振蕩電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種振蕩電路，特別涉及一種低功耗的晶體振蕩電路。
【背景技術(shù)】
[0002]晶體振蕩器由于其具有較好的頻率特性，在很多芯片中被使用。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中振蕩電路的結(jié)構(gòu)示意圖，該振蕩電路的結(jié)構(gòu)為常規(guī)的皮爾斯振蕩電路。
[0003]該振蕩電路采用反相器UO作為帶180°相移的放大器，偏置電阻RF為反相器UO的輸入端提供直流偏置，兩個負(fù)載電容Cl和C2提供180°相移，從而使電路形成穩(wěn)定的晶體振蕩環(huán)路。在輸入節(jié)點XIN到輸出節(jié)點XOUT之間有180°相移，并且可以放大信號。
[0004]此電路雖然結(jié)構(gòu)簡單易用，但功耗難以控制；并且，由于反相器工作于反轉(zhuǎn)中間的線性區(qū)，使得電路功耗較大。
[0005]本實用新型旨在提供一種低功耗的振蕩電路，能夠控制并降低振蕩電路的功耗。【實用新型內(nèi)容】
[0006]為此，本實用新型提供了一種振蕩電路，用于輸出時鐘信號，包括:振蕩器，其連接在輸入節(jié)點與輸出節(jié)點之間；振蕩放大電路，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接；偏置電阻，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接；輸出放大電路，其輸入端連接到所述輸入節(jié)點，其輸出端輸出所述時鐘信號。
[0007]進(jìn)一步地，所述輸出放大電路包括級聯(lián)的第一和第二反相器，所述第一和第二反相器均為CMOS反相器。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一和第二反相器分別通過第一和第二 PMOS管連接到電源。
[0009]進(jìn)一步地，所述振蕩電路還包括整形電路，用于對所述時鐘信號進(jìn)行整形。所述整形電路包括第三PMOS管，其漏極連接到所述第一反相器的輸出端，其柵極連接到所述第二反相器的輸出端，其源極連接到電源。
[0010]本實用新型的振蕩電路，能夠得到低功耗的晶體振蕩環(huán)路及時鐘信號輸出。
【附圖說明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中振蕩電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型的振蕩電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖3為圖2中的反相器的一個實施方式的示意圖；
[0014]圖4為圖2中的反相器的另一個實施方式的示意圖；
[0015]圖5為本實用新型的振蕩電路的一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為本實用新型的振蕩電路的另一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的振蕩電路作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0018]參照圖2，為本實用新型的振蕩電路的結(jié)構(gòu)示意圖，該電路用于輸出時鐘信號。該電路包括相互并聯(lián)連接并設(shè)置在輸入節(jié)點XIN與輸出節(jié)點XOUT之間的振蕩器X、偏置電阻RF、以及振蕩放大電路。其中，振蕩放大電路為反相器U0。偏置電阻RF為反相器UO的輸入端提供直流偏置，以使得反相器UO工作在線性區(qū)。特別地，該振蕩電路還包括輸出放大電路100，其輸入端連接到輸入節(jié)點XIN，其輸出端輸出時鐘信號。參照圖2，該輸出放大電路100為級聯(lián)的第一反相器Ul和第二反相器U2。其中，第一反相器Ul的輸入端連接到輸入節(jié)點XIN，第一反相器Ul的輸出端連接到第二反相器U2的輸入端，第二反相器U2的輸出端輸出最終的時鐘信號。
[0019]可見，本實用新型的振蕩電路采用多級尾電流控制功耗，其第一級放大為皮爾斯振蕩電路的反相放大(即圖2中的反相器U0)，其第二級和第三級為輸出信號的放大(即圖2中的第一反相器Ul和第二反相器U2)?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于輸出節(jié)點XOUT的信號幅度較大，從而使用了 XOUT的信號進(jìn)行輸出放大。而本實用新型中，輸出放大電路100的輸入信號來自輸入節(jié)點XIN，該方案能夠使得反相器UO的放大與第一反相器Ul的放大成比例對稱，且無需過的地考慮第一反相器Ul的直流工作點。第二反相器U2仍需提供部分放大增益，以使得最終輸出的時鐘信號沿較陡，從而降低功耗。
[0020]由于采用了低功耗設(shè)計，輸出放大電路100的輸入信號即輸入節(jié)點XIN的信號幅度較小，在該信號經(jīng)過第一反相器Ul放大之后，信號幅度已經(jīng)可以接近電源的幅度，再通過第二反相器U2進(jìn)行放大，以進(jìn)一步控制輸出信號的波形。
[0021]具體地，第一和第二反相器Ul、U2均為CMOS反相器。參考圖3和圖4，為CMOS反相器的常見的兩種實現(xiàn)方式。
[0022]圖3中的反相器采用共柵極的PMOS管和NMOS管來實現(xiàn)，其共柵極為反相器的輸入端，PMOS管和NMOS管的漏極相連接為反相器的輸出端，PMOS管的源極連接至電源VDD，NMOS管的源極接地。參照圖5，在該實施方式中，CMOS反相器采用圖3中的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
[0023]同理，CMOS反相器還可以采用單個NMOS管來實現(xiàn)，如圖4所示，其柵極作為反相器的輸入端，其漏極為反相器的輸出端并連接至電源VDD，其源極接地。參照圖6，在該實施方式中，CMOS反相器采用圖4中的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
[0024]需要注意的是，輸出放大電路100中的第二反相器U2不可以由單個NMOS管來實現(xiàn)，以便于能夠?qū)⑶耙患壏聪嗥鬏敵龅妮^大的模擬波形，轉(zhuǎn)換成接近高低電平的時鐘波形。
[0025]為了進(jìn)一步控制功耗，參考圖5和圖6，反相器U0、UU U2均不是直接連接到電源VDD，而是通過PMOS管連接到電源VDD。如圖中的ΜΡ0、MPl和MP2，不僅分別為反相器U0、Ul、U2提供工作電流，還使得所在支路的功耗得以控制。PMOS管ΜΡ0、MPl和MP2的柵極均連接至偏置電壓Vbias。
[0026]為了使得輸出的時鐘信號的上升沿和下降沿更陡，該振蕩電路還包括整形電路，用于對第二反相器U2輸出的時鐘信號進(jìn)行整形。參照圖5和圖6，該整形電路為第三PMOS管MP3，其漏極連接到第一反相器Ul的輸出端，其柵極連接到第二反相器U2的輸出端，其源極連接到電源VDD。在A點電壓上升、B點電壓下降時，第三PMOS管MP3在臨界值后快速導(dǎo)通，將A點電壓拉高，使得B點的電壓快速降低至O ;同樣地，在A點電壓下降、B點電壓上升時，第三PMOS管MP3關(guān)閉，使得A點電壓繼續(xù)下降，B點電壓升高。如此能夠?qū)崿F(xiàn)對第二反相器U2輸出的時鐘信號的整形，使得其上升沿和下降沿更陡，從而使得在后級經(jīng)歷線性區(qū)的時間更短，以進(jìn)一步降低功耗。
[0027]以上【具體實施方式】僅為本實用新型的示例性實施方式，不能用于限定本實用新型，本實用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實用新型的實質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這些修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種振蕩電路，用于輸出時鐘信號，其特征在于，包括: 振蕩器，其連接在輸入節(jié)點與輸出節(jié)點之間； 振蕩放大電路，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接; 偏置電阻，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接； 輸出放大電路，其輸入端連接到所述輸入節(jié)點，其輸出端輸出所述時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其特征在于，所述輸出放大電路包括級聯(lián)的第一和第二反相器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振蕩電路，其特征在于，所述第一和第二反相器均為CMOS反相器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振蕩電路，其特征在于，所述第一和第二反相器分別通過第一和第二 PMOS管連接到電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振蕩電路，其特征在于，所述振蕩電路還包括整形電路，用于對所述時鐘信號進(jìn)行整形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振蕩電路，其特征在于，所述整形電路包括第三PMOS管，其漏極連接到所述第一反相器的輸出端，其柵極連接到所述第二反相器的輸出端，其源極連接到電源。
【專利摘要】本實用新型提供了一種振蕩電路，用于輸出時鐘信號，包括：振蕩器，其連接在輸入節(jié)點與輸出節(jié)點之間；振蕩放大電路，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接；偏置電阻，其設(shè)置于所述輸入節(jié)點與所述輸出節(jié)點之間，與所述振蕩器并聯(lián)連接；輸出放大電路，其輸入端連接到所述輸入節(jié)點，其輸出端輸出所述時鐘信號。本實用新型的振蕩電路，能夠得到低功耗的晶體振蕩環(huán)路及時鐘信號輸出。
【IPC分類】H03B5-32
【公開號】CN204272027
【申請?zhí)枴緾N201420852169
【發(fā)明人】吳艷輝, 王偉, 浦小飛
【申請人】上海貝嶺股份有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月23日