CN115033051A - 一种线性可调的rc时钟电路及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种线性可调的RC时钟电路及装置，所述电路包括：粗调电流镜组、细调电流镜组和时钟电路；其中，所述粗调电流镜组的输入端连接第一基准电源，所述粗调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端，所述细调电流镜组的输入端连接第二基准电源，所述细调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端。依据输入电压所处的范围，采用不同的修调参数，可以实现最大化修调失调电压的效果。粗调电流镜组在出厂时完成调整，得到一个准确时钟，后续在实际使用时，只需要细调电流镜根据粗调配置进行设置，即可得到准确时钟，简单方便，时钟调节的过程更加便捷。

Description

一种线性可调的RC时钟电路及装置
技术领域
本发明涉及集成电路电源技术领域，尤其涉及一种线性可调的RC时钟电路及装置。
背景技术
内部RC时钟是MCU芯片中常用的电路单元。考虑到工艺偏差(P)、供电电压变(V)、温漂(T)等因素，不同芯片的RC时钟电路一般有±20％以上的误差范围，因此需要通过出厂校正来保证每颗芯片的时钟的一致性。常规的时钟电路一般只在某个频率范围内做校正，这样保证在这个频率范围内时钟精度能达到±1％以内。实际上在MCU应用方案，经常要用到多种不同的频率时钟，因此需要设计可调宽频时钟电路。
目前常规的实现方法是通过增加时钟的调节位数来增大可调时钟的频率范围。这种方法一定程度上能解决时钟可调问题，但是它的弊端也非常明显。首先，不同的芯片的可调时钟范围会有比较大的误差，真正有效的可调时钟范围会缩窄；其次，在使用时每调一个时钟频率必须通过内部时钟调整电路进行调整，因此芯片内部需要有一个比较精准的参考时钟和一个专门的时钟校准电路，还要相应的软件配合，这增加了额外的硬件开销和应用难度；再次，在调节位数较多时，需要电容或电流镜单元来实现，这样会导致芯片面积较大，且很难保证时钟频点在PVT条件下的精度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种线性可调的RC时钟电路及装置，用于解决现有技术中时钟频率的调整过程过于繁琐，带来不便的问题。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提出一种线性可调的RC时钟电路及装置，所述电路包括：
粗调电流镜组、细调电流镜组和时钟电路；
其中，所述粗调电流镜组的输入端连接第一基准电源，所述粗调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端，所述细调电流镜组的输入端连接第二基准电源，所述细调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端。
可选地，所述粗调电流镜组由至少两个粗调电流镜串联组成。
可选地，所述粗调电流镜为NMA0～NMA2n+5构成的cascode电流镜。
可选地，所述粗调电流镜的信号接收端接收实现粗调时钟的时钟trimming信号。
可选地，所述细调电流镜组由至少两个细调电流镜串联组成。
可选地，所述细调电流镜为NMB0～NMB2n+5构成的cascode电流镜。
可选地，所述细调电流镜的信号接收端接收实现细调时钟的时钟配置信号。
另一方面，本申请提供了一种线性可调的RC时钟装置，包括如上述的线性可调的RC时钟电路。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
线性可调的RC时钟电路包括一个粗调电流镜组和一个细调电流镜组，粗调电流镜组在出厂时trimming好，得到一个准确时钟，后续在使用时细调电流镜组直接根据粗调配置进行设置，即可得到准确时钟，后续客户要配置其他频率直接根据初调配置设置即可，无需再次trimming，简单方便，时钟调节的过程更加便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明提出的一种线性可调的RC时钟电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本申请实施例提供了一种线性可调的RC时钟电路，包括：
粗调电流镜组、细调电流镜组和时钟电路；
其中，所述粗调电流镜组的输入端连接第一基准电源，所述粗调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端，所述细调电流镜组的输入端连接第二基准电源，所述细调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端。
示例性的，第一基准电源的基准电流IBA和第二基准电源的基准电流IBB成倍数关系，假设IBA是IBB的K倍，假设IBB为单位电流为I；
假设粗调电流镜出厂设置为Sa，可实现基准频率Fa，此时粗调电流镜的电流镜个数为Ya＝Sa+M，其中，M为常开电流镜的个数，转成单位电流则Ia＝Ya*K*I＝(Sa+M)*K*I；
假如细调电流镜参数设置为Sb，细调时钟才能到Fb，则Yb＝Sb，Ib＝Yb*I＝Sb*I；
由于IBA和IBB电流成倍数关系，则：
Fb/Fa＝(Ib+Ia)/Ia＝(Sb*I+(Sa+M)*K*I)/((Sa+M)*K*I)；
＝(Sb+(Sa+M)*K)/((Sa+M)*K)＝Sb/((Sa+M)*K)+1；
进而细调增加的频率为：(Fb-Fa)/Fa＝Sb/((Sa+M)*K)
若细调增加的频率是个已知参数，假设该值为Fc，则通过公式：Sb＝Fc*((Sa+M)*K)，可以计算配置目标频率。
在一种可能的实时方式中，所述粗调电流镜组由至少两个粗调电流镜串联组成。
示例性的，假设粗调电流镜出厂设置为Sa，可实现基准频率Fa，此时粗调电流镜的电流镜个数为Ya＝Sa+M，其中，M为常开电流镜的个数。
在一种可能的实时方式中，所述粗调电流镜为NMA0～NMA2n+5构成的cascode电流镜。
示例性的，粗调电流镜为NMA0～NMA2n+5构成的cascode电流镜，用于实现时钟的基准频率CKM，例如32M。
在一种可能的实时方式中，所述粗调电流镜的信号接收端接收实现粗调时钟的时钟trimming信号。
示例性的，SA0～SAn为实现粗调时钟的时钟trimming信号，在出厂时通过成品测试triming时钟到目标基准频率CKN。
在一种可能的实时方式中，所述细调电流镜组由至少两个细调电流镜串联组成。
示例性的，假如细调电流镜参数设置为Sb，细调时钟才能到Fb，则Yb＝Sb，Ib＝Yb*I＝Sb*I，其中，Yb为所述细调电流镜组中细调电流镜个数。
在一种可能的实时方式中，所述细调电流镜为NMB0～NMB2n+5构成的cascode电流镜。
示例性的，细调电流镜为NMB0～NMB2n+5构成的cascode电流镜，用于实现时钟的细调，例如实现32M～48M的范围内的时钟细调。
在一种可能的实时方式中，所述细调电流镜的信号接收端接收实现细调时钟的时钟配置信号。
示例性的，SB0～SBn为实现细调时钟的时钟配置信号，配合上述算法，可实现无需校正直接配置目标频率。
在一种可能的实时方式中，本申请提供了一种线性可调的RC时钟装置，包括如上述的线性可调的RC时钟电路。
示例性的，例如，不用外部晶振产生***时钟的单片机，可以由内部RC振荡电路产生时钟，以达到节约成本的目的。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种线性可调的RC时钟电路，其特征在于，包括：
粗调电流镜组、细调电流镜组和时钟电路；
其中，所述粗调电流镜组的输入端连接第一基准电源，所述粗调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端，所述细调电流镜组的输入端连接第二基准电源，所述细调电流镜组的输出端连接所述时钟电路的输入端。
如权利要求1所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述粗调电流镜组由至少两个粗调电流镜串联组成。
2.如权利要求2所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述粗调电流镜为NMA0～NMA2n+5构成的cascode电流镜。
3.如权利要求2所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述粗调电流镜的信号接收端接收实现粗调时钟的时钟trimming信号。
4.如权利要求1所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述细调电流镜组由至少两个细调电流镜串联组成。
5.如权利要求3所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述细调电流镜为NMB0～NMB2n+5构成的cascode电流镜。
6.如权利要求3所述的线性可调的RC时钟电路，其特征在于，所述细调电流镜的信号接收端接收实现细调时钟的时钟配置信号。
7.一种线性可调的RC时钟装置，其特征在于，包括如权利要求1-6所述的线性可调的RC时钟电路。
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