一種脈寬可控的晶體振蕩器的製作方法
2024-02-19 13:15:15
專利名稱：一種脈寬可控的晶體振蕩器的製作方法
技術領域：
本發明涉及振蕩器技術領域，尤其涉及一種脈寬可控的晶體振動器。
背景技術：
作為一個開關倒相器件，非門可用於構成各種脈衝波形的產生電路；當諧振器件為RC元件時，電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當輸入電壓達到與非門的閾值電壓VT時，門的輸出狀態即發生變化；其中，電路輸出的脈衝波形參數直接取決於電路中阻容元件的數值。圖1為一種對稱型多諧振蕩器，由於電路完全對稱，電容C2的充放電時間常數相同；故而，該對稱型多諧振蕩器輸出對稱的方波；如果改變電阻Rl和電阻R2的電阻值以及電容Cl和C2的電容值，可以改變輸出振蕩頻率。圖2為一種非對稱型多諧振蕩器，該非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的；當用TTL與非門組成時，輸出脈衝寬度如下:T1 = R1XC1, T2 = L2R1XC1。圖3也是一種非對稱型多諧振蕩器，該非對稱型多諧振蕩器通過兩隻二極體D1、D2和兩個電阻Rl、R2代替圖2中的R1，由於二極體D1、D2的串入，工作時，電容Cl的充放電按各自迴路走；故而，該非對稱型多諧振蕩器的輸出波型佔空比由R1、R2的比率決定，輸出脈衝寬度:T1 = 1.4R1XC1, T2 = 1.4R2XC1。通過分析上述三種振蕩器可知，振蕩器的振蕩頻率由電路中的電阻的電阻值以及電容器的電容值決定；而當溫度發生變化時，電阻值和電容值會發生變化，這種變化最終會引起振蕩器的振蕩頻率發生變化。另外，電路的狀態轉換都發生在與非門輸入電平達到門的閾值電平VT的時刻，在VT附近電容器的充放電速度已經緩慢，而且VT本身也不夠穩定且易受溫度等因素幹擾，特別是當振蕩器的工作電壓發生變化時，振蕩器頻率輸出的變化更大，CMOS與非門一般可工作於5V 15V電源電壓下,如振蕩器電源電壓由5V升至15V時，其振蕩頻率可升高達30%。因此，上述振蕩器存在輸出振蕩頻率的穩定性較差的缺陷。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足而提供一種脈寬可控的晶體振蕩器，該晶體振蕩器的輸出振蕩頻率穩定性好且可實現脈寬可控。為達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現。一種脈寬可控的晶體振蕩器，包括有反相器、機械式諧振器以及具有電流單向性且可限定電流大小的電流限制器件，反相器並聯有偏壓電阻R1，機械式諧振器的其中一接線端與反相器的輸入端連接，機械式諧振器的另一接線端通過串接限流電阻R2與反相器的輸出端連接，機械式諧振器的兩個接線端與電流限制器件並聯，機械式諧振器配裝有諧振器負載電容Cl和諧振器負載電容C2,諧振器負載電容Cl的其中一接線端與機械式諧振器的其中一接線端連接，諧振器負載電容C2的其中一接線端與機械式諧振器的另一接線端連接，諧振器負載電容Cl的另一接線端和諧振器負載電容C2的另一接線端連接並共同接地。
其中，所述電流限制器件配裝有可變限流電阻RP，電流限制器件的其中一接線端通過串接可變限流電阻RP與所述機械式諧振器相應的接線端連接。其中，所述電流限制器件配裝有光電耦合器。其中，所述電流限制器件配裝有電流單向通過的PN半導體。其中，所述反相器為邏輯反相器、CMOS非門電路、CMOS與非門電路或者CMOS或非I 電路。其中，所述機械式諧振器為石英晶體諧振器。其中，所述機械式諧振器為陶瓷諧振器。本發明的有益效果為:本發明所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其包括有反相器、機械式諧振器以及電流限制器件，反相器並聯有偏壓電阻R1，機械式諧振器的其中一接線端與反相器的輸入端連接，機械式諧振器的另一接線端通過串接限流電阻R2與反相器的輸出端連接，機械式諧振器的兩個接線端與電流限制器件並聯，機械式諧振器配裝有諧振器負載電容Cl和諧振器負載電容C2。本發明主要通過改變電流限制器件的電流的大小來控制機晶體振蕩器的輸出脈衝寬度，進而獲得所需要的輸出脈衝寬度，電流限制器件所通過的電流值越大，所輸出的脈衝寬度越大；另外，改變電流限制器件的電流通過方向可以使得輸出波形反相。綜合上述情況可知，本發明具有穩定性好且脈衝寬度可控的優點。
下面利用附圖來對本發明進行進一步的說明，但是附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制。圖1為一種對稱型多諧振蕩器的結構示意圖。
圖2為一種非對稱型多諧振蕩器的結構示意圖。圖3為另一種非對稱型多諧振蕩器的結構示意圖。圖4為本發明第一種實施方式的結構示意圖。圖5為本發明第二種實施方式的結構示意圖。圖6為本發明第三種實施方式的結構示意圖。圖7為本發明第四種實施方式的結構示意圖。圖8為本發明第五種實施方式的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體的實施方式來對本發明進行說明。實施例一,如圖4和圖5所不,一種脈寬可控的晶體振蕩器,包括有反相器1、機械式諧振器2以及具有電流單向性且可限定電流大小的電流限制器件3，反相器I並聯有偏壓電阻R1，機械式諧振器2的其中一接線端與反相器I的輸入端連接，機械式諧振器2的另一接線端通過串接限流電阻R2與反相器I的輸出端連接，機械式諧振器2的兩個接線端與電流限制器件3並聯，機械式諧振器2配裝有諧振器負載電容Cl和諧振器負載電容C2，諧振器負載電容Cl的其中一接線端與機械式諧振器2的其中一接線端連接，諧振器負載電容C2的其中一接線端與機械式諧振器2的另一接線端連接，諧振器負載電容Cl的另一接線端和諧振器負載電容C2的另一接線端連接並共同接地。
其中，本發明可通過PN半導體來實現電流單向性。另外，本發明的反相器I可以為邏輯反相器1、CM0S非門電路、CMOS與非門電路或者CMOS或非門電路；本發明的機械式諧振器2可以為石英晶體諧振器或者陶瓷諧振器。本發明主要通過改變電流限制器件3的電流的大小來控制機晶體振蕩器的輸出脈衝寬度，進而獲得所需要的輸出脈衝寬度，電流限制器件3所通過的電流值越大，機械式振蕩器所輸出的脈衝寬度越大。另外，改變電流限制器件3的電流通過方向可以使得機械式振蕩器的輸出波形反相。如圖4所示的晶體振蕩器，電流限制器件3所通過的電流方向與反相器I的接通方向一致，本實施例一通過將電流限制器件3並聯於機械式諧振器2，可以使得機晶體振蕩器的輸出脈衝寬度加大。當需要將機晶體振蕩器的輸出脈衝寬度減少時，可按照圖5結構布置電流限制器件3與圖4的電流限制器件3布置方向相反，電流限制器件3反方向並聯於機械式諧振器
2。需進一步解釋，無論電流限制器件3如何接入，本發明的輸出頻率以及機械式諧振器2的諧振頻率不會變動。實施例二，如圖6所示，本實施例二與實施例一的區別在於:電流限制器件3配裝有可變限流電阻RP，電流限制器件3的其中一接線端通過串接可變限流電阻RP與機械式諧振器2相應的接線端連接。本實施例二的晶體振蕩器可通過調整可變限流電阻RP的大小以獲得所需的輸出脈衝寬度，其中，可變限流電阻RP的阻值越小，輸出脈衝寬度就越大；可變限流電阻RP的阻值越大，輸出脈衝寬度就越小。與實施例 樣，本實施例二中的電流限制器件3可反方向並聯於機械式諧振器
2;當電流限制器件3可反方向並聯於機械式諧振器2時，依然可通過調整可變限流電阻RP的大小來獲得所需的輸出脈衝寬度；此時，可變限流電阻RP的阻值越小，輸出脈衝寬度就越小；可變限流電阻RP的阻值越大，輸出脈衝寬度就越大。實施例三，如圖7和圖8所示，本實施例三與實施例一的區別在於:電流限制器件3配裝有光電耦合器4。在本實施例三使用過程中，通過調整光電耦合器4的電流大小也可控制輸出脈衝寬度，並可實現電氣隔離控制且適用於閉環系統中。如圖7所示，流入光電耦合器4的正向電流越大，輸出脈衝寬度就越大；相應的，流入光電耦合器4的正向電流越小，輸出脈衝寬度就越小。如圖8所示，光電耦合器4反向接入於電流限制器件3，流入光電耦合器4的正向電流越大，輸出的脈衝寬度就越小；相應的，流入光電耦合器4的正向電流越小，輸出的脈衝寬度就越大。由於光電耦合器4具有輸入輸出間互相隔離以及電流單向性等特點，另外，還由於光電耦合器4的輸入端屬於電流型工作的低阻元件，因而具有良好的電絕緣能力、抗幹擾能力以及較強的共模抑制能力。所以，本實施例三通過接入光電耦合器4，很容易使晶體振蕩器與外圍控制電路組成閉環控制電路，從而獲得所需的功能。以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:包括有反相器(I)、機械式諧振器(2)以及具有電流單向性且可限定電流大小的電流限制器件(3)，反相器(I)並聯有偏壓電阻R1，機械式諧振器(2)的其中一接線端與反相器(I)的輸入端連接，機械式諧振器(2)的另一接線端通過串接限流電阻R2與反相器(I)的輸出端連接，機械式諧振器(2)的兩個接線端與電流限制器件(3)並聯，機械式諧振器(2)配裝有諧振器負載電容Cl和諧振器負載電容C2，諧振器負載電容Cl的其中一接線端與機械式諧振器(2)的其中一接線端連接，諧振器負載電容C2的其中一接線端與機械式諧振器(2)的另一接線端連接，諧振器負載電容Cl的另一接線端和諧振器負載電容C2的另一接線端連接並共同接地。
2.根據權利要求1所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述電流限制器件(3)配裝有可變限流電阻RP，電流限制器件(3)的其中一接線端通過串接可變限流電阻RP與所述機械式諧振器(2)相應的接線端連接。
3.根據權利要求1所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述電流限制器件(3)配裝有光電耦合器(4)。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述電流限制器件(3)配裝有電流單向通過的PN半導體。
5.根據權利要求4所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述反相器(I)為邏輯反相器(I )、CMOS非門電路、CMOS與非門電路或者CMOS或非門電路。
6.根據權利要求5所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述機械式諧振器(2)為石英晶體諧振器。
7.根據權利要求6所述的一種脈寬可控的晶體振蕩器，其特徵在於:所述機械式諧振器(2)為陶瓷諧振器。
全文摘要
本發明公開了一種脈寬可控的晶體振蕩器，包括有反相器、機械式諧振器以及電流限制器件，反相器並聯有偏壓電阻R1，機械式諧振器的其中一接線端與反相器的輸入端連接，機械式諧振器的另一接線端通過串接限流電阻R2與反相器的輸出端連接，機械式諧振器的兩個接線端與電流限制器件並聯，機械式諧振器配裝有諧振器負載電容C1和諧振器負載電容C2。本發明主要通過改變電流限制器件的電流的大小來控制機晶體振蕩器的輸出脈衝寬度，進而獲得所需要的輸出脈衝寬度，電流限制器件所通過的電流值越大，所輸出的脈衝寬度越大；另外，改變電流限制器件的電流通過方向可以使得輸出波形反相。故而，本發明具有穩定性好且脈衝寬度可控的優點。
文檔編號H03H9/205GK103187945SQ201310024698
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者朱軍, 方思敏 申請人:安徽久富電子有限公司