专利名称：可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，利用振荡电阻的介面电路自动检测晶片振荡的接脚上有无外加振荡电阻，藉以选择外加振荡电阻或内建振荡电阻来控制振荡频率，能达到节省成本及实际应用方便的目的。
按，一般单晶片所采用的振荡产生器如
图1及图2A、2B所示，大致分为振荡晶体型(CRYSTAL-TYPE)、陶磁共振器型(CERAMIC RESONATOR-TYPE)或电阻电容型(RC-TYPE)等，前二者系应用在需要较精确振荡频率的器件中，以振荡晶体10或陶磁共振器10的共振频率决定单晶片20内振荡产生器电路30的振荡频率，但其缺点为元件成本较高，在大量生产时，将造成业者的一大负担，而提高整体的生产成本。
电阻电容型系基于低成本考虑的应用，可以改变电阻的阻值而改变单晶片20内振荡产生器电路30的振荡频率，通常为了达到弹性控制振荡产生器电路30的振荡频率，振荡电阻R1系以外加于单晶片20的方式实施(如图2A、2B所示)，但这又增加了成品加工的步骤，导致工时的增长、人员投入等生产成本的增加，且印刷电路板的空间亦因外加振荡电阻R1而改变，必须对其重新配置(LAYOUT)等问题，所以仍不是一最佳的设计方式。
如图3A、3B所示，其中示出另一习用单晶片内建电阻电容型振荡器，此种内建电阻电容型振荡器为避免前述外加型振荡器在元件成本、成品加工及印刷电路板空间等缺点。一般内建电阻R2都以半导体制程结构的井(WELL)作为电阻。但该井的电阻误差值可能达到正负20％，若因单晶片20制造过程的阻值参数偏差，将使得振荡频率漂移无法达到要求规格，造成生产合格率的降低；或因实际需求而必须改变振荡频率，则此内建型振荡器即因振荡电阻R2已于制造过程选定，无法改变振荡产生器电路30的振荡频率，缺乏实际应用的弹性。
有鉴于上述习知方式的缺点，在元件成本、成品加工及应用弹性等方面仍难以完善；为此，本发明为解决现有技术中上述存在的问题而提供一种可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，以弥补习知单晶片振荡器的缺点，且兼具低成本、提高生产合格率及增大应用范围弹性等优点。
依据上述，本发明所采用的技术手段系于单晶片振荡接脚内建的振荡电阻与振荡产生器之间增设一检测有无外加电阻的介面检测电路，即可实现在振荡产生器启动之前自动检测外加电阻的有无。若有外加振荡电阻，则采用外加振荡电阻；若无外加振荡电阻，则采用内建的振荡电阻，以控制振荡产生器的振荡频率。
本发明的目的、特征及功效，将结合下述具体实施例，并参考附图，详细说明如下附图简要说明图1是习知单晶片振荡晶体型或陶磁共振器型振荡器的电路示意图；图2A、2B是习知单晶片外加电阻电容型振荡器的电路示意图；图3A、3B是习知单晶片内建电阻电容型振荡器的电路示意图；图4是本发明的电路结构示意图；图5是本发明实施例的介面检测电路图。
如图4所示，其为本发明的电路结构示意图；本发明是于单晶片20内所设的振荡产生器电路30及晶片振荡接脚40间加设一介面检测电路50。
如图5所示，图5是本发明实施例的介面检测电路图；该介面检测电路50包括有一外接振荡电阻R3，其一端连接至电路高电位或电路低电位，另一端则连接至晶片振荡接脚40而直接输入至单晶片20内的振荡器产生电路30，可取代内建振荡电阻R4，以控制振荡产生器电路30的振荡频率。
一内建振荡电阻R4，其一端于晶片内部连接至电路高电位或电路低电位，另一端连接于一内建振荡电阻连接开关55的一端，系于单晶片20生产的同时即相对于所需的振荡频率，选用一适当阻值的振荡电阻。
一检测周期讯号51，将其输入至内阻开关控制电路54、检测结果锁存部分52、偏压晶体管(BIAS MOS)53，于振荡产生器电路30启动前，此信号将先被启动一段时间，于此检测周期讯号51启动时段检测有无外加振荡电阻R3。
一检测结果锁存部分(LATCH)52，其一输入端为检测周期讯号51，另一输入端为偏压晶体管53的输出端，并有一输出端连接至内阻开关控制电路54，于检测周期讯号51动作周期内将振荡接脚40的状态储存，而于检测周期讯号51动作周期之后，作为有无外加振荡电阻R3的旗标。
一偏压晶体管(BIAS MOS)53，其控制极G系耦合至检测周期讯号51，源极S系耦合至晶片振荡接脚40并耦合至检测结果锁存部分52的一输入端，于检测周期内，若无外加振荡电阻R3，则将晶片振荡接脚40偏压至外加振荡电阻R3所要连接电位的相反电位；亦即外加振荡电阻R3由晶片振荡接脚40连接到电路高电位，若无外加振荡电阻R3，偏压晶体管53将晶片振荡接脚40偏压至电路低电位；偏压晶体管53与外加振荡电阻R3的阻值相比较，为高阻抗(High Impedence)。
一内阻开关控制电路54，其接受检测周期讯号51及检测结果锁存部分52的输出讯号，并依据此二信号对内建振荡电阻连接开关55作开(ON)及关(OFF)控制；于检测周期讯号51动作周期中或检测周期讯号51动作周期之后，若检测结果锁存部分52显示有外接振荡电阻R3时，则将内建振荡电阻连接开关55关闭(OFF)。
一内建振荡电阻连接开关55，其一端连接于内建振荡电阻R4，另一端系连接于晶片振荡接脚40，藉由开关的开闭而选择由外接电阻R3或内建振荡电阻R4振荡。
本发明将藉由以下实施例作一详细说明于单晶片20电源启动的同时，或振荡产生器电路30振荡启动之前，由单晶片20内部产生一检测周期讯号51，此检测周期讯号51首先经内阻开关控制电路54，将内建振荡电阻开关55关闭(OFF)，使得内建振荡电阻R4与晶片振荡接脚40分离，单晶片20内部的电路高电位不会经由内建振荡电阻R4传导至晶片振荡接脚40；于此同时，检测周期讯号51也将偏压晶体管53启动，使得晶片振荡接脚40以高阻抗(High Impedence)的方式连接至电路低电位。
此时，若单晶片20的晶片振荡接脚40没有经过外加振荡电阻R3于单晶片20外部连接至电路高电位，则此晶片振荡接脚40将停留在高阻抗电路低电位(Hihg Impedence Low)，此状态将送至检测结果锁存部分52储存，检测结果锁存部分52将储存着“内建振荡电阻连接开关接上(ON)”的状态，但若于此检测周期讯号51动作周期内，单晶片20外部有外接振荡电阻R3将晶片振荡接脚40连接至电路高电位，则因偏压晶体管53与外接振荡电阻R3的推动能力相比为高阻抗，所以晶片振荡接脚40将被偏压至电路高电位，而此状态将送至检测结果锁存部分52储存，检测结果锁存部分52将储存着“内建振荡电阻连接开关分离(OFF)”的旗标。
于检测周期讯号51动作周期之后，检测周期讯号51经由内阻开关控制电路54将内建振荡电阻连接开关55分离的动作结束，及偏压晶体管53的偏压动作也结束，此后内阻开关控制电路54即依照检测结果锁存部分52的储存数据来控制内建振荡电阻连接开关55，若无外加振荡电阻R3，则检测结果锁存部分52储存着“内建振荡电阻连接开关接上”的旗标，使得内建振荡电阻R4与晶片振荡接脚40相连，振荡产生器电路30即依照内建振荡电阻R4的阻值产生相对应的振荡频率；若有外加振荡电阻R3，则检测结果锁存部分52储存着“内建振荡电阻连接开关分离”的旗标，振荡产生器电路30即依照外加振荡电阻R3的阻值产生相对应的振荡频率。
综上所述，本发明所提供的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，可针对习用方法的缺失与未实现的功效，提出有效的解决方式，更进一步的增加了习用方式未有的功能，不仅可达预期的实用功效外，并且为前所未见的新设计。
以上已将本发明作一详细说明，以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不是对本发明实施的范围的限定。即凡依本发明权利要求范围所作的均等变化与修饰等，都应属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，是于一单晶片内包括有一振荡产生器电路、振荡接脚及一介面检测电路，其特征在于该介面检测电路设置于振荡产生器电路及晶片振荡接脚之间，于单晶片电源启动后，振荡产生器电路启动之前，单晶片内部自动产生一检测周期讯号，该介面检测电路即会判断是否有外加振荡电阻，并将此判断数据储存，于检测周期讯号之后作为内建振荡电阻是否与晶片振荡接脚相接的依据，若检测结果无外加振荡电阻即自动采用内建振荡电阻，而与振荡产生器电路产生相对应阻值的振荡频率；若有外加振荡电阻，振荡产生器电路即依照外加振荡电阻的阻值产生相对应的振荡频率。
2.如权利要求1所述的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，其特征在于，该介面检测电路包括有一检测周期讯号，将其输入至内阻开关控制电路、检测结果锁存部分、偏压晶体管，于振荡产生器电路启动前，此信号将先被启动一段时间，于此检测周期启动时段检测有无外加振荡电阻；一检测结果锁存部分，其一输入端为检测周期讯号，另一输入端为偏压晶体管的输出端，并有一输出端连接至内阻开关控制电路，于检测周期内将振荡接脚的状态储存，而于检测周期讯号之后，作为有无外加振荡电阻的旗标。一偏压晶体管，其控制极耦合至检测周期讯号，源极耦合至振荡接脚并耦合至检测结果锁存部分的一输入端，于振荡周期内，若无外加振荡电阻，则将晶片振荡接脚偏压至外加振荡电阻所要连接电位的相反电位；亦即外加振荡电阻由晶片振荡接脚连接到电路高电位，若无外加振荡电阻，偏压晶体管将晶片振荡接脚偏压至电路低电位；使偏压晶体管与外加振荡电阻相比较，形成高阻抗的状态；一内阻开关控制电路，其接受检测周期讯号及检测结果锁存部分的初出讯号，并依据此二信号对内建振荡电阻开关作开ON及关OFF控制；于检测周期中或检测周期之后，若检测结果锁存部分显示有外接振荡电阻时，则将内建振荡电阻连接开关关闭OFF。一内建振荡电阻连接开关，其一端连接于内建振荡电阻，另一端系连接于晶片振荡接脚，藉由开关的开闭而选择由外接电阻或内建振荡电阻振荡。
3.如权利要求1所述的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，其特征在于，该晶片振荡接脚可外接一振荡电阻，用以取代内建振荡电阻。
4.如权利要求1所述的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，其特征在于，该内建振荡电阻系以半导体制程结构中的井所构成，于单晶片设计的同时，对于可能应用的振荡频率规格，内建多种相对应阻值的电阻，再于制造生产的过程中，选定一适用的阻值作为振荡阻值。
5.如权利要求1所述的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，其特征在于，该外接振荡电阻的连接方式，因振荡产生器电路结构的不同，可为一端连接至电路高电位或电路低电位，另一端则连接至振荡接脚而直接输入至单晶片内的振荡电路。
6.如权利要求1所述的可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器，其特征在于，该内建振荡电阻的连接方式，因振荡产生器电路结构的不同，可为一端连接至电路高电位或电路低电位，另一端则连接于内建振荡电阻连接开关的一端。
全文摘要
本发明有关一种可自动选用内、外振荡电阻的单晶片振荡产生器,是利用一振荡电阻的介面电路自动检测晶片的振荡接脚上有无外加振荡电阻,若有外加振荡电阻则采用外加振荡电阻;若无外加振荡电阻则采用晶片于制造生产时所选用的内建振荡电阻,来控制振荡产生器的振荡频率,而无需外接电阻元件;且应用时能以有无外加振荡电阻作内外振荡电阻的切换,无需其他控制接脚作选择,实现了节省成本及实际应用的方便性。
文档编号H03B5/20GK1187716SQ97101008
公开日1998年7月15日 申请日期1997年1月7日 优先权日1997年1月7日
发明者翁启培, 刘卫宗 申请人:佑华微电子股份有限公司