[发明专利]晶体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器，多采用价格便宜且精准度高的石英晶体为时钟源。石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。由于该晶体振荡器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。

但石英晶体是无源器件，需配合振荡电路，才能正常工作。传统的晶体振荡器一般是基于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管))技术的，多数简单地采用大电阻，将CMOS反相放大器偏置于互补放大器状态，满足巴克豪斯起振条件，从而驱动石英晶体，产生所需时钟。其电路原理如图1所示。这种晶体振荡器，虽然结构简单，但是其在一个时钟周期内，存在很大的从电源到地的短路电流，因而，功耗比较大，此外，容易受到电源和地的噪声影响，直接影响振荡频率的稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶体振荡器，可以降低功耗，稳定振荡频率。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种晶体振荡器，包括幅度控制电路、反相放大器、反馈电阻，所述反相放大器的输出端连接所述幅度控制电路的输入端，所述幅度控制电路的输出端连接所述反相放大器的电流偏置端，所述反馈电阻的一端连接所述反相放大器的输入端，所述反馈电阻的另一端连接所述反相放大器的输出端。

本发明的晶体振荡器的工作原理是，在本发明的晶体振荡器开始工作时，幅度控制电路先产生起始振荡电流，将反相放大器偏置于增益比较大的状态，使得电路快速起振，同时，振荡的幅度信息反馈到幅度控制电路里，经峰值检测，产生控制信号反向调节振荡电流，使得幅度变大，振荡电流减小，最终达到一个平衡点，控制驱动石英晶体的能量在一个固定的范围，实现了振荡电流的自动控制，因而，不会产生从电源到地的过大的短路电流，降低了功耗，同时，由于石英晶体的能量被稳定在固定的范围，使其不易受到电源和地的噪声影响，稳定了振荡频率。

附图说明

图1为传统的晶体振荡器的电路原理图；

图2为本发明的晶体振荡器的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例的晶体振荡器的原理图；

图4为图2中的幅度控制电路在其中一个实施例中的结构示意图；

图5为本发明的晶体振荡器的另一个实施例的结构示意图；

图6为图5中的微调电容阵列在其中一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实现方式不限于此。

参见图2所示，为本发明的晶体振荡器的一个实施例的结构示意图。参见图3所示，为本发明实施例的晶体振荡器的原理图。

如图2所示，本实施例中的晶体振荡器，包括幅度控制电路10、反相放大器20反馈电阻30，反相放大器20的输出端vout连接幅度控制电路10的输入端vin，幅度控制电路10的输出端连接反相放大器20的电流偏置端，反馈电阻30的一端连接反相放大器20的输入端，反馈电阻30的另一端连接所述反相放大器20的输出端，其中，反相放大器20包括一接地端，该接地端接地。

上述本实施例的晶体振荡器的工作原理是，在本实施例的晶体振荡器开始工作时，幅度控制电路10先产生起始振荡电流，将反相放大器20偏置于增益比较大的状态，使得电路快速起振，同时，振荡的幅度信息反馈到幅度控制电路10里，经峰值检测，产生控制信号反向调节振荡电流，使得幅度变大，振荡电流减小，最终达到一个平衡点，控制驱动石英晶体的能量在一个合适的水平，实现了振荡电流的自动控制，因而，不会产生从电源到地的过大的短路电流，降低了功耗，同时，由于石英晶体的能量被稳定在固定的范围，使其不易受到电源和地的噪声影响，稳定了振荡频率。