[实用新型]具有调频功能的单开关控制振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及振荡器，具体涉及一种具有调频功能的单开关控制振荡器。

背景技术

振荡器电路在集成电路中早已得到广泛的应用，作用在于为系统电路提供时钟信号。技术的不断发展和进步，对集成电路系统的功耗提出了更高的要求。振荡器电路决定系统的工作频率，能否在很宽的输出负载范围内，根据负载大小自动调节系统的工作频率对于提高系统在不同负载下的效率有着重要的意义。因此振荡器电路的设计成为系统低功耗解决方案中的关注热点。

现有的振荡器一般采用双开关控制充放电，并通过减小电容的放电电流来增大电容的放电时间，从而降低振荡器的输出信号频率，以便在轻载或空载时节省功耗。但采用双开关分别控制电容充放电的方式使控制过程不统一，切换时间较长，而减小电容的放电电流只能单一地对电容的放电时间进行控制，不利于对时钟频率进行精确控制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有调频功能的单开关控制振荡器，该振荡器采用单开关控制充放电结构，使控制结构更简单，切换更迅速，并可以通过调节电容充放电电压的范围实现对电容的充放电时间同时进行控制，得到较理想、较精确的调频范围。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有调频功能的单开关控制振荡器，包括振荡单元和频率调控单元，其特征在于，所述振荡单元包括一个电容、与该电容的第一端连接的第一电流源和第二电流源、一个具有三个输入端的比较器，其中比较器的第一输入端与电容的第一端连接，电容的第二端接地；所述频率调控单元通过提高第一参考电压增大所述电容的充放电时间，减小振荡器的输出信号频率。

所述第一电流源产生第一电流用于向所述电容充电，第二电流源产生第二电流用于使所述电容放电。

所述电容的第一端和第二电流源之间连接有开关，开关的断开和闭合控制所述电容的充电和放电，所述开关的断开和闭合由比较器的输出信号控制。

所述频率调控单元包括一个差分电路，该差分电路的一路输入为第二参考电压，该第二参考电压为系统产生的第二基准电压，另一路输入为系统的反馈电压，该差分电路提供电流给一电阻，使该电阻上产生叠加到系统产生的第一基准电压上的分量电压。

所述频率调控单元包括一个电压叠加电路，用于将所述第一基准电压与所述分量电压叠加，叠加后的电压输入到比较器的第三输入端。

所述比较器的第三输入端的电压与第二输入端的电压之差为第一参考电压，该第二输入端电压为系统产生的第三基准电压。

所述比较器的输出端输出时钟信号。

所述比较器的输出端连接一反相器的输入端，该反相器的输出端输出时钟信号。

本实用新型一种具有调频功能的单开关控制振荡器，包括振荡单元和频率调控单元，主要应用在PWM电源转换系统中。振荡单元的充电电路和放电电路共用一个开关进行控制，通过电容充电和放电的切换，得到一定频率和占空比的时钟信号。频率调控单元通过提高第一参考电压增大电容的充放电电压，从而增加切换时间，减小振荡器的输出信号频率，实现系统在轻载或空载的时候节省功耗。

第一参考电压由比较器的第三输入端和第二输入端的电压差决定。起始状态下，比较器输出端输出低电平，开关断开。当振荡单元的第一电流源充电使电容上的电压增加值达到第一参考电压大小时，比较器的输出跳变，开关闭合，电容放电，当电容上的电压减少值达到第一参考电压大小时，比较器的输出再次跳变，开关重新断开。如此重复，输出一个频率和占空比固定的时钟信号。

系统在轻载或空载的时候，系统提供的反馈电压降低，当该反馈电压接近或小于第二参考电压的时候，通过电压叠加电路将一个分量电压与系统产生的第一基准电压叠加，使比较器第三输入端的电压增大，第一参考电压增大，使电容的充放电时间增大，时钟信号频率减小。

本实用新型的有益效果在于，采用单开关控制充放电结构，使控制结构更简单；通过调节电容充放电电压的范围，实现对电容的充放电时间同时进行控制，得到较理想调频范围；通过对具体电路参数的设置，本实用新型可以精确地控制时钟信号的最小频率，为系统提供了一个简单、合理、有效的低功耗解决方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的阐述。

图1是本实用新型具有调频功能的单开关控制振荡器的原理结构图；

图2是本实用新型在集成电路应用中的具体电路图。

具体实施方式