CN106788401A - 用于振荡器的驱动电路及振荡器*** - Google Patents

用于振荡器的驱动电路及振荡器*** Download PDF

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李林
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L3/00—Starting of generators

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于振荡器的驱动电路，包括用于连接振荡器两端的输入端和输出端，该输出端向该振荡器输出驱动电流，至少在该输入端和该输出端之一处设有隔直电容以经由隔直电容连接至该振荡器。

Description

用于振荡器的驱动电路及振荡器***
技术领域
本发明涉及数字集成电路领域，尤其涉及一种振荡器的驱动电路，以及包含这种驱动电路的振荡器***。
背景技术
晶体振荡器***或陶瓷振荡器***的主要作用是为电路***提供频率稳定的时钟，其广泛应用于数模混合集成电路领域。图1示出了皮尔斯振荡器作为示例，晶体振荡器***或陶瓷振荡器***由以下三个部分组成：驱动电路，晶体振荡器或陶瓷振荡器；以及负载电容CL。在图1所示的皮尔斯振荡器架构下，驱动电路由一个反向放大器和反馈电阻RF组成。驱动电路存在的一个问题在于输入引脚和输出引脚中的某一个或两个可能存在漏电情况，例如当驱动电路工作中潮湿的环境下时，尤其会出现这种情况。
图2a-c示出了三种漏电的情形。在图2a中，驱动电路的输入引脚存在漏电。在图2b中，驱动电路的输出引脚存在漏电。在图2c中，驱动电路的输入引脚和输出引脚同时存在漏电。驱动电路漏电会影响驱动电路的驱动能力，甚至可能导致晶振不起振或停振。
本领域需要一种改进的振荡器驱动电路。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种用于振荡器的驱动电路，包括用于连接振荡器两端的输入端和输出端，该输出端向该振荡器输出驱动电流，其特征在于，至少在该输入端和该输出端之一处设有隔直电容以经由该隔直电容连接至该振荡器。
在一实例中，该驱动电路的输出端配置为提供大于1uA的驱动电流，仅在该输入端处设有隔直电容。
在一实例中，该驱动电路的输出端配置为提供大于10uA的驱动电流，仅在该输入端处设有隔直电容。
在一实例中，该驱动电路的输出端配置为提供小于10uA的驱动电流，在该输入端处和该输出端处皆设有该隔直电容。
在一实例中，该驱动电路的输出端配置为提供小于1uA的驱动电流，在该输入端处和该输出端处皆设有该隔直电容。
在一实例中，该振荡器为晶体或陶瓷振荡器。
在一实例中，该隔直电容的值与该振荡器的振荡频率相关。
根据本发明的另一方面，提供了一种振荡器***，包括：
振荡器；以及
如前所述的驱动电路，该驱动电路的输入端和输出端连接该振荡器两端，并且分别经由负载电容接地。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了皮尔斯振荡器架构的振荡器***；
图2a示出了驱动电路的输入引脚漏电的示意图；
图2b示出了驱动电路的输出引脚漏电的示意图；
图2c示出了驱动电路的输入引脚和输出引脚皆漏电的示意图；
图3a示出了在驱动电路的输入引脚存在漏电情况下的解决方案的示意图；
图3b示出了在驱动电路的输出引脚存在漏电情况下的解决方案的示意图；以及
图3c示出了在驱动电路的输入引脚和输出引脚都存在漏电情况下的解决方案的示意图。
符号说明
100：驱动电路
110：反馈电阻
120：反向放大器
101：隔直电容
102：隔直电容
200：振荡器
210：负载电容
220：负载电容
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
图1示出了皮尔斯振荡器架构的振荡器***，其中包括振荡器200以及用于驱动振荡器200的驱动电路100。振荡器200可以是晶体振荡器、陶瓷振荡器，或者任何其他合适的振荡器。为了使振荡器200起振以及维持振荡器200振荡，需要由驱动电路100为振荡器200提供驱动电流。驱动电路100一般以集成芯片的形式提供，驱动电路100的输入引脚Pin和输出引脚Pout分别连接至振荡器200的两端。
在图1皮尔斯振荡器架构下，驱动电路100可包括并联的反向放大器120和反馈电阻110。反向放大器120的输入端连接至驱动电路100的输入引脚，反向输出端连接至驱动电路100的输出引脚。在振荡器200的两端分别还连接有负载电容210和220，并分别经由负载电容210、220接地。
一般地，驱动电路100的性能受工作环境影响。特别地，环境湿度可能对驱动电路100的性能有很大影响，进而影响到整个振荡器***的性能。具体而言，在环境湿度较大的情况下，驱动电路100可能会发生漏电的情况。驱动电路100漏电会削弱其驱动能力，进而可能导致晶振不起振或停振。
驱动电路100的漏电途径一般是从输入引脚Pin或输出引脚Pout泄露。图2a示出了输入引脚Pin漏电的示意图，图2b示出了输出引脚Pout漏电的示意图，图2c示出了输入引脚Pin和输出引脚Pout皆发生漏电的示意图。
考虑到驱动电路100为驱动振荡器200所提供的驱动电流是交流电的形式，而驱动电路100的漏电是以直流电的形式，因此，在本发明中，在驱动电路100的输入端和/或输入端设置隔直电容，以通过隔直电容来隔断驱动电路100的漏电路径。同时，由于隔直电容能够通过交流电形式的驱动电流，所以完全不会影响驱动电路100对振荡器200的驱动能力。
图3a示出了在驱动电路100的输入引脚存在漏电情况下的解决方案的示意图。在输入引脚Pin处有漏电的情况下，只要在驱动电路100的输入端处设置有隔直电容101即可。该隔直电容101可隔断漏电流的漏电路径，同时保持交流路径畅通。
图3b示出了在驱动电路100的输出引脚存在漏电情况下的解决方案的示意图。在输出引脚Pout处有漏电的情况下，只要在驱动电路100的输出端处设置有隔直电容102即可。该隔直电容102可隔断漏电流的漏电路径，同时保持交流路径畅通。
图3c示出了在驱动电路100的输入引脚和输出引脚都存在漏电情况下的解决方案的示意图。在此情况下，只要在驱动电路100的输入端处设置隔直电容101，同时在输出端处设置有隔直电容102即可。该隔直电容101、102可隔断漏电流的漏电路径，同时保持交流路径畅通。
这里，隔直电容的容值大小可以与振荡器的工作频率相关。振荡器一般具有一定的振荡频率工作范围，隔直电容的容值需要满足振荡器的下限振荡频率即可。
实践中，驱动电路100在出厂时是不知晓是在输入端还是输出端会发生漏电的。换言之，驱动电路100在使用时有可能在输入端漏电，也有可能在输出端漏电，也有可能在输入端和输出端皆发生漏电。
因此，为了确保使用中不发生漏电，根据本发明的第一实施例，在驱动电路100的输出端和输出端皆设置了隔直电容，例如输入端处的隔直电容101以及输入端处的隔直电容102。
在此实施例中，驱动电路100在今后使用的过程中，无论输入端还是输出端皆不论发生漏电，确保了振荡器200的正常工作。
在另一实施例中，考虑到驱动电路100的驱动能力大小，如果驱动电路100被设计成为振荡器200提供强驱动能力，例如提供大于1uA的驱动电流，甚至是提供大于10uA的驱动电流，则在此情况下，可以仅在驱动电路100的输入端设置隔直电容101。这是因为在驱动电路100具有强驱动能力的情况下，只要保证输入端不发生漏电，即使在输出端有漏电发生，也能保证输出端能够输出足够的驱动电流以使振荡器200正常工作。
鉴于此，在一实例中，当驱动电路100被设计成提供大于1uA的驱动电流时，可仅在输入端设置隔直电容101。此时，仅通过一个隔直电容，即可保证振荡器的正常工作，节省了电路成本。
另一方面，当驱动电路100被设计成提供小于1uA的驱动电流时，可在输入端设置隔直电容101的同时，在输出端设置隔直电容102，以保证振荡器的正常工作。
在更为保守的另一实例中，当驱动电路100被设计成提供大于10uA的驱动电流时，可仅在输入端设置隔直电容101。此时，仅通过一个隔直电容，即可保证振荡器的正常工作，节省了电路成本。
另一方面，当驱动电路100被设计成提供小于10uA的驱动电流时，可在输入端设置隔直电容101的同时，在输出端设置隔直电容102，以保证振荡器的正常工作。
当然作为最保守的方案，也可以不论驱动电流100的驱动能力如何，例如即使提供大于10uA的驱动电流，都同时在输入端和输出端设置隔直电容。
根据本发明的方案，通过在驱动电路的输入引脚和/或输出引脚设置隔直电容，防止了漏电的发生。根据本发明的另一方面，根据驱动电路的驱动能力，在强驱动能力的情况下仅通过设置一个隔直电容即可保证振荡器的正常工作。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (8)

1.一种用于振荡器的驱动电路，包括用于连接振荡器两端的输入端和输出端，所述输出端向所述振荡器输出驱动电流，其特征在于，至少在所述输入端和所述输出端之一处设有隔直电容以经由所述隔直电容连接至所述振荡器。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路的输出端配置为提供大于1uA的驱动电流，仅在所述输入端处设有隔直电容。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路的输出端配置为提供大于10uA的驱动电流，仅在所述输入端处设有隔直电容。
4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路的输出端配置为提供小于10uA的驱动电流，在所述输入端处和所述输出端处皆设有所述隔直电容。
5.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路的输出端配置为提供小于1uA的驱动电流，在所述输入端处和所述输出端处皆设有所述隔直电容。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述振荡器为晶体或陶瓷振荡器。
7.如权利要求1-6中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述隔直电容的值与所述振荡器的振荡频率相关。
8.一种振荡器***，其特征在于，包括：
振荡器；以及
如权利要求1-7中任一项所述的驱动电路，所述驱动电路的输入端和输出端连接所述振荡器两端，并且分别经由负载电容接地。
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