一种适用于能量收集系统的低功耗张弛振荡器

为满足微小能量收集系统的低电压、低功耗应用需求,设计了一种低温度系数的低功耗、小面积的张弛振荡器。使用自偏置Cascode复合晶体管结构分别代替传统倍增电流偏置电路中的大电阻和振荡器核心电路中在比较器输入端生成电压参考的大电阻,实现低功耗,同时达到减小电路面积,提高集成度的目的。采用0.18μm CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,该振荡器可在0.8~1.2 V的电源电压下正常工作,在工作频率为2.2 kHz时,功耗为30 nW,工作频率的温度系数TC可达1.03×10^(-4)/℃,芯片面积相对于同类电路至少减小了70%。

一种低温漂张弛振荡器设计

针对传统张弛振荡器输出频率的稳定性易受温度影响的问题,设计了一种结构简单的低温漂张弛振荡器。将MOS管的阈值电压作为参考比较电压,无需考虑比较器偏移电压的影响,偏置电流电路提供与阈值电压有关的电容充电电流,可以抵消参考比较电压温度系数对振荡器输出频率的影响,最终使其对温度的稳定性只受电阻温漂的影响。设计中电阻采用相反温度系数的串/并联复合的拓扑结构,能有效降低电阻温漂对输出频率温度稳定性的影响。该振荡器采用0.35μm BCD工艺实现,已集成应用于一款温度传感芯片,振荡器单元尺寸为0.25 mm×0.3 mm,电源电压为3.3 V,功耗约为15μW。测试结果表明,当电源电压在3~3.6 V变化时,输出频率变化小于0.34%;当温度从-55℃变化到125℃时,输出频率的温度系数为83.6×10^(-6)/℃。

基于张弛振荡器的高精度体温计芯片设计

阐述基于张弛振荡器的温度测量电路,将热敏电阻值变化转变为数字化频率信号送系统处理,降低芯片对工艺的要求,温度测量电路应用于便携式电子体温计芯片。

一种单电源低功耗OTA-C张弛振荡器

提出了一种基于电流模施密特触发器的单电源低功耗OTA-C张弛振荡器。该振荡器可以在3.3V和5V单电源下工作,功耗小于35μW,其频率可以由OTA的偏置电流近似线性调整,振幅可以由控制电流Ictrl近似线性调整,而频率几乎不变。该电路已成功地集成到AMI705/706/707/708/813L系列芯片中。

基于电流模式施密特触发器的CCCII±张弛振荡器

提出了一种基于电流模式施密特触发器的CCCII±张弛振荡器。该电路的振荡信号周期可由接地电容线性改变,而频率则与CCCII±的偏置电流成正比,PSPICE仿真结果与理论分析相符。

一种CMOS张弛振荡器的设计与分析

针对在较宽的电源电压和温度变化范围内一般的振荡器频率误差较大的问题,研究并设计了一种广泛用于电荷泵(ChargePump)电路和DC/DC电压转换电路的高稳定性的CMOS型OTA-C张弛振荡器;该振荡器利用基准电流源产生的恒流源对电容进行充放电,同时利用高速度、低功耗的跨导运算放大器OTA作比较器比较阈值电压,再经整形滤波电路产生频率为1MHz方波信号;该电路采用0.6μm的CMOS工艺设计,利用Hspice进行仿真验证,结果表明,温度在-40℃~85℃,同时电源电压在2.6V^5.5V之间变化时,该张弛振荡器振荡频率随温度和电源电压的变化很小,总体误差在±2.5%以内,比较适合于产生低速时钟信号;此电路已成功集成到某型DC/DC电压转换芯片之中。

基于张弛振荡器和最小二乘法的量化方法

用软件设计替代部分硬件设计,降低硬件系统复杂度,提高系统性价比。设计了一款简化张弛振荡器,对电路系统进行理论分析和实际测试。采用最小二乘法对测试数据进行拟合。对拟合结果进行对比分析。采用分段拟合方法,有效降低了拟合多项式的幂次数和拟合误差,提高了数据拟合度,优化了基于简化张弛振荡器的量化数学模型。在温度检测系统中得到应用,系统运行稳定,误差小于0.1℃.

一种基于恒压源充放电的高精度张弛振荡器的设计

在介绍传统张弛振荡器工作原理的同时,分析张弛振荡器输出频率产生误差的原因,从而得出基于恒压源充放电的张弛振荡器能更好地减小由于电路延时引入的误差。该振荡器在振荡的低阈值点处引入钳位电路,克服了恒压源充放电张弛振荡器在低阈值点处可能引入较大误差的不足。另外,使用带隙基准电压源来充电及设定高低阈值点,所以基于恒压源充放电的张弛振荡器具有良好的温度特性。良好的温度特性加上电路延时带来的影响被极大地削弱,使得基于恒压源充放电的张弛振荡器更加稳定、精确。

基于电流模施密特触发器的OTA-C张弛振荡器及其PSPICE仿真研究

提出了基于电流模施密特触发器的 OTA—C张弛振荡器。该电路的振荡信号周期可由接地电容线性改变 ,而频率则与 OTA的跨导成正比。经 PSPICE仿真模拟 。

互耦合张弛振荡器的“同步尖角”模型”

本文提出了称为“同步尖角”的模型，首次用来研究互耦合张弛振荡器的特性，把本来复杂的动力学计算问题变成了简单的几何计算问题，成功地分析了这种非线性动力学系统的同步现象．利用双向负阻晶体管（ＢＮＲＴ）的外部控制特性，实现了强控制同步互耦合张弛振荡实验电路，实验结果与理论分析符合甚好，表明这种分析方法是正确有效的．

一种低功耗的张弛振荡器

设计了一种低功耗的张弛振荡器,该设计动态地改变了振荡器中比较器的电流,使其只在斜坡电压接近阈值电压时才增大,因此既减小了比较器的延迟,也维持了一个较低的平均电流,保证稳定性的同时做到了低功耗。一个设计实例显示,使用这个技术减小了81.8%的功耗,而维持了相同的频率稳定性。

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。

双向负阻晶体管张弛振荡器分频锁相特性的研究

本文用简单模型描述了双向负阻晶体管(BNRT)张弛振荡器在周期冲激作用下的分频锁相特性。对于任何分数p/q,给出了在参数空间中分频锁相区的普遍的分析表达式。对于BNRT张弛振荡器进行了分频锁相实验,实验结果与计算相符,说明理论分析是正确有效的。

一种低温度灵敏度片上张弛振荡器

本文介绍了一种用CMOS工艺实现的对温度和电源电压变化不敏感的片上张弛振荡器.文中提出了一种降低张弛振荡器频率波动的补偿技术,该技术克服了传统补偿方法受到片上电阻温度特性制约的缺点,极大地提高了振荡器输出频率的稳定性.测试结果表明,当电源电压从1.62 V变化到1.98 V时,振荡器输出频率变化±0.11%;当温度从40℃变化到125℃时,输出频率变化±0.24%.相比于传统方法,频率波动降低了大约2/3.该振荡器采用TSMC 180nm 1P5M工艺实现,电源电压为1.8V.当工作在25 MHz时,功耗为50μW.

一种具有温度补偿的低功耗张弛振荡器

提出了一种具有温度补偿和数字修调的低功耗CMOS张弛振荡器。基于阈值电压和偏置电流的匹配技术实现输出频率的1阶温度补偿,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。采用数字修调技术,校正工艺偏差引起的频率偏差。因此,该振荡器的输出频率对温度、电源电压和工艺偏差不敏感。振荡器采用0.18μm CMOS工艺进行设计,使用Cadence进行仿真验证。结果表明,在1.8V电源电压下,消耗电流为400nA;在-40℃~125℃温度范围内,输出频率变化小于±1%;在1.5~2.5V电源电压变化范围内,频率偏差小于1%。

气体放电管张弛振荡器的同步研究

利用气体放电管、光敏电阻和电容可以组成张弛振荡器.在特定条件下,多个张弛振荡器因相互之间的光电耦合可以达到同步.数值模拟发现2个张弛振荡器达到同步的条件与2路电路独立运行时的周期差、放电管辉光放电的持续时间和光敏电阻的时间常量有关.在此基础上模拟了多个张弛振荡电路的同步.

一种快下冲恢复张弛振荡器的设计

由于张弛振荡器存在传输延迟,其锯齿波电压在与高低阈值电压比较时会出现电压过冲和电压下冲现象,其中,下冲电压较大且需要较长的恢复时间。针对这一问题,设计了一种快下冲恢复张弛振荡器。采用可控电流源,使其在下冲时开启,减小了下冲电压,大大缩短了下冲恢复时间;使用翻转速度很快的锁存比较器,减小了延迟,进一步缩短了下冲恢复时间。基于CSMC 2μm36V工艺进行Hspice仿真,结果表明,该振荡器的下冲电压和下冲恢复时间均显著减少。

一种新型高精度低功耗的张弛振荡器设计

针对传统张弛振荡器精度低的问题,设计了一种低功耗、高稳定度的张弛振荡器。该振荡器由RC充放电模块、有源滤波器模块以及偏置模块组成。采用单比较器实现电位反转,降低整体的功耗,通过使用温度特性相反的电阻混合对温度变化进行补偿,以及有源滤波器产生电压反馈以实现输出时钟信号高精度。采用SMIC 0.18μm工艺搭建整体电路,并使用Spectre对电路进行仿真。仿真结果显示该电路在宽温度范围(-40~125℃)下的频率偏移为0.43%,在1.5~2.5 V电源电压变化范围内,频率变化为0.24%,总电路平均工作电流为19.47μA。

一种低成本高性能张弛振荡器

张弛振荡器在片上系统中有着广泛的应用。本文针对传统张弛振荡器中存在占用版图面积大、输出时钟信号频率易受温度、电源电压等影响的缺点,提出一种新颖的张弛振荡器。它由偏置电流K*I0流过电阻的产生参考电压的参考通路,偏置电流I0和电容组成的充电通路及比较器组成,在提高张弛振荡器性能的同时,版图面积明显减小,从而降低了芯片成本。最后基于HHNEC 0.35μm工艺,本文给出此种新型张弛振荡器的片上系统的典型应用,输出时钟频率受温度(-40℃~125℃)和电源电压(±10%)的影响变化小于3%,其版图面积比传统方案节约35%以上。

低功耗低温漂的RC张弛振荡器

针对在物联网设备中使用的电阻电容(RC)张弛振荡器低功耗低温漂的需求,通过将RC张弛振荡器中的参考电压产生电路和自偏置电流产生电路复合使用,简化电路结构,减小供电电压和偏置电流,降低电路的功耗.采用水平级联的共栅共源结构、反相器链及时钟电压自举结构,减少温度变化对延时及振荡频率的影响.采用串并联电阻网络减少因电阻工艺偏差导致的影响,并将该电阻网络配置成正温度特性,以平衡RC时间常数和比较器延时的温度依赖性,提高振荡频率的温度稳定性.仿真结果表明:本文RC张弛振荡器的振荡频率为1.2 kHz,功耗和温漂系数分别为1.351 nW和139×10^(-6)/℃,与典型RC张弛振荡器相比,其功耗和温漂性能均有显著的提升.