專利名稱：電容倍壓式rc振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種振蕩器，尤其是一種電容倍壓式RC振蕩器。
背景技術：
圖1為傳統(tǒng)的精簡RC振蕩器結構。該RC振蕩器的工作原理為電源VDD通過電 阻R1對電容C1充電。當對電容C1充電所產(chǎn)生的電壓VI高于第一反相器INV1的翻轉電 壓時，電容CI兩端的電壓VI經(jīng)過第一反相器INV1及第二反相器INV2整形延時后，由第二 反相器INV2的輸出端VOUT輸出高電平；此時場效應管Nl打開，對電容CI放電。當電容 CI兩端的電壓VI低于第一反相器INV1的翻轉電壓時，電容CI兩端的電壓經(jīng)過第一反相器 INV1及第二反相器INV2整形延時，由第二反相器INV2的輸出端VOUT輸出低電平；此時場 效應管Nl截止，此時電源VDD再通過電阻Rl對CI充電，如此循環(huán)反復，實現(xiàn)RC振蕩。
由于該RC振蕩器通過第一反相器INV1，第二反相器INV2的延時時間來控制場效 應管N1的開關，VI點的電壓值變化受第一反相器INV1、第二反相器INV2的工藝參數(shù)的影 響，頻率輸出不穩(wěn)定。 該RC振蕩器具有以下缺點1.該電路的振蕩頻率受INV1、 INV2中晶體管的影響 大，不易控制；2.該電路使用電阻Rl對電容CI進行充電，使用NMOS場效應管Nl對電容CI 放電，導致輸出波形的占空比不均衡，電路需要進行整形后方可使用；3. VI點的電壓在第 一反相器INV1的翻轉電平附近變化，變化的擺幅遠小于VDD，該電路如果需要長的振蕩周 期，所需要的版圖面積大，會提高生產(chǎn)制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種電容倍壓式RC振蕩器，其 結構簡單，振蕩頻率穩(wěn)定，占空比均衡，成本低廉。 按照本發(fā)明提供的技術方案，一種電容倍壓式RC振蕩器，包括第一反相器、第二 反相器、電阻及電容；所述電阻與電容相串聯(lián)，所述電阻與電容串聯(lián)后于第一反相器相并 聯(lián)，所述第一反相器的輸入端與電阻相連，第一反相器的輸出端與電容相連，并作為振蕩器 的輸出端，所述第二反相器的輸出端與第一反相器的輸入端相連，所述電阻與電容相連接 的一端與第二反相器的輸入端相連。 所述振蕩器輸出端與兩相時鐘模塊的輸入端相連接，所述兩相時鐘模塊的輸出端 與倍壓模塊的輸入端相連，所述倍壓模塊的輸出端為振蕩器倍壓輸出。 —種類似的技術方案是包括與非門，第一反相器、電阻及電容；所述電阻與電容 相串聯(lián)，所述電阻與電容串聯(lián)后與第一反相器相并聯(lián)，所述第一反相器的輸出端與電容相 連接，并作為振蕩器的輸出端，第一反相器的輸入端與電阻相連，所述與非門的輸出端與第 一反相器的輸入端相連，所述電阻與電容相連接的一端與與非門的輸入端相連，所述與非 門的輸入端設有控制信號輸入端。 所述振蕩器的輸出端與兩相時鐘模塊的輸入端相連接，所述兩相時鐘模塊的輸出端與倍壓模塊的輸入端相連，所述倍壓模塊的輸出端為振蕩器倍壓輸出。 本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)電容電壓不能突變的特性，使得在RC取值相同的條件下，電 路的振蕩周期長；電路結構精簡，實現(xiàn)了與電源電壓及其工藝參數(shù)無關的高性能，在保證性 能的同時，大大降低了物理實現(xiàn)需要的版圖面積，降低了生產(chǎn)成本，電路占空比為1 : 2，不 需要整形就可以使用。


圖1為現(xiàn)有RC振蕩器的電路結構圖。
圖2為實施例1的電路結構圖。
圖3為實施例1的倍壓電路結構圖。
圖4為實施例2的電路結構圖。
圖5為實施例2的倍壓電路結構圖。
具體實施例方式
下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例l 如圖2 3所示本發(fā)明由第一反相器INV1、第二反相器INV2、電阻R1、電容C1、 兩相時鐘模塊及倍壓模塊組成。 所述電阻R1與電容C1相串聯(lián)，第一反相器INV1與串聯(lián)后的電阻R1及電容C1相 并聯(lián)，所述第一反相器INV1的輸入端與電阻R1相連接，第一反相器INV1的輸出端與電容 Cl的一端相連，所述第二反相器INV2的輸出端與第一反相器INV1的輸入端相連，所述電阻 Rl與電容Cl相連接的一端與第二反相器INV2的輸入端相連。所述第一反相器INV1的輸 出端與電容C1相連接的一端與兩相時鐘模塊的輸入端相連，兩相時鐘模塊的輸出端與倍
壓模塊的輸入端相連，所述倍壓模塊的輸出為振蕩器的輸出。
實施例2 如圖4 5所示本發(fā)明由第一反相器INV1、與非門NAND1、電阻R1、電容C1、兩相 時鐘模塊及倍壓模塊組成。 所述電阻Rl及電容Cl相串聯(lián)，第一反相器INV1與串聯(lián)后的電阻Rl及電容Cl相 并聯(lián)，電阻R1與第一反相器INV1的輸入端相連，電容C1與第一反相器INV1的輸出端相連， 所述與非門NAND1的輸出端與第一反相器INV1的輸入端相連，所述電阻R1與電容C1相連 接的一端與與非門NAND1的輸入端相連，所述與非門NAND1的輸入端設有控制信號輸入端 CTR。所述第一反相器INV1與電容C1相連接的一端與兩相時鐘模塊的輸入端相連，所述兩 相時鐘模塊的輸出端與倍壓模塊的輸入端相連，倍壓模塊的輸出為振蕩器的輸出。
初始上電時，v2點電平值為0，振蕩器輸出的電平為0，連接到第一反相器INV1 、第 二反相器INV2或與非門NAND1的電源VDD通過電阻Rl、第二反相器INV2或與非門NAND1 對電容Cl充電，隨著電容Cl的充電，v2點的電壓升高，當v2點的電壓高于第二反相器INV2 或與非門NAND1的翻轉電平VTHINV2時，第二反相器INV2或與非門NAND1輸出端的VI點 的電平翻轉為O電平，振蕩器的輸出翻轉為高電平VDD。由于電容C1兩端的電壓不能突變， 此時v2點的電壓升為VDD+VTHINV2 ;當v2點的電壓過高時，v2點通過電阻Rl、第二反相器INV2或與非門NAND1對地放電。當v2點的電壓低于VTHINV2時，第二反相器INV2輸出端 的vl點的電平翻轉為高電平VDD，振蕩器輸出為O電平，由于電容Cl兩端的電壓不能突變， 此時v2的電壓降為VTHINV2-VDD。此時電源VDD再通過電阻Rl、第二反相器INV2或與非 門NAND1對電容C1充電，實現(xiàn)振蕩。通過設置在與非門NAND1輸入端的控制信號CTR控制 振蕩器的關閉，降低振蕩器的功耗。振蕩器的通過兩相時鐘模塊及倍壓模塊輸出2倍的電 源電壓值。 電容C1充電時，電容C1兩端的充電電壓值為VTHINV2-(VTHINV2-VDD) = VDD ;電 容Cl放電時，電容Cl兩端的放電電壓值為(VDD+VTHINV2)-VTHINV2 = VDD。即無論充電 放電，電路的電壓值都達到了最大擺幅值VDD。 RC取值相同的情況下，電路的振蕩周期長， 所需要的版圖面積小。由于電容C1的充放電時間與第二反相器INV2的翻轉電平VTHINV1 無關，保證了電路的振蕩頻率與第一反相器INV1、第二反相器INV2的工藝參數(shù)無關；由于 電路充電和放電的電壓值相等，都為VDD，都通過電阻R1來完成放電，就保證了輸出波形的 占空比值為l : 2;當RC取值較大，第一反相器INV1、第二反相器INV2中管子的寬長比比 值較大時，可以近似忽略第一反相器INV1、第二反相器INV2中管子的影響，此時振蕩周期 T " 2RC，振蕩周期與電源電壓無關。
權利要求
一種電容倍壓式RC振蕩器，其特征是包括第一反相器(INV1)、第二反相器(INV2)、電阻(R1)及電容(C1)；所述電阻(R1)與電容(C1)相串聯(lián)，所述電阻(R1)與電容(C1)串聯(lián)后于第一反相器(INV1)相并聯(lián)，所述第一反相器(INV1)的輸入端與電阻(R1)相連，第一反相器(INV1)的輸出端與電容(C1)相連，并作為振蕩器的輸出端，所述第二反相器(INV2)的輸出端與第一反相器(INV1)的輸入端相連，所述電阻(R1)與電容(C1)相連接的一端與第二反相器(INV2)的輸入端相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電容倍壓式RC振蕩器，其特征是所述振蕩器輸出端與兩相 時鐘模塊的輸入端相連接，所述兩相時鐘模塊的輸出端與倍壓模塊的輸入端相連，所述倍 壓模塊的輸出端為振蕩器輸出。
3. —種電容倍壓式RC振蕩器，其特征是包括與非門(NAND1)，第一反相器(INV1)、電 阻(Rl)及電容(Cl);所述電阻(Rl)與電容(Cl)相串聯(lián)，所述電阻(Rl)與電容(Cl)串聯(lián) 后與第一反相器(INV1)相并聯(lián)，所述第一反相器(INV1)的輸出端與電容(Cl)相連接，并 作為振蕩器的輸出端，第一反相器(INV1)的輸入端與電阻(Rl)相連，所述與非門(NAND1) 的輸出端與第一反相器(INV1)的輸入端相連，所述電阻(Rl)與電容(Cl)相連接的一端與 與非門(NAND1)的輸入端相連，所述與非門(NAND1)的輸入端設有控制信號輸入端(CTR)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電容倍壓式RC振蕩器，其特征是所述振蕩器的輸出端與兩 相時鐘模塊的輸入端相連接，所述兩相時鐘模塊的輸出端與倍壓模塊的輸入端相連，所述 倍壓模塊的輸出端為振蕩器輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振蕩器，尤其是一種電容倍壓式RC振蕩器。按照本發(fā)明提供的技術方案，一種電容倍壓式RC振蕩器，包括第一反相器、第二反相器、電阻及電容；所述電阻與電容相串聯(lián)，所述電阻與電容串聯(lián)后于第一反相器相并聯(lián)，所述第一反相器的輸入端與電阻相連，第一反相器的輸出端與電容相連，并作為振蕩器的輸出端，所述第二反相器的輸出端與第一反相器的輸入端相連，所述電阻與電容相連接的一端與第二反相器的輸入端相連。本發(fā)明結構簡單，振蕩頻率穩(wěn)定，占空比均衡，成本低廉。
文檔編號H03K3/00GK101697483SQ200910035759
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權日2009年10月14日
發(fā)明者孫強 申請人:無錫海威半導體科技有限公司;