[发明专利]一种用于张弛振荡器的可有效防止比较器错判的滤波电路

说明书

本发明公开了一种用于张弛振荡器的可有效防止比较器错判的滤波电路，相对于常规的张弛结构振荡器中的比较器，本发明对比较器的工作过程做了滤波处理，可有效滤除由于突波影响而对比较器造成的错判，使得振荡器工作更加稳定可靠。

技术领域

本发明用于集成电路设计领域，具体涉及一种用于张弛振荡器的可有效防止比较器错判的滤波电路。

背景技术

提到便携式电子产品中的时钟源，最先想到的便是晶振电路。的确，晶振电路以其良好的频率精确性和稳定性在消费类芯片中的发展和应用取得了巨大成功。然而，晶振电路仍然存在两个致命的弊端：首先，起振时间较长。虽然近年来国内外采用了多种技术手段来减小晶振的起振时间，但是，因其晶体固有特性制约，几百微秒甚至毫秒级别的起振时间仍是在许多应用条件下无法接受的；第二，晶体的使用必然带来成本的开销。一方面晶体的价格甚至比一些芯片价格还要贵，另一方面，还会带来PCB板的开销，在一些便携式产品的应用中越来越受制约。因此，时钟源的片上集成化已成为近年来消费类芯片设计研究的一个重要方向。

张弛振荡器以其成本低便于集成的特点而备受推崇，然而张弛振荡器输出频率的稳定性与精确性易受自身结构及外界环境影响而存在不足。图1是一个较为典型的张弛结构振荡器，其工作原理主要是偏置电流产生模块为电流源I提供偏置电流，在初始时刻电容C1被下拉到地，偏置电流流过C2给其充电至Vc2，当Vc2电压高于比较器的参考电压VREF时至比较器翻转，比较器翻转输出经RS触发器后再控制充放电电容开关导致电容C2被下拉到地，偏置电流流过C1给其充电，就这样此过程交替进行从而产生时钟输出。在这个结构中比较器翻转的正确与否直接影响到频率的准确性，然而，比较器在实际工作中极易受到来自电源纹波或者“地弹”的影响而产生错误的判断从而导致振荡器的输出频率产生偏差。例如，在图2中比较器的比较电压Vc1在电容放电的过程中由于受到“地弹”突波的影响而发生突变，就极易导致比较器发生错误的判断。

发明内容

本发明要解决的问题在于：针对常规的张弛振荡器电路中的比较器在工作过程中易受外界突波干扰而产生错误的判断从而导致振荡器的输出频率产生偏差的问题，提出了一种用于张弛振荡器的可有效防止比较器错判的滤波电路，本发明的主要特征在于：

所述的电路包括四个反相器、两个延时电路、两个二输入与非门、两个二输入与门以及一个D触发器；其中，四个反相器分别为INV1、INV2、INV3及INV4，两个延时电路分别为DL1、DL2；两个二输入与非门分别为NA1、NA2，两个二输入与门分别为AND1、AND2，一个D触发器为D0；二输入与门AND2的一个输入端接输入端口IN，二输入与门AND2的输出端接D触发器D0的时钟输入端CK，D触发器D0的复位端RN接复位引脚控制端R，D触发器D0的数据输出端Q接输出端口OUT，同时还接反相器INV4的输入端和反相器INV1的输入端，反相器INV4的输出端接D触发器D0的数据输入端D，反相器INV1的输出端接二输入与非门NA1的一端，同时还接到延时电路DL1的输入端，延时电路DL1的输出端接反相器INV2的输入端，反相器INV2的输出端接二输入与非门NA1的另一端，D触发器的数据输出端Q还接到延时电路DL2的输入端和二输入与非门NA2的一端，延时电路DL2的输出端接反相器INV3的输入端，反相器INV3的输出端接二输入与非门NA2的另一端，二输入与非门NA1的输出端接二输入与门AND1的一端，二输入与非门NA2的输出端接二输入与门AND1的另一端，二输入与门AND1的输出端接二输入与门AND2的另一个输入端。

本发明的主要特点在于：

1.结构简单：本发明仅在常规张弛结构振荡器中，巧妙的增加了一个滤波电路，该滤波电路仅由一些数字逻辑实现非常便于集成；

2.性能优良：该滤波电路的加入使得比较器输出在完成比较下降的过程中即使受到突波的干扰也不会对振荡频率产生影响；

应用广泛：本电路可广泛的应用于各种张弛结构的振荡器模块中，且较常规张弛振荡器无需过多的成本开销。