一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，该振荡器包括数字控制单元和依次连接的零温系数电流产生电路

【技术实现步骤摘要】
一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器


[0001]本专利技术涉及振荡器
，尤其涉及一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器
。

技术介绍

[0002]随着智能穿戴
、
无线导航
、
智能医疗以及物联网的快速发展，
CPU(
中央处理器
)、MCU(
微控制器
)
等核心芯片对振荡器振荡频率的精准度产生了更高的要求，同时由于
CPU
和
MCU
等芯片应用环境的日益复杂也对振荡频率的多样性提出了进一步要求
。
当
CPU
和
MCU
工作出现问题时，能够快速锁定故障模块也已变得愈发重要
。
[0003]目前，传统的振荡器存在如下问题：输出不够稳定，输出结果会受到电流源
、
工艺不匹配
、
器件老化等因素影响；传统振荡器的输出频率固定，传统振荡器只能产生一种频率，在需要多种频率的场景中，传统振荡器无法满足需求；传统振荡器内部缺乏有效的检测手段，当存在振荡器的电路不能正常工作时，不能及时确定是否是振荡器的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的一个目的在于提供一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，该振荡器能够稳定输出，并能够对输出频率进行调节以适应不同应用场景，且能够对输出进行检测来验证振荡器是否发生故障
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，包括数字控制单元和依次连接的零温系数电流产生电路
、
偏置电流控制电路
、
张弛振荡器电路
、
分频电路和检测电路，所述数字控制单元分别与偏置电流控制电路
、
张弛振荡器电路和分频电路连接；其中，所述零温系数电流产生电路用于输出零温系数电流，并输入至所述偏置电流控制电路中的多个开关支路中；所述数字控制单元用于对所述偏置电流控制电路中的多个开关支路中的各开关进行开关控制，以调节所述偏置电流控制电路的输出电流，实现振荡器输出的振荡信号的振荡频率调节，其中，所述输出电流用于对所述张弛振荡器电路中的充电电容进行充放电；所述数字控制单元还用于对所述张弛振荡器电路中的多个开关支路中的各开关进行开关控制，以调节所述张弛振荡器电路中的可调电容，实现所述振荡频率调节；所述数字控制单元还用于对所述分频电路中的分频通道进行选择控制，以使所述张弛振荡器电路输出的振荡信号经所选择的分频通道分频后得到预设振荡频率的振荡信号；所述检测电路用于根据所述预设振荡频率的振荡信号进行振荡器故障检测
。
[0007]优选的，所述零温系数电流产生电路包括第一开关管至第九开关管
、
第一电阻和第二电阻，其中，第一开关管的栅极和源极分别与第二开关管的栅极和源极连接，第三开关管的栅极和源极分别与第四开关管的栅极和源极连接，第一开关管的漏极与第九开关管串联后接地，第二开关管的漏极与第一电阻串联后接地，第三开关管的漏极与第七开关管串
联后接地，第四开关管的漏极与第八开关管和第二电阻串联后接地，第一开关管的漏极还分别与第一开关管的栅极和第六开关管的栅极连接，第三开关管的栅极还与第五开关管的栅极连接，第七开关管的栅极和第八开关管的栅极连接后还与第二开关管的漏极连接，第九开关管的栅极还与第三开关管的漏极连接；其中，第五开关管的漏极和第六开关管的漏极连接，并作为所述零温系数电流产生电路的输出端，用于输出所述零温系数电流
。
[0008]优选的，所述偏置电流控制电路包括第十开关管至第二十七开关管；其中，第十五开关管与第十开关管串联后接地，第二十四开关管分别与第二十开关管
、
第十六开关管和第十一开关管串联，第二十五开关管分别与第二十一开关管
、
第十七开关管和第十二开关管串联，第二十六开关管分别与第二十二开关管
、
第十八开关管和第十三开关管串联，第二十七开关管分别与第二十三开关管
、
第十九开关管和第十四开关管串联，第十五开关管的漏极分别与第十开关管至第十四开关管的栅极连接，第十一开关管至第十四开关管的源极均连接，并作为所述偏置电流控制电路的输出端；其中，第二十四开关管至第二十七开关管的栅极均与所述零温系数电流产生电路的输出端连接，用于接入所述零温系数电流；第十六开关管至第十九开关管的栅极均与所述数字控制单元连接，用于接收所述数字控制单元发送的控制信号，以对相应开关支路进行开关控制
。
[0009]优选的，所述张弛振荡器电路包括第二十八开关管至第三十七开关管
、
第一电容至第十一电容
、
第三电阻
、
比较器
、
锁存器和四个第一反相器，所述张弛振荡器电路具有三个输入端，其中，所述张弛振荡器电路的第一输入端与地之间并联有第二十八开关管
、
第三十开关管至第三十三开关管和第一电容，其中，第三十开关管至第三十三开关管所在支路上还分别串联有第四电容至第七电容；所述张弛振荡器电路的第二输入端与地之间并联有第二十九开关管
、
第三十四开关管至第三十七开关管和第二电容，其中，第三十四开关管至第三十七开关管所在支路上还分别串联有第八电容至第十一电容；所述张弛振荡器电路的第三输入端与地之间并联有第三电阻和第三电容；所述比较器的第一输入端至第三输入端分别与所述张弛振荡器电路的第三输入端
、
第二输入端和第一输入端连接，所述比较器的两个输出端分别与所述锁存器的两个输入端连接，所述锁存器的第一输出端通过两个串联的第一反相器与所述第二十九开关管的栅极连接，所述锁存器的第二输出端通过两个串联的第一反相器与所述第二十八开关管的栅极连接；其中，所述张弛振荡器电路的第一输入端和第二输入端均与所述偏置电流控制电路的输出端连接，用于接入所述偏置电流控制电路的输出电流；所述张弛振荡器电路的第三输入端与所述零温系数电流产生电路的输出端连接，用于接入所述零温系数电流；所述第三十开关管至第三十七开关管均分别与所述数字控制单元连接，用于接收所述数字控制单元发送的控制信号，以对相应开关支路进行开关控制；其中，所述第一电容和第二电容为所述充电电容；所述第四电容至第十一电容为所述可调电容
。
[0010]优选的，所述比较器包括第三十八开关管至第四十四开关管；其中，第四十一开关管至第四十三开关管的源极和栅极均分别连接，第三十八开关管的源极分别与第三十九开关管和第四十开关管的源极连接，第四十一开关管的漏极还分别与第四十一开关管的栅极和第三十八开关管的漏极连接，第四十二开关管的漏极与第三十九开关管的漏极连接，第四十三开关管的漏极与第四十开关管的漏极连接，第四十开关管的源极与地之间还串联有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，其特征在于，包括数字控制单元和依次连接的零温系数电流产生电路
、
偏置电流控制电路
、
张弛振荡器电路
、
分频电路和检测电路，所述数字控制单元分别与偏置电流控制电路
、
张弛振荡器电路和分频电路连接；其中，所述零温系数电流产生电路用于输出零温系数电流，并输入至所述偏置电流控制电路中的多个开关支路中；所述数字控制单元用于对所述偏置电流控制电路中的多个开关支路中的各开关进行开关控制，以调节所述偏置电流控制电路的输出电流，实现振荡器输出的振荡信号的振荡频率调节，其中，所述输出电流用于对所述张弛振荡器电路中的充电电容进行充放电；所述数字控制单元还用于对所述张弛振荡器电路中的多个开关支路中的各开关进行开关控制，以调节所述张弛振荡器电路中的可调电容，实现所述振荡频率调节；所述数字控制单元还用于对所述分频电路中的分频通道进行选择控制，以使所述张弛振荡器电路输出的振荡信号经所选择的分频通道分频后得到预设振荡频率的振荡信号；所述检测电路用于根据所述预设振荡频率的振荡信号进行振荡器故障检测
。2.
如权利要求1所述的一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，其特征在于，所述零温系数电流产生电路包括第一开关管至第九开关管
、
第一电阻和第二电阻，其中，第一开关管的栅极和源极分别与第二开关管的栅极和源极连接，第三开关管的栅极和源极分别与第四开关管的栅极和源极连接，第一开关管的漏极与第九开关管串联后接地，第二开关管的漏极与第一电阻串联后接地，第三开关管的漏极与第七开关管串联后接地，第四开关管的漏极与第八开关管和第二电阻串联后接地，第一开关管的漏极还分别与第一开关管的栅极和第六开关管的栅极连接，第三开关管的栅极还与第五开关管的栅极连接，第七开关管的栅极和第八开关管的栅极连接后还与第二开关管的漏极连接，第九开关管的栅极还与第三开关管的漏极连接；其中，第五开关管的漏极和第六开关管的漏极连接，并作为所述零温系数电流产生电路的输出端，用于输出所述零温系数电流
。3.
如权利要求2所述的一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，其特征在于，所述偏置电流控制电路包括第十开关管至第二十七开关管；其中，第十五开关管与第十开关管串联后接地，第二十四开关管分别与第二十开关管
、
第十六开关管和第十一开关管串联，第二十五开关管分别与第二十一开关管
、
第十七开关管和第十二开关管串联，第二十六开关管分别与第二十二开关管
、
第十八开关管和第十三开关管串联，第二十七开关管分别与第二十三开关管
、
第十九开关管和第十四开关管串联，第十五开关管的漏极分别与第十开关管至第十四开关管的栅极连接，第十一开关管至第十四开关管的源极均连接，并作为所述偏置电流控制电路的输出端；其中，第二十四开关管至第二十七开关管的栅极均与所述零温系数电流产生电路的输出端连接，用于接入所述零温系数电流；第十六开关管至第十九开关管的栅极均与所述数字控制单元连接，用于接收所述数字控制单元发送的控制信号，以对相应开关支路进行开关控制
。4.
如权利要求3所述的一种具有振荡频率调节功能的多输出振荡器，其特征在于，所述张弛振荡器电路包括第二十八开关管至第三十七开关管
、
第一电容至第十一电容
、
第三电阻
、
比较器
、
锁存器和四个第一反相器，所述张弛振荡器电路具有三个输入端，其中，所述张弛振荡器电路的第一输入端与地之间并联有第二十八开关管
、
第三十开关管至第三十三开关管和第一电容，其中，第三十开关管至第三十三开关管所在支路上还分别串联有第四电
容至第七电容；所述张弛振荡器电路的第二输入端与地之间并联有第二十九开关管
、
第三十四开关管至第三十七开关管和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，盖润森，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：