專利名稱：振蕩器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振蕩器電路，且特別涉及一種具有放大一電容器的等效電容值的
振蕩器電路。
背景技術(shù)：
由于科技日新月異的進步，電子裝置的設(shè)計發(fā)展逐漸趨向于輕巧為主。但是，對于 芯片形式的振蕩器電路尚無法在芯片內(nèi)部制造出納(nano)等級以上的電容器，而使得使 用者在設(shè)計納等級的振蕩器電路時除了使用該芯片的電路，還需另外使用到一個外接的電 容器，才能正常實現(xiàn)振蕩的功能。其中，主要原因是電容器的電容值過大，例如電容值lnf 以上。而且這外接的電容器會限制到振蕩器電路的設(shè)計及應(yīng)用范圍。 集成電路(integrated circuit, IC)制造廠商針對上述缺陷莫不積極尋求對策， 期能在同一芯片的集成電路內(nèi)即能實現(xiàn)完整的振蕩器功能，而且是不使用到外接的電容 器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種振蕩器電路，可以產(chǎn)生振蕩頻率，其中特別的是利用放 大器和兩個阻抗來放大一電容器的等效電容值。 基于上述目的，本發(fā)明提出一種振蕩器電路，包括充放電單元、第一阻抗、第二阻 抗、電壓隨耦器、電容器、以及電平檢測電路。充放電單元用以接收控制信號，并根據(jù)控制信 號對一充放電端進行充電或放電的運作。第一阻抗的第一端電性連接充放電單元的充放電 端。第二阻抗的第一端電性連接充放電單元的充放電端。電壓隨耦器的輸入端耦接第一 阻抗的第二端，電壓隨耦器的輸出端耦接第二阻抗的第二端。電容器的第一端耦接電壓隨 耦器的輸入端，電容器的第二端耦接參考電位。電平檢測電路的輸入端電性連接充放電單 元的充放電端，電平檢測電路根據(jù)充放電單元的充放電端來產(chǎn)生所述控制信號給充放電單 元。 本發(fā)明可以在振蕩器電路中的容值放大器可以提供具放大的等效電容值，也可以
在同一芯片的集成電路上產(chǎn)生并提供振蕩功能，芯片內(nèi)的電容器可根據(jù)集成電路的設(shè)計需
求來提供具放大特性的等效電容值，進而不需要外接的大電容值的電容器。 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳
細說明如下。


圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的振蕩器電路的架構(gòu)圖。
圖2繪示了容值放大器130的另一實施例。
圖3為依照本發(fā)明另一實施例的振蕩器電路的架構(gòu)圖。
圖4A至圖4C繪示了充放電單元的不同實施方式。
主要元件符號說明100 :振蕩器電路102 :電容器104 :電壓隨耦器106 :第一阻抗108 :第二阻抗110 :充放電單元120 :電平檢測電路130 :容值放大器300 :振蕩器電路302 :電容器304 :電壓隨耦器306 :第一阻抗308 :第二阻抗310、310A 310C :充放電單元320 :電平檢測電路322、324 :比較器326 :SR拴鎖器11 :充電電流源12 :放電電流源SW1、SW2 :開關(guān)VI :電壓VH、VL:電平設(shè)定值Vref :參考電位Vsaw :電位信號Vsr :控制信號GND :接地電壓
具體實施例方式
本發(fā)明的后續(xù)描述通常是參照特定的結(jié)構(gòu)性實施例和方法。應(yīng)當理解的是其并不 意圖將本發(fā)明局限于具體公開的實施例和方法，而是本發(fā)明可使用其他特征、元件、方法和 實施例實現(xiàn)。描述優(yōu)選實施例是為了說明本發(fā)明，并非限制其范圍，其范圍由權(quán)利要求書的 范圍定義。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到后續(xù)描述的各種等同變化。各實施例中相似的元件統(tǒng) 一地用相似的標號來表示。 圖1是依據(jù)本發(fā)明一實施例的振蕩器電路100的架構(gòu)圖。請參見圖l，振蕩器 電路100可以包含充放電單元(charge discharge unit) 110、電容器(c即acitor) 102、 電壓隨耦器(voltage follower) 104、第一阻抗(firstimpedance) 106、第二阻抗(second impedance) 108、以及電平檢測電路(leveldetection circuit) 120。充放電單元110用以 接收控制信號Vsr，并根據(jù)此控制信號Vsr對一充放電端進行充電(charge)的運作或是放電(discharge)的運作。第一阻抗106的第一端、第二阻抗108的第一端、以及電平檢測電 路120的輸入端電性連接至充放電單元110的充放電端。電壓隨耦器104的輸入端耦接第 一阻抗106的第二端、以及電容器102的第一端，電壓隨耦器104的輸出端耦接第二阻抗 108的第二端。電容器102的第二端耦接參考電位Vref。電平檢測電路120可以根據(jù)充放 電單元110的充放電端的電位信號Vsaw的變化來產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號Vsr。
圖1中的參考編號130為容值放大器(c即acitance amplifier)，容值放大器130 的工作原理是利用電壓隨耦器104將所輸入的電位鎖定和其所輸出的電位一致，讓第一阻 抗106、第二阻抗108的電壓差相等。假設(shè)第一阻抗106、第二阻抗108的阻抗值分別為Zl、 Z2，而流經(jīng)容值放大器130的總電流為I，其中流經(jīng)第一阻抗106、第二阻抗108的電流值分 別為11、12，因此Z1XI1 = Z2XI2，亦即II : I2 = Z2 : Zl，所以實際流進電容器102的 電流量就變成IXZ2/(Z1+Z2)。值得一提的是，當參考編號130的方塊電路圖若是不使用到 第一阻抗106、第二阻抗108、以及電壓隨耦器104的結(jié)構(gòu)時，則流入電容器102的電流量為 I。由于本實施例的參考編號130的方塊電路圖是使用了第一阻抗106、第二阻抗108、以及 電壓隨耦器104的結(jié)構(gòu)，可見現(xiàn)在流入電容器102的電流量會衰減成IXZ2/(Z1+Z2)，這個 等效電容值的效力相當于原先電容器102的容值放大了 (Zl+Z2)/Z2倍。
值得一提的是，微微(pico， 10—12)等級電容值的電容器可以于集成電路上被制造， 而納(或稱作毫微，nano，10—9)等級以上的電容器尚無法在集成電路上被制造，因此對于芯 片形式的振蕩器電路，可以以微微(pico)等級電容值的電容器，利用容值放大器的等效電 容值來設(shè)計出納(nano)等級或是千赫茲(KHz)等級的振蕩器電路。與已知技術(shù)相比較，本 發(fā)明實施例的振蕩器電路可以于同一芯片的集成電路內(nèi)實現(xiàn)振蕩器功能，不需額外搭接電 容器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當了解，本發(fā)明的實施并不限于上述方式，可以依設(shè)計需求來做改 變。 圖2繪示了容值放大器130的另一實施例。圖2為第一阻抗106、第二阻抗108以 N型晶體管開關(guān)來置換，而電壓隨耦器104可以以一個運算放大器通過負反饋的方式所組 成，其中電壓隨耦器104的"+ "輸入端耦接第一阻抗106的第二端，電壓隨耦器104的"-" 輸入端和輸出端耦接第二阻抗的第二端108。電容器102的一端耦接至放大器的"+ "輸入 端，電容器102的另一端耦接至接地電壓GND。假設(shè)第一阻抗106、第二阻抗108的阻抗值分 別為Zl、 Z2，因此圖2的電容器102的等效電容值也一樣會如圖1所述將被放大(Zl+Z2)/ Z2倍。同樣地，在一些實施例中，第一阻抗106、第二阻抗108可以用P型晶體管開關(guān)或電 阻來組成或替換，也能達到相同的效果。 圖3為依照本發(fā)明另一實施例的振蕩器電路的架構(gòu)圖。參見圖3的繪示，振蕩器 電路300可以包含充放電單元310、第一阻抗306、第二阻抗308、電壓隨耦器304、電容器 302、以及電平檢測電路320。本實施例的充放電單元310可以包含充電電流源11 、第一開 關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及放電電流源I2。充電電流源Il的第一端連接至電壓V1。第一 開關(guān)SW1的第一端連接至充電電流源Il的第二端，第一開關(guān)SW1的第二端作為充放電單元 310的充放電端。第二開關(guān)SW2的第一端連接至第一開關(guān)SW1的第二端。放電電流源12的 第一端連接至第二開關(guān)SW2的第二端，放電電流源12的第二端連接至接地電壓GND，其中， 第一開關(guān)SW1的充放電端提供第一阻抗306、第二阻抗308、以及電平檢測電路320的電性 連接，第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2依據(jù)控制信號Vsr來使充放電單元310形成充電或是放電的運作。關(guān)于控制開關(guān)的運作方式當?shù)谝婚_關(guān)SW1接通(turnon)時則第二開關(guān)SW2 斷開(turn off)，或是當?shù)谝婚_關(guān)SW1斷開時則第二開關(guān)SW2接通。 請繼續(xù)參見圖3，電平檢測電路320可以包含比較器322、比較器324、以及SR栓鎖 器326。比較器322的"+ "輸入端連接充放電單元310的充放電端以接收電位信號Vsaw的 變化，比較器322的"-"輸入端接收電平設(shè)定值VH。比較器324的"-"輸入端連接充放電 單元310的充放電端以接收電位信號Vsaw，比較器324的"+ "輸入端接收電平設(shè)定值VL。 SR拴鎖器326的第一輸入端與第二輸入端電性連接比較器322和比較器324的輸出端，并 且SR拴鎖器326的輸出端產(chǎn)生控制信號Vsr給充放電單元310。 電平檢測電路320的工作原理利用電位信號Vsaw的電壓值超過電平設(shè)定值VH 時比較器322的輸出改變，或是電位信號Vsaw的電壓值低于電平設(shè)定值VL時比較器324的 輸出改變，而當SR拴鎖器326接收到比較器322(或比較器324)的輸出改變時SR拴鎖器 326的輸出就隨之改變，進而所產(chǎn)生的控制信號Vsr可以用來將開關(guān)SW1接通、開關(guān)SW2斷 開(或是將開關(guān)SW1斷開、開關(guān)SW2接通)；然后，對電容器302充電(或是放電)；當將電 位信號Vsaw的電位值抬升(或拉下)直到電位信號Vsaw的電位值高于電平設(shè)定值VH (或 低于電平設(shè)定值VL)時則又改變比較器322和324的輸出；然后SR拴鎖器326又重新將開 關(guān)SW1斷開、開關(guān)SW2接通；再將電位信號Vsaw的電壓拉下、抬升，如此循環(huán)下去，就可以形 成一振蕩器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當了解，SR拴鎖器326的實施并不限于上述方式，只要可 以達到相當于SR拴鎖器的邏輯電路都屬于本發(fā)明的保護范圍。 充放電單元310的實施并不限于上述方式。圖4A至圖4C繪示了充放電單元
310A 310C的幾種實施方式。請參照圖3所討論的充放電單元310的各種組件與相關(guān)的
控制、以及工作原理，因此此處將不再重復(fù)各種組件耦接與運作的討論。 綜上所述，本發(fā)明實施例的振蕩器電路至少具有以下的優(yōu)點 1.振蕩器電路中的容值放大器可以提供具放大的等效電容值； 2.可以在同一芯片的集成電路上產(chǎn)生及提供振蕩頻率，不需額外搭接電容器； 3.可以依設(shè)計需求以較小等級的電容值，來提供具放大特性的等效電容值而實現(xiàn)
振蕩器功能。 雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視所附 權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
一種振蕩器電路，包括一充放電單元，用以接收一控制信號，并根據(jù)該控制信號對一充放電端進行充電或放電的運作；一第一阻抗，該第一阻抗的第一端電性連接該充放電單元的充放電端；一第二阻抗，該第二阻抗的第一端電性連接該充放電單元的充放電端；一電壓隨耦器，該電壓隨耦器的輸入端耦接該第一阻抗的第二端，該電壓隨耦器的輸出端耦接該第二阻抗的第二端；一電容器，該電容器的第一端耦接該電壓隨耦器的輸入端，該電容器的第二端耦接一參考電位；以及一電平檢測電路，該電平檢測電路的輸入端電性連接該充放電單元的充放電端，該電平檢測電路根據(jù)該充放電單元的充放電端來產(chǎn)生該控制信號給該充放電單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該充放電單元包括 一充電電流源，該充電電流源的第一端連接至一第一電壓；一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接至該充電電流源的第二端，該第一開關(guān)的第二 端作為該充放電單元的充放電端；一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第一端連接至該第一開關(guān)的第二端；以及一放電電流源，該放電電流源的第一端連接至該第二開關(guān)的第二端，該放電電流源的 第二端連接至一第二電壓；其中該第一開關(guān)和該第二開關(guān)依據(jù)該控制信號來使該充放電單元形成充電或放電的 運作，并且當該第一開關(guān)接通時則該第二開關(guān)斷開，而當該第一開關(guān)斷開時則該第二開關(guān) 接通。
3. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該充放電單元包括 一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接至一第一電壓；一充電電流源，該充電電流源的第一端連接至該第一開關(guān)的第二端，該充電電流源的 第二端作為該充放電單元的充放電端；一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第一端連接至該充電電流源的第二端；以及一放電電流源，該放電電流源的第一端連接至該第二開關(guān)的第二端，該放電電流源的 第二端連接至一第二電壓；其中該第一開關(guān)和該第二開關(guān)依據(jù)該控制信號來使該充放電單元形成充電或放電的 運作，并且當該第一開關(guān)接通時則該第二開關(guān)斷開，而當該第一開關(guān)斷開時則該第二開關(guān) 接通。
4. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該充放電單元包括 一充電電流源，該充電電流源的第一端連接至一第一電壓；一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接至該充電電流源的第二端，該第一開關(guān)的第二 端作為該充放電單元的充放電端；一放電電流源，該放電電流源的第一端連接至該第一開關(guān)的第二端；以及一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第一端連接至該放電電流源的第二端，該第二開關(guān)的第二 端連接至一第二電壓；其中該第一開關(guān)和該第二開關(guān)依據(jù)該控制信號來使該充放電單元形成充電或放電的運作，并且當該第一開關(guān)接通時則該第二開關(guān)斷開，而當該第一開關(guān)斷開時則該第二開關(guān) 接通。
5. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該充放電單元包括 一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接至一第一電壓；一充電電流源，該充電電流源的第一端連接至該第一開關(guān)的第二端，該充電電流源的 第二端作為該充放電單元的充放電端；一放電電流源，該放電電流源的第一端連接至該充電電流源的第二端；以及一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第一端連接至該放電電流源的第二端，該第二開關(guān)的第二 端連接至一第二電壓；其中該第一開關(guān)和該第二開關(guān)依據(jù)該控制信號來使該充放電單元形成充電或放電的 運作，并且當該第一開關(guān)接通時則該第二開關(guān)斷開，而當該第一開關(guān)斷開時則該第二開關(guān) 接通。
6. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該電平檢測電路包括一第一比較器，該第一比較器的第一輸入端電性連接該充放電單元的充放電端，該第 一比較器的第二輸入端接收一第一電平設(shè)定值；一第二比較器，該第二比較器的第一輸入端電性連接該充放電單元的充放電端，該第 二比較器的第二輸入端接收一第二電平設(shè)定值；以及一 SR拴鎖器，該SR拴鎖器的第一輸入端與第二輸入端電性連接該第一比較器和該第 二比較器的輸出端，該SR拴鎖器的輸出端產(chǎn)生該控制信號給該充放電單元。
7. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該第一阻抗為一第一晶體管、該第二阻抗為 一第二晶體管。
8. 如權(quán)利要求7所述的振蕩器電路，其中該第一晶體管的第一端與第二端分別做為該 第一阻抗的第一端與第二端，該第二晶體管的第一端與第二端分別做為該第二阻抗的第一 端與第二端，而該第一晶體管的控制端電性連接至該第二晶體管的控制端。
9. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該電壓隨耦器包括一放大器，該放大器的第 一輸入端耦接該第一阻抗的第二端，該放大器的第二輸入端和輸出端耦接該第二阻抗的第■~ 丄山一順。
10. 如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其中該參考電位為接地電壓。
全文摘要
一種振蕩器電路，包含充放電單元、容值放大器、以及電平檢測電路。充放電單元用以接收控制信號，并根據(jù)控制信號對一充放電端進行充電或放電的運作。容值放大器包含第一阻抗、第二阻抗、電壓隨耦器、以及電容器，可以提供具放大的等效電容值。電平檢測電路的輸入端電性連接充放電單元的充放電端，電平檢測電路根據(jù)充放電單元的充放電端來產(chǎn)生所述控制信號給充放電單元。本發(fā)明的振蕩器電路可以以較小等級的電容值來提供具放大特性的等效電容值而實現(xiàn)振蕩器功能。
文檔編號H03K3/0231GK101771401SQ20081019037
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者張淙豪, 許慶勛 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司