CN102332891A - 具有可调频功能的晶振电路 - Google Patents
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Abstract
一种具有可调频功能的晶振电路,包括一时钟发生器、一晶振、第一及第二电容,所述时钟发生器包括一晶振输入引脚及一晶振输出引脚,所述晶振连接在所述晶振输入引脚与所述晶振输出引脚之间,所述晶振还连接在所述第一电容的第一端与第二电容的第一端之间,所述具有可调频功能的晶振电路还包括一变容二极管及一电压产生电路,所述变容二极管连接在所述第一电容的第二端与第二电容的第二端之间,所述变压产生电路连接至所述变容二极管的两端来提供不同的反偏电压给所述变容二极管来改变所述变容二极管的结电容,从而改变所述晶振的谐振频率。本发明实现了所述晶振电路的晶振谐振频率可调功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶振电路,特别涉及一种具有可调频功能的晶振电路。
背景技术
目前,时钟信号是产生超标电磁辐射的重要原因,有时为了便于检测和确认产生电磁辐射超标的是哪一个时钟芯片引起的,需要主动使每一时钟芯片产生的信号频率发生变化,若在改变一个时钟芯片的信号频率时,一超标电磁辐射的频率发生变化,则表明引起该电磁辐射超标的时钟芯片就是改变其信号频率的时钟芯片,由于晶振的谐振频率是时钟相关频率如倍频的基准频率,若能通过调整晶振信号的谐振频率来实现其它相关频率的改变从而满足主动改变时钟芯片的需求,则简单快捷。但是,目前的晶振电路中其晶振谐振频率无法调整。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种具有可调频功能的晶振电路,以对晶振电路的输出谐振频率进行调整。
一种具有可调频功能的晶振电路,包括一时钟发生器、一晶振、第一及第二电容,所述时钟发生器包括一晶振输入引脚及一晶振输出引脚,所述晶振连接在所述晶振输入引脚与所述晶振输出引脚之间,所述晶振还连接在所述第一电容的第一端与第二电容的第一端之间,所述具有可调频功能的晶振电路还包括一变容二极管及一电压产生电路,所述变容二极管连接在所述第一电容的第二端与第二电容的第二端之间,所述变压产生电路连接至所述变容二极管的两端来提供不同的反偏电压给所述变容二极管来改变所述变容二极管的结电容,从而改变所述晶振的谐振频率。
本发明具有可调频的晶振电路包括一变容二极管及一电压产生电路,所述电压产生电路通过产生不同反偏电压并提供给所述变容二极管来改变所述变容二极管的结电容,从而改变了所述晶振的谐振频率,实现了所述晶振电路的晶振谐振频率的可调功能。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述:
图1是本发明具有可调频功能的晶振电路的较佳实施方式的电路图。
图2是图1中除变压产生电路以外的电路的等效电路图。
图3是本发明具有可调频功能的晶振电路在变压产生电路产生两种不同电压后输出的谐振频率的波形对比图。
主要元件符号说明
时钟发生器 10
晶振 20
变压产生电路 30
分压电路 32
反相器 40
晶振电路 100
等效电路 200
电容 C1、C2
等效电容 C3
电阻 R1、R2、R3
可变电阻 RS
直流电源 V
起振信号源 U
变容二极管 D
晶振输入引脚 XTAL_IN
晶振输出引脚 XTAL_OUT
具体实施方式
请参考图1,本发明具有可调频功能的晶振电路100的较佳实施方式包括一时钟发生器10、一晶振20、两电容C1、C2、一变容二极管D及一变压产生电路30。所述变压产生电路30包括一直流电源V、一分压电路32及两电阻R1、R2。所述分压电路32包括一电阻R3及一可变电阻RS。所述电阻R3与所述可变电阻RS串联在所述直流电源V的正极与地之间。所述直流电源V的负极接地。所述变容二极管D的阴极通过所述电阻R1连接至所述电阻R3与所述可变电阻RS之间的节点来接收所述分压电路提供的反偏电压。所述变容二极管D的阳极通过所述电阻R2连接至所述直流电源V的负极。所述时钟产生器10包括一晶振输入引脚XTAL_IN及一晶振输出引脚XTAL_OUT。所述晶振20连接在所述晶振输入引脚XTAL_IN与所述晶振输出引脚XTAL_OUT之间。所述变容二极管D的阴极还通过所述电容C1连接至所述晶振20的一端。所述变容二极管D的阳极还通过所述电容C2连接至所述晶振20的另一端。在本实施方式中,所述电阻R1、R2起到限流的作用,在其他实时方式中,所述电阻R1、R2可以省略,则所述变容二极管D的阴极直接连接到所述电阻R3与所述可变电阻RS之间的节点,所述变容二极管D的阳极直接连接至所述直流电源V的负极。
所述变容二极管D具有如下特性,即所述变容二极管D两端的反偏电压增加,其结电容减小。所述变容二极管D两端的反偏电压减少,其结电容增加。根据所述变容二极管D的特性,通过调节所述可变电阻RS来改变所述变容二极管D两端的反偏电压,从而可以改变所述变容二极管D的结电容进而改变所述晶振20的谐振频率。具体改变所述晶振20的谐振频率过程及原理如下。
请参考图2及图3,其为本发明具有调频功能的晶振电路100除了所述变压产生电路30以外的电路的等效电路200的示意图。所述等效电路200包括一反相器40、所述晶振20、一用于起振所述晶振20的起振信号源U及一等效电容C3。所述反相器40的输入端连接所述起振信号源U的一端。所述晶振20连接在所述反相器40的输出端与所述起振信号源U的另一端之间。所述等效电容C3并联在所述晶振20的两端。由于时钟发生器10规范说明书明确指出时钟发生器的晶振输入引脚XTAL_IN及晶振输出引脚XTAL_OUT之间的功能相当于一反相器。故所述反相器40等效为所述时钟发生器10。所述等效电容C3等效为所述变容二极管D及所述电容C1、C2。
当调节所述可变电阻RS使其电阻值增加时,所述电阻R3及可变电阻RS之间的节点的电压增加,从而使得所述变容二极管D两端的反偏电压增加,所述变容二极管D的结电容减小,即所述等效电容C3的电容值减少。对所述等效电路200进行仿真,从而得到所述晶振20输出的谐振频率波形50。在图3中,波形60为未调节所述可变电阻RS来改变所述晶振20输出的谐振频率时的波形,其中,所述波形50、60所在坐标的横坐标表示时间,纵坐标表示电压。
通过对波形50及60比较分析可知,所述波形50表示的谐振频率的周期相较于所述波形60表示的谐振频率周期长,所述波形50表示的谐振频率相较于所述波形60表示的谐振频率低。通过仿真还得知,可以通过调节所述可变电阻RS使其电阻值减小来提高所述晶振20的谐振频率,故可以通过调节所述可变电阻RS使其电阻值增加或减小来降低或提高所述晶振20的谐振频率,从而实现所述晶振20的谐振频率的可调节功能。
Claims (4)
1.一种具有可调频功能的晶振电路,包括一时钟发生器、一晶振、第一及第二电容,所述时钟发生器包括一晶振输入引脚及一晶振输出引脚,所述晶振连接在所述晶振输入引脚与所述晶振输出引脚之间,所述晶振还连接在所述第一电容的第一端与第二电容的第一端之间,其特征在于:所述具有可调频功能的晶振电路还包括一变容二极管及一电压产生电路,所述变容二极管连接在所述第一电容的第二端与第二电容的第二端之间,所述变压产生电路连接至所述变容二极管的两端来提供不同的反偏电压给所述变容二极管来改变所述变容二极管的结电容,从而改变所述晶振的谐振频率。
2.如权利要求1所述的具有可调频功能的晶振电路,其特征在于:所述变压产生电路包括一直流电源及一分压电路,所述分压电路连接在所述直流电源与地之间来接收所述直流电源提供的电压以提供反偏电压至所述变容二极管。
3.如权利要求2所述的具有可调频功能的晶振电路,其特征在于:所述分压电路包括一第一电阻及一可变电阻,所述第一电阻与所述可变电阻串联在所述直流电源的正极与地之间,所述直流电源的负极接地,所述变容二极管的阴极连接所述第一电阻及所述可变电阻之间的节点来接收所述反偏电压,所述变容二极管的阳极连接所述直流电源的负极,所述变容二极管的结电容随着其反偏电压的增加而减小,随着其反偏电压的减少而增加。
4.如权利要求3所述的具有可调频功能的晶振电路,其特征在于:所述变压产生电路还包括一第二电阻及一第三电阻,所述第二电阻连接在所述变容二极管的阴极与所述第一电阻及所述可变电阻之间的节点之间,所述第三电阻连接在所述变容二极管的阳极与所述直流电源的负极之间。
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