一种带有温度补偿的高精度振荡器的制作方法

1.本实用新型涉及振荡器技术领域，尤其涉及一种带有温度补偿的高精度振荡器。


背景技术：

2.rc振荡器是一种利用电流在电阻电容上充放电的时间作为周期，来产生相应的振荡频率的一种电器装置。通常情况下，其使用参数极易受到电源电压及温度的变化的影响，因此了提出了高精度的rc振荡器的概念，以减小电源电压及温度的变化对rc振荡频率的影响。但现有的高精度rc振荡器仍存在着高噪声、无法稳定确定倍数频方波信号等问题，亟待解决。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术存在的问题，本实用新型提供一种带有温度补偿的高精度振荡器。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的，设计一种带有温度补偿的高精度振荡器，其特征在于：包括，
5.电流源i0，其输入端连接电源电压vdd，其输出端连接至bgr带隙基准电路；
6.带隙基准电路bgr，包含高增益放大电路，带隙基准电路bgr的输入端连接电流源i0，在vref的输出端第一路串联滤波电容c1并接地，第二路接入第一比较器comp1，第三路接入第二比较器comp2；
7.负反馈电路，包括第一比较器comp1、mos管mn，第一比较器comp1的正相输入电压vref，第一比较器comp1的反相输入电阻r3上的电压vr3，第一比较器comp1比较电压vref与电压vr3，当vr3大于vref时，mos管mn出于截止状态，振荡电路不工作；当vr3小于vref时，mos管mn开启，此时第一比较器cmpo1和mos管mn管构成负反馈结构，得到稳定的电压输出到mos管mn的栅极，稳定控制栅极的电流i1；
8.第二比较器comp2，其正相输入电压vc2，通过电流i2对电容c2进行充电，不断提高电容c的电压vc2，并作为比较器cmop2的正相输入电压，比较器cmop2的反相输入电压，第一比较器comp1的反相输入电压vref，第二比较器comp2比较电压vref与电压vc2，当vc2小于vref时，第二比较器cmop2输出低电平至缓冲器buffer，当vc2大于vref时，第二比较器cmop2输出高电平至缓冲器buffer；将cmop2的输出的振荡电压v1进行整波，得到波形良好的输出信号，通过反馈电路反馈给电容c2。
9.反馈电路，其输入端与buffer缓冲器的输出端相连，其输出端连接至电容c2，构成回路。当反馈的电压是低电平时，电流i2继续给电容c2充电，当反馈给电容c2的电压是高电平时，电容c2开始放电，由此反复充放电就得到了振荡电压。
10.优选的，电流源i0内置启动电路，在任何状态下都能正常工作，所述启动电路采用自循环结构，使得电流源的电流与电源电压无关，不受电源电压的限制。
11.优选的，带隙基准电路bgr中设有高增益放大电路，所述高增益放大电路采用
cascode结构。增益可以达到80db以上，高增益可以保证放大电路的正负输入端电压差几乎为零，保证了电压的稳定性，为bgr提供了良好的电压工作环境。通过电阻的良好匹配，可以达到1％的温度补偿，得到与温度无关的高精度基准电压vref，在vref的输出端接入电容c1，用于滤波，来保证vref的稳定性。
12.优选的，第一比较器comp1与mos管mn的栅极串联，mos管mn的源极串联电阻r3并接地，mos管mn的漏极通过与mos管mp1、电阻r1、电源电压vdd串联获得稳定电流i1。
13.优选的，第二比较器comp2通过与mos管mp2、电阻r2、电源电压vdd串联获得稳定电流i2，电流i2是通过电阻r1、电阻r2和p型ldmos管mp1以及p型ldmos管mp2构成的电流镜将基准电流i1镜像得到的稳定电流。
14.优选的，所述电流镜包括电阻r1、电阻r2和p型ldmos管mp1以及p型ldmos管mp2，mos管mp1、电阻r1、电源电压vdd串联，mos管mp2、电阻r2、电源电压vdd串联，mos管mp1的栅极与mos管mp2的栅极串联，并抽头一端连接mos管mn漏极。
15.优选的，比较器comp1和比较器comp2均采用两阶补偿比较器结构。
16.优选的，电流镜、电容c2之间还可设有reset重置电路，所述reset重置电路由基准电流源i2控制充电、并有由外部电路控制，用来控制振荡电路的开通与否。
17.优选的，mos管mn管采用n型ldmos，mos管mp1采用p型ldmos以及mos管mp2采用p型ldmos。
18.优选的，电源电压vdd取值范围：5v。
19.本实用新型的有益效果在于：本实用新型的带有温度补偿的振荡器可以产生稳定的周期性防波信号，在温度和电压或飘移的条件下，振荡电路仍然能产生频率稳定的输出信号。低噪音抗干扰能力强，精度高，具有很强的实用性，低成本等优势。
附图说明
20.图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
22.<实施例>
23.如图1所示，一种带有温度补偿的高精度振荡器，包括，电流源i0、带隙基准电路bgr、负反馈电路、第二比较器comp2、反馈电路；
24.如下逐一详述：
25.电流源i0，其输入端连接电源电压vdd，其输出端连接至bgr带隙基准电路；在本实施例中，电流源i0内置启动电路，在任何状态下都能正常工作，所述启动电路采用自循环结构，使得电流源的电流与电源电压无关，不受电源电压的限制。
26.带隙基准电路bgr，包含高增益放大电路，带隙基准电路bgr的输入端连接电流源i0，在vref的输出端第一路串联滤波电容c1并接地，第二路接入第一比较器comp1，第三路接入第二比较器comp2；
27.在本实施例中，带隙基准电路bgr中设有高增益放大电路，所述高增益放大电路采
用cascode结构。增益可以达到80db以上，高增益可以保证放大电路的正负输入端电压差几乎为零，保证了电压的稳定性，为bgr提供了良好的电压工作环境。通过电阻的良好匹配，可以达到1％的温度补偿，得到与温度无关的高精度基准电压vref，在vref的输出端接入电容c1，用于滤波，来保证vref的稳定性。
28.负反馈电路，包括第一比较器comp1、mos管mn，第一比较器comp1的正相输入电压vref，第一比较器comp1的反相输入电阻r3上的电压vr3，第一比较器comp1比较电压vref与电压vr3，当vr3大于vref时，mos管mn出于截止状态，振荡电路不工作；当vr3小于vref时，mos管mn开启，此时第一比较器cmpo1和mos管mn管构成负反馈结构，得到稳定的电压输出到mos管mn的栅极，稳定控制栅极的电流i1；
29.第二比较器comp2，其正相输入电压vc2，通过电流i2对电容c2进行充电，不断提高电容c的电压vc2，并作为比较器cmop2的正相输入电压，比较器cmop2的反相输入电压，第一比较器comp1的反相输入电压vref，第二比较器comp2比较电压vref与电压vc2，当vc2小于vref时，第二比较器cmop2输出低电平至缓冲器buffer，当vc2大于vref时，第二比较器cmop2输出高电平至缓冲器buffer；将cmop2的输出的振荡电压v1进行整波，得到波形良好的输出信号，通过反馈电路反馈给电容c2。
30.如图所示，第一比较器comp1与mos管mn的栅极串联，mos管mn的源极串联电阻r3并接地，mos管mn的漏极通过与mos管mp1、电阻r1、电源电压vdd串联获得稳定电流i1。
31.如图所示，第二比较器comp2通过与mos管mp2、电阻r2、电源电压vdd串联获得稳定电流i2，电流i2是通过电阻r1、电阻r2和p型ldmos管mp1以及p型ldmos管mp2构成的电流镜将基准电流i1镜像得到的稳定电流。
32.如图所示，所述电流镜包括电阻r1、电阻r2和p型ldmos管mp1以及p型ldmos管mp2，mos管mp1、电阻r1、电源电压vdd串联，mos管mp2、电阻r2、电源电压vdd串联，mos管mp1的栅极与mos管mp2的栅极串联，并抽头一端连接mos管mn漏极。
33.其中，在本实施例中，mos管mn管采用n型ldmos，mos管mp1采用p型ldmos以及mos管mp2采用p型ldmos。
34.在本实施例中，比较器comp1和比较器comp2均采用两阶补偿比较器结构。
35.反馈电路，其输入端与buffer缓冲器的输出端相连，其输出端连接至电容c2，构成回路。当反馈的电压是低电平时，电流i2继续给电容c2充电，当反馈给电容c2的电压是高电平时，电容c2开始放电，由此反复充放电就得到了振荡电压。
36.优选的，电流镜、电容c2之间还可设有reset重置电路，所述reset重置电路由基准电流源i2控制充电、并有由外部电路控制，用来控制振荡电路的开通与否。