、开关电容电路和计数器；基准信号发生器向开关电容电路中提供第一基准电压，向比较器提供第二基准电压；本征振荡器的输出频率注入到开关电容电路，开关电容电路的输出电压接比较器，比较器的输出端接计数器；计数器的输出端接补偿电容阵列，计数器的输出自动调节补偿电容阵列的电容值，相应地改变了本征振荡器的频率。
本发明涉及集成电路的时钟产生电路，是一种自带工艺偏差校准功能的张弛振荡器。
张驰振荡器已被应用于多种电子电路，其产生的时钟信号可以取代外部晶振，显著降低系统的复杂度和成本。张弛振荡器具有频率稳定性较高、控制线性度好、可调范围广的优点，经常被用于产生控制电路时序的时钟信号。例如，张驰振荡器电路可被用在DC/DC变换器、计数器、移位器、微控制器和调制电路中。
第一发明人：赵晓锦，教授，博士主要研究方向：物联网传感芯片及硬件安全芯片技术，包括：CMOS偏振图像传感系统芯片，气体传感系统芯片，物理不可克隆函数（PUF）芯片，真随机数发生器（TRNG）芯片等教育经历：2005-2010，香港科技大学，电机及电子工程学（哲学博士PhD）2001-2005，北京大学，微电子学（理学学士），数学与应用数学（双学士）研究工作经历：2011-至今，深圳大学，电子与信息工程学院，讲师、副教授2014，欧洲微电子研究中心（IMEC），访问学者2010-2011，香港科技大学，电子与计算机工程学系，博士后副研究员
本发明的有益效果：
本发明实施例所提出的自带片上校准功能的张弛振荡器，具有功耗低、自我校准功能简单易行、且精度高的优点。其中，采用施密特触发器作为比较器应用在振荡器电路中，大大减少了电路的功率耗损；同时，通过自动感应输出时钟频率的变化，以及交替调整所使用电容进行充电放电，最终使得振荡器的时钟频率保持一致(如图11所示)，实现了电路的自我校准功能。相对于文献【2】中所提及的利用频率-电流转换器反馈机制来保持频率稳定的锁频环技术，本发明实现的0.31％的工艺敏感度远低于锁频环技术的2.7％，反映出本发明的自我校准功能精度更高，效果更好。
该成果一次性转让，转让价格为20万元以上
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