鋸齒波振蕩器和裝置製造方法

2023-07-05 01:08:41 2

鋸齒波振蕩器和裝置製造方法
【專利摘要】本公開的多個方面針對涉及提供時鐘信號的方法和裝置。根據本文的一個或多個實施例，以有利於低功耗操作的方式產生鋸齒波信號。在一些實施方案中，使用在不必採用R-C電路的前提下進行操作的和/或在沒有滿幅電壓供給的前提下進行操作的振蕩器(例如，通過非線性振蕩器)，來產生鋸齒波信號。將所述鋸齒波信號用於產生梯形波信號，使用所述梯形波信號產生時鐘信號。
【專利說明】鋸齒波振蕩器和裝置

【技術領域】
[0001]各種實施例的多個方面涉及振蕩器和採用這種振蕩器的各種裝置。

【背景技術】
[0002]將振蕩器用於多種應用，並用於多種不同類型的設備中。例如，多種集成電路設備需要穩定的振蕩器以便提供系統中使用的基準時鐘。在一個涉及可攜式設備的連接檢測電路的這種示例中，可以使用較短的採樣時間窗口來檢測輔助設備的連接事件。可以使用片上振蕩器產生參考信號作為數字計數器的輸入，來控制採樣窗口的周期。這種連接檢測電路通常總是有源的，而無論電池壽命或是否存在電池充電事件。
[0003]可以採用環形振蕩器或張弛振蕩器來產生基準時鐘信號。環形振蕩器(例如，具有奇數數目的「非」門，其中「非」門的輸出在兩個電壓電平之間進行振蕩)通常要求從其中所使用的CMOS電晶體對寄生電容進行完全充電和放電，使得環形振蕩器需要滿幅地(rail-to-rail)充電和放電。然而，這樣導致較高的振蕩頻率(例如，幾MHz)以及較高的電流消耗(例如，幾十微安)。此外，張弛振蕩器可能要求實現體積較大的電阻器和電容器(R-C電路)，用於實現低功耗，這樣會導致大型的面積開銷(例如，在矽晶片上)。此外，張弛振蕩器的電流消耗與增加的電源電壓成正比，這對於低功率設計是不希望的。
[0004]這些問題和其它問題對基於時序的應用(例如，涉及產生時鐘信號以便進行多種應用的應用)提出了挑戰。


【發明內容】

[0005]多種示例實施例涉及振蕩器電路和它們的實施方式，並且涉及解決包括上述問題的挑戰。
[0006]根據示例實施例，使用非線性振蕩器產生鋸齒波信號，並且使用鋸齒波信號產生梯形波信號(trapezoidal waveform signal)。基於鋸齒波信號和梯形波信號產生時鐘信號。在更具體的實施方式中，使用基準電流基準電流源產生鋸齒波信號，其中所述基準電流基準電流源是基於溫度來進行控制的，並抵消在鋸齒波信號和/或時鐘信號的輸出中與溫度相關的波動。例如，可以將這些方法和以下的其他方法用於解決上述挑戰，並且可以示例性地涉及採用產生滿幅時鐘的電路或R-C型電路。
[0007]根據另一示例實施例，裝置包括具有非線性振蕩器的第一電路，所述非線性振蕩器產生鋸齒波輸出。第二電路被耦接為接收鋸齒波輸出並使用所述鋸齒波輸出產生梯形波輸出。比較器電路基於所述鋸齒波輸出和梯形波輸出產生時鐘信號。在更具體的實施方式中，第一電路包括基準電流基準電流源和/或使用基準電流基準電流源進行操作，其中基於溫度控制所述基準電流基準電流源。
[0008]另一示例實施例涉及具有通信埠的裝置，所述通信埠與外部通信電路相耦接並與所述外部通信電路傳輸數據和功率二者。充電電路使用經由通信埠從外部通信電路接收到的功率，對向裝置供電的電池進行充電。電流基準電路產生基準電流，並且鋸齒波發生器電路與所述電流基準電路相耦接，並基於基準電流產生鋸齒波輸出。梯形波成形電路耦接為接收鋸齒波輸出，並使用所述鋸齒波輸出提供梯形波輸出。比較器電路接收梯形波輸出並基於所述梯形波輸出產生時鐘信號，並且計數器電路產生採樣窗口輸出，所述採樣窗口具有基於所述時鐘信號的時間段。連接檢測電路基於米樣窗口輸出，在米樣窗口的時間段期間監測檢測通信埠，並響應於感測到由外部通信電路向通信埠提供的功率，將來自通信埠的功率耦接到充電電路。
[0009]以上描述/總結並不用於描述本公開的每個實施例或每個實施方式。以下附圖和詳細描述還例示了多種實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]考慮到結合附圖的以下詳細描述，將更全面地理解多種示例實施例，附圖中:
[0011]圖1示出了根據本發明示例實施例的振蕩器裝置；
[0012]圖2示出了根據本發明示例實施例的採用施密特觸發器的另一振蕩器裝置；
[0013]圖3示出了根據本發明示例實施例的採用比較器的另一振蕩器；
[0014]圖4示出了當根據本發明的一個或多個示例實施例進行實施時，電流消耗相對溫度的曲線；
[0015]圖5示出了根據本發明的另一示例實施例的功率連接檢測裝置；以及
[0016]圖6示出了當根據本發明的一個或多個示例實施例進行實施時，振蕩頻率相對溫度的曲線。

【具體實施方式】
[0017]儘管這裡討論的多種實施例應該包括多種修改和備選形式，然而在附圖中示例性地示出了並詳細描述了實施例的多個方面。然而，應理解這麼做的目的不是為了將本發明限於所述的具體實施例。相反，而是為了涵蓋落在本公開範圍內的所有修改、等同物和替換物，所述本公開範圍包括由權利要求限定的多個方面。此外，貫穿本申請所用的術語「示例」僅是說明性的，而不是為了進行限制。
[0018]確信本公開的多個方面可應用於多種不同類型的包括振蕩器的裝置、系統和方法。儘管不必這樣限制，然而可以通過對在該背景下對示例的討論認識到本發明的多個方面。
[0019]多種示例實施例涉及具有串聯的鋸齒波發生器和梯形波發生器的振蕩器型電路。比較器與梯形波發生器的輸出相耦接，並使用該輸出以便提供振蕩器/時鐘信號。在一些實施方案中，鋸齒波發生器是級聯為環形振蕩器的三級有源負載反相器，使用電流基準電路來進行操作，所述電流基準電路產生用於有源負載的偏置電流。
[0020]可以用多種類型的器件實現振蕩器型電路。在一些實施方案中，用連接檢測電路實現振蕩器型電路，所述連接檢測電路使用比較器的輸出為基礎來進行操作，當操作時所述連接檢測電路監測連接埠以便檢測是否存在與其相連的電路。例如這種實施方案可以涉及監測對提供功率的電路的連接，例如，對傳輸功率和數據二者(例如，在一些示例中，傳輸數據而不傳輸功率)的多用途埠的連接。
[0021]當涉及結合連接檢測電路或其它類型電路使用滿幅輸出電壓和/或大型R-C電路時，可以採用這些和其他實施例來緩解問題(例如，上述問題)。此外，可以在設備的相對較小面積/縮小的面積中實現所述電路結構，有利於緊湊的實施方案。
[0022]可以根據這裡所討論的其它實施例(例如，考慮到結合附圖如上所示的方法)，實現上述的和其他的用於產生時鐘信號的多種方法。在一個這種實施例中，使用非線性振蕩器產生鋸齒波信號，並且使用鋸齒波信號產生梯形波信號。基於所述鋸齒波信號和梯形波信號產生時鐘信號。
[0023]在更具體的實施方案中，基於時鐘信號控制米樣窗口的時間段，並且在米樣窗口的時間段期間感測經由外部通信電路向通信埠提供的功率。在這種場景下，感測功率的存在(或缺失)可以包括感測經由與電源相連的功率/數據連接器提供的功率，並且可以將所述功率用於對操作電路的電池進行充電，所述電路產生時鐘信號。響應於感測到功率，將來自通信埠的功率耦接到充電電路，並且使用經由通信埠和充電電路提供的功率對電池進行充電。
[0024]可以使用多種方法產生時鐘信號。在一些實施例中，使用具有第一和第二輸入的比較器、基於梯形波輸出和鋸齒波輸出二者產生時鐘信號，其中所述第一和第二輸入分別耦接為接收梯形波輸出和鋸齒波輸出。在另一實施例中，使用梯形波輸出和電壓連接(例如，使用施密特觸發器)產生時鐘信號。
[0025]可以使用多種振蕩器以便適應具體應用。這些振蕩器可以例如採用產生非正弦輸出並具有能量存儲組件和非線性開關電路的振蕩器，其中所述非線性開關電路對能量存儲組件進行周期性的充電和放電。例如，可以針對不同實施方案，使用張弛振蕩器、多諧振蕩器、延遲線振蕩器、旋轉行波振蕩器或環形振蕩器。在一些實施例中，使用環形振蕩器和偏置電流來產生鋸齒波輸出，其中環形振蕩器易受到基於溫度的波動的影響，所述基於溫度的波動在固定的偏置電流下改變所產生的振蕩器信號。通過控制提供給環形振蕩器的偏置電流的等級，來緩解這種基於溫度的波動。在其它實施例中，採用具有三級有源負載反相器的環形振蕩器，其中串聯連接所述反相器，並且反饋電路將串聯連接結構的最後一級的輸出與串聯連接結構的第一級相連。
[0026]根據這裡所述的實施例，可以採用多種裝置、電路和系統以便實現時鐘產生。根據另一示例實施例，裝置包括:第一和第二波形電路；以及比較器，基於所述波形電路的輸出產生時鐘信號。第一電路具有非線性振蕩器並產生鋸齒波輸出，並且第二電路使用所述鋸齒波輸出產生梯形波輸出。比較器電路基於鋸齒波和梯形波輸出產生時鐘信號(例如，通過使用梯形波和/或使用梯形波和鋸齒波二者)。如上所述，可以將多種類型的非線性振蕩器用於第一電路。在一些實施方案中，非線性振蕩器是具有三級有源負載反相器的環形振蕩器，包括:串聯連接的三個反相器；以及反饋電路，將串聯連接結構的最後一級的輸出與串聯連接結構的第一級相連。
[0027]在一些實施例中，第一電路包括基準/偏置電流源，和/或使用基準/偏置電流源進行操作，其中基於溫度來控制所述基準/偏置電流源。在一個這種實施例中，非線性振蕩器使用偏置電流產生鋸齒波，並易受到基於溫度的波動的影響，所述基於溫度的波動在固定偏置電流下改變所產生的振蕩器信號。電流源是對絕對溫度補充(CTAT)電流基準電路，所述絕對溫度補充電流基準電路通過響應於基於溫度的波動產生不同等級的偏置電流，來控制對非線性振蕩器的操作。在另一個這種實施例中，非線性振蕩器是具有三級有源負載反相器的環形振蕩器，其中將每級耦接為接收並使用針對在每級反相器中的有源負載的偏置電流。在再一個這種實施例中，電流基準電路產生第一等級的基準電流，並響應於溫度改變，通過產生與第一級別不同的第二等級的基準電流來控制第一和第二電路的電流消耗。
[0028]可以使用多種比較器電路，以便適應具體應用。在一些實施例中，比較器電路具有耦接為接收梯形波輸出的第一輸入以及耦接為接收鋸齒波輸出的第二輸入。比較器基於分別存在於第一和第二輸入處的梯形波輸出和矩形波輸出產生時鐘信號。在另一個實施例中，比較器是施密特觸發器。在再一個實施例中，比較器將時鐘信號產生為佔空比約為50%的方波。
[0029]在更具體的實施例中，將時鐘信號用於連接檢測電路、通信埠和充電電路，所述充電電路使用經由通信埠提供的功率來對電池充電。通信埠與外部通信電路相耦接，並與外部通信電路傳輸數據和功率。連接檢測電路耦接至比較器電路的輸出，並具有數字計數器，所述數字計數器基於時鐘信號控制採樣窗口的時間段；在採樣窗口的時間段期間感測是否存在經由外部通信電路向通信埠提供的功率；以及將感測到的來自通信埠的功率耦接到充電電路。
[0030]現轉向附圖，圖1示出了根據本發明另一個示例實施例的振蕩器裝置100。裝置100包括鋸齒波發生器110、梯形波成形器120和比較器130。鋸齒波發生器110使用由電流源112提供的基準電流來產生鋸齒波輸出。梯形波成形器120連接用於接收並使用鋸齒波輸出來產生梯形波輸出。比較器130使用鋸齒波輸出來產生時鐘信號，例如，如作為示例所示所述的方波時鐘信號。
[0031]可以使用不同類型的比較器，以便適應具體應用。在一些實施方案中，比較器130是施密特觸發器，其中使用基準以及梯形波輸出來產生時鐘信號。在其它實施方案中，比較器130被耦接為經由鏈路114接收鋸齒波輸出，並通過將梯形波輸出與鋸齒波輸出的值進行比較，產生時鐘信號。
[0032]在一些實施例中，鋸齒波發生器110包括振蕩器，以促使相對例如採用滿幅輸出電壓和/或R-C電路的振蕩器減少功率的方式進行操作。在一些實施例中，鋸齒波發生器110是級聯的三級有源負載反相器。可以將針對有源負載產生偏置電流的電流基準電路用於操作反相器，並可以將其實現為補償溫度波動和/或處理波動。
[0033]圖2示出了根據本發明另一示例實施例的採用施密特觸發器的另一個振蕩器裝置200。裝置200包括鋸齒波發生器電路210、梯形波成形器電路220、施密特觸發器230和緩衝器240。鋸齒波發生器電路210被耦接為從電流源202和電晶體204接收基準電流，並包括三級211、212和213。例如,標記所述級211的組件,所述組件包括電晶體218、電晶體214和電容器215。反饋迴路216將第三級213在節點217處的鋸齒輸出與第一級211在電晶體214柵極處的輸入相耦接。
[0034]梯形波成形器電路220包括級221和222，每級都具有電晶體和電容器，與上述標記在級211中的組件相似。示例性地將級211、212、213和221的每個電晶體作為示例示出為通過佔空比為50%的值為0.51的電流，其中I是經由電流源202產生的基準電流。可通過改變電容和充電電流來對佔空比進行編程。梯形波成形器電路220在節點223處的輸出是梯形波，其中在電晶體224處的電流為2.251。
[0035]施密特觸發器230耦接至節點223，以便接收梯形波，並且根據梯形波產生方波時鐘信號。將所述時鐘信號經由緩衝器240作為輸出振蕩信號傳遞。
[0036]圖3根據本發明另一示例實施例示出了與圖2所示裝置200相似並採用比較器330的另一個振蕩器300。除了比較器之外，裝置300包括鋸齒波振蕩器電路210、梯形波成形器電路320和緩衝器340。鋸齒波發生器電路310被耦接為從電流源302和電晶體304接收基準電流，並包括三級311、312和313。梯形波成形器電路320包括級321和322，每級都具有電晶體和電容器，與上述標記在級311中的組件相似，所述級311包括電晶體317和314以及電容器315。反饋迴路316將第三級313的輸出與電晶體314的柵極相耦接。示例性地將級311、312、313的上部電晶體示出為通過值為0.51的電流，而所示級321和322中的上部電晶體通過電流I，所述電流I是經由電流源302產生的基準電流。
[0037]將梯形波成形器電路320在節點Vp處的梯形電壓波形輸出耦接到比較器330的正輸入。將鋸齒波發生器電路310在節點Vm處的鋸齒波輸出耦接到比較器330的負輸入。通過比較器330使用這些對應的梯形波和鋸齒波，以便產生通過所示緩衝器340輸出的時鐘信號。
[0038]使用如圖2-3所示的這些方法，可以產生時鐘信號，而不必實現與比較器330的輸入相耦接的額外電壓基準，因此減小了裝置300的總的功率消耗(例如，使得裝置在室溫下消耗大約2μΑ，振蕩頻率為大約42Khz)。此外，這裡所實現的振蕩器不需要輸出電壓的反饋，以便閉合或斷開控制對前級中的電容器進行充電或放電的開關。
[0039]圖4示出了當根據本文的一個或多個實施例進行實施時，針對CTAT電流基準的電流消耗相對溫度的曲線。垂直軸示出了電流消耗(單位為微安)，水平軸示出了溫度(單位為攝氏度)。為了進行參考，曲線410示出了理想的210nA的源，曲線420示出了 CTAT電流基準源。例如可以將這種CTAT電流基準源用於降低振蕩器的電流消耗，所述振蕩器實現為圖2的鋸齒波發生器210的三級211、212和213，以便適應溫度和/或製造過程變化。
[0040]圖5示出了根據本發明另一示例實施例的功率連接檢測裝置500。例如可以將裝置500實現在例如行動電話或平板的行動裝置中，在一些示例中，裝置500包括這種設備和/或與本文電路相集成。裝置500包括連接埠 510，所述連接埠 510通過例如有線連接器512的連接器連接到外部組件，並傳輸數據、功率或數據和功率的組合，其中將功率用於操作和/或對裝置500中的電池進行充電。
[0041]裝置500包括連接檢測電路520和時鐘發生器530，其中連接檢測電路基於時鐘發生器的輸出間歇性地進行操作，以便監測連接埠 510從而檢測是否存在功率。例如，當將裝置500與計算機相連時，連接器512可以傳輸功率(來自計算機的)和數據(在計算機和裝置500之間)二者。當裝置500與例如充電插座的電源相連時，連接器512可以僅提供功率。此外，當裝置500與不提供功率的外圍設備相連時(例如，外部揚聲器或監測器)，連接器512傳輸數據，而不對裝置500進行充電或供電。
[0042]連接檢測電路520包括計數器522，所述計數器用於基於來自時鐘發生器530的輸入來控制對連接埠 510的間斷監測。時鐘發生器530通過產生鋸齒波信號並使用該鋸齒波信號來產生梯形波信號(例如，通過使鋸齒波成形)，來進行操作。在一些實施方案中，時鐘發生器包括在沒有R-C式電路和/或滿幅電壓的情況下進行操作的鋸齒波發生器，有助於低功耗的操作。例如，可以以根據結合圖1-3所示和所述的一個或多個實施例的方式，實現時鐘發生器530中的組件，所述實施例可以涉及使用環形振蕩器來產生鋸齒波信號。例如本文所述的比較器式電路使用梯形波信號(在一些情況下，還直接使用鋸齒波信號)，以便產生對計數器522的輸出。
[0043]因此，連接檢測電路520進行操作以便感測功率的存在，響應於所述感測，將通過連接埠 510接收到的功率與充電電路540相連，可以將連接檢測電路520用於對電池550進行充電和/或對裝置500進行供電。裝置500還可以包括數據鏈路電路560，所述數據鏈路電路560向裝置500內的組件傳輸經由連接埠 510接收到的數據。在一些示例中，數據鏈路電路560與連接檢測電路520相集成和/或集成在連接檢測電路520內。
[0044]可以根據本文所述的實施例(例如，考慮到以上結合圖5所述的方法)，實現產生時鐘信號的多種方法。一個這種實施例針對一種具有通信埠的裝置，所述通信埠可操作用於與一個或多個類型的外部通信電路相連，所述外部通信電路經由通信埠傳輸數據和功率二者。連接檢測電路在採樣窗口的時間段期間監測通信埠，並響應於感測到在通信埠處提供的功率，將來自通信埠的功率耦接至充電電路。充電電路使用經由通信埠從外部通信電路接收的功率，對向裝置供電的電池進行充電。
[0045]基於時鐘產生電路確定採樣窗口，其中電流基準電路產生基準電流，與電流基準電路相耦接的鋸齒波發生器基於所述基準電流產生鋸齒波輸出。梯形波成形器電路接收並使用鋸齒波輸出，以便使用鋸齒波輸出提供(例如，產生/成形)梯形波輸出。比較器電路(例如，如上所述)基於梯形波輸出來產生時鐘信號，計數器電路產生表不米樣窗口的輸出，所述採樣窗口的時間段是基於所述時鐘信號的。
[0046]例如，鋸齒波發生器可以包括本文所述多種非線性振蕩器之一，例如，環形振蕩器。在一些實施例中，環形振蕩器包括與基準電流相耦接的級聯反相器，電流基準電路通過基於溫度波動產生基準電流，來控制每個反相器的電流消耗。在一些實施方案中，電流基準電路響應於溫度波動調整基準電流等級，以便相對於環形振蕩器在固定基準電流下的電流消耗，來減小環形振蕩器的電流消耗。例如，這種電流基準電路可以採用CTAT電流基準電路。
[0047]圖6示出了當根據本發明的一個或多個示例實施例進行實施時，振蕩頻率相對溫度的曲線。曲線610示出了對頻率值的提取仿真，曲線620示出了使用本文所述的裝置測量到的頻率值。例如，可以相對溫度變化使用電流源，以便大致上抵消在這方面的與溫度相關的改變。
[0048]本文所述的實施例可以實現在多種不同類型的電路和裝置中。根據上述的一個或多個實施例，連接檢測電路配置有本文所述的振蕩器/時鐘產生電路，作為用於檢測電路連接(例如，提供功率的電路與設備的連接)的低功耗監測方法。多種這種實施例針對使用ASIC(專用集成電路)的實施方案，其中從加州聖巴巴拉的英特爾公司(IntelCorporat1n of Santa Clara, California)可獲得 1Gbit/秒的雷電通信(communicat1nofThunderbolt)或使用相關電路的更高信號。
[0049]可以實現多種組塊、模塊或其它電路，以便實施實施這裡所述的和附圖所示的一個或多個操作和功能。在這種背景下，「組塊」(還有時稱作「邏輯電路」或「模塊」)是實施一個或多個這些操作/功能或相關操作/功能的電路(例如，波形發生器或成形器、比較器、或連接檢測電路/模塊)。例如，在一些上述實施例中，一個或多個模塊是分立的邏輯電路或可編程的邏輯電路，配置為用於實現與圖1-3所示的電路模塊相同的操作/功能。在一些實施例中，這種可編程電路是一個或多個計算機電路，編程為執行指令(和/或配置數據)的集(集合)。指令(和/或配置數據)可以是固件或軟體的形式，所述固件或軟體存儲在存儲器(電路)中並可從存儲器(電路)進行訪問。例如，第一和第二模塊包括基於CPU硬體的電路和固件形式的指令集的組合，其中第一模塊包括具有一個指令集的第一CPU硬體電路，第二模塊包括具有另一指令集的第二 CPU硬體電路。
[0050]一些實施例針對於一種電腦程式產品(例如，非易失性的存儲設備)，包括在其上存儲有指令的機器或計算機可讀介質，其中通過計算機(或其它電子設備)執行所述指令以便執行這些操作/功能。
[0051]基於以上討論和說明，本領域技術人員應認識到可以對多種實施例進行多種修改和改變，而不完全符合本文所示和所述的示例實施例和應用。例如，採用施密特觸發器的實施例可以實現為具有附加輸入的比較器，所述附加輸入與矩形波發生器相耦接。類似地，採用比較器的實施例可以實現為施密特觸發器並省略與鋸齒波發生器的耦接。可以將在對應佔空比下的示例操作實現為不同佔空比，以便適應具體應用。這種修改不脫離本發明多種方面的實質精神和範圍，所述本發明多種方面的實質精神和範圍包括權利要求中所述的多個方面。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 第一電路，具有非線性振蕩器，並且配置為產生鋸齒波輸出； 第二電路，被耦接為接收鋸齒波輸出，並且配置為使用所述鋸齒波輸出產生梯形波輸出；以及 比較器電路，配置為基於所述鋸齒波輸出和所述梯形波輸出產生時鐘信號。
2.根據權利要求1所述的裝置，還包括: 通信埠，配置為與外部通信電路相耦接，並與所述外部通信電路傳輸數據和功率； 充電電路，配置為使用經由通信埠提供的功率對電池充電；以及 連接檢測電路，耦接至比較器電路的輸出，並具有數字計數器，所述數字計數器基於所述時鐘信號控制採樣窗口的時間段，所述連接檢測電路配置為: 在採樣窗口的時間段期間，感測經由外部通信電路向通信埠提供的功率；以及 響應於感測到所述功率，將來自通信埠的功率耦接至充電電路。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述比較器電路具有:第一輸入，被耦接為接收梯形波輸出；以及第二輸入，被耦接為接收鋸齒波輸出，並且所述比較器電路配置為基於分別存在於第一和第二輸入處的梯形波輸出和鋸齒波輸出來產生時鐘信號。
4.根據權利要求1所述的裝置: 其中所述非線性振蕩器被配置為使用偏置電流產生鋸齒波輸出，並且所述非線性振蕩器易受到基於溫度的波動的影響，所述基於溫度的波動在固定偏置電流下改變鋸齒波輸出；以及 還包括絕對溫度補償CTAT電流基準電路，所述CTAT電流基準電路配置為通過響應於基於溫度的波動產生不同等級的偏置電流，來控制非線性振蕩器的操作。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中所述非線性振蕩器是具有三級有源負載反相器和反饋電路的環形振蕩器，所述三級有源負載反相器具有串聯連接結構的三個反相器，反饋電路將串聯連接結構的最後一級的輸出與串聯連接結構的第一級相連。
6.根據權利要求1所述的裝置: 其中所述非線性振蕩器是具有三級有源負載反相器的環形振蕩器，其中將每級耦接為接收偏置電流；以及 還包括電流基準電路，配置為針對三級有源負載反相器的每級內的有源負載產生偏置電流。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述比較器是施密特觸發器。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中所述比較器將時鐘信號產生為佔空比約為50%的方波。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中所述非線性振蕩器被配置為使用基準電流產生鋸齒波輸出，還包括電流基準電路，所述電流基準電路被配置為: 產生第一等級的基準電流；以及 響應於溫度的改變，通過產生與第一等級不同的第二等級的基準電流來控制第一和第二電路的電流消耗。
10.一種裝置，包括: 通信埠，配置為與外部通信電路相耦接，並且與所述外部通信電路同時傳輸數據和功率二者； 充電電路，配置為使用經由通信埠從外部通信電路接收到的功率，對向裝置供電的電池充電； 電流基準電路，配置為產生偏置電流； 鋸齒波發生器電路，耦接至所述電流基準電路，並且配置為基於所述偏置電流產生鋸齒波輸出； 梯形波成形電路，被耦接為接收鋸齒波輸出，並且配置為使用所述鋸齒波輸出來提供梯形波輸出； 比較器電路，配置為接收梯形波輸出並基於所述梯形波輸出產生時鐘信號； 計數器電路，配置為產生採樣窗口輸出，所述採樣窗口輸出的時間段是基於所述時鐘信號的；以及 連接檢測電路，配置為: 基於採樣窗口輸出，在採樣窗口的時間段期間監測通信埠 ；以及響應於感測到由外部通信電路提供到通信埠的功率，將來自通信埠的功率耦接至充電電路。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述鋸齒波發生器電路包括環形振蕩器。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述環形振蕩器包括耦接至偏置電流的級聯反相器，並且所述電流基準電路配置為通過基於溫度的波動產生偏置電流來控制每個反相器的電流消耗。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中所述電流基準電路配置為響應於溫度的波動來調整偏置電流的等級，以便相對於環形振蕩器在固定偏置電流下的電流消耗減小環形振蕩器的電流消耗。
14.根據權利要求10所述的裝置，其中所述比較器電路具有:第一輸入，被耦接為接收梯形波輸出；以及第二輸入，被耦接為接收鋸齒波輸出，所述比較器電路配置為基於分別存在於第一和第二輸入處的梯形波輸出和鋸齒波輸出來產生時鐘信號。
15.根據權利要求10所述的裝置，其中: 鋸齒波發生器易受到基於溫度的波動的影響，所述基於溫度的波動在固定偏置電流下改變鋸齒波輸出；以及 所述電流基準電路是絕對溫度補充CTAT電流基準電路，所述CTAT電流基準電路配置為通過響應於基於溫度的波動產生不同等級的偏置電流，來控制對鋸齒波發生器的操作。
16.—種方法,包括: 使用非線性振蕩器產生鋸齒波信號； 使用所述鋸齒波輸出產生梯形波信號；以及 基於所述鋸齒波信號和所述梯形波信號產生時鐘信號。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括: 基於所述時鐘信號控制採樣窗口的時間段； 在採樣窗口的時間段期間，感測經由外部通信電路向通信埠提供的功率； 響應於感測到所述功率，將來自通信埠的功率與充電電路相耦接；以及 使用經由通信埠和充電電路提供的功率對電池充電。
18.根據權利要求16所述的方法，其中產生時鐘信號包括:使用具有第一和第二輸入的比較器，來基於梯形波信號和鋸齒波信號二者產生時鐘信號，所述第一和第二輸入分別被耦接為接收所述梯形波信號和所述鋸齒波信號。
19.根據權利要求16所述的方法， 其中產生鋸齒波信號包括:使用環形振蕩器和偏置電流，所述環形振蕩器易受到基於溫度的波動的影響，所述基於溫度的波動在固定偏置電流下改變所產生的振蕩器信號；以及 還包括通過控制提供給環形振蕩器的偏置電流的等級，來緩解所述基於溫度的波動。
20.根據權利要求16所述的方法，其中產生鋸齒波信號包括使用具有三級有源負載反相器的環形振蕩器電路，其中在所述三級有源負載反相器中串聯連接三個反相器，並且還使用將串聯連接結構的最後級的輸出與串聯連接結構的第一級的輸入相連的反饋電路。
【文檔編號】H03K4/52GK104518763SQ201410524691
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】蘇家弘, 馬旦·莫漢·麗迪·維穆拉 申請人:恩智浦有限公司