一种RC张弛振荡器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种RC张弛振荡器，包括充放电电容C1以及根据充放电电容C1上充放电电流输出指定频率方波信号的数字逻辑电路，其特征在于：所述的张弛振荡器还包括充放电电流调节电路和电压基准电路，所述电压基准电路连接充放电电流调节电路，所述充放电电流调节电路输出的电流对充放电电容C1进行充放电。本实用新型专利技术的优点为通过充放电电流调节电路，可以方便的通过控制信号TRIM2[7:0]控制振荡器输出方波信号的频率，产生指定频率的方波信号；同时可以通过控制信号TRIM1[7:0]、SETP、SETN的合理配置，消除温度变化对充放电电流的影响，获得不受温度变化影响的指定频率方波信号。

【技术实现步骤摘要】
一种RC张弛振荡器
本技术属于振荡器电路领域，特别涉及一种具有可根据温度变化自动调节，保持充放电电流稳定来输出指定频率的RC张弛振荡器。
技术介绍
振荡器的分类有很多种，一种是根据振荡器产生的振荡波形不同，一般分为正弦波振荡器和张弛振荡器，其中，张弛振荡器的输出波形为矩形方波。而依据振荡器的电路实现方式分类，有一种电路实现是采用电阻电容电路实现，称为电阻电容振荡器，也称为RC振荡器。在早期的电子技术中，RC振荡器都是利用电阻和电容的充放电电路来实现。而在现代集成电路中，电阻常常采用电流源来替代。传统的RC张弛振荡器的电路如图1所示，其电路结构主要由恒定电流源(I1、I2)、充放电电容C、模拟比较器(COMP1、COMP2)、RS触发器等组成。其工作原理就是利用恒定电流对电容C进行充放电，从而产生脉冲波形。在张弛振荡器中，电容C两端的电压VC与比较器COMP1和COMP2输入端的参考电压VH和VL进行比较，当高于参考电压VH或者低于参考电压VL时，比较器的输出状态翻转，最终在RS触发器的输出端Q和QB送出一定频率的矩形方波信号。在充电电流恒定的情况下，电容C两端电压与充放电的时间近似线性关系，因此，可以通过对充电电流的设定来改变电容充放电的时间，从而改变脉冲波形的脉宽和周期。RC张弛振荡器的结构比较简单，所需的功耗也较小，成本较低，频率调节方便，易于集成到标准CMOS工艺集成电路中，应用非常广泛。但是，由于半导体工艺受到电源电压变化和温度变化的影响，RC张弛振荡器输出频率的精度也会产生较大的偏差，无法满足系统的精度要求。如果不采用内部恒定电流，而是采用外置高精度电阻，则可以获得精度更高的振荡频率，但是，如此以来，会增加系统的复杂程度，也会增加面积和成本。现有技术的张弛振荡器电路设计中，可采用调节内部电阻电容的方式来对输出振荡信号的频率进行调节，但是，对于电源电压的变化和温度的变化，尚不能自动准确的调节以稳定输出频率。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提供一种RC张弛振荡器，目的是提高张弛振荡器输出方波信号频率的稳定性，可以通过控制信号，控制振荡器输出方波信号频率，产生指定频率的方波信号；同时可以通过其他控制信号的合理配置，消除温度变化对充放电电流的影响，获得不受温度变化影响的指定频率方波信号。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种RC张弛振荡器，包括充放电电容C1以及根据充放电电容C1上充放电电流输出指定频率方波信号的数字逻辑电路，其特征在于：所述的张弛振荡器还包括充放电电流调节电路和电压基准电路，所述电压基准电路连接充放电电流调节电路，所述充放电电流调节电路输出的电流对充放电电容C1进行充放电。所述充放电电流调节电路包括微调电阻R3、微调电阻R4、放大器、晶体管M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M14、M15和M18，所述电压基准电路输出的基准电压信号VREF输入到放大器的负输入端，放大器的输出端连接晶体管M12的栅极，晶体管M12的源极分别连接放大器的正输入端和微调电阻R4的一端，微调电阻R4的另一端接地，微调电阻R4的控制输入端输入控制信号TRIM2[7:0]以调节微调电阻R4的阻值，晶体管M12的漏极连接晶体管M11的漏极，晶体管M11的源极连接电源VDD，晶体管M11的栅极分别连接晶体管M11的漏极、晶体管M13的栅极和晶体管M15的栅极，晶体管M13的源极、M15的源极均连接电源VDD，晶体管M13的漏极分别连接晶体管M8的漏极、晶体管M9的漏极、晶体管M14的漏极，晶体管M14的栅极连接晶体管M18的栅极，晶体管M14的漏极与其栅极连接，晶体管M18与晶体管M14的源极均接地；晶体管M8的源极与晶体管M7漏极连接，晶体管M7源极连接电源VDD，晶体管M7的栅极输入控制信号SETP，晶体管M8的栅极分别连接晶体管M6的栅极和漏极，晶体管M6的源极连接电源VDD，晶体管M6的漏极与晶体管M19的漏极连接，晶体管M19的源极接地，晶体管M19的栅极分别连接晶体管M5的栅极、晶体管M5的漏极和晶体管M9的栅极，晶体管M9源极与晶体管M10的漏极连接，晶体管M10的源极接地，晶体管M10的栅极输入控制信号SETN，晶体管M5的源极接地，晶体管M5的漏极与M4的漏极连接，晶体管M4的源极通过微调电阻R3与电源VDD连接，微调电阻的控制输入端输入控制信号TRIM1[7:0]，晶体管M15的漏极电流经第一开关为电容C1提供充电电流，晶体管M18的漏极电流经第二开关为电容C1提供放电电流。所述的微调电阻R3和微调电阻R4为数字可调电阻。所述的数字逻辑电路包括比较器COMP1、比较器COMP2、RS触发器、非门电路，所述的充放电电容C1两端的电压分别输入到比较器COMP1的正输入端和比较器COMP2的负输入端，比较器COMP1的负输入端和比较器COMP2的正输入端分别输入参考电压VH和参考电压VL，比较器COMP1的输出端和比较器COMP2的输出端分别输入到RS触发器的S引脚和R引脚，RS触发器的Q输出端通过非门电路输出方波信号CLK，RS触发器的Q输出端信号输入到第二开关、RS触发器的QB输出信号与第一开关连接。所述第一开关、第二开关分别为晶体管M16、晶体管M17，晶体管M15的漏极连接晶体管M16的源极，晶体管M16的栅极与RS触发器的QB引脚连接，晶体管M16的漏极分别连接晶体管M17的漏极和充放电电容C1的一端，充放电电容C1的另一端接地，晶体管M17的源极连接晶体管M18的漏极，晶体管M17的栅极连接RS触发器的Q引脚输出端。所述的电压基准电路包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、模拟运放、双极型晶体管Q1、双极型晶体管Q2、双极型晶体管Q3，晶体管M1、M2、M3的源极均连接电源VDD，晶体管M1的漏极分别连接双极型晶体管Q1的发射极和模拟运放的反相输入端，Q1的基极和集电极接地；晶体管M2的漏极分别与模拟运放的同相输入端连接、通过电阻R1与双极型晶体管Q2的发射极连接，Q2的基极与集电极接地；晶体管M3的漏极通过电阻R2连接双极型晶体管Q3的发射极、双极型晶体管Q3的基极和集电极接地，模拟运放的输出端分别连接晶体管M1的栅极、M2的栅极、M3的栅极、M4的栅极，晶体管M3的漏极输出基准电压VREF。本技术的优点为通过充放电电流调节电路，可以方便的通过控制信号TRIM2[7:0]控制振荡器输出方波信号的频率，可产生指定频率的方波信号；同时可以通过控制信号TRIM1[7:0]、SETP、SETN的合理配置，消除温度变化对充放电电流的影响，获得不受温度变化影响的指定频率方波信号。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是现有技术中RC张弛振荡器的原理图；图2是本技术的RC张弛振荡器的电路原理图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。一种RC张弛振荡器，包括充放电电容C1以及根据充放电电容C1上充放电电流输出指定频率方波信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RC张弛振荡器，包括充放电电容C1以及根据充放电电容C1上充放电电流输出指定频率方波信号的数字逻辑电路，其特征在于：所述的张弛振荡器还包括充放电电流调节电路和电压基准电路，所述电压基准电路连接充放电电流调节电路，所述充放电电流调节电路输出的电流对充放电电容C1进行充放电。

【技术特征摘要】
1.一种RC张弛振荡器，包括充放电电容C1以及根据充放电电容C1上充放电电流输出指定频率方波信号的数字逻辑电路，其特征在于：所述的张弛振荡器还包括充放电电流调节电路和电压基准电路，所述电压基准电路连接充放电电流调节电路，所述充放电电流调节电路输出的电流对充放电电容C1进行充放电。2.如权利要求1所述的一种RC张弛振荡器，其特征在于：所述充放电电流调节电路包括微调电阻R3、微调电阻R4、放大器、晶体管M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M14、M15和M18，所述电压基准电路输出的基准电压信号VREF输入到放大器的负输入端，放大器的输出端连接晶体管M12的栅极，晶体管M12的源极分别连接放大器的正输入端和微调电阻R4的一端，微调电阻R4的另一端接地，微调电阻R4的控制输入端输入控制信号TRIM2[7:0]以调节微调电阻R4的阻值，晶体管M12的漏极连接晶体管M11的漏极，晶体管M11的源极连接电源VDD，晶体管M11的栅极分别连接晶体管M11的漏极、晶体管M13的栅极和晶体管M15的栅极，晶体管M13的源极、M15的源极均连接电源VDD，晶体管M13的漏极分别连接晶体管M8的漏极、晶体管M9的漏极、晶体管M14的漏极，晶体管M14的栅极连接晶体管M18的栅极，晶体管M14的漏极与其栅极连接，晶体管M18与晶体管M14的源极均接地；晶体管M8的源极与晶体管M7漏极连接，晶体管M7源极连接电源VDD，晶体管M7的栅极输入控制信号SETP，晶体管M8的栅极分别连接晶体管M6的栅极和漏极，晶体管M6的源极连接电源VDD，晶体管M6的漏极与晶体管M19的漏极连接，晶体管M19的源极接地，晶体管M19的栅极分别连接晶体管M5的栅极、晶体管M5的漏极和晶体管M9的栅极，晶体管M9源极与晶体管M10的漏极连接，晶体管M10的源极接地，晶体管M10的栅极输入控制信号SETN，晶体管M5的源极接地，晶体管M5的漏极与M4的漏极连接，晶体管M4的源极通过微调电阻R3与电源VDD连接，微调电阻的控制输入端输入控制信号TRIM1[7:0]，晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊，卢君明，黄继颇，
申请(专利权)人：安徽赛腾微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34