高精度振荡器制造技术

一种高精度振荡器，包括：基准电压源、电阻分压电路、运算放大器、比较器、状态寄存器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、积分器电容C1、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST（复位）信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6及充电电阻R4。本实用新型专利技术的有益效果在于：1，当外部工作环境温度从-40°C到125°C变化时，其输出频率变化<0.5%。2，在外部工作电压发生变化时（如2.2V到3.6V），本实用新型专利技术的高精度振荡器依然可以输出精准稳定的频率（频率变化<0.2%）而只需要消耗较少的工作电流。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路
，具体涉及一种振荡电路或振荡器。
技术介绍
如今，在很多精密控制领域或高精电子设备中，需要用到精度更高、稳定性更好的振荡器，作为参考频率产生电路的关键部分。现有技术存在有多种多样的片上集成RC振荡器电路结构。它们有的具有较为宽广的工作电压，有的具有比较好的温漂系数。对于的输出频率的温漂系数达到土 1%的Re振荡器(-40° C到125° C)，它是达到了精准的要求。但往往需要消耗很大的工作电流。因此对于现有的片上集成RC振荡器，要么它的工作电压范围很宽，但是温漂系数不够好；要么它的温漂系数好，但功耗较大。在一些要求更高的应用场合，具有±1%温漂系数的片上集成RC振荡器(-40° C到125° C)依然无法胜任。它们不但要求更好的温漂系数(比如〈O. 5%，在-40° C到125° C温度范围)，同时也要求具有宽广的工作电压和较低的功耗。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高精度振荡器，能够提供更精准稳定的频率，具有极低的温漂系数和宽广的工作电压，同时具有较低的功耗。本技术目的可以由以下技术方案实现—种高精度振荡器，其特征在于，包括基准电压源、电阻分压电路、运算放大器、比较器、状态寄存器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、积分器电容Cl、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST (复位)信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6及充电电阻R4 ；第一切换电容C2与SELB信号控制的开关单兀S4并联后与SEL信号控制的开关单元S2串联，构成第一切换电容充放电电路；第二切换电容C3与SEL信号控制的开关单元S5并联后与SELB信号控制的开关单元S3串联，构成第二切换电容充放电电路；第一切换电容充放电电路、第二切换电容充放电电路及RSTB信号控制的开关单元S6并联后一端接地，另一端分别经电阻R5后连接运算放大器的输入端、比较器的输入端，该另一端还经充电电阻R4、RST信号控制的开关单元SI后连接基准电压源的输出端；运算放大器的“ + ”输入端接电阻分压电路的输出端，运算放大器的输出端连接比较器的“+”输入端；运算放大器的输出端与输入端间串接积分器电容Cl ；状态寄存器是带异步复位的D触发器，比较器的输出端连接D触发器的“CK”端，D触发器的“Q”端和“D”端之间串接第一反相器，D触发器的“RN”端连接第二反相器，D触发器的“Q”端顺序连接第三反相器、第四反相器、第五反相器；D触发器的“RN”端为系统复位信号RST,第二反相器输出端为RST的反相信号RSTB,第三反相器输出端为SEL信号,第四反相器输出端为SELB信号,第五反相器输出端为CLK信号。作为具体的技术方案，所述电阻分压电路由顺序串联在基准电压源输出端与地之间的第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压可调电阻R3构成，第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2的节点为分压后参考电压Vr的输出端。作为进一步的技术方案，所述第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2是同种温度系数的电阻，第三分压可调电阻R3为与Rl，R2相反温度系数的电阻。作为进一步的技术方案，所述运算放大器的输入端经一积分器电阻R5接第一切换电容充放电电路、第二切换电容充放电电路的并联端；作为可替换的技术方案，所述积分器电阻R5、运算放大器和积分器电容Cl共同构成的一阶积分器电路由一有源反相低通滤波器代替。作为可替换的技术方案，所述充电电阻R4由一电流源替代。本技术目的还可以由以下技术方案实现一种高精度振荡器，其特征在于，包括基准电压源、电阻分压电路、比较器、状态寄存器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6及充电电阻R4 ；第一切换电容C2与SELB信号控制的开关单兀S4并联后与SEL信号控制的开关单元S2串联，构成第一切换电容充放电电路；第二切换电容C3与SEL信号控制的开关单元S5并联后与SELB信号控制的开关单元S3串联，构成第二切换电容充放电电路；第一切换电容充放电电路、第二切换电容充放电电路及RSTB信号控制的开关单元S6并联后一端接地，另一端连接比较器的输入端，该另一端还经充电电阻R4、RST信号控制的开关单元SI后连接基准电压源的输出端；比较器的“ + ”输入端接电阻分压电路的输出端；状态寄存器是带异步复位的D触发器，比较器的输出端连接D触发器的“CK”端，D触发器的“Q”端和“D”端之间串接第一反相器，D触发器的“RN”端连接第二反相器，D触发器的“Q”端顺序连接第三反相器、第四反相器、第五反相器；D触发器的“RN”端为系统复位信号RST，第二反相器输出端为RST的反相信号RSTB,第三反相器输出端为SEL信号,第四反相器输出端为SELB信号,第五反相器输出端为CLK信号。本技术的有益效果在于1，当外部工作环境温度从-40° C到125° C变化时，其输出频率变化〈O. 5%。2，在外部工作电压发生变化时(如2. 2v到3. 6v)，本技术的高精度振荡器依然可以输出精准稳定的频率(频率变化〈O. 2%)而只需要消耗较少的工作电流。附图说明图1为实施例一提供的一种闻精度振荡器的电路原理图。图2为图1电路原理图的工作时序图。图3为实施例四提供的一种简化的低功耗振荡器电路原理图。图4为图3电路原理图的工作时序图。以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。具体实施方式实施例一结合图1及图2所示，本实施例提供的高精度振荡器包括基准电压源100、运算放大器(OPA) 101、比较器(CMP) 102、第一反相器103、状态寄存器104、第二反相器105、第三反相器106、第四反相器107、第五反相器108、积分器电容Cl、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压可调电阻R3、充电电阻R4及积分器电阻R5。第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压可调电阻R3顺序地串联在基准电压源100的输出端与地之间，构成电阻分压电路。基准电压源105产生的基准电压源输出电压VREF通过电阻分压电路Rl，R2，R3进行分压，第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2的节点为分压后参考电压Vr的输出端。其中，Rl和R2是同种温度系数的电阻，而R3为与R1，R2相反温度系数的电阻。基于此,可以通过R3来调整个振荡器的频率对温度的敏感系数。第一切换电容C2与SELB信号控制的开关单兀S4并联后与SEL信号控制的开关单元S2串联，构成第一切换电容充放电电路；第二切换电容C3与SEL信号控制的开关单元S5并联后与SELB信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度振荡器，其特征在于，包括：基准电压源、电阻分压电路、运算放大器、比较器、状态寄存器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、积分器电容C1、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6及充电电阻R4；第一切换电容C2与SELB信号控制的开关单元S4并联后与SEL信号控制的开关单元S2串联，构成第一切换电容充放电电路；第二切换电容C3与SEL信号控制的开关单元S5并联后与SELB信号控制的开关单元S3串联，构成第二切换电容充放电电路；第一切换电容充放电电路、第二切换电容充放电电路及RSTB信号控制的开关单元S6并联后一端接地，另一端分别连接运算放大器的“?”输入端、比较器的“?”输入端，该另一端还经充电电阻R4、RST信号控制的开关单元S1后连接基准电压源的输出端；运算放大器的“+”输入端接电阻分压电路的输出端，运算放大器的输出端连接比较器的“+”输入端；运算放大器的输出端与“?”输入端间串接积分器电容C1；状态寄存器是带异步复位的D触发器，比较器的输出端连接D触发器的“CK”端，D触发器的“Q”端和“D”端之间串接第一反相器，D触发器的“RN”端连接第二反相器，D触发器的“Q”端顺序连接第三反相器、第四反相器、第五反相器；D触发器的“RN”端为系统复位信号RST，第二反相器输出端为RST的反相信号RSTB，第三反相器输出端为SEL信号，第四反相器输出端为SELB信号，第五反相器输出端为CLK信号。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度振荡器，其特征在于，包括基准电压源、电阻分压电路、运算放大器、比较器、状态寄存器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、积分器电容Cl、第一切换电容C2、第二切换电容C3、RST信号控制的开关单元S1、SEL信号控制的开关单元S2、SELB信号控制的开关单元S3、SELB信号控制的开关单元S4、SEL信号控制的开关单元S5、RSTB信号控制的开关单元S6及充电电阻R4 ；第一切换电容C2与SELB信号控制的开关单元S4并联后与SEL信号控制的开关单元 S2串联，构成第一切换电容充放电电路；第二切换电容C3与SEL信号控制的开关单元S5 并联后与SELB信号控制的开关单元S3串联，构成第二切换电容充放电电路；第一切换电容充放电电路、第二切换电容充放电电路及RSTB信号控制的开关单元S6并联后一端接地，另一端分别连接运算放大器的输入端、比较器的输入端，该另一端还经充电电阻R4、 RST信号控制的开关单元SI后连接基准电压源的输出端；运算放大器的“+”输入端接电阻分压电路的输出端，运算放大器的输出端连接比较器的“+”输入端；运算放大器的输出端与输入端间串接积分器电容Cl ；状态寄存器是带异步复位的D触发器，比较器的输出端连接D触发器的“CK”端，D触发器的“Q”端和“D”端之间串接第一反相器，D触发器的“RN”端连接第二反相器，D触发器的“Q”端顺序连接第三反相器、第四反相器、第五反相器山触发器的“RN”端为系统复位信号RST,第二反相器输出端为RST的反相信号RSTB,第三反相器输出端为SEL信号,第四反相器输出端为SELB信号,第五反相器输出端为CLK信号。2.根据权利要求1所述的高精度振荡器，其特征在于所述电阻分压电路由顺序串联在基准电压源输出端与地之间的第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压可调电阻R3 构成，第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2的节点为分压后参考电压Vr的输出端。3.根据权利要求2所述的高精度振荡器，其特征在于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海涛，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：