[发明专利]一种具有精确高占空比输出的振荡器电路

权利要求书

1.一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，包括：两个电阻、电流源I1、两个PMOS管、两个NMOS管、两个电容、三个比较器、RS锁存器LATCH1、反相器INV1以及与非门NAND1；电阻R1的一端连接基准电压V_R1，另一端与电阻R2连接再与比较器CMP1的正端连接；电阻R2的另一端接地；电流源I1的正端连接电源电压VCC，负端V_B连接PMOS管MP1和MP2的源极；MP1的栅极分别与NMOS管MN1的栅极和RS锁存器LATCH1的输出端QN相连，漏极与MN1的漏极、电容C1的正端、CMP1的负端以及CMP2的负端相连；MN1的源极和电容C1的负端均接地；MP2的栅极分别与MN2的栅极、LATCH1的输出端Q以及与非门NAND1的一个输入端相连；MP2的漏极分别与MN2的漏极、电容C2的正端以及CMP3的负端相连；MN2的源极和C2的负端均接地；CMP1的输出连接反相器INV1的输入端；CMP2的输出连接LATCH1的输入端R；CMP3的输出连接LATCH1的输入端S；INV1的输出端连接NAND1的另一个输入端。

2.根据权利要求1所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，PMOS管MP2的栅极为振荡器电路的第二信号输出端V_OSC2；NAND1的输出作为振荡器的第一信号输出端V_OSC1。

3.根据权利要求1所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，振荡器电路包括三个工作阶段，分别为电容C2充电阶段、电容C1的第一充电阶段以及电容C1的第二充电阶段；其中电容C2充电阶段、电容C1的第一充电阶段以及电容C1的第二充电阶段依次循环，每一次循环为振荡器的一个周期，产生振荡器输出信号V_OSC1和V_OSC2。

4.根据权利要求3所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，电容C2充电阶段包括：电路的初始状态为V1＝1，V_OSC2＝0，此时MP2导通，MN2关断，C2开始恒流充电；由于MP1关断，MN2导通，使得V_C1＝0，V_OSC1＝1；当V_C2＝V_R1时，电容C2充电完成。

5.根据权利要求3所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，电容C1的第一充电阶段包括：当V_C2电压达到比较器CMP3的翻转阈值V_R2时，V1＝0，V_OSC2＝1，此时MP2关断，MN2导通，C2两端电压降为0；由于MP1导通，MN1关断，C1开始恒流充电，V_C2＝0，V_OSC1＝1，当V_C1＝V_R2时电容C1的第一充电阶段完成。

6.根据权利要求3所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，电容C1的第二充电阶段包括：当V_C1电压达到比较器CMP1的翻转阈值V_R2时，V1＝0，V_OSC2＝1，V_OSC1＝0，C1继续恒流充电；当V_C1电压达到比较器CMP2的翻转阈值V_R1时，V1＝1，V_OSC2＝0，V_OSC1＝1，电容C1的第二充电阶段完成。

7.根据权利要求3所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，振荡器周期计算表达式为：

其中，t₁为电容C2充电阶段的充电时间，t₂为电容C1的第一充电阶段充电时间，t₃为电容C1的第二充电阶段充电时间，C₁、C₂分别为电容C1、C2的容值，V_R1为基准电压，I₁为电流源I1的大小。

8.根据权利要求3所述的一种具有精确高占空比输出的振荡器电路，其特征在于，输出信号V_OSC1的占空比为：

输出信号V_OSC2的占空比为：

其中，t₁为电容C2充电阶段的充电时间，t₂为电容C1的第一充电阶段充电时间，t₃为电容C1的第二充电阶段充电时间，C₁、C₂分别为电容C1、C2的容值，V_R1为基准电压，V_R2为参考电压，R₁、R₂分别为电阻R1、R2的阻值。