[发明专利]一种温度补偿的振荡器电路及方法

摘要

本发明公开了一种温度补偿的振荡器电路及方法，其属于集成电路技术领域的技术，包括：电流源模块，用于产生第一电流和第二电流；充电控制模块，所述充电控制模块与所述电流源模块相连，用于产生所述振荡器电路的充电时间常数t1；放电控制模块，以产生所述振荡器电路的放电时间常数t2；整形驱动模块，所述整形驱动模块与所述放电控制模块相连，所述整形驱动模块根据所述充电时间常数t1和所述放电时间常数t2产生一固定频率f1的方波信号，其中：所述固定频率N为自然数。该技术方案的有益效果是：本发明使用了较少的器件，有效地补偿了由温度变化引起的振荡频率变化，从而实现了面积较小并且不随温度变化的精确频率输出。

主权项

1.一种温度补偿的振荡器电路，其特征在于，包括：

电流源模块，用于产生一参考电流，并根据所述参考电流产生一第一电流和一第二电流；

充电控制模块，所述充电控制模块与所述电流源模块相连，用于产生所述振荡器电路的充电时间常数t₁，所述充电控制模块根据所述第一电流和所述第二电流对一电容进行充电形成一充电电压，所述充电电压超过一阈值电压时，输出一控制信号；

放电控制模块，所述放电控制模块与所述充电控制模块相连，所述放电控制模块根据所述控制信号对所述电容放电，以产生所述振荡器电路的放电时间常数t₂；

整形驱动模块，所述整形驱动模块与所述放电控制模块相连，所述整形驱动模块根据所述充电时间常数t₁和所述放电时间常数t₂产生一固定频率f₁的方波信号，其中：所述固定频率N为自然数。

2.根据权利要求1所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述电流源模块包括：

参考电流电路，所述参考电流电路包括一输出端，所述参考电流电路用于产生所述参考电流I_ref并将所述参考电流I_ref由所述参考电流电路的所述输出端输出；

电流镜，所述电流镜包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述电流镜的所述输入端与所述参考电流电路的所述输出端相连，所述电流镜的所述第一输出端输出所述第一电流I₁，所述电流镜的所述第二输出端输出所述第二电流I₂。

3.根据权利要求2所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述参考电流电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端连有一电源；

第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一晶体管的发射极接地；

第二晶体管，所述第二晶体管的发射极与所述第一晶体管的基极相连，所述第二晶体管的基极与所述第一晶体管的集电极相连，所述第二晶体管的集电极作为所述参考电流电路的所述输出端；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一晶体管的基极相连，所述第二电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述充电控制模块包括：

第三晶体管，所述第三晶体管的集电极与所述电流镜的所述第一输出端相连；

第四晶体管，所述第四晶体管的集电极与所述电流镜的所述第二输出端相连，所述第三晶体管的基极和所述第四晶体管的基极相连，所述第四晶体管的集电极和所述第四晶体管的基极短接；

第五晶体管，所述第五晶体管的集电极与所述第三晶体管的发射极相连，所述第五晶体管的发射极接地，所述第五晶体管的集电极和所述第五晶体管的基极短接；

所述电容，所述电容一端与所述第四晶体管的发射极，所述电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述放电控制模块包括：

施密特触发器，所述施密特触发器包括一输入端和一输出端，所述施密特触发器的所述输入端与所述电流镜的所述第一输出端相连；

反相器，所述反相器的输入端与所述施密特触发器的所述输出端相连；

下拉单元，所述下拉单元包括一输入端、一输入端和一控制端，所述下拉单元的所述输入端与所述第四晶体管的发射极相连，所述下拉单元的所述控制端与所述反相器的输出端相连，所述下拉单元的所述输出端接地。

6.根据权利要求5所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述整形驱动模块包括一D触发器，所述D触发器的时钟输入端与所述反相器的输出端相连，以产生所述方波信号。

7.根据权利要求6所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述D触发器连有缓冲单元，所述缓冲单元接收所述方波信号并经放大后输出。

8.根据权利要求4所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，所述充电时间常数其中：V_be1为所述第一晶体管的基极与发射极之间的电压，V_be3为所述第四晶体管的基极与发射极电压，V_be4为所述第三晶体管的基极与发射极之间的电压，V_be5为所述第五晶体管的基极与发射极之间的电压，R₂为所述第二电阻的电阻值，C₁为所述电容的电容值；

所述放电时间常数t₂＝R₃₀₃×C₁，其中：R₃₀₃为所述下拉单元的下拉阻抗。

9.根据权利要求8所述的温度补偿的振荡器电路，其特征是，

所述充电控制模块还包括m₁个第一附加晶体管，每一所述第一附加晶体管的集电极、基极以及发射极分别与所述第三晶体管的集电极、基极以及发射极相连；

m₂个第二附加晶体管，每一所述第二附加晶体管的集电极、基极以及发射极分别与所述第四晶体管的集电极、基极以及发射极相连，m₁和m₂满足其中：k为玻尔兹曼常数，q为电子电荷量，T开氏温度。

10.一种温度补偿的振荡器电路的工作方法，其特征在于，应用于权利要求1～9中任意一项所述振荡器电路，还包括以下步骤：

步骤S1，通过所述电流源模块产生所述第一电流和所述第二电流；

步骤S2，通过所述充电控制模块产生所述充电时间常数，所述充电控制模块根据所述第一电流和所述第二电流对所述电容充电形成所述充电电压，所述充电电压超过所述阈值电压时，输出所述控制信号；

步骤S3，所述放电控制模块根据所述控制信号对所述电容放电，以产生放电时间常数；

步骤S4，所述整形驱动模块根据所述充电时间常数和所述放电时间常数产生所述固定频率的所述方波信号。