[发明专利]一种高精度振荡器及频率产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体地说更涉及一种高精度振荡器及频率产生方法。

背景技术

振荡器，简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置，一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能，能够完成从直流电到交流电的转化。其种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、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。

为使振荡器提供高精度的频率，现有技术通常采用ROSC（Relaxation Oscillator，弛张振荡器），如图1所示，利用多级(通常为奇数级)振荡器叠加产生频率源已达到更高的精度，但该种实现方式中，ROSC因为内部晶体管的参数受到温度和电源的影响很大，所以误差很难修正。

如图2所示，若采用恒流充放电类型的振荡器，即有两个充电和放电的电流源，两个开关（PMOS和NMOS），一个电容，两个比较器：比较器1和比较器2，一个RS触发器。对电容充到过了2/3的电源电压的时候，比较器1的输出变高，触发器输出高，NMOS开关导通，放电；放电放到过了1/3的电源电压的时候，比较器2的输出变高，触发器输出低，PMOS开关导通，充电；两段时间加上比较器等一些延时的总和就是振荡器的时钟周期。该振荡器电路，因为比较器的延时波动很大，受温度和电源影响大，频率误差很难做小，从而导致振荡器的精度不稳定或精度不高。

发明内容

本发明实施例的目的在于针对上述现有振荡器精度不高的问题，提供一种高精度振荡器及频率产生方法，以提高振荡器的精度，减少电路的温漂效应，同时简化电路结构，降低振荡器电路的成本。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种高精度振荡器是通过以下技术方案实现的:

一种高精度振荡器，所述振荡器包括：

带隙基准电压源BANDGAP，用来提供稳定的基准电压；

跨导放大器，与所述BANDGAP相连；

低通滤波器，与所述跨导放大器相连；

压控振荡器，与所述低通滤波器和跨导放大器分别相连，当当前频率Fclk偏离目标频率值，对当前频率进行调整，直到达到目标频率值；

偏置电流源，与所述压控振荡器相连，接收所述压控振荡器输出的频率Fclk，并转化Fclk为电流I1；

低温漂电阻R1，与所述偏置电流源相连。

为了实现前述发明目的,本发明实施例还提供了一种振荡器频率产生方法,所述方法包括以下步骤:

所述振荡器由带隙基准电压源BANDGAP、跨导放大器、低通滤波器、压控振荡器、低温漂电阻R1组成，其中，所述偏置电流源电路为调整内环；所述带隙基准电压源BANDGAP、跨导放大器、低通滤波器、偏置电流源和低温漂电阻R1组成调整外环；

根据目标频率值Fclk得到目标电流值；

根据所述目标电流值，设定所述低温漂电阻R1的值；

当当前频率偏离目标频率值，所述压控振荡器对当前频率进行调整，直到达到目标频率值。

为了实现前述发明目的,本发明实施例还提供了另一种振荡器频率产生方法,所述方法包括以下步骤:

所述振荡器由带隙基准电压源BANDGAP、跨导放大器、低通滤波器、压控振荡器、低温漂电阻R1组成，其中，所述偏置电流源电路为调整内环，所述低温漂电阻内置于所述调整内环，并与所述偏置电流源串联；所述带隙基准电压源BANDGAP、跨导放大器、低通滤波器和偏置电流源组成调整外环；

根据目标频率值得到目标电流值；

根据所述目标电流值，设定所述低温漂电阻R1的值；

当当前频率Fclk偏离目标频率值，所述压控振荡器对当前频率Fclk进行调整，直到达到目标频率值。