[发明专利]一种高可靠性低功耗时钟振荡器

说明书

本发明公开了一种时钟振荡器，包括：放大器电路；第一电阻，所述第一电路连接在所述放大电路的两端；水晶晶体振荡电路，所述水晶晶体振荡电路与所述第一电阻耦合，并在输出端产生振荡输出；以及漏电流对策电路，漏电流对策电路连接到所述水晶晶体振荡电路的输入端，当所述输入端有漏电流时，漏电流对策电路提供所述漏电流的流动路径。

技术领域

本发明涉及时钟振荡器技术领域，具体而言，本发明涉及一种高可靠性低功耗时钟振荡器。

背景技术

在电子产品的实时时钟RTC(Real time clock)系统中需要精确的32.768KHz计时时钟。且RTC工作时一般都是使用电池。因此，对RTC电路系统要求低功耗设计。特别是32.768KHz水晶振荡器要求进行超低功耗设计。一些水晶振荡器厂家也专门开发了超低功耗水晶振荡器。对应的对于水晶振荡器放大电路也要求低功耗高可靠性设计。

水晶晶体振荡器是利用水晶晶体的压电效应制成的一种谐振器件，由于水晶晶体具有非常高的品质因数，因此水晶晶体振荡器能够产生频率准确而稳定的振荡波形，而广泛用于对振荡频率要求较高的钟表、军工、通信等领域。如图1示出一种典型的水晶振荡器放大电路。如图1所示，电容器C1，C2与水晶晶体一起构成选频网络，M1和M2构成反相器作为放大电路，反馈电阻Rf为放大器提供直流偏置。当振荡器电路满足小信号的起振条件，在电源上电的时候，由于电路中的噪声干扰作用，即开始有瞬变电流的产生，这个瞬变电流所包含的频带极宽，但是由于选频回路的选频作用，它只选择了本身谐振频率的信号，由于正反馈的作用，导致谐振频率信号越来越强，从而产生振荡输出。

然而，水晶振荡器的功耗和振荡稳定性由反相器和电阻Rf决定，当反相器的驱动能力强，且电阻Rf阻值较大是，振动器能稳定振荡，但功耗高。而当减小电阻Rf阻值和减小反相器驱动能力时，振荡器功耗小，但稳定性差甚至会不起振。例如当振荡器的输入、输出端口出现漏电流时会造成振荡器停振。因此，本领域需要一种高可靠性低功耗时钟振荡器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个实施例，提供一种时钟振荡器，包括：

放大器电路；

第一电阻，所述第一电路连接在所述放大电路的两端；

水晶晶体振荡电路，所述水晶晶体振荡电路与所述第一电阻耦合，并在输出端产生振荡输出；以及

漏电流对策电路，漏电流对策电路连接到所述水晶晶体振荡电路的输入端，当所述输入端有漏电流时，漏电流对策电路提供所述漏电流的流动路径。

在本发明的一个实施例中，所述放大器电路是第一晶体管，第一晶体管的源级与第一电流源相连，第一晶体管的漏极接地，所述第一电阻连接在第一晶体管的源级和栅极之间。

在本发明的一个实施例中，所述源级与栅极之间的直流电压差为零。

在本发明的一个实施例中，该时钟振荡器还包括第一电容，所述第一电容连接在所述输入端与所述第一晶体管的栅极之间。

在本发明的一个实施例中，所述第一电容起到割直通交作用，切断输入端漏电流对振荡器性能的影响但振荡的交流信号能通过该电容到达振荡器的输入端，使晶振电路正常工作。

在本发明的一个实施例中，所述漏电流对策电路包括第二电流源、第二电阻和第二晶体管，所述第二电流源与所述第二晶体管的源级相连，所述第二晶体管的漏极接地，所述第二电阻连接在所述第二晶体管的源级和输入端之间。

在本发明的一个实施例中，该时钟振荡器还包括：

第一二极管，其正极与电源相连，负极连接到输入端；以及

第二二极管，其正极连接到输入端，负极接地。