一种基于CMOS工艺的高精度片内振荡器的设计

采用恒流源充放电及温度补偿技术设计了一款结构简单、易于集成的片内振荡器。该模块的核心为利用带隙基准电流源产生一路零温度系数电流,并用该电流源对电容进行充放电;设置比较器的高低阈值电压的差值为负温度系数与电容的正温度系数相互补偿,尽可能减弱温度对振荡周期的影响,产生高稳定且占空比可调的矩形波。采用华虹NEC0.35μmCZ6H工艺设计,经CadenceSpectre软件仿真表明标准状况下该模块振荡频率为6.321MHz,在-20到100℃的温度区间内其温度系数仅为42ppm/℃。     

一种高精度数字可调片上振荡器设计

在传统的电路基础上对电流、电压基准电路进行补偿,设计一种高精度数字可调CMOS片上振荡器电路.利用电阻和PNP管相反的温度系数产生的自偏置基准电流电路PTAT,NTAT两路电流,叠加得到一路与温度无关的基准电流上,实现了温度补偿;利用电阻网络补偿工艺产生高PSRR带隙基准电路电压的频率误差;数字修调寄存器粗调电流用以选择频率,微调电阻用以调节精度.经流片测试表明,该振荡器频率2 MHz,4 MHz可选,2 MHz可调精度达±0.1%;4 MHz可调精度达±0.125%.     

一种高精度片内电阻校准电路设计

设计了一种适用于40 Ω~100 Ω内调节的高精度片内电阻校准电路,该电路可精确调整因工艺波动产生变化的片内电阻阻值。片内电阻校准电路采用模数混合控制方法,即以片外电阻为基准,采用高精度回滞比较器比较片内和片外电阻转换的电压值,采用自适应控制电路精确调整电阻阵列开关,使得片内电阻的阻值与片外基准电阻的阻值相等。电路基于40 nm CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,比较器的电压比较阈值最小为2 mV,电路实现40 Ω~100 Ω内电阻阻值可调节,校准误差小于2%。     

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。     

一种单片集成压力传感器信号调理电路的设计

针对单片集成压力传感器输出幅度较小、温度漂移会引起压力精度变化等难题,提出了一种新型的信号调理电路。该电路通过两个差分放大电路和四个D/A转换器来解决单片集成压力传感器的小输出和温度漂移问题。仿真结果表明,在5V电源电压下,在0℃~85℃温度范围内,信号调理电路的最大误差可以减少到满量程输出的1.8%。     

一种单片集成压力传感器信号调理电路的设计

针对单片集成压力传感器输出幅度较小、温度漂移会引起压力精度变化等难题,提出了一种新型的信号调理电路。该电路通过两个差分放大电路和四个D/A转换器来解决单片集成压力传感器的小输出和温度漂移问题。仿真结果表明,在5 V电源电压下,在0 ℃～85 ℃温度范围内,信号调理电路的最大误差可以减少到满量程输出的1.8 %。     

一种基于频率-电压变换器的高精度时钟振荡器

采用一种新的不需要参考时钟输入的频率锁定环路结构,设计了一种基于频率-电压变换器的频率可调高精度时钟振荡器.通过电路补偿,减少工艺和温度对频率的影响.系统输出时钟的频率范围为22.5360 MHz,最坏情况下的变化小于±4.5%.电路采用GSMC 0.13 μmCMoS 1P8M工艺的3.3 V器件实现,核心版图面积约为0.05 mm2.版图后仿真表明,在3.3 V电源电压和200 MHz输出频率下,时钟的抖动峰-峰值为25 ps,锁定时间为2 μs,功耗为5 mw.     

一种高精度全集成50 MHz振荡器

设计了一种基于平均电压反馈技术的片上高精度全集成张弛振荡器,所设计的振荡器克服了传统张弛振荡器对比较器延迟、器件老化和电流源噪声等敏感的问题。此外,还设计了一种一次性自动频率校正电路,可使振荡器在外部参考时钟的辅助下,自动完成输出频率的高精度校准。采用UMC 40 nm CMOS工艺,实现了50 MHz高精度全集成张弛振荡器,并完成了振荡器的版图和后仿真。振荡器的版图面积为181μm×218μm。后仿真结果表明,所设计振荡器能在不同工艺角下将输出频率自动校准到50 MHz,且在供电电压从2.2 V到3.6 V、温度从-40℃到125℃的变化下,输出频率误差仅为±0.47%。典型工艺角下,振荡器功耗为200μW。     

一种高精度高稳定性的片内振荡电路设计

作为系统时钟源,振荡电路的频率特性会影响芯片工作性能。为提高片内振荡器输出时钟的精度及稳定性,设计一种基于RC结构的振荡电路。该振荡电路采用带隙基准产生电容充电电流及基准电压,通过调整镜像管比例进行频率粗调校正,通过调整基准电压大小和温度系数以实现频率细调校正及温度特性校正。电路基于55 nm CMOS工艺设计实现,仿真结果表明,典型条件下电路工作输出为30 MHz,50%占空比时钟,在1.6～5.5 V、-40～125℃工作范围内,振荡频率偏移位0.6%以内,中心校准精度为0.5%,可作为片内高精度时钟源或参考时钟。     

一种高精度张弛振荡器的设计

提出一种新的带温度补偿的张弛振荡器,采用正温度系数的阱电阻实现输出频率在大范围温度变化下保持稳定。该电路采用0.35μm的CMOS工艺实现,利用Cadence进行仿真验证。仿真结果显示,在-45℃~55℃范围内,该张弛振荡器的温度系数仅为404×10-9/℃。该振荡器振荡频率受温度影响很小,已经应用于工业控制类芯片中。     

一种应用于功率放大器的高精度温度补偿电路设计

提出一种应用于功率放大器的高精度温度补偿电路,采用硅二极管与电阻串并联的方法实现功率放大器的温度补偿,保证功率放大器在不同温度下均可以正常稳定地工作,且电路结构简单、易于调试。应用PCB板实现了具有温度补偿的功率放大器电路,测试结果表明在-40~80℃的温度范围内,功率放大器的静态电流只有3.8%的变化。因此该方法可以实现在较宽的温度范围内对功率放大器进行有效的高精度温度补偿,可以广泛应用于功率放大器、特别是对温度补偿量要求较高的功率放大器及大功率放大器的设计中。     

一种高精度时钟产生电路的设计

通过数字逻辑校准电路模块和电流镜阵列对环形振荡器的输入电流及充放电电流进行调整与控制,设计了一种频率为 2MHz 的高精度时钟产生电路,其具有时钟输出稳定性高、校准速度快,且电路结构简单的特点。采用 SMIC 0.18μm 工艺,在不同的工艺角及温度下对本电路进行了仿真,结果表明在以上各种仿真情况下时钟频率误差最大在±1%以内,且从开始校准到校准完成,最大所需时间不超过 400μs。     

一种带温度和工艺补偿的片上时钟振荡器

基于SMIC0.18gm 1P6M的标准CMOS工艺,设计并实现了一种带温度补偿和工艺偏差校准的60MHz片上CMOS时钟振荡器.经仿真和流片测试验证,该结构的时钟振荡器输出频率能很好的稳定在60-61MHz,温度从-25℃变化至75℃时,频率仅变化108.5kHz,在对时钟精度要求不高的应用下,完全可以取代片外的石英晶振,降低成本.     

一种可校准的高精度低温偏的片内高速振荡设计

提出了一种可校准，高精度，低温偏的RC高速振荡器的设计，该高速振荡采用数字校准的方式实现目标频率±0.4％以内的偏差，通过温度补偿设计得到全温范围±1.5％以内的频率偏差，版图设计上，比较器和电容组的对称排列布置保证其振荡 的稳定性。仿真计算及实际流片测试结果均表明，该HIRC具有较高的频率稳定性，满足各项设计指标。     

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。     

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。     

一种低电压高精度振荡器的设计

提出了一种结构简单、电源电压宽、精度高的振荡器。利用系统的基准偏置电流对电容进行充放电,并且与该偏置电流作用在电阻上的电压进行比较,产生680 kHz的方波信号。该电路在电源电压大于2.2 V时,就可得到高精度的振荡频率。采用0.5 μm OKI工艺,利用Hspice和Cadence对电路进行仿真。在芯片系统典型应用环境下仿真得到振荡频率为680 kHz;电源电压在2.2~6 V,温度为-40 ℃~85 ℃变化范围时,振荡频率的范围为663~707 kHz,最大偏移量为+3.97%;电压为5 V时,该振荡器振荡频率的偏移在±1.18%以内。