一种基于反相器电路的方波发生器制造技术

一种基于反相器电路的方波发生器，本发明专利技术涉及方波发生器技术领域，解决现有技术其电流源功耗高、稳定性差，且环路振荡器中存在大量脉冲噪声等技术问题。本发明专利技术主要包括脉冲发生单元，用于产生具有相对相位差第一方波脉冲和第二方波脉冲，接收基准时钟；所述的脉冲发生单元，包括用于提供环路充放电的电流源电路、用于切换环路输出的反相器电路和用于提供相位差的缓冲电路，电流源电路和反相器电路构成环路振荡器。本发明专利技术用于方波发送器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及方波发生器
，具体涉及一种基于反相器电路的方波发生器。
技术介绍
目前，虽然现有的信号发生器已经相当成熟了，但是电磁噪声对信号发生器的干扰一直存在，直接影响产品的长期稳定性和可靠性。另一方面，在数字电路、模拟传感器、精密仪器仪表等方面，对信号发生器中输出波形的要求越来越高。传统的电路，形式比较复杂，使用较多的微信号器件，容易受恶劣环境的干扰，长期使用存在一定的隐患，其长期可靠性不能够得到保证。现有技术方波发生器的稳定性和频率特性都有待提高。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术目的在于提供，解决现有技术其电流源功耗高、稳定性差，且环路振荡器中存在大量脉冲噪声等技术问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于反相器电路的方波发生器，包括脉冲发生单元，用于产生具有相对相位差第一方波脉冲和第二方波脉冲，接收基准时钟；所述的脉冲发生单元，包括用于提供环路充放电的电流源电路、用于切换环路输出的反相器电路和用于提供相位差的缓冲电路，电流源电路和反相器电路构成环路振荡器。上述方案中，所述的脉冲发生单元，还包括过冲保护电路，接收反相器电路的输出时钟，并选择地泄放电流源电路的输入电源。上述方案中，所述的电流源电路，包括第一电源；第一电流源，其高电势端连接第一电源；第一场效应管，其源极连接第一电流源的低电势端；第二场效应管，其源极连接第一电流源的低电势端且漏极接地；第三场效应管，其漏极连接第一场效应管的漏极；第四场效应管，其源极连接第三场效应管的源极；第二电源，连接第四场效应管的漏极；第二电流源，其高电势端连接第三场效应管的源极且低电势端接地；第一电容，用于充放电电荷缓冲，其一端连接第一电源且另一端连接第一场效应管的漏极。上述方案中，所述的反相器电路，用于形成内环振荡和自反馈电压切换输出，包括第五场效应管，其栅极连接第一场效应管的漏极；第六场效应管，其栅极连接第一场效应管的漏极且漏极连接第五场效应管的漏极；第七场效应管，其栅极、漏极均连接第六场效应管的源极且源极接地；第八场效应管，用于作为偏置电压开关，其漏极连接第六场效应管的源极且源极接地；第三电源；第九场效应管，其栅极、漏极均连接第五场效应管的源极且源极连接第三电源；第十场效应管，用于作为偏置电压开关，其源极连接第三电源且漏极连接第五场效应管的源极；第一反相器，其输入端连接第五场效应管的漏极；第二反相器、第三反相器和第二电容，依次串联第一反相器，第二电容还连接至第五反馈回路的栅极，构成反相器电路的反馈回路；第三电容，用于提供内环振荡回路充电、放电，其一端连接第一场效应管的漏极且另一端接地；所述的第十场效应管、第八场效应管，栅极均连接至第三反相器的输出端，用于输出切换；所述的第二场效应管、第四场效应管，栅极均连接至第二反相器的输出端，用于充放电切换。上述方案中，所述的缓冲电路，用于获得两路延时输出，包括第四反相器，其输入端连接第二反相器的输出端；第五反相器、第六反相器，构成锁存器，锁存器串联第四反相器；第七反相器，其输入端连接锁存器输出端；第一缓冲器，串联第七反相器，输出第一方波脉冲；第二缓冲器，串联第四反相器，输出第二方波脉冲；所述的第一场效应管、第三场效应管，栅极均连接至第四反相器的输出端，用于充放电切换。上述方案中，所述的过冲保护电路，用于过振荡时电源快速泄放，包括比较器，其高电端连接有参考电压且低电端连接第五场效应管的栅极；与非门，其输入端口连接比较器的输出端且接收一使能信号；第十一场效应管，其栅极连接与非门的输出端，漏极连接第一场效应管的漏极且源极接地。上述方案中，所述的第三场效应管，其源极还连接有第四电容，第四电容还接地。上述方案中，所述的第二电流源，包括第一运算放大器、第一PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管；所述第一运算放大器的正输入端接基准电压，负输入端接第一NMOS管的源极和第二NMOS管的漏极，输出端接第一NMOS管的栅极；所述第一PMOS管的栅极和漏极接在一起再接第一NMOS管的漏极和第二PMOS管的栅极，源极接电源电压；所述第一NMOS管的栅极接第一运算放大器的输出端，漏极接第一PMOS管的栅极和漏极和第二PMOS管的栅极，源极接第一运算放大器的负输入端和第二NMOS管的漏极；所述第二NMOS管的栅极接第二PMOS管的漏极和第三NMOS管的栅极和漏极和第四NMOS管的栅极，漏极接第一NMOS管的源极和第一运算放大器的负输入端，源极接地；所述第二PMOS管的栅极接第一PMOS管的栅极和漏极和第一NMOS管的漏极，漏极接第二NMOS管的栅极和第三NMOS管的栅极和漏极和第四NMOS管的栅极，源极接电源电压；所述第三NMOS管的栅极和漏极接在一起再接第二NMOS管的栅极和第二PMOS管的漏极和第四NMOS管的栅极，源极接地；所述第四NMOS管的栅极接第二NMOS管的栅极和第三NMOS管的栅极和漏极和第二PMOS管的漏极，漏极作为电流输出端IOUT，源极接地。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：提高了其脉冲发生器的稳定性，在不影响输出特性的前提下，实现了更加平滑的环路振荡充放电过程。附图说明图1为本专利技术脉冲发生器的具体电路图；图2为本专利技术电容C3和电容C2的电压变化示意图；图3为本专利技术反相器U18和电容C3的电压变化示意图；图4为本专利技术电位点A、B、C和D处电压幅值变化示意图；图5为本专利技术下拉场效应Q7的漏源极电压变化示意图；图6为本专利技术下拉场效应Q7连接电容C4后的漏源极电压变化示意图；图7为本专利技术的第一电流源的电路原理图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术做进一步说明：实施例1在图1中，结合图2、图3和图4电压变化，场效应管Q8、Q12等效为二极管，场效应管Q9、Q13作为反馈控制的偏置电压开关，场效应管Q10、Q11构成由场效应管Q9、Q13控制的等效反相器，反相器电路的输出时钟波形为电位点C处时钟波形，电流源电路的输入电源包括电流源I1和电流源I2；基准时钟SCLK可以在电位点A处输入，也可以在场效应管Q5栅极处输入，电路初始条件设置为电位点A为接地电压，场效应管Q5、Q10、Q9处于导通状态，电流源I1对电容C1充电，当电容C1电压升到足以使得场效应管Q10截止，等效反相器发生偏转，电位点D电压从电压VCC变为接地电压，场效应管Q9截止且场效应管Q13导通，场效应管Q4导通，电流源I1被泄放，电流源I2对电容C1进行放电，直到场效应管Q10再次被导通，不断重复这一过程，进而输出振荡方波。由于脉冲发生器中使用电容和电流源，考虑实际使用器件的完美程度，充放电可能存在重叠的窗口，导致回路中可能有较高的尖峰电压值，并且极可能发生在电位点C处，所以设置比较器进行检测，用于及时对尖峰电压放电，还可以进一步设置与非门逻辑电路，使用处理芯片的使能信号进行驱动。图5和图6，图5中可以明显看出，由于不同电容充放电过程，造成回路电压出现短促峰值，如果在现实应用中，叠加电源的波动，甚至可以将部分场效应管反向击穿，造成回路短路，从而损害器件。图6为增加安全电容C4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反相器电路的方波发生器，其特征在于，包括脉冲发生单元，用于产生具有相对相位差第一方波脉冲和第二方波脉冲，接收基准时钟；所述的脉冲发生单元，包括用于提供环路充放电的电流源电路、用于切换环路输出的反相器电路和用于提供相位差的缓冲电路，电流源电路和反相器电路构成环路振荡器。

【技术特征摘要】
1.一种基于反相器电路的方波发生器，其特征在于，包括脉冲发生单元，用于产生具有相对相位差第一方波脉冲和第二方波脉冲，接收基准时钟；所述的脉冲发生单元，包括用于提供环路充放电的电流源电路、用于切换环路输出的反相器电路和用于提供相位差的缓冲电路，电流源电路和反相器电路构成环路振荡器。2.根据权利要求1所述的一种基于反相器电路的方波发生器，其特征在于，所述的脉冲发生单元，还包括过冲保护电路，接收反相器电路的输出时钟，并选择地泄放电流源电路的输入电源。3.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的方波发生器，其特征在于，所述的电流源电路，包括第一电源；第一电流源I1，其高电势端连接第一电源；第一场效应管Q5，其源极连接第一电流源I1的低电势端；第二场效应管Q4，其源极连接第一电流源I1的低电势端且漏极接地；第三场效应管Q7，其漏极连接第一场效应管Q5的漏极；第四场效应管Q6，其源极连接第三场效应管Q7的源极；第二电源，连接第四场效应管Q6的漏极；第二电流源I2，其高电势端连接第三场效应管Q7的源极且低电势端接地；第一电容C2，用于充放电电荷缓冲，其一端连接第一电源且另一端连接第一场效应管Q5的漏极。4.根据权利要求3所述的一种基于反相器电路的方波发生器，其特征在于，所述的反相器电路，用于形成内环振荡和自反馈电压切换输出，包括第五场效应管Q10，其栅极连接第一场效应管Q5的漏极；第六场效应管Q11，其栅极连接第一场效应管Q5的漏极且漏极连接第五场效应管Q10的漏极；第七场效应管Q12，其栅极、漏极均连接第六场效应管Q11的源极且源极接地；第八场效应管Q13，用于作为偏置电压开关，其漏极连接第六场效应管Q11的源极且源极接地；第三电源；第九场效应管Q8，其栅极、漏极均连接第五场效应管Q10的源极且源极连接第三电源；第十场效应管Q9，用于作为偏置电压开关，其源极连接第三电源且漏极连接第五场效应管Q10的源极；第一反相器U15，其输入端连接第五场效应管Q10的漏极；第二反相器U16、第三反相器U17和第二电容C3，依次串联第一反相器U15，第二电容C3还连接至第五反馈回路Q10的栅极，构成反相器电路的反馈回路；第三电容C1，用于提供内环振荡回路充电、放电，其一端连接第一场效应管Q5的漏极且另一端接地；所述的第十场效应管Q9、第八场效应管Q13，栅极均连接至第三反相器U17的输出端，用于输出切换；所述的第二场效应管Q4、第四场效应管Q6，栅极均连接至第二反相器U16的输出端，用于充放电切换。5.根据权利要求4所述的一种基于反相器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：昌越彬，蒋明睿，
申请(专利权)人：成都益睿信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51