[发明专利]高精度RC振荡器及内置该高精度RC振荡器的遥控器

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件和电路，尤其涉及一种高精度RC振荡器及内置该高精度RC振荡器的遥控器。

背景技术

在现有的遥控器中，如图1所示，一般包括遥控器芯片110以及设置在遥控器芯片110外部的红外发射管120、振荡器130、电解电容140以及三极管150。然而，为了应对日益增长的原材料成本和人力成本，迫切需要将设置在遥控器芯片110外部的红外发射管120、振荡器130和电解电容140中的一个或多个省去或集成到遥控器芯片110内。

例如，对于振荡器130而言，如果要将其集成到遥控器芯片110中，需要解决振荡器130在工作过程中其温度系数、电源系数以及工艺参数漂移所带来的影响。图2示出了现有技术中遥控器中通常采用的RC振荡器的电路示意图，如图2所示，该RC振荡器包括：

基准恒流源211和基准电阻212，基准电阻212的一端与基准恒流源211的输出端连接，另一端接地；

第一恒流源231、第一电容232和第一开关器件233，其中，第一电容232的一端和第一开关器件233的输入端分别与第一恒流源231的输出端连接，第一电容232的另一端和第一开关器件233的输出端分别接地；

第二恒流源241、第二电容242和第二开关器件243，其中，第二电容242的一端和第二开关器件243的输入端分别与第二恒流源241的输出端连接，第二电容242的另一端和第二开关器件243的输出端分别接地；

比较单元220和输出反相器，比较单元220的输入端分别与基准恒流源211的输出端、第一恒流源231的输出端以及第二恒流源241的输出端连接，比较单元220的输出端分别与第一开关器件233的控制端和输出反相器的输入端连接，输出反相器的输出端分别与第二开关器件243的控制端和RC振荡器的输出端260连接，从而比较单元220将第一电容232和第二电容242的充电电压（Va和Vb）分别与基准恒流源211输出的基准电压（REF）进行比较，在充电电压等于基准电压时生成控制信号，并将控制信号输出至第一开关器件233的控制端以及通过输出反相器将控制信号输出至第二开关器件243的控制端，来控制第一电容232和第二电容242交替放电以生成输出信号（Vc）。图3示出了Va、Vb和Vc随时间变化的曲线，从图3可以看出，第一电容232和第二电容242交替地从0V开始充电，当充电电压达到基准电压REF时开始放电，从而通过第一电容232和第二电容242的交替充放电来产生输出信号Vc。

在这个过程中，输出信号的频率取决于电阻电容的R、C值（时间常数）。然而，RC振荡器中基准电阻212的温度系数较大，而通常遥控器芯片110的工作温度范围为-20℃~70℃，如果直接将RC振荡器集成到遥控器芯片中，温度升高时阻值R增加，导致基准电压REF升高、充电时间增加、频率变慢。另外，RC振荡器中电容的电源系数较大，尤其是采用单层多晶硅工艺所制备的电容，而遥控器芯片的工作电压范围为2.0V~3.6V，在该电压范围内，RC振荡器中的电容C值随着电压的下降而减小，导致频率变快。第三，RC振荡器中的电容和电阻的工艺参数漂移较大，比如电阻漂移±15%，电容漂移±15%，频率就会漂移±32%。

对于电解电容而言，如果要在遥控器中直接去除该电解电容，则需要考虑如何对电源（如图1中的+3V电源）进行滤波，从而使得遥控器芯片稳定工作。在工作过程中，红外发射管的电流非常大，当遥控器芯片的输出端（即OUT脚）打开或关闭时，瞬间电压冲高和拉低的现象的非常严重，以至于影响到电源，3V的电压能在短短几十个纳秒内冲高到9V以上。图4中示出了遥控器芯片的输出电压Vout和电源电压Vdd随时间变化的曲线，如图4所示，在遥控器芯片的输出电压开启和关闭的瞬间出现的抖动，将造成电源电压从3V到9V的抖动，如此快速且大幅度的电压抖动，会严重影响遥控器芯片内部逻辑，造成紊乱，导致工作不正常。因此，如果只是简单地将电解电容去除，将直接导致遥控器工作不稳定，甚至无法工作。

目前，为了实现内置式遥控器芯片，常采用的方法是采用成本高、工艺复杂的双晶双铝工艺取代成本低、工艺简单的单晶单铝工艺来制备遥控器芯片，并在其内部采用带隙（bandgap）稳压电路。采用该方法虽然可以解决振荡器的电源系数和工艺参数漂移带来的影响，但是无法消除振荡器的温度系数带来的影响，而且不能省去电解电容，从而无法真正实现全内置，即遥控器芯片的外部只有红外发射管。同时，采用双晶双铝工艺不仅增加了成本，还因工艺复杂对制备条件提出了更高的要求。

发明内容