[发明专利]具有频率抖动功能的驰张振荡器

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种弛张振荡器，可减小开关电源系统带来的电磁干扰。

技术背景

从无线电、电视的发射机和接收机、示波器、信号发生器，到数字频率表等多种电子装置，都要使用振荡器，在各种规模数字系统中，振荡器更是系统工作的一个最基本的元部件，它是电源芯片里十分重要的一个模块。尤其是在开关电源领域中，振荡器电路是其核心功能部件，它对电路的信号处理性能有着极大的影响。其中，振荡器中的弛张振荡器广泛应用于开关电源管理类芯片中。

弛张振荡器，通常由给定的一个时常数电容在两个设定的高低阈值电压之间进行充、放电实现，其震荡频率反比于时常数电容的值。根据电路结构形式的不同，可以将弛张振荡器分成三类，即恒流弛张充放电式、RC充放电式和发射极耦合弛张式振荡器。对于RC充放电式振荡器，只要改变产生充放电流的电阻的大小和改变充放电电容的大小，就可以改变该振荡器的震荡频率。

图1为传统弛张振荡器方框图，它包括RC充放电模块101、第一比较器102、第二比较器103和RS触发器104；第一比较器102的正向输入端连接上阈值电压信号V₁，其负向输入端连接RC充放电模块101的输出充放电电压信号V_C，其输出连接RS触发器104输入端S；第二比较器103的正向输入端连接RC充放电模块101输出的充放电电压信号V_C，其负向输入端连接下阈值电压信号V₂，V₂<V₁；第二比较器103的输出端连接RS触发器104输入端R；该RS触发器104输出端为振荡器输出信号V_O。当充放电电压信号V_C低于下阈值电压信号V₂时，第一比较器102输出为高电平，第二比较器103输出为低电平，并通过RS触发器104控制充放电模块101充电，充放电电压信号V_C逐渐升高；当充放电电压信号V_C介于下阈值电压信号V₂与上阈值电压信号V₁之间时，第一比较器102输出高电平，第二比较器103输出高电平，RS触发器104输出保持原状态，充放电电压信号V_C将继续升高；当充放电电压信号V_C大于上阈值电压信号V₁时，第一比较器102输出低电平，第二比较器103输出高电平，并通过RS触发器104控制充放电模块放电，充放电电压信号V_C开始降低；当充放电电压信号V_C再次低于下阈值电压V₂时，充放电模块101又一次充电开始，如此反复形成一定周期的方波信号V_O。由此过程可以看出，该弛张振荡器输出的方波信号V_OSC的频率受充放电电容和充放电电流控制，由于弛张振荡器的充电电容和充放电流在设计后就不会改变，振荡频率也随之固定，这样电磁干扰噪声的能量将会很集中，使得开关电源系统将受到较大的电磁干扰，降低了开关电源系统的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述传统弛张振荡器的不足，提出一种具有频率抖动功能的弛张振荡器，以减少电磁干扰对电源系统的影响，提高开关电源系统的稳定性。

实现本发明目的技术思想：通过频率抖动控制模块周期性的线性增减振荡器模块的工作频率来分散各谐波干扰的能量，使个谐波的的电磁干扰辐射将分布在较宽的频率范围类，而不是局限在原先窄带范围，以降低该系统的电磁干扰辐射能量，克服电磁干扰对开关电源系统的影响。整个振荡器包括：

RC充放电网络201、第一比较器202、第二比较器203、RS触发器204和频率抖动控制模块205；

所述频率抖动控制模块205，用于将RS触发器204输出的方波信号V_O转化为一组逻辑控制信号Q₁～Q_n，n≥1，该组逻辑控制信号Q₁～Q_n连接到RC充放电网络201的输入端，用于控制该RC充放电网络中充放电电容的大小，使震荡器的输出方波信号V_O的频率周期性的线性变化；

所述RC充放电网络201，用于根据方波信号V_O的逻辑值，控制其内部充放电电容的充电或放电，产生充放电电压信号V_C给第一比较器202和第二比较器203。