一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種晶體振蕩器電路，尤其是涉及一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的32.768kHz晶體振蕩器電路使用一個(gè)反相器電路外接一個(gè)32.768kHz石英晶體來(lái)得到一個(gè)32.768kHz振蕩，如圖1。由于反相器的貫通電流隨著電源電壓的變化而變化，導(dǎo)致這種電路的振蕩特性隨電源電壓變化很大。為改善此狀況，現(xiàn)今業(yè)界的主要改進(jìn)方法是將反相器電路修改為電流源給NMOS管供電的定電流單級(jí)放大結(jié)構(gòu)，如圖2，這種做法極大的改善了振蕩特性的電源電壓依存性。
[0003]隨著應(yīng)用需求越來(lái)越向低功耗方向發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)32.768kHz晶體振蕩器電路的功耗需求越來(lái)越強(qiáng)烈，使用CL = 6pF的低負(fù)載電容石英晶振，在逐漸的取代CL = 12.5pF的石英晶振。而使用CL = 6pF的石英晶振有其困惑之處:晶振腳上應(yīng)該配置2*CL = 12pF對(duì)地電容，而晶振腳連接在芯片及PCB板上的地方已經(jīng)有了一些對(duì)地的寄生電容，根據(jù)芯片封裝、PCB設(shè)計(jì)和制程等會(huì)有變化，只可預(yù)想為幾個(gè)pF，不清楚具體數(shù)值，這樣在PCB上應(yīng)該額外配置多大電容就比較難說(shuō)清楚。配置小了，可能會(huì)因?yàn)榄h(huán)路帶寬過(guò)大導(dǎo)致振蕩電路不起振；配置大了，又會(huì)增加不必要的功耗，得不到極致的低功耗特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用范圍廣、振蕩器特性穩(wěn)定的低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，包括帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器、反饋電阻、32.768kHz石英晶振和晶振管腳寄生電容，所述的帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器正端輸入連接工作偏置電壓，負(fù)端輸入連接所述32.768kHz石英晶振的一端，輸出端連接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反饋電阻并聯(lián)在32.768kHz石英晶振兩端，所述的晶振管腳寄生電容接在32.768kHz石英晶振兩端。
[0007]所述的晶振管腳寄生電容僅包括寄生電容。
[0008]所述的寄生電容為O?1pF容值的電容。
[0009]所述的二級(jí)放大器用于產(chǎn)生反相增益。
[0010]所述的二級(jí)放大器的主極點(diǎn)設(shè)置在第一級(jí)放大器上，次主極點(diǎn)設(shè)置在輸出級(jí)上，零點(diǎn)設(shè)置在次主極點(diǎn)1/3?3倍頻率區(qū)間內(nèi)。
[0011 ] 所述的二級(jí)放大器采用7管CMOS放大器結(jié)構(gòu)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]I)適用范圍廣，無(wú)需再考慮PCB板上的原本需要配置的晶振腳電容，振蕩器電路特性不再取決于外部參數(shù)。
[0014]2)振蕩器特性穩(wěn)定，由于次主極點(diǎn)所在節(jié)點(diǎn)本身有一定的容性負(fù)載，晶振管腳電容(寄生電容<10pF)對(duì)其影響較小，都可被所設(shè)置的零點(diǎn)所大致抵消，不影響石英晶振的頻選特性，環(huán)路增益也能基本保持，這樣就保證了振蕩器特性相對(duì)穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有的32.768kHz晶體振蕩器電路的原理框圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有改進(jìn)的32.768kHz晶體振蕩器電路的原理框圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所闡述的32.768kHz晶體振蕩器電路的原理框圖；
[0018]圖4為本發(fā)明二級(jí)放大器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例
[0021]如圖3所示，一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，包括帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器1、反饋電阻2、32.768kHz石英晶振3、晶振管腳寄生電容4，所述的帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器I正端輸入11連接其最佳工作偏置電壓，負(fù)端輸入12連接所述32.768kHz石英晶振的一端，輸出13連接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反饋電阻2兩端連接在所述32.768kHz石英晶振3兩端，同時(shí)，石英晶振3兩端各接一個(gè)對(duì)地的所述晶振管腳寄生電谷4。
[0022]所述的晶振管腳電容4僅包括連接的寄生電容，無(wú)額外器件，其容值限制為O?1pF0
[0023]所述的帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器1，其參數(shù)設(shè)定如下:
[0024]二級(jí)放大器用于產(chǎn)生反相增益，其反相放大接法類似反相器的功能。
[0025]二級(jí)放大器的主極點(diǎn)設(shè)置在第一級(jí)(放大器內(nèi)部)，次主極點(diǎn)設(shè)置在輸出級(jí)(即晶振管腳電容節(jié)點(diǎn))，零點(diǎn)設(shè)置在次主極點(diǎn)1/3?3倍頻率區(qū)間內(nèi)(用于抵消次主極點(diǎn)相位影響)。所述的二級(jí)放大器采用7管CMOS放大器結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
[0026]由于次主極點(diǎn)所在節(jié)點(diǎn)本身有一定的容性負(fù)載，晶振管腳電容(寄生電容<10pF)對(duì)其影響較小，都可被所設(shè)置的零點(diǎn)所大致抵消，即在32kHz左右頻率處，電路頻率響應(yīng)等同于單極點(diǎn)系統(tǒng)，為90°，不影響石英晶振的頻選特性，環(huán)路增益也能基本保持，這樣就保證了振蕩器特性相對(duì)穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，包括帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器、反饋電阻、32.768kHz石英晶振和晶振管腳寄生電容，所述的帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器正端輸入連接工作偏置電壓，負(fù)端輸入連接所述32.768kHz石英晶振的一端，輸出端連接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反饋電阻并聯(lián)在32.768kHz石英晶振兩端，所述的晶振管腳寄生電容接在32.768kHz石英晶振兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，所述的晶振管腳寄生電容僅包括寄生電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，所述的寄生電容為O?1pF容值的電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，所述的二級(jí)放大器用于產(chǎn)生反相增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，所述的二級(jí)放大器的主極點(diǎn)設(shè)置在第一級(jí)放大器上，次主極點(diǎn)設(shè)置在輸出級(jí)上，零點(diǎn)設(shè)置在次主極點(diǎn)1/3?3倍頻率區(qū)間內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，其特征在于，所述的二級(jí)放大器采用7管CMOS放大器結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低功耗32.768kHz晶體振蕩器電路，包括帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器、反饋電阻、32.768kHz石英晶振和晶振管腳寄生電容，所述的帶零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)亩?jí)放大器正端輸入連接工作偏置電壓，負(fù)端輸入連接所述32.768kHz石英晶振的一端，輸出端連接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反饋電阻并聯(lián)在32.768kHz石英晶振兩端，所述的晶振管腳寄生電容接在32.768kHz石英晶振兩端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有適用范圍廣、振蕩器特性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H03B5-02
【公開號(hào)】CN104753463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510173936
【發(fā)明人】梁青武
【申請(qǐng)人】上海菱沃鉑智能技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日