[发明专利]一种电容内置的晶体振荡电路

说明书

一种电容内置的晶体振荡电路，包括两个单端放大器A23和A24、两个内置电容C21和C22、反相驱动电路I25和限压电路I26；单端放大器A23的输入端连接到晶体管脚XI，输出端连接到内置电容C21的负端，内置电容C21的正端连接到晶体管脚XI；单端放大器A24的输入端连接到晶体管脚XO，输出端连接到内置电容C22的负端，内置电容C22的正端连接到晶体管脚XO；内置电容C21和内置电容C22的电容值相等。本发明所述晶体振荡电路，只需通过集成少量电容，实现了等效的晶体负载电容内置，且能够有效的保证电容容值精度。该发明将有助于降低电子钟表类产品的成本，取得在市场上的优势。

技术领域

本发明涉及的是集成电路设计的技术领域，具体发明内容为一种电容内置的晶体振荡电路。

背景技术

作为高精度时钟源，晶体振荡器自问世以来，广泛的应用在通信、广播、雷达等现代电子系统和设备中。时间频率综合测试仪等时频计量仪器必需一颗高精度晶体振荡器提供时基；作为精密时频的原子钟，也需要一颗高精度晶体振荡器。总之，具有“心脏”之称的频率源作为电子系统的核心部件，越来越大程度地决定着整个电子系统的性能。

传统晶体振荡电路，如图1所示。输入脚XI和输出脚XO需分别接一个负载电容到地，晶体振荡器电路为一个反相器，晶体的XI和XO之间需要连接一个反馈电阻，反馈电阻可以集成在芯片内部，也可连接在外部。为了保证晶体振荡频率的精确度，一般负载电容会采用价格较高的高精度低温度系数的贴片电容，这样就会导致所需元器件成本的增加。如果设计上直接在芯片上集成两个的22pF电容，由于两个电容所占面积很大，会占据整个芯片大部分面积，在芯片设计和版图设计上是不可取的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：随着消费类电子产品的发展，电子钟表类产品的竞争越来越激烈。而晶体振荡器是电子钟表类产品的核心电路，为了保证钟表的时间精度，一般外部会采用价格较高的高精度低温度系数的贴片电容。对于钟表类产品上常用的频率为32768Hz的晶体，晶体两端的两个电容的容值都为22pF。如果设计上直接在芯片上集成两个的22pF电容，由于两个电容所占面积很大，会占据整个芯片大部分面积，在芯片设计和版图设计上是不可取的。而采用本发明所述晶体振荡电路，只需通过集成少量电容，实现了等效的晶体负载电容内置，且能够有效的保证电容容值精度。该发明将有助于降低电子钟表类产品的成本，取得在市场上的优势。

为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种电容内置的晶体振荡电路，其特征在于，其包括两个单端放大器A23和A24、两个内置电容C21和C22、反相驱动电路I25和限压电路I26；

单端放大器A23的输入端连接到晶体管脚XI，输出端连接到内置电容C21的负端，内置电容C21的正端连接到晶体管脚XI；

单端放大器A24的输入端连接到晶体管脚XO，输出端连接到内置电容C22的负端，内置电容C22的正端连接到晶体管脚XO；

内置电容C21和内置电容C22的电容值相等；

单端放大器，NMOS管M33的栅极为输入端I，M33的源端连接到电阻R31的一端，电阻R31的另一端连接到地，M33的漏端连接到电阻R32的一端，电阻R32的另一端连接到电源，M33的漏端为单端放大器的输出端O；

限压电路I26，NMOS管M41的栅极连接到晶体管脚XO，M41的源极接地，M41的漏极与PMOS管M42的漏极和栅极、PMOS管M43的栅极、电容C45的正端相连，M43的漏极与M44的漏极和栅极、电流源I46的正端相连，作为反相驱动电路I25的电流偏置IBIAS，电流源I46的负端接地，PMOS管M42、M43、M44的源极都接电源；

反相驱动电路I25，NMOS管M51的栅极连接到晶体管脚XI，漏极接地；M51的漏极与PMOS管M52的漏极相连，连接到晶体管脚XO；M52的栅极连接到限压电路I26的输出IBIAS，M52的源极接电源。