[发明专利]一种高精度自适应的张弛振荡器

摘要

一种高精度的自适应张弛振荡器，利用电容预充电原理抵消设于振荡电路中的充放电控制电路产生的延时，包括振荡电路、第一电容预充电电路和第二电容预充电电路，电容预充电电路用于给振荡器充放电电容预充电，振荡电路在电容预充电电路预充电电平的基础上进行充放电，电容两次充电产生的误差延时抵消，使振荡器工作在预设的频率上，实现显著提高频率‑控制电流线性度，且本发明不是直接通过提升比较器或者RS触发器的速度来减小延时，而是通过两次充电过程抵消控制电路产生的延时以及随外界环境变化的失调的影响，显著地提高了振荡器的精度，并且具有很强的温度稳定性和电源电压抑制即自适应性。

主权项

一种高精度自适应的张弛振荡器，其特征在于：以振荡电路为基础，增设两个电容预充电电路，利用电容预充电原理抵消设于振荡电路中的充放电控制电路产生的延时；包括振荡电路、第一电容预充电电路和第二电容预充电电路，电容预充电电路用于给振荡器充放电电容预充电，振荡电路在电容预充电电路预充电电平的基础上进行充放电，电容两次充电产生的误差延时抵消，使振荡器工作在预设的频率上，实现显著提高频率‑控制电流线性度；其中：振荡电路包括电流源I0、I1，控制开关S30、S40，充放电电容C10、C20，比较器CMP1、CMP2以及RS触发器RS1和参考电平VX+Vref，其中，比较器CMP1、CMP2和RS触发器RS1构成充放电控制电路；电流源I0的负极和电流源I1的负极均连接电源VDD，电流源I0的正极和电流源I1的正极分别连接控制开关S30的一端和控制开关S40的一端，控制开关S30的另一端连接充放电电容C10的一端和比较器CMP1的同相输入端，充放电电容C10的另一端接地，控制开关S40的另一端连接充放电电容C20的一端和比较器CMP2的同相输入端，充放电电容C20的另一端接地，比较器CMP1的反相输入端与比较器CMP2的反相输入端互连并连接参考电平VX+Vref，比较器CMP1的输出端和比较器CMP2的输出端分别连接RS触发器RS1的置位输入端S和复位输入端R；第一电容预充电电路包括控制开关S10、S50，二输入与门AND1、脉冲产生电路和充放电控制电路，其中，充放电控制电路包括比较器CMP3、CMP4以及RS触发器RS2和参考电平VX、VM，比较器CMP3的反相输入端连接参考电平VX，比较器CMP4的同相输入端连接参考电平VM，比较器CMP3的同相输入端与比较器CMP4的反相输入端互连并与控制开关S50的一端、控制开关S10的一端以及振荡电路中控制开关S30的另一端连接在一起，控制开关S10的另一端连接振荡电路中电流源I0的正极，控制开关S50的另一端接地，控制开关S50的控制端连接脉冲产生电路的输出信号，脉冲产生电路的输入端连接振荡电路中RS触发器RS1的输出端Q1，比较器CMP3的输出端和比较器CMP4的输出端分别连接RS触发器RS2的置位输入端S和复位输入端R，RS触发器RS2的输出端Q2连接二输入与门AND1的一个输入端，二输入与门AND1的另一个输入端连接振荡电路中RS触发器RS1的输出端二输入与门AND1的输出端连接振荡电路中控制开关S30的控制端，RS触发器RS2的输出端连接控制开关S10的控制端；第二电容预充电电路与第一电容预充电电路的结构相同，包括控制开关S20、S60，二输入与门AND2、脉冲产生电路和充放电控制电路，其中，充放电控制电路包括比较器CMP5、CMP6以及RS触发器RS3和参考电平VX、VM，比较器CMP5的反相输入端连接参考电平VX，比较器CMP6的同相输入端连接参考电平VM，比较器CMP5的同相输入端与比较器CMP6的反相输入端互连并与控制开关S60的一端、控制开关S20的一端以及振荡电路中控制开关S40的另一端连接在一起，控制开关S20的另一端连接振荡电路中电流源I1的正极，控制开关S60的另一端接地，控制开关S60的控制端连接脉冲产生电路的输出信号，脉冲产生电路的输入端连接振荡电路中RS触发器RS1的输出端比较器CMP5的输出端和比较器CMP6的输出端分别连接RS触发器RS3的置位输入端S和复位输入端R，RS触发器RS3的输出端Q3连接二输入与门AND2的一个输入端，二输入与门AND2的另一个输入端连接振荡电路中RS触发器RS1的输出端Q1，二输入与门AND2的输出端连接振荡电路中控制开关S40的控制端，RS触发器RS3的输出端连接控制开关S20的控制端；上述电路通过两个电容预充电电路中的充放电控制电路检测充放电电容C10和C20上的电压来控制控制开关S10、S20对充放电电容C10和C20进行预充电，再控制开关S30、S40对充放电电容C10和C20进行充电，通过脉冲产生电路产生的窄脉冲输出，对充放电电容C10和C20进行放电，利用充放电电容C10和C20的两次充电过程中产生的受温度、失调和电源电压因素影响的误差延时相抵消，实现高精度自适应的张弛振荡器。