[实用新型]一种高稳定度低功耗片上OSC电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高稳定度低功耗片上OSC电路，属于振荡器电路技术领域。

背景技术

振荡器作为一种频率源在大多数电子系统中是必不可少的组成部分，更是通信系统的核心。振荡器类型主要有四种：环形振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器和张弛振荡器。环形振荡器的电路较为简单，易发生振荡，也较容易集成，但是延时网络的频率不利于做出灵活的选择，功耗较高、相位噪声大。电感电容振荡器由于电感在集成电路中不易集成，因此很少被使用。晶体振荡器相对于环形振荡器和电感电容振荡器而言输出频率精度最高且不受温度和电源电压影响，性能指标最优。但是由于晶体振荡器的成本很高而且功耗也比环形振荡器和电感电容振荡器更大，故没有广泛应用于市场各种电子产品，只在一些对于振荡器频率精度要求非常高的领域内使用。张弛振荡器的原理则是利用电流周期性地对电容进行充放电完成振荡，这种振荡器具有结构简单、容易控制、线性度高、能产生锯齿波和方波等优点。

一种传统振荡器的结构如图1所述，电路主要由PMOS管M1和NMOS管M2，开关SW1和SW2、高位比较器和低位比较器以及控制部分组成。其工作过程如下：由PMOS管M1提供电流I1，由NMOS管M2提供电流I2。电源刚上电时，电容电压V_C为低电平，此电平经过比较器产生一个逻辑，从而控制SW1导通，SW2断开，则电流I1对电容C充电，使得V_C不断升高，当V_C高于高位比较器阈值电压V_H时，输出逻辑发生跳变，进而使得SW1关断，SW2导通，即电流I2对电容放电，使得V_C不断降低，直到V_C降低到低于低位比较器的阈值电压V_L时，输出逻辑再次发生跳变，此时又进入充电状态，这样不断反复就可以在电容器上输出连续不断的振荡波形。振荡周期由电流I1、I2，电容C以及阈值差V_H-V_L决定。这种传统的结构需要两个比较器，结构较为复杂，且面积较大，消耗功率较大，另外电流源由外部偏置形成的普通电流源，电流的稳定度不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高稳定度低功耗片上OSC电路，结构简单、占用芯片面积小、功耗小、高稳定性、频率稳定，应用于计时电路中，具有良好的实用价值。

为达到上述目的，本实用新型提供一种高稳定度低功耗片上OSC电路，包括充放电电路和控制电路；

所述充放电电路，由电流源对电容进行充放电，开关管控制电容的充放电；

所述控制电路，将所述充放电电路输出的电平状态进行转换，产生振荡器最终的输出信号，所述振荡器输出信号又控制所述充放电电路中开关管的开关；

所述充放电电路包括电流源I1、电流源I2、NMOS管M1、PMOS管M2、电容C1、电容C2；所述电流源I1的负极、所述PMOS管M2的源极和所述电容C2的下极板均连接直流电源VDD，所述电流源I1的正极与所述NMOS管M1的漏极相连接于节点D1，所述电容C1的上极板连接节点D1，所述电容C1的下极板、所述NMOS管M1的源极和所述电流源I2的正极连接地GND，所述PMOS管M2的栅极与所述NMOS管M1的栅极相连接于节点D3，所述电容C2的下极板与所述PMOS管M2的漏极相连接于节点D2，所述电流源I2的负极连接节点D2；

所述控制电路的输入端连接节点D1、节点D2，所述控制电路的输出端连接节点D3。

优先地，所述控制电路包括反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、反相器INV4、二输入或非门NOR1以及RS触发器；所述反相器INV1的输入端连接所述充放电电路中的节点D1，所述反相器INV1的输出端连接所述RS触发器的S端，所述反相器INV2的输入端连接节点D2，所述反相器INV2的输出端连接所述反相器INV3的输入端，所述反相器INV3的输出端连接所述RS触发器的R端，所述RS触发器的输出端Q接所述二输入或非门NOR1的其中一个输入端，所述二输入或非门NOR1的另一个输入端连接外部信号IN1，所述二输入或非门NOR1的输出端OSC接所述反相器INV4的输入端，所述反相器INV4的输出端连接节点D3。