CN117713782B - 上电复位电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种上电复位电路。为解决现有技术难以满足上电时间范围宽且对初始化时间要求严格的技术问题，本发明通过第一开关、分压电阻对供电电源分压，并通过延迟模块对该分压进行延迟，作为比较器的输入之一，比较器还接收带隙参考电压作为输入，且将外部POR信号作为启用信号。本发明提出的上电复位电路具有精确阈值，且能克服各种纹波影响。本发明适于芯片设计领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种上电复位电路，具体涉及一种具有精确阈值的上电复位电路。
背景技术
上电复位电路（Power On Reset，POR）用于在芯片上电和下电时产生复位信号，通过产生的复位信号使数字和模拟模块打开和复位，保证芯片的安全启动。
传统的上电复位电路原理是随着电源上电到一定阈值后，上电复位电路会输出一个复位信号。但用于翻转的阈值大小受芯片工艺、温度变化大，难以直接作为高精度复位信号使用。
常用解决办法是通过时钟计数让初始的POR信号延迟到Vdd供电电压上电完成之后再给出，但这难以满足上电时间范围宽且对初始化时间要求严格的应用。例如，寄存时钟驱动（Registered Clock Driver，RCD）芯片协议要求上电时间只有一毫秒到十几毫秒，而用于初始化的时间仅有几百微秒。直接用环形振荡器计数的话，当低翻转电压计数到Vdd供电电压上电完成时，高翻转电压已经计数到Vdd供电电压上电完成后毫秒级延迟处，故而不满足RCD芯片对初始化时间要求。
基于此，具有精确阈值的上电复位电路是本领域所亟需的。
发明内容
为了缓解或部分缓解上述技术问题，本发明的解决方案如下所述：
一种上电复位电路，所述上电复位电路包括：第一开关、第一电阻、第二电阻、延迟模块，以及比较器；所述第一开关、第一电阻和第二电阻对供电电源分压，获得电阻分压；所述延迟模块延迟所述电阻分压，获得延迟的分压；所述比较器比较所述延迟的分压和带隙参考电压，获得POR输出信号。
在某实施例中，所述比较器还从外部接收外部POR信号，该外部POR信号用于启用所述比较器。
在某实施例中，所述比较器的第一输入端耦接第三滤波电容；所述比较器的第二输入端耦接第二滤波电容。
在某实施例中，所述比较器的输出端耦接第一滤波电容。
在某实施例中，所述供电电源与第一开关第一端耦接，第一开关的第二端耦接第一电阻第一端，第一电阻第二端耦接第二电阻第一端，第二电阻第二端接地。
在某实施例中，所述第一开关的控制端接收所述带隙参考电压作为输入。
在某实施例中，所述第一电阻第二端，耦接所述延迟模块。
在某实施例中，所述上电复位电路还包括迟滞模块；
该迟滞模块至少包括一个反相器、一个开关管；所述POR输出信号作为所述反相器的输入，反相器的输出信号则作为所述开关管的控制信号。
在某实施例中，所述开关管一端接地，所述开关管另一端耦接第二电阻的第一端。
在某实施例中，所述外部POR信号的翻转点早于所述延迟的分压和所述带隙参考电压的交点。
本发明技术方案，具有如下有益的技术效果之一或多个：
1、带隙基准源和比较器产生复位信号，通过引入外部POR信号启用，确保了该结构不会在低压下误翻转。
2、引入开关和延迟部分，确保了带隙参考电压先于电阻分压建立，避免建立过程在输入端出现多个交点，输出端产生毛刺。
3、比较器输入输出增加滤波电容，避免因电荷馈通造成输出端产生毛刺。
4、比较器增加迟滞部分，防止电源上电过程纹波造成输出端产生毛刺。
5、不需要单独的时钟计数，且翻转阈值电压范围可以控制在5%以内，且POR输出信号翻转时，带隙电压和电流已经稳定，可以产生稳定的复位信号。
此外，本发明还具有的其它有益效果将在具体实施例中提及。
附图说明
图1是本发明POR电路示意图；
图2是各种电压建立的变化示意图；
图3是本发明另一类POR电路示意图；
图4是外部POR信号翻转导致纹波产生的示意图；
图5是上电过程产生的纹波示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
其中，在本发明的描述中，除非另有说明,“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；本发明中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
另外，为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
在本发明实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例地”、“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例地”、“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
参考图1，其展示了本发明POR电路的示意图。其包括第一开关、第一电阻R1、第二电阻R2、延迟模块，以及比较器。该POR电路输出POR输出信号（附图标记为POR_OUT），并从外部电路中接收外部POR信号（附图标记为POR）和参考电压Vref。该参考电压Vref也是带隙（bandgap）基准源生成的带隙参考电压Vref。
供电电源Vdd与第一开关第一端耦接，第一开关的第二端耦接第一电阻R1第一端，第一电阻R1第二端耦接第二电阻R2第一端，第二电阻R2第二端接地。所述第一开关的控制端接受参考电压Vref。
第一电阻R1第二端，也即第二电阻R2第一端，耦接一延迟模块，由第一开关、第一电阻R1和第二电阻R2对供电电源Vdd的分压，产生电阻分压Va’，该电阻分压Va’经过该延迟模块的延迟，产生延迟的分压Va，并作为比较器的第一输入端。
所述比较器的第二输入端也接受所述参考电压作为输入，比较器的输出是POR输出信号。
此外，外部POR信号也作为开启比较器进入工作状态的信号，即比较器的启用（enable）信号。
在该类实施例中，第一开关的作用是可以确保带隙参考电压Vref先于通过第一电阻和第二电阻而产生的分压Va’建立。
在该类实施例中，参考图2，延迟模块的作用是进一步确保带隙参考电压Vref先于延迟的分压Va建立。
第一开关和延迟模块的组合，最终避免电压建立过程在输入端出现多个交点，进而在输出端产生毛刺。
此外，根据带隙参考电压Vref，比较器产生POR输出信号，通过引入外部POR信号启用比较器，确保了比较器不会在低压下误翻转。
参考图3，其展示了本发明进一步优选的一类实施例POR电路的示意图。
该POR电路包括第一开关、第一电阻R1、第二电阻R2、延迟模块、比较器、迟滞模块、第一滤波电容、第二滤波电容，以及第三滤波电容。
该POR电路输出POR输出信号，并从外部电路中接受外部POR信号和参考电压Vref。该参考电压Vref是带隙（bandgap）基准源生成的带隙参考电压。
供电电源与第一开关第一端耦接，第一开关的第二端耦接第一电阻R1第一端，第一电阻R1第二端耦接第二电阻R2第一端，第二电阻R2第二端接地。所述第一开关的控制端接受参考电压Vref。
第一电阻R1第二端，也即第二电阻R2第一端，耦接一延迟模块，由第一电阻R1和第二电阻R2对供电电源的分压，产生电阻分压Va’，该电阻分压Va’经过该延迟模块的延迟，产生延迟的分压Va，并作为比较器的第一输入端。
所述比较器的第二输入端也接受所述参考电压作为输入，比较器的输出是POR输出信号。
此外，外部POR信号也作为开启比较器进入工作状态的信号，即比较器的启用（enable）信号。
在该类实施例中，第一开关的作用是可以确保带隙参考电压Vref先于通过第一电阻和第二电阻而产生的分压Va’建立。
在该类实施例中，延迟模块的作用是进一步确保带隙参考电压Vref先于延迟的分压Va建立。
第一开关和延迟模块的组合，最终避免电压建立过程在输入端出现多个交点，进而在输出端产生毛刺。
此外，根据带隙参考电压Vref，比较器产生POR输出信号，通过引入外部POR信号启用比较器，保证了比较器在较高电压下开启，避免比较器低压下误翻转。
参考图4，比较器由外部POR信号启用，在外部POR信号翻转时，由于电荷馈通，可能对输入输出产生纹波，导致比较器的输出产生毛刺。
为避免因电荷馈通造成输出端产生毛刺，参考图4右下角，通过对POR输出信号应用第一滤波电容，即该电容耦接比较器的输出端；对带隙参考电压Vref应用第二滤波电容，即该电容耦接比较器的第二输入端；对延迟的分压Va应用第三滤波电容，即该电容耦接比较器的第一输入端，可以一定程度降低纹波的影响。该些滤波电容分别接入比较器两个输入和一个输出端。
此外，参考图5，为了防止上电过程中的纹波导致比较器输出毛刺，示例地，继续参考图3，该类实施例中的迟滞模块至少包括一个反相器、一个开关管，该反相器和开关管和第二电阻R2共同构成迟滞模块。
示例地，POR输出信号还作为反相器的输入，反相器的输出信号则作为开关管的控制信号。开关管一端（比如源极）接地，另一端（比如漏极）耦接第二电阻R2的第一端。所述开关管，示例地为NMOS管。
进一步地，外部POR信号的翻转点早于延迟的分压Va和参考电压Vref的交点，换言之，在比较器启用打开前比较器的输入有一个确定的状态，保证POR输出信号稳定可靠。
为了更好的说明本发明，在上文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种上电复位电路，其特征在于：
所述上电复位电路包括：第一开关、第一电阻、第二电阻、延迟模块，以及比较器；
所述第一开关、第一电阻和第二电阻对供电电源分压，获得电阻分压（Va’）；
所述延迟模块延迟所述电阻分压（Va’），获得延迟的分压（Va）；
所述比较器比较所述延迟的分压（Va）和带隙参考电压（Vref），获得POR输出信号（POR_OUT）；
所述比较器还从外部接收外部POR信号，该外部POR信号用于启用所述比较器；
所述外部POR信号的翻转点早于所述延迟的分压（Va）和所述带隙参考电压（Vref）的交点；
所述供电电源与第一开关第一端耦接，第一开关的第二端耦接第一电阻第一端，第一电阻第二端耦接第二电阻第一端，第二电阻第二端接地；
所述第一开关的控制端接收所述带隙参考电压作为输入；
其中POR输出信号（POR_OUT）是所述上电复位电路输出信号。
2.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于：
所述比较器的第一输入端耦接第三滤波电容；
所述比较器的第二输入端耦接第二滤波电容。
3.根据权利要求2所述的上电复位电路，其特征在于：
所述比较器的输出端耦接第一滤波电容。
4.根据权利要求3所述的上电复位电路，其特征在于：
所述第一电阻第二端，耦接所述延迟模块。
5.根据权利要求4所述的上电复位电路，其特征在于：
所述上电复位电路还包括迟滞模块；
该迟滞模块至少包括一个反相器、一个开关管；
所述POR输出信号作为所述反相器的输入，反相器的输出信号则作为所述开关管的控制信号。
6.根据权利要求5所述的上电复位电路，其特征在于：
所述开关管一端接地，所述开关管另一端耦接第二电阻的第一端。
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