一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种晶体振荡器电路，尤其是涉及一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路。
【背景技术】
[0002]传统的32.768kHz晶体振荡器电路使用一个反相器电路外接一个32.768kHz石英晶体来得到一个32.768kHz振荡，如图1。由于反相器的贯通电流随着电源电压的变化而变化，导致这种电路的振荡特性随电源电压变化很大。为改善此状况，现今业界的主要改进方法是将反相器电路修改为电流源给NMOS管供电的定电流单级放大结构，如图2，这种做法极大的改善了振荡特性的电源电压依存性。
[0003]随着应用需求越来越向低功耗方向发展，市场对32.768kHz晶体振荡器电路的功耗需求越来越强烈，使用CL = 6pF的低负载电容石英晶振，在逐渐的取代CL = 12.5pF的石英晶振。而使用CL = 6pF的石英晶振有其困惑之处:晶振脚上应该配置2*CL = 12pF对地电容，而晶振脚连接在芯片及PCB板上的地方已经有了一些对地的寄生电容，根据芯片封装、PCB设计和制程等会有变化，只可预想为几个pF，不清楚具体数值，这样在PCB上应该额外配置多大电容就比较难说清楚。配置小了，可能会因为环路带宽过大导致振荡电路不起振；配置大了，又会增加不必要的功耗，得不到极致的低功耗特性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、振荡器特性稳定的低功耗32.768kHz晶体振荡器电路。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，包括带零点补偿的二级放大器、反馈电阻、32.768kHz石英晶振和晶振管脚寄生电容，所述的带零点补偿的二级放大器正端输入连接工作偏置电压，负端输入连接所述32.768kHz石英晶振的一端，输出端连接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反馈电阻并联在32.768kHz石英晶振两端，所述的晶振管脚寄生电容接在32.768kHz石英晶振两端。
[0007]所述的晶振管脚寄生电容仅包括寄生电容。
[0008]所述的寄生电容为O?1pF容值的电容。
[0009]所述的二级放大器用于产生反相增益。
[0010]所述的二级放大器的主极点设置在第一级放大器上，次主极点设置在输出级上，零点设置在次主极点1/3?3倍频率区间内。
[0011 ] 所述的二级放大器采用7管CMOS放大器结构。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0013]I)适用范围广，无需再考虑PCB板上的原本需要配置的晶振脚电容，振荡器电路特性不再取决于外部参数。
[0014]2)振荡器特性稳定，由于次主极点所在节点本身有一定的容性负载，晶振管脚电容(寄生电容<10pF)对其影响较小，都可被所设置的零点所大致抵消，不影响石英晶振的频选特性，环路增益也能基本保持，这样就保证了振荡器特性相对稳定。
【附图说明】
[0015]图1为现有的32.768kHz晶体振荡器电路的原理框图；
[0016]图2为现有改进的32.768kHz晶体振荡器电路的原理框图；
[0017]图3为本发明所阐述的32.768kHz晶体振荡器电路的原理框图；
[0018]图4为本发明二级放大器的电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0020]实施例
[0021]如图3所示，一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，包括带零点补偿的二级放大器1、反馈电阻2、32.768kHz石英晶振3、晶振管脚寄生电容4，所述的带零点补偿的二级放大器I正端输入11连接其最佳工作偏置电压，负端输入12连接所述32.768kHz石英晶振的一端，输出13连接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反馈电阻2两端连接在所述32.768kHz石英晶振3两端，同时，石英晶振3两端各接一个对地的所述晶振管脚寄生电谷4。
[0022]所述的晶振管脚电容4仅包括连接的寄生电容，无额外器件，其容值限制为O?1pF0
[0023]所述的带零点补偿的二级放大器1，其参数设定如下:
[0024]二级放大器用于产生反相增益，其反相放大接法类似反相器的功能。
[0025]二级放大器的主极点设置在第一级(放大器内部)，次主极点设置在输出级(即晶振管脚电容节点)，零点设置在次主极点1/3?3倍频率区间内(用于抵消次主极点相位影响)。所述的二级放大器采用7管CMOS放大器结构，如图4所示。
[0026]由于次主极点所在节点本身有一定的容性负载，晶振管脚电容(寄生电容<10pF)对其影响较小，都可被所设置的零点所大致抵消，即在32kHz左右频率处，电路频率响应等同于单极点系统，为90°，不影响石英晶振的频选特性，环路增益也能基本保持，这样就保证了振荡器特性相对稳定。
【主权项】
1.一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，包括带零点补偿的二级放大器、反馈电阻、32.768kHz石英晶振和晶振管脚寄生电容，所述的带零点补偿的二级放大器正端输入连接工作偏置电压，负端输入连接所述32.768kHz石英晶振的一端，输出端连接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反馈电阻并联在32.768kHz石英晶振两端，所述的晶振管脚寄生电容接在32.768kHz石英晶振两端。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，所述的晶振管脚寄生电容仅包括寄生电容。
3.根据权利要求2所述的一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，所述的寄生电容为O?1pF容值的电容。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，所述的二级放大器用于产生反相增益。
5.根据权利要求4所述的一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，所述的二级放大器的主极点设置在第一级放大器上，次主极点设置在输出级上，零点设置在次主极点1/3?3倍频率区间内。
6.根据权利要求4或5所述的一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，其特征在于，所述的二级放大器采用7管CMOS放大器结构。
【专利摘要】本发明涉及一种低功耗32.768kHz晶体振荡器电路，包括带零点补偿的二级放大器、反馈电阻、32.768kHz石英晶振和晶振管脚寄生电容，所述的带零点补偿的二级放大器正端输入连接工作偏置电压，负端输入连接所述32.768kHz石英晶振的一端，输出端连接所述32.768kHz石英晶振的另外一端，所述的反馈电阻并联在32.768kHz石英晶振两端，所述的晶振管脚寄生电容接在32.768kHz石英晶振两端。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、振荡器特性稳定等优点。
【IPC分类】H03B5-02
【公开号】CN104753463
【申请号】CN201510173936
【发明人】梁青武
【申请人】上海菱沃铂智能技术有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月13日