[发明专利]全条件下实现产生高稳定性频率的振荡器结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路电路设计领域。

背景技术

振荡器(英文：oscillator)是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

振荡器种类很多，按振荡激励方式可分为白激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。

现有的振荡器结构受温度与电压影响比较大，无法实现在各种条件下的振荡频率的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全条件下实现产生高稳定性频率的振荡器结构，它可以在全温度与全工作电压范围内，实现振荡器输出频率的稳定。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种全条件下实现产生高稳定性频率的振荡器结构；包括：P1与R1，R2组成电流基准电流源；P2，C1，N1与组成镜像电流充放电路；比较器与施密特比较器组成迟滞比较器电路；P1，R1，R2之间的产生基准电压VR作为比较器CMP的比较输入端。

本发明的有益效果在于：在全温度与全工作电压范围内，实现振荡器输出频率的稳定。

P2镜像P1的电流，给C1充电，当C1的电位高于VR时，比较器CMP输出翻转，导致带迟滞特性的施密特触发器的输出翻转，控制N1管的导通，使得C1放电；

这时，C1电位下降，远低于VR，比较器CMP输出翻转，导致带迟滞特性的施密特触发器的输出翻转，控制N1管的关闭，P2继续给C1充电，完成一次振荡过程。

所述过程周而复始循环，振荡器输出一个固定的频率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，P1，R1，R2组成电流源基准，P2镜像P1的电流，给C1充电，当C1的电位高于VR时，比较器(CMP)输出翻转，导致带迟滞特性的施密特触发器(Schmitt trigger)的输出翻转，控制N1管的导通，使得C1放电，这时，C1电位下降，远低于VR，比较器(CMP)输出翻转，导致带迟滞特性的施密特触发器(Schmitt trigger)的输出翻转，控制N1管的关闭，P2继续给C1充电，完成一次振荡过程，上述过程周而复始循环，振荡器输出一个固定的频率。

对时钟的频率的最大要求就是在各种条件下实现输出频率的稳定，但是由于电源电压的变化，会引出基准电流源的变化，从而影响镜像过来的充电电流大小的变化，从而影响C1的充电时间，使得输出频率的不稳定。另外当温度变化时，电阻R1与R2的大小会明显变化，使得基准电流会比较明显的变化，使得最终的输出频率有明显变化。

但是在图1结构中，巧妙地利用了，P1，R1，R2分压产生的电压VR作为比较器的比较电平，当电源电压升高时，基准电流增大，C1的充电电流随着增大，但是VR由于电源电压电压的升高，亦随着升高，使得C1需要的充电最高电平随着升高，抵消了充电电流增大的影响，同理电源电压降低，也可实现充电时间保持不变的结果。

当受温度影响时，如温度升高，电阻变小(R1，R2采用负温度的电阻)，基准电流变大，C1的充电电流随着增大，但是VR由于电源电压电压的升高，亦随着升高，使得C1需要的充电最高电平随着升高，抵消了充电电流增大的影响，同理电源电压降低，也可实现充电时间保持不变的结果。

综上所述，图1的振荡器的结构，能够实现在电压与温度波动的情况下，实现稳定的频率输出。

在一款采用上述结构的振荡器作为基准时钟频率的霍尔传感器芯片，实现全条件下(1.8～3.6V的电源电压，与-40～85.C的工作温度)下，+-10％的采样频率的偏差，实现高稳定性的外部磁场信号的捕捉。

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。