Cmos晶体振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及振荡器技术领域，特别是涉及一种CMOS晶体振荡器。
【背景技术】
[0002]晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件，广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
[0003]在集成电路中总是希望晶体振荡器启动时间很短，很快就能进入稳定振荡，传统的晶体振荡器为了达到快速起振设置较大的偏置电流，较大的偏置电流会使晶体振荡器的功耗变大，导致系统功耗过大。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种起振速度快且功耗低的CMOS晶体振荡器。
[0005]—种CMOS晶体振荡器，包括晶体振荡等效电路、反馈电阻、输出反相器、第一限流器、第二限流器、第一开关管、第二开关管和输出端口，
[0006]所述晶体振荡等效电路与所述反馈电阻并联后一端连接所述输出反相器的输入端，另一端连接所述输出端口；所述第一开关管和所述第一限流器并联后一端连接电源接入端，另一端连接所述输出反相器的电源端，所述第二开关管和所述第二限流器并联后一端连接所述输出反相器的接地端，另一端接地;所述输出反相器的输出端连接所述输出端P;
[0007]所述第一开关管和所述第二开关管在所述晶体振荡等效电路起振前导通，在所述晶体振荡等效电路稳定振荡后断开。
[0008]上述CMOS晶体振荡器，在晶体振荡等效电路起振如第一开关管和第一■开关管导通，以降低输出反相器两侧的限流电阻，增大输出反相器的工作电流，从而加快CMOS晶体振荡器的起振。当晶体振荡等效电路稳定振荡后第一开关管和第二开关管断开，利用第一限流器和第二限流器增大输出反相器两侧的限流电阻，减小工作电流，从而降低CMOS晶体振荡器的功耗。与传统的晶体振荡器相比，在提高起振速度的同时降低了功耗。
【附图说明】
[0009]图1为一实施例中CMOS晶体振荡器的原理图。
【具体实施方式】
[0010]一种CMOS晶体振荡器，如图1所示，包括晶体振荡等效电路110、反馈电阻RF、输出反相器120、第一限流器PM2、第二限流器匪2、第一开关管PMl、第二开关管匪I和输出端口V0,
[0011]晶体振荡等效电路110与反馈电阻RF并联后一端连接输出反相器120的输入端，另一端连接输出端口 VO;第一开关管PMl和第一限流器PM2并联后一端连接电源接入端VDD，另一端连接输出反相器120的电源端，第二开关管NMl和第二限流器NM2并联后一端连接输出反相器120的接地端，另一端接地;输出反相器120的输出端连接输出端口 V0。第一开关管PMl和第—■开关管匪I在晶体振荡等效电路110起振如导通，在晶体振荡等效电路110稳定振荡后断开。
[0012]在其中一个实施例中，继续参照图1，晶体振荡等效电路110包括电阻R1、电感L1、第一电容Cl和第二电容C2，电阻R1、电感LI和第一电容Cl串联，并与第二电容C2并联后一端连接输出反相器120的输入端，另一端连接输出端口 VO。
[0013]第一开关管PMl和第二开关管NMl具体可以是由外部电路根据检测到的晶体振荡等效电路110的状态来控制通断，也可以是在CMOS晶体振荡器中设置控制电路来进行通断控制。对CMOS晶体振荡器上电后，在晶体振荡等效电路110起振如第一开关管PMl和第一■开关管NMl导通，增大输出反相器120的工作电流以加快CMOS晶体振荡器的起振。在晶体振荡等效电路110稳定振荡后第一开关管PMl和第二开关管匪I断开，利用第一限流器PM2和第二限流器NM2增大输出反相器120两侧的限流电阻，减小工作电流，从而降低CMOS晶体振荡器的功耗。在晶体振荡等效电路110稳定振荡后，当输出端口 VO为低电平时晶体振荡等效电路110输出低电平至输出反相器120的输入端，输出反相器120进行反相后输出高电平至输出端口 VO;当输出端口 VO为高电平时晶体振荡等效电路110输出高电平至输出反相器120的输入端，输出反相器120进行反相后输出低电平至输出端口 V0，如此反复循坏，实现由输出端口 VO输出振荡信号。
[0014]本实施例中第一限流器PM2和第二限流器匪2均为MOS管，具体为第一限流器PM2采用P沟道MOS管，第二限流器匪2采用N沟道MOS管。进一步地，第一开关管PMl和第二开关管匪I也均为MOS管，具体为第一开关管PMl采用P沟道MOS管，第二开关管匪I采用N沟道MOS管。利用MOS管对输出反相器120进行通断和限流控制，成本低且便于操作。
[0015]在其中一个实施例中，如图1所示，输出反相器120包括第一MOS管PM3和第二MOS管匪3，本实施例中第一 MOS管PM3采用P沟道MOS管，第二 MOS管匪3采用N沟道MOS管。
[0016]第一 MOS管PM3的输入端作为输出反相器120的电源端，连接第一限流器PM2和第一开关管PM1。第一 MOS管PM3的控制端连接第二 MOS管匪3的控制端作为输出反相器120的输入端，连接晶体振荡等效电路110与反馈电阻RF。第一MOS管PM3的输出端连接第二MOS管匪3的输入端作为输出反相器120的输出端，连接输出端口 VO。第二 MOS管匪3的输出端作为所述输出反相器的接地端，连接第二开关管匪I和第二限流器匪2。第一 MOS管PM3和第二 MOS管匪3在其控制端为低电平时接入电源并输出高电平至输出端口 VO，在其控制端为高电平时输出低电平至输出端口 V0。
[0017]在其中一个实施例中，CMOS晶体振荡器还包括峰值检测电路130和反相控制电路140，峰值检测电路130连接输出端口 VO和反相控制电路140，反相控制电路140连接第一开关管PMl和第二开关管NMl。
[0018]峰值检测电路130对输出端口 VO的电压进行检测，反相控制电路140在输出端口 VO的电压小于预设阈值时控制第一开关管PMl和第二开关管匪I导通，在输出端口 VO的电压大于或等于预设阈值时控制第一开关管PMl和第二开关管NMl断开。
[0019]具体地，预设阈值的具体取值可根据实际情况选取，若输出端口VO的电压大于或等于预设阈值，则可认为CMOS晶体振荡器成功起振。通过峰值检测电路130对输出端口 VO的电压进行检测，判断CMOS晶体振荡器是否起振;若否，则输出低电平至反相控制电路140;若是，则输出高电平至反相控制电路140。反相控制电路140在接收到低电平时控制第一开关管PMl和第二开关管匪I导通，在接收到高电平时控制第一开关管PMl和第二开关管NMl断开。
[0020]本实施例中通过实时检测输出端口VO的电压，并根据检测结果控制第一开关管PMl和第二开关管NMl的通断，加快CMOS晶体振荡器的起振速度，且在CMOS晶体振荡器成功起振后关断以降低功耗，提高了操作便利性。
[0021]在其中一个实施例中，峰值检测电路130包括第三开关管匪P和第三电容CP，第三开关管NMP的输入端和控制端连接输出端口 VO，第三开关管NMP的输出端连接第三电容CP的一端和反相控制电路140，第三电容CP另一端接地。本实施例中第三开关管NMP为MOS管，具体采用N沟道MOS管，便于操作控制。
[0022]CMOS晶体振荡器刚上电时，第三电容CP两端的电压为零，随着CMOS晶体振荡器的工作，当输出端口 VO的电压达到第三开关管NMP的阈值电压时，第三开关管NMP管导通，给第三电容CP充电，此时当输出端口 VO的电压小于第三电容CP两段的电压时，第三开关管NMP截止，第三电容CP保持之前的最大值。当CMOS晶体振荡器稳定振荡之后，输出端口 VO的输出幅度最大，此最大的幅值被保存到第三电容CP上。以第三电容CP上的电压值作为预设阈值，即作为判断CMOS晶体振荡器是否进入稳定振荡的参考电压。当第三电容CP上的电压值小于该参考电压时，则认为晶体振荡等效电路110还未进入稳定振荡，由第三开关管NMP的输出端输出低电平至反相控制电路140，反相控制电路140使得第一开关管