[实用新型]晶体振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶体振荡器。

背景技术

在现代通信系统中，晶体振荡器中的晶体因为它的独特的品质，高精度和高稳定度，而得到广泛的应用。由晶体及晶体驱动电路构成的振荡器被广泛应用于电视机、计算机、遥控器、手表等常见电子设备的各类振荡电路中，并且应用于通信系统中的频率发生器、数据处理设备中的时钟信号发生电路和特定系统的基准时钟信号发生电路等电路中。和其他的半导体电路一样，低功耗和高集成度也是晶体振荡器的发展趋势。

对于一般的集成电路，保持长时间稳定，并且受时间，外界碰撞等其他因素的影响较小的时钟是非常重要的，因为稳定的时钟是保证其它电路正常工作的基本条件。但是如果采用完全片上集成的办法，由于受工艺，温度等因素的影响，根本无法保证时钟频率的准确性和一致性。一般采用晶体振荡器来实现高精度，高稳定度的时钟。

同时，在RFID等电路中，电路功耗是一个非常关注的指标，电路功耗的增加会使电路需要感应更大的能量才能识别出来，所以低功耗的设计也是相当的重要，在晶体振荡器中，低功耗设计也是一种必然的发展趋势。对于一般电路而言，工作的环境，场合等条件的不同，理想的需要消耗的最低功耗也是不同的，这也是低功耗设计的一个一般原则，同样晶体振荡器采用此原则也是很有意义的。

对晶体驱动电路的两个端口提供合理的偏置是晶体振荡器正常工作的基本条件。现有技术通常采用两种方法向晶体驱动电路提供偏置，一种是采用大电阻(几十兆欧姆)，采用如此大的电阻，只是为提供偏置之用，又不能影响电路的其他性能，例如不能使晶体驱动电路的两个端口的交流信号因为这个电阻而相互影响，对于高集成度的电路而言，如此之大的电阻是难以接受的；还有一种方法就是用单位增益的运放提供偏置，但是这就要求运放不能将晶体驱动电路的两个端口钳制的过强，否则电路根本无法启动，所以这就要求运放的带宽很低，增益适中，因为如果增益带宽积过大，那么晶体驱动电路的两个端口信号必然会在振荡频率处产生影响，这是不希望看到的。但是，如果增益过低，无法为输入提供合适的静态工作点，影响电路的启动，同时运放的设计也有一定的复杂度，并且消耗的功耗较大，

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简单自偏置、低功耗的晶体振荡器。

一种晶体振荡器，包括晶体和晶体驱动电路，所述晶体驱动电路包括第一晶体管和向所述第一晶体管提供偏置电压的偏置电路，所述偏置电路控制所述第一晶体管的偏置电流，所述第一晶体管根据所述偏置电流向所述晶体提供振荡电压，所述偏置电路包括两个反接的二极管。

本实用新型优选的一种技术方案，所述二极管是PN结二极管或MOS管的寄生二极管。

本实用新型优选的一种技术方案，所述晶体驱动电路还包括第一电流镜电路和第二电流镜电路，所述第一、第二电流镜电路将电流源的电流成比例关系提供给所述第一晶体管。

本实用新型优选的一种技术方案，所述第一电流镜电路包括第二晶体和第三晶体，所述第二晶体管的栅极连接所述第一晶体管的栅极，所述第二晶体管的漏极连接直流电源，所述第三晶体管的栅极连接所述第二晶体管的漏极，所述第三晶体管的漏极连接所述第二电流镜电路，所述第一、第二、第三晶体管的源极接地，所述第一晶体管的漏极和栅极分别连接所述晶体的两端。

本实用新型优选的一种技术方案，所述晶体驱动电路还包括电流控制电路，所述电流控制电路根据所述晶体振荡器的振荡幅度反向控制所述第一、第二电流镜电路的偏置电流。

本实用新型优选的一种技术方案，所述电流控制电路包括第一电容、第二电容、一电阻、所述第二晶体管及所述直流电源，所述第一电容连接于所述第一、第二晶体管的栅极之间，所述第二电容连接于所述第三晶体管的栅极和地之间，所述电阻连接于所述第二晶体管的栅极和漏极之间。

本实用新型优选的一种技术方案，所述第二电流镜电路包括第四晶体和第五晶体，所述第四晶体管的栅极连接所述第五晶体管的栅极，所述第四晶体管的漏极连接第一电流镜电路，所述第四晶体管的栅极连接所述第四晶体管的漏极，所述第五晶体管的漏极连接所述第一晶体管的栅极，所述第四、第五晶体管的源极接地。

本实用新型优选的一种技术方案，所述第四晶体管的栅极与源极之间连接第三电容。

本实用新型优选的一种技术方案，所述第四、第五晶体管为PMOS晶体管。

本实用新型优选的一种技术方案，所述第二、第三晶体管为NMOS晶体管。