A voltage-averaging feedback (VAF) concept is proposed to overcome conventional relaxation oscillator problems such as sensitivity to comparator delay, aging, and flicker noise of current sources.
- Reference: An On-Chip CMOS Relaxation Oscillator With Voltage Averaging Feedback
- JSSC 2010
- Frequency: 14MHz
- Process: 1.8V 0.18um Standard CMOS
- Power: 25uA
- Temperature Coefficient: ±0.19% for -40°C ~ 125°C
- Area: 0.04mm2
主要优势：使用R充电而非电流源可以较少电流镜的 flicker noise，与此同时R的匹配较好可以保证占空比；使用连续的积分器，同样可以避免采样混叠提高噪声功耗效率；积分器的 amplifier 内部没有高阻节点自然不需要补偿主极点在外部，实现了 folded cascode 的增益，几乎不关心线性度等参数所以也不需要做恒 gm 偏置等操作；
TSMC 0.18um BCD 工艺，初步搭建电路仿真结果，83uA（待优化），-40°C ~ 125° 频率最大变化0.16%，核心设计点如下：
- 使用 TFR = 33K, C=544f；
- 使用 ΔVgs/TFR 的PTAT 电流源对 OTA/Comparator 偏置
- Compartator的N/P偏置都是2.4uA，镜像复制都是 1:3
- OTA的N/P偏置都是1.5uA，镜像复制都是1:1
- tgate的开关的 charge injection 有较大影响，N/P 都选取了 0.35u/0.18u
