[發明專利]晶體振蕩器

有效

• 申請號: 201410261203.6
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104038156B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 陳春平
• 申請（專利權）人: 珠海市杰理科技股份有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 王程

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別是涉及一種晶體振蕩器。

背景技術

晶體振蕩器，多采用價格便宜且精準度高的石英晶體為時鐘源。石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。由于該晶體振蕩器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，被應用于家用電器和通信設備中。

但石英晶體是無源器件，需配合振蕩電路，才能正常工作。傳統的晶體振蕩器一般是基于CMOS(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，指互補金屬氧化物(PMOS管和NMOS管))技術的，多數簡單地采用大電阻，將CMOS反相放大器偏置于互補放大器狀態，滿足巴克豪斯起振條件，從而驅動石英晶體，產生所需時鐘。其電路原理如圖1所示。這種晶體振蕩器，雖然結構簡單，但是其在一個時鐘周期內，存在很大的從電源到地的短路電流，因而，功耗比較大，此外，容易受到電源和地的噪聲影響，直接影響振蕩頻率的穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶體振蕩器，可以降低功耗，穩定振蕩頻率。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種晶體振蕩器，包括幅度控制電路、反相放大器、反饋電阻，所述反相放大器的輸出端連接所述幅度控制電路的輸入端，所述幅度控制電路的輸出端連接所述反相放大器的電流偏置端，所述反饋電阻的一端連接所述反相放大器的輸入端，所述反饋電阻的另一端連接所述反相放大器的輸出端。

本發明的晶體振蕩器的工作原理是，在本發明的晶體振蕩器開始工作時，幅度控制電路先產生起始振蕩電流，將反相放大器偏置于增益比較大的狀態，使得電路快速起振，同時，振蕩的幅度信息反饋到幅度控制電路里，經峰值檢測，產生控制信號反向調節振蕩電流，使得幅度變大，振蕩電流減小，最終達到一個平衡點，控制驅動石英晶體的能量在一個固定的范圍，實現了振蕩電流的自動控制，因而，不會產生從電源到地的過大的短路電流，降低了功耗，同時，由于石英晶體的能量被穩定在固定的范圍，使其不易受到電源和地的噪聲影響，穩定了振蕩頻率。

附圖說明

圖1為傳統的晶體振蕩器的電路原理圖；

圖2為本發明的晶體振蕩器的一個實施例的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的晶體振蕩器的原理圖；

圖4為圖2中的幅度控制電路在其中一個實施例中的結構示意圖；

圖5為本發明的晶體振蕩器的另一個實施例的結構示意圖；

圖6為圖5中的微調電容陣列在其中一個實施例中的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步闡述，但本發明的實現方式不限于此。

參見圖2所示，為本發明的晶體振蕩器的一個實施例的結構示意圖。參見圖3所示，為本發明實施例的晶體振蕩器的原理圖。

如圖2所示，本實施例中的晶體振蕩器，包括幅度控制電路10、反相放大器20反饋電阻30，反相放大器20的輸出端vout連接幅度控制電路10的輸入端vin，幅度控制電路10的輸出端連接反相放大器20的電流偏置端，反饋電阻30的一端連接反相放大器20的輸入端，反饋電阻30的另一端連接所述反相放大器20的輸出端，其中，反相放大器20包括一接地端，該接地端接地。

上述本實施例的晶體振蕩器的工作原理是，在本實施例的晶體振蕩器開始工作時，幅度控制電路10先產生起始振蕩電流，將反相放大器20偏置于增益比較大的狀態，使得電路快速起振，同時，振蕩的幅度信息反饋到幅度控制電路10里，經峰值檢測，產生控制信號反向調節振蕩電流，使得幅度變大，振蕩電流減小，最終達到一個平衡點，控制驅動石英晶體的能量在一個合適的水平，實現了振蕩電流的自動控制，因而，不會產生從電源到地的過大的短路電流，降低了功耗，同時，由于石英晶體的能量被穩定在固定的范圍，使其不易受到電源和地的噪聲影響，穩定了振蕩頻率。