CN103166610A - 一种振荡器电路和控制振荡电路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种振荡电路和控制振荡电路的方法，其中该振荡电路包括集成电路和振荡器，其中所述集成电路包括电流调节单元，带隙基准电路，使能控制单元和恒定电流驱动电路，所述电流调节单元用于向所述恒定电流驱动电路输入驱动电流；所述带隙基准电路用于向恒定电流驱动电路输入参考电压；所述使能控制单元用于通过所述恒定电流驱动电路来控制所述集成电路是否向所述振荡器输出电流；所述恒定电流驱动电路用于接收所述电流调节单元输入的驱动电流和所述带隙基准电路输入的参考电压，进行工作，并且当所述使能控制单元输入高电平时，控制所述集成电路向所述振荡器输出电流，或者当所述使能控制单元输入低电平时，控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

Description

一种振荡器电路和控制振荡电路的方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种振荡器电路和控制振荡电路的方法。

背景技术

长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。

特别随着计算机在控制领域，高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT等)的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的快速发展，使得直流电机得到广泛应用。一些便携式设备，如手机的振荡器就是直流电机的应用。

传统的直流电机驱动电路多采用分立器件，在手机中，如果存在大量的分立器件不但会增加手机PCB板的面积，同时还会增加加工过程中的复杂度，大量的外围器件，使得焊接失效的问题发生的几率大大增加，因此采用分立器件驱动直流电机的方法，显然无法满足手机振荡器的驱动电路的要求。

随着技术的发展，现在比较普遍的手机振荡器驱动电路是采用PWM(脉冲宽度调制)控制信号驱动手机振荡器的方法，其工作原理如图1所示，其中图中Vibrator即为手机振荡器。

此驱动电路通过软件编程的方式，控制PWM逻辑控制单元，使Vib OUT端输出一个PWM信号，即脉冲宽度调制信号，可以通过这个PWM信号来调节手机振荡的强度。

PWM信号控制手机振荡强度，实际就是用PWM进行调速控制，其基本原理是按一个固定频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内接通和断开的时间比(占空比)来改变直流电机电枢上电压的占空比，从而改变平均电压，控制电机的转速。在脉宽调速系统中，当电机通电时其速度增加，电机断电时其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间，即可控制电机转速。

目前这种应用存在三个问题：

第一，这个方案只是部分集成，如图1所示，只有软件编程和PWM逻辑控制这两部分集成进芯片内部，驱动级电阻和三极管还处于芯片外部，因此成本较高，加工比较复杂；

第二，PWM控制势必会引入大的开关噪声，会对整个手机芯片和电池造成较大的干扰。

第三，手机振荡器即直流电机内部由绕组构成，属于感性元件，该方案用电压驱动，一旦出现大电流容易烧毁手机振荡器。

发明内容

为解决现有技术中振荡器加工复杂，并且容易受到干扰的问题，本发明实施例提供了一种振荡电路和控制振荡电路的方法。

一种振荡电路，包括集成电路和振荡器，其中所述集成电路包括电流调节单元，带隙基准电路，使能控制单元和恒定电流驱动电路，

所述电流调节单元用于向所述恒定电流驱动电路输入驱动电流；

所述带隙基准电路用于向恒定电流驱动电路输入参考电压；

所述使能控制单元用于通过所述恒定电流驱动电路来控制所述集成电路是否向所述振荡器输出电流；

所述恒定电流驱动电路用于接收所述电流调节单元输入的驱动电流和所述带隙基准电路输入的参考电压，进行工作，并且当所述使能控制单元输入高电平时，控制所述集成电路向所述振荡器输出电流，或者当所述使能控制单元输入低电平时，控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

一种控制振荡器的方法，包括：

恒定电流驱动电路接收电流调节单元输入的驱动电流，接收带隙基准电路输入的参考电压后进行工作；

所述恒定电流驱动电路接收使能控制单元输入的使能信号，当所述使能信号表示高电平时，所述恒定电流驱动电路控制集成了所述恒定电流驱动电路的集成电路向所述振荡器输出电流；或者当所述使能信号表示低电平时，所述恒定电流驱动电路控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

本发明实施例所提供的振荡电路和控制振荡电路的方法，其全部元件都集成在集成电路内部，能节约成本，最大化提高生产加工效率，同时采用线性的方式驱动振荡器，避免了开关干扰，同时采用恒定可编程电流的驱动方式，实现调节振荡器强度的功能，同时降低了手机振荡器烧毁的风险。

附图说明

图1为现有的振荡电路的电路图；

图2为本发明实施例振荡电路中恒定电流驱动电路的模块图；

图3为本发明实施例中控制振荡器的方法的流程图；

图4为本发明实施例中振荡电路的示意图；

图5为本发明实施例振荡电路中恒定电流驱动电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的方案进行详细的描述。

实施例一：

本发明实施例提供了一种振荡电路，包括集成电路和振荡器，其中所述集成电路包括电流调节单元，带隙基准电路，使能控制单元和恒定电流驱动电路，

所述电流调节单元用于向所述恒定电流驱动电路输入驱动电流；

所述带隙基准电路用于向恒定电流驱动电路输入参考电压；

所述使能控制单元用于通过所述恒定电流驱动电路来控制所述集成电路是否向所述振荡器输出电流；

所述恒定电流驱动电路用于接收所述电流调节单元输入的驱动电流和所述带隙基准电路输入的参考电压，进行工作，并且当所述使能控制单元输入高电平时，控制所述集成电路向所述振荡器输出电流，或者当所述使能控制单元输入低电平时，控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

在本发明的一个实施例中，所述电流调节单元具体用于根据寄存器的配置向所述恒定电流驱动电路输入不同的驱动电流。其中，该寄存器可以配置在电流调节单元上

在本发明的另外一个实施例中如图2所示，所述恒定电流驱动电路包括：

稳压模块201，用于稳定电阻R上的电压，使得通过所述R的电流I稳定；

镜像模块202，用于通过镜像作用，将所述电流I放大N倍；

恒流模块203，用于将所述放大后的电流恒定输出；

控制模块204，用于控制恒流模块203是否将所述放大后的电流输出给所述振荡器。

在本发明的另外一个实施例中，恒定电流驱动电路还包括：

辅助镜像模块205，用于辅助所述镜像模块进行电流I的镜像放大。

本发明实施例还提供了一种控制振荡器的方法，如图3所示，包括：

S1、恒定电流驱动电路接收电流调节单元输入的驱动电流，接收带隙基准电路输入的参考电压后进行工作；

S2、所述恒定电流驱动电路接收所述使能控制单元输入的使能信号，当所述使能信号表示高电平时，所述恒定电流驱动电路控制所述集成电路向所述振荡器输出电流；或者当所述使能信号表示低电平时，所述恒定电流驱动电路控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

在本发明的一个实施例中，所述电流调节单元根据所述寄存器的配置向所述恒定电流驱动电路输入不同的驱动电流。

在本发明的另外一个实施例中，稳压模块稳定电阻R上的电压，使得通过所述R的电流I稳定；

所述电流I经过镜像模块被放大N倍后，在所述控制模块的作用下，通过所述恒流模块，将所述放大后的电流输出给所述振荡器。

在本发明的另外一个实施例中，如果所述控制模块允许所述恒流模块输出电流，则所述放大后的电流I被输出给所述振荡器；

或者

如果所述控制模块不允许所述恒流模块输出电流，则所述放大后的电流I不被输出给所述振荡器。

在本发明的另外一个实施例中，所述电流I经过镜像模块被放大N倍，包括：

所述电流I在所述镜像模块和辅助镜像模块的共同作用下被放大N倍。

本发明实施例所提供的振荡电路和控制振荡电路的方法不仅能用在手机上，而且也可以应用在其他便携设备上。由于其全部元件都集成在集成电路内部，能节约成本，最大化提高生产加工效率，同时采用线性的方式驱动振荡器，避免了开关干扰，同时采用恒定可编程电流的驱动方式，实现调节振荡器强度的功能，同时降低了手机振荡器烧毁的风险。

实施例二：

如图4所示，本发明实施例提供的振荡器驱动电路包括：电流调节单元，带隙基准电路，使能控制单元和恒定电流驱动电路，其中：

电流调节单元用于通过寄存器配置来控制恒定电流驱动电路，实现对驱动电流进行的调节，具体的，可以在电流调节单元中设置一个寄存器，寄存器采用八进制来控制输出的驱动电流，实现对恒定电流驱动电路中的电流的控制，其中，寄存器的配置和电流调节单元输出的驱动电流的对应关系如表1所示：

表1

带隙基准电路用于向恒定电流驱动电路输入参考电压，该输入的参考电压与所述电流调节单元提供的输出驱动电流相匹配，在本发明实施例中，该参考电压可以是一个固定的值，如1.5V，当然在不同的应用环境中，该参考电压可以进行不同的变化；

使能控制单元用于控制该集成电路的工作状态，其中，可以通过数字信号或者模拟信号来控制使能控制单元的输出，进而实现控制恒定电流驱动电路，乃至整个集成电路的工作状态，如使能控制单元向恒定电流驱动电路输出信号为“0”时，表示输出的是低电平，该恒定电流驱动电路不向手机振荡器输出电流，该手机振荡器停止工作；如使能控制单元向恒定电流驱动电路输出信号为“1”时，表示输出的是高电平，该恒定电流驱动电路向手机振荡器输出电流，该手机振荡器开始工作；实际上，所述使能控制单元取代了PWM信号控制的作用；

恒定电流驱动电路用于接收电流调节单元输入的驱动电流和带隙基准电路输入的参考电压，并带动整个集成电路进行工作，同时，根据使能控制单元的控制，调整集成电路的工作状态，为外围振荡器提供精准的驱动电流；同时在电流调节单元的控制，输出不同大小的电流。

该振荡器驱动电路的Vib_OUT端输出电流，驱动手机振荡器Vibrator进行震动。因为振荡器驱动电路中的使能控制单元能控制该振荡器驱动电路的Vib_OUT端是否输出电流，进而控制该手机振荡器是否工作，有电流输出，则带动该手机振荡器工作，否则，没有电流输出，该手机振荡器不工作。

其中，恒定电流驱动电路的具体实现方式如图5所示，其中，

稳压模块201包括电阻R和比较器OP1，镜像模块202包括M2和M4，辅助镜像模块205包括M3，M5，M6和比较器OP2，使能模块204包括M1和M7，恒流模块203包括并联的MOS1、MOS2、MOS3和MOS4，也可以成为N倍驱动NDriver电路。

具体的：首先，基准电压Vref通过OP1，进行稳压，使得电阻R上的电压区域稳定，则通过该电阻R的电流il，则il＝Vref/R；

第二，该电流il通过M2到M4进行镜像放大N倍后，变为i2，其中M3协助M2，M5协助M4进行镜像放大，M6和OP2协助整个工作环路镜像准确，使得镜像放大的倍数更加精确，其中M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7均为MOS管；

第三：放大后的电流i2通过该集成电路的输出端Vib_OUT输出，这样就能保证输出的电流；通过M2、M3、M4、M5的镜像关系，采用NDriver单元的输出电流趋于稳定，不会发生变动。其中输出的电流Iout即为i2，满足：

Iout＝N*(Vref/R)

其中，Vref是带隙基准电路提供的高精度的基准电压，R为电阻，N为镜像电流的倍数，因此Iout是具有高精度的输出电流。

在该集成电路中，M1和M7可以在使能控制单元的作用下控制该集成电路的输出，如使能控制单元输出高电平，则M1和M7同时断开，该集成电路能输出电流；如使能控制单元输出低电平，则M1和M7同时工作，该集成电流不输出电流。

同时，如图5所示，NDriver单元包括四个并联的MOS管中，MOS1、MOS2和MOS3能起到镜像电流放大的作用，其中MOS1能将MOS4上的电流放大750倍，MOS2能将MOS4上的电流放大1500倍，MOS3能将MOS4上的电流放大3000倍，其中，Iout即为MOS1、MOS2、MOS3上电流的总和。

需要说明的是，在附图5中，M1、M2、M3、M4、M5和M7均表示P沟道MOS(P-Menta1-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体场效应)管；M6为N沟道N-Menta1-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体场效应)管，OP1和OP2表示比较器，MOS1、MOS2、MOS3和MOS4均表示N沟道MOS管；Vib OUT表示该集成电路的输出端，NDriver表示N倍驱动电路；Vref为基准电压；VBAT指电池电压；AGND指模拟地；GATE指网关等。

以上是本发明实施例的较佳实施方式而已，任何人在熟悉本领域技术的前提下，在不背离本发明的精神和不超出本发明涉及的技术范围的前提下，可以对本发明描述的细节作各种补充和修改。本发明的保护范围不限于实施例所列举的范围，本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (9)

1.一种振荡电路，其特征在于，包括集成电路和振荡器，其中所述集成电路包括电流调节单元，带隙基准电路，使能控制单元和恒定电流驱动电路，

所述电流调节单元用于向所述恒定电流驱动电路输入驱动电流；

所述带隙基准电路用于向所述恒定电流驱动电路输入参考电压；

所述使能控制单元用于通过所述恒定电流驱动电路来控制所述集成电路是否向所述振荡器输出电流；

所述恒定电流驱动电路用于接收所述电流调节单元输入的驱动电流和所述带隙基准电路输入的参考电压，进行工作，并且当所述使能控制单元输入高电平时，控制所述集成电路向所述振荡器输出电流，或者当所述使能控制单元输入低电平时，控制所述集成电路不向所述振荡器输出电流。

2.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，所述电流调节单元具体用于根据寄存器的配置向所述恒定电流驱动电路输入不同的驱动电流。

3.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，所述恒定电流驱动电路包括：

稳压模块，用于稳定电阻R上的电压，使得通过所述R的电流I稳定；

镜像模块，用于通过镜像作用，将所述电流I放大N倍；

恒流模块，用于将所述放大后的电流恒定输出；

控制模块，用于控制恒流模块是否将所述放大后的电流输出给所述振荡器。

4.如权利要求3所述的振荡电路，其特征在于，恒定电流驱动电路还包括：

辅助镜像模块，用于辅助所述镜像模块进行电流I的镜像放大。

5.一种控制振荡器的方法，其特征在于，包括：

恒定电流驱动电路接收电流调节单元输入的驱动电流，接收带隙基准电路输入的参考电压后进行工作；

所述恒定电流驱动电路接收使能控制单元输入的使能信号，当所述使能信号表示高电平时，所述恒定电流驱动电路控制集成了所述恒定电流驱动电路的集成电路向所述振荡器输出电流；或者当所述使能信号表示低电平时，所述恒定电流驱动电路控制集成了所述恒定电流驱动电路的集成电路不向所述振荡器输出电流。

6.如权利要求5所述的控制振荡器的方法，其特征在于，所述电流调节单元根据寄存器的配置向所述恒定电流驱动电路输入不同的驱动电流。

7.如权利要求5所述的控制振荡器的方法，其特征在于，所述恒定电流驱动电路接收使能控制单元输入的使能信号，当所述使能信号表示高电平时，所述恒定电流驱动电路控制集成了所述恒定电流驱动电路的集成电路向所述振荡器输出电流，包括：

稳压模块稳定电阻R上的电压，使得通过所述R的电流I稳定，；

所述电流I经过镜像模块被放大N倍后，在所述控制模块的作用下，通过所述恒流模块，将所述放大后的电流输出给所述振荡器。

8.如权利要求7所述的控制振荡器的方法，其特征在于，如果所述控制模块允许所述恒流模块输出电流，则所述放大后的电流I被输出给所述振荡器；

或者

如果所述控制模块不允许所述恒流模块输出电流，则所述放大后的电流I不被输出给所述振荡器。

9.如权利要求7或8任一所述的控制振荡器的方法，其特征在于，所述电流I经过镜像模块被放大N倍，包括：

所述电流I在所述镜像模块和辅助镜像模块的共同作用下被放大N倍。

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