[发明专利]一种频率可选择的低功耗振荡器电路

说明书

本发明公开了一种频率可选择低功耗振荡器电路，其包括频率选择单元(1)、偏置电流单元(2)、振荡单元(3)；其中，频率选择单元(1)产生频率选择信号F_sel输入至偏置电流单元(2)，偏置电流单元(2)为振荡单元(3)提供充电电流I1、I2，振荡单元(3)在I1、I2的作用下产生OSC时钟信号。本发明电路结构简单，省去了传统OSC中的比较器和控制部分，占用芯片面积小，功耗低；所述频率选择单元可进行OSC频率的改变与选择，使振荡电路能够进行不同模式的切换，灵活多变；所述电流源I1、I2由共源共栅电流镜来镜像电流，产生的电流稳定性高，实现了OSC振荡频率的稳定，很大程度地抑制制程漂移。

技术领域

本发明属于电子电路技术，特别涉及一种低功耗振荡器电路，可以用于DC-DC转换器中。

背景技术

振荡器电路作为一种频率源在各式各样的电子电路中使用，其在电子通信领域市场潜力很大。振荡器类型主要有四种：环形振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、张弛振荡器。环形振荡器电路简单，起振容易，但是没有延时网络频率不便于灵活选择，占用面积大。电感电容振荡器由于电感在电路中不易集成，因此很少被使用。晶体振荡器具有很高的精度和很低的温度系数，输出性能最优，但其成本很高且功耗较大，并没有广泛应用于电子领域。张弛振荡器利用电流周期性地对电容充放电来形成振荡，具有结构简单、输出稳定、线性度高等优点。振荡器的稳定性直接决定了开关电源控制的稳定性。

图1为传统振荡器的结构，电路主要由MOS管N1和N2，开关管N3和P1，比较器，电流源I1和I2及电容C组成。电源刚上电时，电容电压VC为低电平，此电平经过比较器产生一个逻辑电平，从而控制N3导通，P1关断，则电流I1对电容C充电，使得VC不断升高，当VC高于比较器高阈值电压VH时，输出逻辑发生跳变，从而使得N3关断，P1导通，则电流I2-I1对电容C进行放电，使得VC不断降低，直到VC降低到比较器低阈值电压VL时，输出逻辑再次发生跳变，此时又进入充电状态，这样持续的充放电就可以形成振荡波形。振荡周期由电流I1、I2、电容C以及阈值电压VH-VL决定。这种传统的结构比较器的设计较为复杂，电路功耗较大，占用面积大，电流源也是有外部偏置形成，导致其电流精度不高，使比较器的输出稳定度不够，另外，传统振荡器的输出频率单一，不能进行选择多变。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种频率可选择低功耗振荡器电路，电路结构简单，功耗较低，占用芯片面积小，输出稳定性高、频率精度高，且可以选择不同输出频率。

为实现上述目的，本发明包括：频率选择单元、偏置电流单元、振荡单元；

频率选择单元用来产生频率选择信号F_sel，其设有三个输入端，第一输入端连接使能信号EN，第二输入端连接频率控制信号FREQ，第三输入端连接偏置电流Ibias1，输出端输出频率选择信号F_sel信号至偏置电流单元；

偏置电流单元用来产生电容充电电流I1、I2，其设有两个输入端和两个输出端，第一输入端连接频率选择信号F_sel，第二输入端连接偏置电流Ibias2；第一输出端输出充电电流I1，第二输出端输出充电电流I2，为振荡单元提供充电电流；

振荡单元用来产生平稳的OSC振荡信号，其设有四个输入端，第一输入端连接充电电流I1，第二输入端连接充电电流I2，第三输入端连接偏置电压Vbias1，第四输入端连接偏置电压Vbias2，其输出端输出稳定的OSC振荡信号。

上述频率选择单元包括四个NMOS管N11～N14，一个电阻R和两个非门INV11、INV12，其中：

所述第一NMOS管N12与所述第二NMOS管N13组成电流镜，其源极共同接至GND，其栅极相连并连接至第一NMOS管N12漏极；第二NMOS管N13漏极经过所述第一电阻R连接频率控制信号FREQ；