[发明专利]一种低功耗双电容驰张型CMOS振荡器

说明书

技术领域

本发明属于开关电源技术，具体为一种低功耗双电容驰张型CMOS振荡器，是一种结构简单、低功耗的CMOS振荡器，尤其适用于便携式设备中。

背景技术

振荡器电路在许多电子电路应用中都可以看到。目前电子技术的发展，如DC/DC变换器、电容性的传感器、音频接收器和FM(频率调制)发生器等，正朝着小体积、高度集成的方向发展。作为这些设备必不可少的振荡器电路，也在朝着占用更少版图面积即更加有利于集成的方向发展。振荡器电路的好坏直接影响到开关电源系统的性能，所以对振荡器电路的要求也越来越高。

振荡器大致可以分为调谐振荡器和非调谐振荡器两大类。调谐振荡器产生近似于正弦波的输出，非调谐振荡器的输出通常为方波和三角波。由于非调谐振荡器不需要很多的分立元件而非常适合于集成电路中。非调谐振荡器大致有两种构成方式：一种是利用比较器来实现；另一种是通过CMOS构成的振荡环路利用自激机制实现。驰张型振荡器就是利用比较器来实现的，它具有良好的频率线性控制能力。低功耗、高效率是开关电源和便携式设备的一个趋势，所以，如何降低功耗、提高效率也是驰张型振荡器所面临的一个挑战。

图1描述了一种典型的双电容驰张型振荡器的电路原理图。双电容电路1是为了交替的控制比较电路2的输出，振荡器的频率是由恒流源I₀确定。但是该图所示的振荡器电路的功耗较大，而且对比较电路2中的比较器Comp₁和比较器Comp₂要求很高，否则将会出现逻辑时序上的紊乱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗双电容驰张型CMOS振荡器，该振荡器结构简单，可以减小功耗，提高效率。

本发明提供的低功耗双电容驰张型CMOS振荡器，包括双电容电路和RS触发器；其特征在于：它还包括比较电路，比较电路由比较器Comp₃和D触发器构成，双电容电路的二个输出端分别接比较器的二个同相输入端IN_P1、IN_P2，比较器的反相输入端IN_N接参考电压V_ref，比较器的输出端C_out接D触发器的触发沿，D触发器的二个输出端Q₁、Q₁~分别接RS触发器的二个输入端R、S，RS触发器的二个输出端Q₂、Q₂~分别接双电容电路的二个输入端，D触发器的其中一个输出端Q₁~作为总输出端V_out。

本发明的比较电路与现有的技术相比，具有低功耗、高效率的优点。本发明中的比较电路是由一个比较器和一个D触发器构成的，而在现有的技术中，比较电路是由两个比较器构成的。比较器Comp₃所消耗的电流与比较器Comp₁和Comp₂所消耗的电流差别不大，但本发明的比较电路中的D触发器是一个数字单元，它里面的晶体管都是工作在开关状态，静态电流很小，而且无需任何偏置电路，所以功耗很低。而比较器Comp₁和比较器Comp₂中的晶体管都是工作在饱和区，而且需要额外的偏置电路。总之，本发明的双电容驰张型振荡器电路结构新颖、简单，与现有的技术相比，大大降低了功耗、提高了效率。

附图说明

图1为现有的双电容驰张型振荡器的电路原理图；

图2为图1中比较器的具体电路图；

图3为本发明的双电容驰张型振荡器的电路原理图；

图4为对应于图3中比较器的第一种实施方式的电路图；

图5为对应与图3中比较器的第二种实施方式的电路图；

图6为对应于图3的一种具体实施方式的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。