一种新型高精度数字RC振荡电路.pdfVIP

维普资讯 第35卷 (2007)第 11期 计算机与数字工程 167 一 种新型高精度数字 RC振荡电路 丁 超 张科峰 王 磊 (华中科技大学电子科学与技术系 武汉 430074) 摘 要 在对传统的数字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 ，结合比较器技术，利用与电压 无关的偏置，提出了一种新型高性能的Rc振荡器。电路利用UMC0．6m30BCD工艺库和Hspice进行模拟与仿真，结果 表明该电路与传统的振荡器相比具有精度高、不受输入电压变化影响的优点。 关键词 RC振荡器 高精度 偏置电压 比较器 中图分类号 TM930 期的精度。但是，这种振荡器的周期在本质上还是 1 引言 由RC决定，所以，它不能从本质上提高RC振荡器 在集成电路设计中常常要用到一类专门用于 的周期精度。 产生数字基准信号的电路，即振荡电路。它可以将 3 新的RC振荡电路 直流功率转换成为周期性的波形信号，作为数字系 统的基准时钟或分频器使用。常用的振荡器有三 RC振荡器不够稳定而且精度不高的主要原因 种… ：RC振荡器，环形振荡器和晶体振荡器。 是因为它的电平翻转与电源电压的跳变密切相关。 RC振荡器是应用最普遍的一种振荡器 电路，它的 如果采用两路信号作误差比较，由于这两路信号同 结构简单，成本较低，另外该电路功耗也较低。 时都受到电源电压变化的影响，在作误差比较的时 但是这种 电路的工作电压极大地影响着它的 候可以消除或者部分消除电源电压的影响，从而使 频率，工艺相关性比较差，精度较差。环形振荡器 振荡器的波形稳定。传统的RC振荡器精度不高 的振荡频率范围很宽，稳定度较高。但是对电源噪 的另一个原因是它的周期主要依赖 RC的乘积。 声很敏感，布局尺寸面积较大。晶体振荡器频率很 为了提高精度，可以使振荡器的周期主要由误差比 准，而且工作稳定，其精度只与所选择的晶体器件 较器的延迟时间来决定，而用RC的充放 电时间来 固有频率有关。但是它的功耗较大，不能集成在芯 微调。这样可以得到相对精度较高的振荡器 电路。 片内部 。 3．1 体系架构与工作原理 本文提出了一种新型的RC振荡电路，该 电路 结构简单，能够提高RC振荡器的精度，并且克服 了传统RC振荡器波形 占空比不易调节的缺点。 2 传统RC振荡器电路 图1给出了最基本的振荡器电路的结构，其中 EN为信号使能端，当其为 高时，电路正常工作。振荡 图2 改进后高精度RC振荡电路的体系架构图 哐臣坚 ¨¨ 频率取决与RC的乘积，近 图2所示，该电路实现振荡经历电容的充电和 图1 与非门与反相器 似估算值为：T=2．2RC 。 放电两个过程，VHIGH与VLOWN是 “1”与 “0”电 组成的RC振荡器电路 如果在振荡器的输入 平，当s端为高或者为低的时候，交替选择高电平 端加上 “施密特触发器”，对输入信号做滤波处理， 与低电平输出，成为振荡器的输出。 达到了对波形整一定程度上提高了RC振荡器周 充 电过程 ：开始上 电时，电容一端，即连 比较器 收到本文时间：2007年 1月 19日 作者简介：丁超，硕士研究生。