[发明专利]张驰振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及张驰振荡器，尤其涉及适合于快速切换、低噪声和低电流消耗很重要的应用的张驰振荡器。

背景技术

通常用反馈回路和切换装置(例如比较器或继电器)实施的张驰振荡器生成周期性输出信号。这些装置产生诸如方波的非线性输出信号。原理是用反馈回路和切换装置先将诸如电容器或电感器的能量存储装置充电到阈值水平，然后将其放电并且重复充电放电循环。充电放电行为会产生周期性的不连续波形，这个周期性的不连续波形于是可以被视为输出。

通常在常规张驰振荡器中在电流消耗与切换速度之间和电流消耗与噪声之间存在权衡。维持快速切换速度和低噪声对于张驰振荡器的低抖动操作(即离期望频率只有较小的偏差)很重要，但是通常需要较高的电流。这一点与现代的电池供电的装置的要求有冲突，因为在这类装置中减少电流消耗非常重要。本发明旨在解决这个问题。

发明内容

从第一方面，本发明提供一种张驰振荡器，其包括：

比较器，其包括：

晶体管差分对；

静态电流源；以及

动态电流源；以及

至少一个能量存储组件；

其中所述比较器布置成提供输出信号，所述输出信号触发能量存储组件的充电或放电，所述动态电流源在充电或放电被触发之前启用，并且在预定时间之后停用。

所属领域的技术人员将发现，根据本发明，当为能量存储装置充电时，张驰振荡器可以先用第一低静态电流操作，然后在比较器触发充电或放电之前启用第二动态高电流源。与常规张驰振荡器相比，这个临时较高电流可以有利地提供更精确的时序，减少噪声效应并且整体电流消耗更低。

本发明可以用单一能量存储组件实施。但是，在一组实施例中，提供多个能量存储组件-例如两个。在此类实施例中，可以使用输出信号在能量存储组件之间切换，从而使得一个能量存储组件可以在充电，同时另一个能量存储组件在放电。这样容许更高频率的输出。

静态或动态电流源可以采用本领域中本身已知的任何形式。然而，在一组实施例中，电流源中的任一个或两个是电流反射镜。申请人理解，在这个背景下使用电流镜特别有利，因为电流镜的功率效率高，而且会产生更精确的输出频率，其中输出频率与电流除以电容成比例。

在一组实施例中，振荡器布置成在能量存储组件两端使用电压以启用动态电流源。这样可能便于就在触发充电/放电之前启用动态电流源，或者在提供多个能量存储组件的情况下在能量存储组件之间切换。在一组实施例中，动态电流源包括至少一个开关晶体管，其布置成启用和停用动态电流源。在一组实施例中，所述开关晶体管的栅极导线连接到能量存储组件。在提供多个能量存储组件的情况下，可以提供分开的开关晶体管，其中每个开关晶体管可以具有栅极导线连接到相应能量存储组件。通过提供晶体管，晶体管的栅极连接到能量存储装置并且源极导线连接使得它能启用或停用动态电流源，这样可以有利地使动态电流源就在比较器触发任何充电或放电之前的时间接通。

存在多种不同的晶体管技术可供用于半导体装置制造。然而，对于低功率应用，场效应晶体管(FET)是最合适的技术，原因在于它的低电流操作要求。因而，在一组实施例中差分对和/或开关晶体管包括场效应晶体管。

本发明可以使用本领域中本身已知的任何能量存储组件实施。然而，优选地，该能量存储组件或每一能量存储组件包括电容器。电容器尤其非常适合用于切换速度和功率消耗很重要的应用。

可以使用来自比较器的输出信号控制在任何给定时刻多个能量存储组件中的哪个能量存储组件正在充电。在有些组实施例中，张驰振荡器包括能量存储充电控制模块，当从比较器接收到合适的信号时，该能量存储充电控制模块在能量存储组件之间切换。

当从第二方面看时，本发明提供一种电池供电的集成电路，其包括如上文所述的张驰振荡器。

附图说明

现将仅借助于实例且参考附图描述本发明的实施例，在这些附图中：

图1是本发明的示例性实施例的电路图；

图2是本发明的示例性实施例的时序图；

图3是现有技术的电路图；以及

图4是包括本发明的示例性实施例的一部分的比较器的电路图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的张驰振荡器2的示例性实施例的电路图。张驰振荡器2包括比较器4、两个电容器8、14、四个开关10、12、16、18和充电控制模块6。