一種新型高精度rc振蕩器電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型高精度RC振蕩器電路，包括運(yùn)算放大器和可配置寄存器，運(yùn)算放大器的同相輸入端連接有基準(zhǔn)電壓源，運(yùn)算放大器的輸出端連接有鏡像電路，鏡像電路的同相輸入端連接有標(biāo)準(zhǔn)電壓源，反相輸入端連接有電壓電流轉(zhuǎn)換器，電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有雙限比較器電路；雙限比較器電路的第一遲滯比較器的反相端和第二遲滯比較器的同向端均連接到基準(zhǔn)電壓源，第一遲滯比較器的同相輸入端連接有RC充放電電路，第二遲滯比較器的反向輸入端接地，雙限比較器電路的輸出端連接有RS觸發(fā)器；所述可配置寄存器連接有數(shù)字調(diào)修電路，數(shù)字調(diào)修電路連接在鏡像電路的輸出端之間；鏡像電路的輸入兩MOS管之間還連接有溫度補(bǔ)償MOS管。
【專利說明】
一種新型高精度RC振蕩器電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及集成灶技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型高精度RC振蕩器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在大規(guī)模數(shù)字集成電路中時(shí)鐘信號已成為必不可少的部分。這些數(shù)字系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)中，常用的時(shí)鐘產(chǎn)生電路有3種:Re振蕩器、環(huán)形振蕩器和晶體振蕩器。RC振蕩器是應(yīng)用最為普遍的一種振蕩器電路相比較而言，RC振蕩器具有啟動(dòng)時(shí)間短，頻率容易調(diào)節(jié)，易于使用普通CMOS集成電路工藝設(shè)計(jì)制造等優(yōu)點(diǎn)。但是它同時(shí)也具有振蕩頻率穩(wěn)定性差，產(chǎn)生的頻率受電源電壓、環(huán)境溫度、以及組成振蕩器的各種元器件的電學(xué)特性影響較大的缺點(diǎn)，精度較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對以上問題，本實(shí)用新型提供了一種新型高精度RC振蕩器電路，具有對頻率進(jìn)行數(shù)字修調(diào)的機(jī)制及溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)，使其對電壓、溫度及工藝偏差的敏感度降低，并有效的消除比較器遲滯帶來的誤差，從而提供穩(wěn)定而精確的時(shí)鐘信號，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種新型高精度RC振蕩器電路，包括運(yùn)算放大器和可配置寄存器，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接有基準(zhǔn)電壓源，運(yùn)算放大器的輸出端連接有鏡像電路，且反相輸入端也通過導(dǎo)線連接到鏡像電路的近地端，所述鏡像電路的同相輸入端連接有標(biāo)準(zhǔn)電壓源，反相輸入端連接有電壓電流轉(zhuǎn)換器，電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出端連接有雙限比較器電路和RC充放電電路；
[0005]所述雙限比較器電路包括第一遲滯比較器和第二遲滯比較器，第一遲滯比較器的反相端和第二遲滯比較器的同向端均連接到基準(zhǔn)電壓源，第一遲滯比較器的同相輸入端連接有RC充放電電路，第二遲滯比較器的反向輸入端接地，雙限比較器電路的輸出端連接有RS觸發(fā)器;所述可配置寄存器連接有數(shù)字調(diào)修電路，數(shù)字調(diào)修電路連接在鏡像電路的輸出端之間。
[0006]作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述RS觸發(fā)器的S端連接到第一遲滯比較器的輸出端，R端連接到第二遲滯比較器的輸出端，RS觸發(fā)器的同相輸出端為振蕩器輸出端，反相輸出端通過導(dǎo)線連接到電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0007]作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述數(shù)字調(diào)修電路為可控晶閘管陣列，一共包括有6個(gè)可關(guān)斷晶閘管，且晶閘管的柵極連接到可配置寄存器的電流輸出端。
[0008]作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鏡像電路的輸入兩MOS管之間還連接有溫度補(bǔ)償MOS管，且溫度補(bǔ)償MOS管的柵極連接到運(yùn)算放大器的輸出端。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:該新型高精度RC振蕩器電路，通過設(shè)置數(shù)字調(diào)修電路，微調(diào)充電電流以調(diào)整輸出頻率;通過設(shè)置溫度補(bǔ)償MOS管消除溫度變化帶來的影響;通過設(shè)置RS觸發(fā)器，結(jié)合雙限比較器的堆成結(jié)構(gòu)，消除比較器遲滯給振蕩頻率帶來的誤差;通過降低振蕩器對電壓、溫度及工藝偏差的敏感度，大大提高了振蕩器的精確度，從而提供穩(wěn)定而精確的時(shí)鐘信號。
【附圖說明】
[00?0]圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2為RC充放電電路原理圖；
[0012]圖3為鏡像電路原理圖；
[0013]圖4為數(shù)字調(diào)修電路原理圖。
[0014]圖中:I一運(yùn)算放大器;2—可配置寄存器;3—鏡像電路;4一標(biāo)準(zhǔn)電壓源；5—電壓電流轉(zhuǎn)換器;6—雙限比較器電路;7—第一遲滯比較器;8—第二遲滯比較器;9 一 RS觸發(fā)器；1 —數(shù)字調(diào)修電路；11 一 RC充放電電路；12—溫度補(bǔ)償MOS管；13 —基準(zhǔn)電壓源。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0016]實(shí)施例:
[0017]請參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案:一種新型高精度RC振蕩器電路，包括運(yùn)算放大器I和可配置寄存器2，所述運(yùn)算放大器I的同相輸入端連接有基準(zhǔn)電壓源13，運(yùn)算放大器I的輸出端連接有鏡像電路3，且反相輸入端也通過導(dǎo)線連接到鏡像電路3的近地端，所述鏡像電路3的同相輸入端連接有標(biāo)準(zhǔn)電壓源4，反相輸入端連接有電壓電流轉(zhuǎn)換器5，電壓電流轉(zhuǎn)換器5的輸出端連接有雙限比較器電路6和RC充放電電路11;所述雙限比較器電路6包括第一遲滯比較器7和第二遲滯比較器8，第一遲滯比較器7的反相端和第二遲滯比較器8的同向端均連接到基準(zhǔn)電壓源13，第一遲滯比較器7的同相輸入端連接有RC充放電電路11，第二遲滯比較器8的反向輸入端接地，雙限比較器電路6的輸出端連接有RS觸發(fā)器9;所述可配置寄存器2連接有數(shù)字調(diào)修電路10，數(shù)字調(diào)修電路10連接在鏡像電路3的輸出端之間。
[0018]所述RS觸發(fā)器9的S端連接到第一遲滯比較器7的輸出端，R端連接到第二遲滯比較器8的輸出端，RS觸發(fā)器9的同相輸出端為振蕩器輸出端，反相輸出端通過導(dǎo)線連接到電壓電流轉(zhuǎn)換器5的輸入端;所述數(shù)字調(diào)修電路10為可控晶閘管陣列，一共包括有6個(gè)可關(guān)斷晶閘管，且晶閘管的柵極連接到可配置寄存器2的電流輸出端;所述鏡像電路3的輸入兩MOS管之間還連接有溫度補(bǔ)償MOS管12，且溫度補(bǔ)償MOS管12的柵極連接到運(yùn)算放大器I的輸出端。
[0019]本實(shí)用新型工作原理:所述運(yùn)算放大器I構(gòu)成反向比例放大器，將輸出端電壓鉗位同基準(zhǔn)電壓源13同一電位上;所述鏡像電路3形成恒定電壓源電路，為RC充放電電路提供穩(wěn)定電壓;所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源4為鏡像電路3提供導(dǎo)通電壓，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器5將基準(zhǔn)電壓源轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)電流源，轉(zhuǎn)換后的電流信號對RC充放電電路11進(jìn)行充電；第一遲滯比較器7和第二遲滯比較器8均有一段連接到基準(zhǔn)電壓源，另一端分別連接到RC充放電電路11的電容的兩極，當(dāng)電容兩端電壓超過基準(zhǔn)電壓時(shí)，振蕩器輸出電壓翻轉(zhuǎn)，形成振蕩波形;RS觸發(fā)器9連接兩個(gè)遲滯比較器且形成對稱結(jié)構(gòu)，消除比較器遲滯給振蕩頻率帶來的誤差;所述可配置寄存器2根據(jù)內(nèi)置程序，輸出不同的高低電平到數(shù)字調(diào)修電路10的可關(guān)斷晶閘管柵極，控制晶閘管的開關(guān)，從而對充電電流進(jìn)行微調(diào);所述溫度補(bǔ)償MOS管12提高輸入阻抗，以補(bǔ)償溫度上升帶來的可控硅電阻下降所造成的影響，提高電路精度。
[0020]該新型高精度RC振蕩器電路，通過設(shè)置數(shù)字調(diào)修電路，微調(diào)充電電流以調(diào)整輸出頻率;通過設(shè)置溫度補(bǔ)償MOS管消除溫度變化帶來的影響;通過設(shè)置RS觸發(fā)器，結(jié)合雙限比較器的堆成結(jié)構(gòu)，消除比較器遲滯給振蕩頻率帶來的誤差;通過降低振蕩器對電壓、溫度及工藝偏差的敏感度，大大提高了振蕩器的精確度，從而提供穩(wěn)定而精確的時(shí)鐘信號。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型高精度RC振蕩器電路，包括運(yùn)算放大器(I)和可配置寄存器(2)，所述運(yùn)算放大器(I)的同相輸入端連接有基準(zhǔn)電壓源(13)，運(yùn)算放大器(I)的輸出端連接有鏡像電路(3)，且反相輸入端也通過導(dǎo)線連接到鏡像電路(3)的近地端，其特征在于:所述鏡像電路(3)的同相輸入端連接有標(biāo)準(zhǔn)電壓源(4)，反相輸入端連接有電壓電流轉(zhuǎn)換器(5)，電壓電流轉(zhuǎn)換器(5)的輸出端連接有雙限比較器電路(6)和RC充放電電路(11); 所述雙限比較器電路(6)包括第一遲滯比較器(7)和第二遲滯比較器(8)，第一遲滯比較器(7)的反相端和第二遲滯比較器(8)的同向端均連接到基準(zhǔn)電壓源(13)，第一遲滯比較器(7)的同相輸入端連接有RC充放電電路(11)，第二遲滯比較器(8)的反向輸入端接地，雙限比較器電路(6)的輸出端連接有RS觸發(fā)器(9);所述可配置寄存器(2)連接有數(shù)字調(diào)修電路(1)，數(shù)字調(diào)修電路(1)連接在鏡像電路(3)的輸出端之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高精度RC振蕩器電路，其特征在于:所述RS觸發(fā)器(9)的S端連接到第一遲滯比較器(7)的輸出端，R端連接到第二遲滯比較器(8)的輸出端，RS觸發(fā)器(9)的同相輸出端為振蕩器輸出端，反相輸出端通過導(dǎo)線連接到電壓電流轉(zhuǎn)換器(5)的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高精度RC振蕩器電路，其特征在于:所述數(shù)字調(diào)修電路(10)為可控晶閘管陣列，一共包括有6個(gè)可關(guān)斷晶閘管，且晶閘管的柵極連接到可配置寄存器(2)的電流輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高精度RC振蕩器電路，其特征在于:所述鏡像電路(3)的輸入兩MOS管之間還連接有溫度補(bǔ)償MOS管(12)，且溫度補(bǔ)償MOS管(12)的柵極連接到運(yùn)算放大器(I)的輸出端。
【文檔編號】H03K3/011GK205584151SQ201620409073
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】李慧君
【申請人】貴州師范學(xué)院