一种RC振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种RC振荡器，涉及电子技术领域，该RC振荡器包括：电源模块和振荡模块，电源模块为振荡模块供电，振荡模块包括三个反向器组、可变电阻、固定电阻和第一电容，三个反相器组均包括奇数个串联的反相器，第一反相器组的输入端连接输入压点和控制信号输入端，输出端连接输出压点，第二反相器组、可变电阻、固定电阻和第一电容构成RC回路，固定电阻与可变电阻的电阻电压系数和/或电阻温度系数互补，第一电容的电容电压系数和电容温度系数均较小；该RC振荡器可以较少输出频率随电源电压和温度的变化，也减少输出频率随寄生参数和加工工艺的影响，提高输出频率稳定度和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种RC振荡器
本专利技术涉及电子
，尤其是一种RC振荡器。
技术介绍
振荡器是一种用于产生正弦波、方波等重复信号的电子元件，广泛应用于通信、电子、航空航天、医学等各个领域。集成电路中比较常用的为RC振荡器，RC振荡器是利用反相器门级输入延时，并采用奇数级反相器首尾串联形成的环形振荡器，RC振荡器中都包括一个由电阻R和电容C构成的RC回路，这种振荡器的工作特点是利用储能元件(电容C)在电路两个门限电平之间来回充电和放电：假设电路保持在一个暂稳态，当电容C的电位达到两个门限电平中的某一个值时，电容转换到另一个暂稳态，然后电容C上的电位往相反方向变化，当其到达另一个门限电平时，电路返回原来的暂稳态，如此循环形成振荡，因此也可以被称为充放电振荡器，是一种典型的张弛振荡器。集成电路中的RC振荡器的重要指标通常包括：输出频率的大小、输出频率的稳定度、输出频率的精度、RC振荡器的成本和可测性。通常要求RC振荡器的输出频率的稳定度和精度都较高，成本较低，可测性较好。其中，输出频率的稳定度是指输出频率受电源电压和温度等外界参数的影响程度；输出频率的精度是指寄生电阻、寄生电容和加工工艺等的影响造成的输出频率的偏差。如图1示出了一种RC振荡器的电路图，其在常见的RC振荡器的结构上增加了充放电模块、电压比较模块、恒流源产生电路以及反馈基准模块，这种改进可以在一定程度上提高稳定度，如图1中的RC振荡器的输出频率随电源电压和温度的变化率为2.4％。如图2示出了另一种RC振荡器的电路图，其采用数字修调技术和温度补偿技术，使得最终的输出频率的偏差范围为0.625％，随温度变化率为0.9％，相比于图1的结构进一步提高了输出频率的稳定度。但图1和图2示出的RC振荡器的稳定度和精度依然不够理想，不能适用于对稳定度和精度要求很高的场合，同时图1和图2示出的RC振荡器的电路结构都较为复杂，会增加RC振荡器的成本，也会增加整个芯片的成本。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种RC振荡器，该RC振荡器具有较好的输出频率精度和输出频率稳定度。本专利技术的技术方案如下：一种RC振荡器，该RC振荡器包括：电源模块和振荡模块，电源模块的输出端连接振荡模块并为振荡模块供电，振荡模块包括第一反相器组、第二反相器组、第三反相器组、可变电阻、固定电阻和第一电容，第一反相器组、第二反相器组和第三反相器组均包括奇数个首尾串联的反相器，第一反相器组的输入端连接输入压点和控制信号输入端，第一反相器组的输出端连接输出压点、固定电阻和第二反相器组的输入端，固定电阻的另一端连接可变电阻，可变电阻的另一端连接输入压点和第一电容，第一电容的另一端连接第二反相器组的输出端，第二反相器组的输出端还连接第三反相器组的输入端，第三反相器组的输出端连接时钟信号输出端；固定电阻与可变电阻的电阻电压系数和/或电阻温度系数互补，第一电容的电容电压系数小于第一阈值和/或电容温度系数小于第二阈值。其进一步的技术方案为，可变电阻采用熔丝结构，熔丝结构的可变电阻包括N个串联的熔丝电阻，每个熔丝电阻的两端分别连接一个晶体管的第一端和第二端，每个晶体管的第三端连接一个熔丝压点和一根熔丝，熔丝的另一端接地，N为正整数。其进一步的技术方案为，每个熔丝压点的另一端连接一个继电器，继电器的另一端连接第二电容，第二电容的另一端接地。其进一步的技术方案为，电源模块包括带隙基准模块和稳压模块，带隙基准模块的输出端连接稳压模块的输入端，稳压模块的输出端连接振荡模块。其进一步的技术方案为，带隙基准模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、PNP型的第一三极管、PNP型的第二三极管和PNP型的第三三极管；第一NMOS管的栅极与第二NMOS管的栅极互连且连接第一NMOS管的漏极，第一NMOS管的漏极还连接第一PMOS管的源极，第一PMOS管的漏极连接电源端，第一PMOS管的栅极接地，第一NMOS管的源极连接第一电阻，第一电阻的另一端接地；第二NMOS管的漏极连接第三NMOS管的漏极，第二NMOS管的源极连接第三NMOS管的源极，第三NMOS管的栅极与第四NMOS管的栅极互连且连接第四NMOS管的漏极，第三NMOS管的漏极还连接第二PMOS管的源极和偏置电压，第二PMOS管的漏极连接电源端，第四NMOS管的漏极还连接第三PMOS管的源极，第三PMOS管的漏极连接电源端，第二PMOS管的栅极与第三PMOS管的栅极互连且连接第二PMOS管的源极，第三NMOS管的源极还连接第二电阻，第二电阻的另一端连接第一三极管的发射极，第一三极管的基极和集电极分别接地，第四NMOS管的源极还连接第二三极管的发射极，第二三极管的基极和集电极分别接地；第四PMOS管的栅极连接偏置电压，第四PMOS管的漏极连接电源端，第四PMOS管的源极连接第三电阻，第三电阻的另一端连接第三三极管的发射极，第三三极管的基极和集电极分别接地，第四PMOS管与第三电阻的公共端连接带隙基准模块的输出端。其进一步的技术方案为，稳压模块包括第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第三电容、第四电容、第四电阻和第五电阻；第七NMOS管的栅极与第八NMOS管的栅极互连且连接第七NMOS管的漏极，第七NMOS管的源极和第八NMOS管的源极分别接地，第七NMOS管的漏极还连接第五PMOS管的源极，第五PMOS管的栅极连接偏置电压，第五PMOS管的漏极连接电源端，第八NMOS管的漏极分别连接第五NMOS管的源极和第六NMOS管的源极，第五NMOS管的栅极接地，第六NMOS管的栅极连接稳压模块的输入端，第五NMOS管的漏极连接第六PMOS管的源极，第六NMOS管的漏极连接第七PMOS管的源极，第六PMOS管的栅极与第七PMOS管的栅极互连且连接第六PMOS管的源极，第六PMOS管的漏极与第七PMOS管的漏极分别连接电源端，第七PMOS管的源极还分别连接第八PMOS管的栅极和第三电容，第三电容的另一端连接第四电容，第四电容的另一端接地，第三电容与第四电容的公共端连接第八PMOS管的源极和稳压模块的输出端，第八PMOS管的漏极连接电源端，第八PMOS管的源极还连接第四电阻，第四电阻的另一端连接第五电阻，第五电阻的另一端接地，第四电阻与第五电阻的公共端接地，第八PMOS管的源极还连接第九NMOS管的栅极，第九NMOS管的源极和漏极分别接地。其进一步的技术方案为，固定电阻为具备负电阻电压系数和负电阻温度系数的高阻多晶电阻，可变电阻为具备正电阻电压系数和正电阻温度系数的阱电阻，电容为双多晶电容。其进一步的技术方案为，时钟信号输出端设置有测试压点，测试压点用于振荡频率测试。本专利技术的有益技术效果是：1、采用电阻温度系数和/或电阻电压系数互补的固定电阻和可变电阻，以及采用电容温度系数和电容电压系数都较小的电容，可以较少输出频率随电源电压和温度的变化，也减少输出频率随寄生参数和加工工艺的影响，提高输出频率稳定度和精度。2、采用带隙基准模块和稳压模块组合构成电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RC振荡器，其特征在于，所述RC振荡器包括：电源模块和振荡模块，所述电源模块的输出端连接所述振荡模块并为所述振荡模块供电，所述振荡模块包括第一反相器组、第二反相器组、第三反相器组、可变电阻、固定电阻和第一电容，所述第一反相器组、所述第二反相器组和所述第三反相器组均包括奇数个首尾串联的反相器，所述第一反相器组的输入端连接输入压点和控制信号输入端，所述第一反相器组的输出端连接输出压点、固定电阻和所述第二反相器组的输入端，所述固定电阻的另一端连接所述可变电阻，所述可变电阻的另一端连接所述输入压点和所述第一电容，所述第一电容的另一端连接所述第二反相器组的输出端，所述第二反相器组的输出端还连接所述第三反相器组的输入端，所述第三反相器组的输出端连接时钟信号输出端；所述固定电阻与所述可变电阻的电阻电压系数和/或电阻温度系数互补，所述第一电容的电容电压系数小于第一阈值和/或电容温度系数小于第二阈值。

【技术特征摘要】
1.一种RC振荡器，其特征在于，所述RC振荡器包括：电源模块和振荡模块，所述电源模块的输出端连接所述振荡模块并为所述振荡模块供电，所述振荡模块包括第一反相器组、第二反相器组、第三反相器组、可变电阻、固定电阻和第一电容，所述第一反相器组、所述第二反相器组和所述第三反相器组均包括奇数个首尾串联的反相器，所述第一反相器组的输入端连接输入压点和控制信号输入端，所述第一反相器组的输出端连接输出压点、固定电阻和所述第二反相器组的输入端，所述固定电阻的另一端连接所述可变电阻，所述可变电阻的另一端连接所述输入压点和所述第一电容，所述第一电容的另一端连接所述第二反相器组的输出端，所述第二反相器组的输出端还连接所述第三反相器组的输入端，所述第三反相器组的输出端连接时钟信号输出端；所述固定电阻与所述可变电阻的电阻电压系数和/或电阻温度系数互补，所述第一电容的电容电压系数小于第一阈值和/或电容温度系数小于第二阈值。2.根据权利要求1所述的RC振荡器，其特征在于，所述可变电阻采用熔丝结构，所述熔丝结构的可变电阻包括N个串联的熔丝电阻，每个所述熔丝电阻的两端分别连接一个晶体管的第一端和第二端，每个所述晶体管的第三端连接一个熔丝压点和一根熔丝，所述熔丝的另一端接地，N为正整数。3.根据权利要求2所述的RC振荡器，其特征在于，每个所述熔丝压点的另一端连接一个继电器，所述继电器的另一端连接第二电容，所述第二电容的另一端接地。4.根据权利要求1所述的RC振荡器，其特征在于，所述电源模块包括带隙基准模块和稳压模块，所述带隙基准模块的输出端连接所述稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端连接所述振荡模块。5.根据权利要求4所述的RC振荡器，其特征在于，所述带隙基准模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、PNP型的第一三极管、PNP型的第二三极管和PNP型的第三三极管；所述第一NMOS管的栅极与所述第二NMOS管的栅极互连且连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的漏极还连接所述第一PMOS管的源极，所述第一PMOS管的漏极连接电源端，所述第一PMOS管的栅极接地，所述第一NMOS管的源极连接所述第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；所述第二NMOS管的漏极连接所述第三NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的源极，所述第三NMOS管的栅极与所述第四NMOS管的栅极互连且连接所述第四NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的漏极还连接所述第二PMOS管的源极和偏置电压，所述第二PMOS管的漏极连接所述电源端，所述第四NMOS管的漏极还连接所述第三PMOS管的源极，所述第三PMOS管的漏极连接所述电源端，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：居水荣，
申请(专利权)人：居水荣，
类型：发明
国别省市：江苏,32