[发明专利]RC振荡器

摘要

本发明公开了一种RC振荡器，包括偏置产生电路和振荡产生电路。偏置产生电路用于产生偏置电流，偏置电流的大小由两个电阻以及一个NMOS管的阈值电压的大小确定。振荡产生电路采用两个镜像电路分别用于对两个充放电电路的电容充电，两个充放电电路的电容对地放电。两个控制信号产生电路根据充放电电路的电容的电压产生两个控制信号，控制信号输入到输出电路中并输出振荡信号和用于控制电容充放电的反馈信号，控制信号产生电路的NMOS管的阈值电压和偏置产生电路的NMOS管的阈值电压相同，使得振荡信号的频率仅和两个电阻和电容有关。本发明电路结构简单，且输出的振荡信号的频率具有较高的精度。

主权项

1.一种RC振荡器，其特征在于，包括偏置产生电路和振荡产生电路；所述偏置产生电路用于产生偏置电流；所述偏置产生电路包括第一电流路径、第二电流路径和一运算放大器，所述第一电流路径包括第一PMOS管和第一电阻，所述第二电流路径包括第二PMOS管、第二电阻和第一NMOS管，所述第一PMOS管和所述第二PMOS管的源极都接电源电压、栅极都接所述运算放大器的输出端；所述第一电阻的第一端连接所述第一PMOS管的漏极和所述运算放大器的第一输入端，第一电阻的第二端接地；所述第二PMOS管的漏极、所述第一NMOS管的栅极和所述第二电阻的第一端连接在一起，所述第二电阻的第二端连接所述第一NMOS管的漏极和所述运算放大器的第二输入端，所述第一NMOS管的源极接地，所述运算放大器的第一输入端和第二输入端为互为反相的两个输入端；所述第一电流路径的第一偏置电流和所述第二电流路径的第二偏置电流的大小比值由所述第一PMOS管的沟道的宽长比和所述第二PMOS管的沟道的宽长比的比值确定；所述第一NMOS管工作于饱和区，所述第一偏置电流和所述第二偏置电流的大小由所述第一NMOS管的栅极电压、所述第一电阻和所述第二电阻的值确定，所述第一NMOS管的沟道的宽长比满足使所述第一NMOS管的栅极电压处于所述第一NMOS管的阈值电压的正负2％的范围内；所述振荡产生电路包括两个镜像电路和两个充放电电路，第一充放电电路和第一镜像电路相连、第二充放电电路和第二镜像电路相连，所述第一镜像电路产生和所述第一偏置电流成比例的第一镜像电流，所述第二镜像电路产生和所述第一偏置电流成比例的第二镜像电流；所述第一充放电电路包括第一电容、第七PMOS管和第四NMOS管，所述第七PMOS管和所述第四NMOS管的栅极都接第二反馈信号，所述第七PMOS管的源极连接所述第一镜像电路的第一镜像电流输出端，所述第七PMOS管和所述第四NMOS管的漏极都连接所述第一电容的第一端，所述第四NMOS管的源极接地，所述第一电容的第二端接地；所述第二充放电电路包括第二电容、第八PMOS管和第五NMOS管，所述第八PMOS管和所述第五NMOS管的栅极都接第一反馈信号，所述第八PMOS管的源极连接所述第二镜像电路的第二镜像电流输出端，所述第八PMOS管和所述第五NMOS管的漏极都连接所述第二电容的第一端，所述第五NMOS管的源极接地，所述第二电容的第二端接地；所述振荡产生电路还包括两个控制信号产生电路，第一控制信号产生电路包括第三PMOS管和第二NMOS管，所述第三PMOS管的源极连接电源电压，所述第三PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极，所述第三PMOS管和所述第二NMOS管的漏极相连并作为第一控制信号的输出端，所述第二NMOS管的栅极连接所述第一电容的第一端，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的阈值电压等于所述第一NMOS管的阈值电压，在所述第一电容的第一端的电压大于所述第二NMOS管的阈值电压时所述第一控制信号为低电平，在所述第一电容的第一端的电压小于所述第二NMOS管的阈值电压时所述第一控制信号为高电平；第二控制信号产生电路包括第四PMOS管和第三NMOS管，所述第四PMOS管的源极连接电源电压，所述第四PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极，所述第四PMOS管和所述第三NMOS管的漏极相连并作为第二控制信号的输出端，所述第三NMOS管的栅极连接所述第二电容的第一端，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的阈值电压等于所述第一NMOS管的阈值电压，在所述第二电容的第一端的电压大于所述第三NMOS管的阈值电压时所述第二控制信号为低电平，在所述第二电容的第一端的电压小于所述第三NMOS管的阈值电压时所述第二控制信号为高电平；所述振荡产生电路还包括一个输出电路，所述输出电路包括8个反相器和两个与非门，第一与非门的输出端连接第二与非门的第一输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第一与非门的第一输入端；所述第一控制信号和所述第一与非门的第二输入端之间串联有两个反相器，所述第二控制信号和所述第二与非门的第二输入端之间串联有两个反相器；所述第一与非门的输出端通过和两个串联的反相器连接后输出振荡信号；所述第二与非门的输出端通过和一反相器相连输出所述第二反馈信号，所述第二反馈信号通过和一个反相器相连输出所述第一反馈信号。