CN113381695A - 一种时钟振荡器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车电路技术领域，具体地说，涉及一种时钟振荡器电路。其包括电源、显示驱动芯片和自适应时钟振荡器，自适应时钟振荡器包括压控振荡器电路、波特率检测电路和工艺温度补偿电路，其中：压控振荡器电路与电源和显示驱动芯片串联，通过电源电流依次输送到显示驱动芯片和压控振荡器电路，压控振荡器电路用于产生自适应时钟信号的执行电路结构；压控振荡器电路与波特率检测电路连接，压控振荡器电路与工艺温度补偿电路连接，本发明使压控振荡器电路输入电压Vc与温度无关，使振荡器最后输出频率的更稳定，且可以实现对信号周期的检测，从而控制信号及输出电压。

Description

一种时钟振荡器电路
技术领域
本发明涉及新能源汽车电路技术领域，具体地说，涉及一种时钟振荡器电路。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，随着科技的发展，新能源汽车受到广泛使用，其中振荡器是新能源汽车内部许多电子系统的重要组成部分，可以产生一定频率的交变电流信号的电路；
但是目前的时钟振荡器电路在使用时，时钟振荡器电路的各个参数对工艺和温度的变化敏感，不能有效的新能源汽车中的时钟振荡器电路工艺温度进行补偿，使得振荡器最后输出频率的稳定性较差，并且目前的时钟振荡器在使用时不能实现对信号周期的检测，使信号及输出电压不方便控制，长时间易导致新能源汽车的损坏，鉴于此，我们提出一种时钟振荡器电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时钟振荡器电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种时钟振荡器电路，包括电源、显示驱动芯片和自适应时钟振荡器，所述自适应时钟振荡器包括压控振荡器电路、波特率检测电路和工艺温度补偿电路，其中：
所述压控振荡器电路与所述电源和所述显示驱动芯片串联，通过电源电流依次输送到显示驱动芯片和压控振荡器电路，所述压控振荡器电路用于产生自适应时钟信号的执行电路结构；
所述压控振荡器电路与所述波特率检测电路连接，所述波特率检测电路用于检测所述显示驱动芯片的信号周期或频率，并且用信号形式进行存储；
所述压控振荡器电路与工艺温度补偿电路连接，所述工艺温度补偿电路用于稳定输出频率的要求。
作为本技术方案的进一步改进，所述压控振荡器电路包括直流电流源Ir、充电电容C、放电MOS管NM、电压比较器COMP、电压控制端口Vc和反馈回路Fout，所述直流电流源Ir与所述充电电容C串联，所述充电电容C一端连接电压比较器COMP，另一端与放电MOS管NM连接，且放电MOS管NM和充电电容C同时接地，所述电压比较器COMP两端串联所述电压控制端口Vc和所述反馈回路Fout。
作为本技术方案的进一步改进，所述直流电流源Ir输出端串联有直流调整电路，所述直流调整电路包括三级管Q1，电阻R1，可调电阻R3，电阻R4，运放电路，限流电阻R8和电流输出端I-OUT1与I-OUT2，所述运放电路正输入端连接有控制电压D/A OUT，所述运放电路负输入端连接有采样电压A/D IN1，所述运放电路输出端连接电阻R1，所述R1输出端连接所述三级管Q1，所述可调电阻R3和电阻R4并联组成采样电阻，所述采样电阻用于将输出电流转换为电压，所述三级管Q1输出端连接所述采样电阻。
作为本技术方案的进一步改进，所述运放电路的正输入端串联有电阻R6，所述运放电路的负输入端串联有电阻R7。
作为本技术方案的进一步改进，所述波特率检测电路包括电流源I、电容C、开关SW0、开关SW1和采样电容输出电压Vout，所述电流源I输出端串联有开关SW1，所述开关SW1输出端串联有电容C，所述电容C与所述开关SW0并联，所述采样电容输出电压Vout用于以信号的方式输出电压信号周期或频率。
作为本技术方案的进一步改进，所述开关SW0采用电容放电复位开关，所述开关SW1采用采样保持切换开关。
作为本技术方案的进一步改进，所述工艺温度补偿电路包括阻抗变换器A1、温度补偿器A2、电压信号V1、电压信号V2和铂热电阻Rt，所述阻抗变换器A1输出端和所述温度补偿器A2正输入端串联，所述温度补偿器A2的正反输入端传输有电压信号V1和电压信号V2，所述阻抗变换器A1用于把电压信号V1的高阻抗毫伏级电压信号转换为低阻抗毫伏级电压信号，所述温度补偿器A2用于提高信号电压，所述温度补偿器A2负输入端连接有铂热电阻Rt，所述铂热电阻Rt用于传送与温度成比例变化的电阻信号。
作为本技术方案的进一步改进，所述阻抗变换器A1的负输入端与输出端之间连接有限流电阻R1。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该时钟振荡器电路中，通过阻抗变换器A1和温度补偿器A2组成集成运算放大器，阻抗变换器A1把压控振荡器电路送来的信号与温度成比例变化的，将电压信号V1的高阻抗毫伏级电压信号转换为低阻抗毫伏级电压信号，然后温度补偿器A2将压控振荡器电路送来的电压信号进行放大，同时吸取来自铂热电阻Rt送来的与温度成比例变化的电阻信号，去改变放大器的灵敏度，使压控振荡器电路输入电压Vc与温度无关，使振荡器最后输出频率的更稳定。
2、该时钟振荡器电路中，通过波特率检测电路，以信号的方式输出电压信号周期或频率，可以实现对信号周期的检测，从而控制信号及输出电压。
附图说明
图1为实施例1的整体模块框图；
图2为实施例1的整体电路工作原理图；
图3为实施例2的压控振荡器工作原理图；
图4为实施例2的直流调整工作原理图；
图5为实施例3的波特率检测工作原理图；
图6为实施例4的工艺温度补偿工作原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图2所示，本实施例提供一种时钟振荡器电路，包括电源、显示驱动芯片和自适应时钟振荡器，所述自适应时钟振荡器包括压控振荡器电路、波特率检测电路和工艺温度补偿电路，其中：
所述压控振荡器电路与所述电源和所述显示驱动芯片串联，通过电源电流依次输送到显示驱动芯片和压控振荡器电路，所述压控振荡器电路用于产生自适应时钟信号的执行电路结构；
所述压控振荡器电路与所述波特率检测电路连接，所述波特率检测电路用于检测所述显示驱动芯片的信号周期或频率，并且用信号形式进行存储；
所述压控振荡器电路与工艺温度补偿电路连接，所述工艺温度补偿电路用于稳定输出频率的要求。
本实施例中的，压控振荡器电路包括直流电流源Ir、充电电容C、放电MOS管NM、电压比较器COMP、电压控制端口Vc和反馈回路Fout，所述直流电流源Ir与所述充电电容C串联，所述充电电容C一端连接电压比较器COMP，另一端与放电MOS管NM连接，且放电MOS管NM和充电电容C同时接地，所述电压比较器COMP两端串联所述电压控制端口Vc和所述反馈回路Fout；
压控振荡器电路在具体使用时：电流源Ir向充电电容C充电，当充电电容C充至电压控制端口Vc电压相同时，电压比较器COMP翻转，输出放电驱动脉冲，打开放电MOS管NM将充电电容C两端电压放至零，放电脉冲结束后，直流电流源Ir重新向充电电容C充电，重复上述过程，形成振荡。
实施例2
为了调整直流电流源Ir输出端，实现了开路和过载保护功能，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图3-图4所示，其中：
所述直流电流源Ir输出端串联有直流调整电路，所述直流调整电路包括三级管Q1，电阻R1，可调电阻R3，电阻R4，运放电路，限流电阻R8和电流输出端I-OUT1与I-OUT2，所述运放电路正输入端连接有控制电压D/A OUT，所述运放电路负输入端连接有采样电压A/DIN1，所述运放电路输出端连接电阻R1，所述R1输出端连接所述三级管Q1，所述可调电阻R3和电阻R4并联组成采样电阻，所述采样电阻用于将输出电流转换为电压，所述三级管Q1输出端连接所述采样电阻；
所述直流调整电路在具体使用时：Q1,R1,R3,R4和运放等组成电流调整电路，控制电压D/A OUT加在运放电路正输入端，R3,R4并联组成采样电阻，可调电阻R3用于微调采样电阻，采样电阻将输出电流转换为电压，采样电阻值可根据公式计算，例如输出电压范围为0-500mA，而D/A输出电压范围为0-4V,则采样电阻值为2.4/0.5＝4.8Ω，采样电压加在运放电路负输入端，同时送往单片机测量A/D IN1，电流输出端为图中I-OUT1,I-OUT2两端点,R8为限流电阻；
当需要调高输出电流时，D/A OUT电压增加，运放电路输出电压升高,Q1导通程度增加,导致输出电流增加；
当需要调低输出电流时，D/A OUT电压减小，运放电路输出电压降低，Q1导通程度减小，导致输出电流减小；
解决开路和过载保护的方法是测量输出电压，I-OUT1,I-OUT2两端点间电压，由于这两点电压比较高，因此需分压后送A/D IN1测量，分压电阻尽量取大，以减小对输出电流影响，当超过额定值时认为是开路或过载；例如在开路状态时，输出端两点电压会很高，能够检测出来，当出现过载，即负载电阻很大，输出电流也很大时，输出端两点电压也会很高，也能够检测出来，这时系统会将输出电流降低到0mA，同时产生报警信号，从而实现了开路和过载保护功能。
具体的，所述运放电路的正输入端串联有电阻R6，所述运放电路的负输入端串联有电阻R7，通过电阻R6和电阻R7可以对运放电路进行分压，从而保护电路。
实施例3
为了实现对自适应时钟振荡器信号周期的检测，从而控制信号及输出电压，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图5所示，其中：
所述波特率检测电路包括电流源I、电容C、开关SW0、开关SW1和采样电容输出电压Vout，所述电流源I输出端串联有开关SW1，所述开关SW1输出端串联有电容C，所述电容C与所述开关SW0并联，所述采样电容输出电压Vout用于以信号的方式输出电压信号周期或频率；
所述波特率检测电路在具体使用时，启动电流源I，对电容C进行充电，然后由采样开关控制信号CLK1控制开关SW1闭合，所述电容放电复位开关控制信号CLK0控制开关SW0闭合，使电容C放电，利用电流源I和电容C组成充电回路中电容C上的电压变化与时间相关的特性，可以实现对信号周期的检测，从而控制信号及输出电压。
具体的，所述开关SW0采用电容放电复位开关，所述开关SW1采用采样保持切换开关。
实施例4
为了使压控振荡器电路输入电压Vc与温度无关，使电路更稳定，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图6所示，其中：
所述工艺温度补偿电路包括阻抗变换器A1、温度补偿器A2、电压信号V1、电压信号V2和铂热电阻Rt，所述阻抗变换器A1输出端和所述温度补偿器A2正输入端串联，所述温度补偿器A2的正反输入端传输有电压信号V1和电压信号V2，所述阻抗变换器A1用于把电压信号V1的高阻抗毫伏级电压信号转换为低阻抗毫伏级电压信号，具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，所述温度补偿器A2用于提高信号电压，所述温度补偿器A2负输入端连接有铂热电阻Rt，所述铂热电阻Rt用于传送与温度成比例变化的电阻信号，从而改变温度补偿器A2灵敏度，使温度补偿器A2的输入电压V0与温度无关；
工艺温度补偿电路在具体使用时，通过阻抗变换器A1和温度补偿器A2组成集成运算放大器，阻抗变换器A1把压控振荡器电路送来的信号与温度成比例变化的，将电压信号V1的高阻抗毫伏级电压信号转换为低阻抗毫伏级电压信号，然后温度补偿器A2将压控振荡器电路送来的电压信号进行放大，同时吸取来自铂热电阻Rt送来的与温度成比例变化的电阻信号，去改变放大器的灵敏度，使压控振荡器电路输入电压Vc与温度无关，使电路更稳定。
具体的，所述阻抗变换器A1的负输入端与输出端之间连接有限流电阻R1，可以防止外来最大暂态输入信号把阻抗变换器A1输入保护电路损坏。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种时钟振荡器电路，包括电源、显示驱动芯片和自适应时钟振荡器，其特征在于：所述自适应时钟振荡器包括压控振荡器电路、波特率检测电路和工艺温度补偿电路，其中：
所述压控振荡器电路与所述电源和所述显示驱动芯片串联，通过电源电流依次输送到显示驱动芯片和压控振荡器电路，所述压控振荡器电路用于产生自适应时钟信号的执行电路结构；
所述压控振荡器电路与所述波特率检测电路连接，所述波特率检测电路用于检测所述显示驱动芯片的信号周期或频率，并且用信号形式进行存储；
所述压控振荡器电路与工艺温度补偿电路连接，所述工艺温度补偿电路用于稳定输出频率的要求。
2.根据权利要求1所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述压控振荡器电路包括直流电流源Ir、充电电容C、放电MOS管NM、电压比较器COMP、电压控制端口Vc和反馈回路Fout，所述直流电流源Ir与所述充电电容C串联，所述充电电容C一端连接电压比较器COMP，另一端与放电MOS管NM连接，且放电MOS管NM和充电电容C同时接地，所述电压比较器COMP两端串联所述电压控制端口Vc和所述反馈回路Fout。
3.根据权利要求2所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述直流电流源Ir输出端串联有直流调整电路，所述直流调整电路包括三级管Q1，电阻R1，可调电阻R3，电阻R4，运放电路，限流电阻R8和电流输出端I-OUT1与I-OUT2，所述运放电路正输入端连接有控制电压D/AOUT，所述运放电路负输入端连接有采样电压A/D IN1，所述运放电路输出端连接电阻R1，所述R1输出端连接所述三级管Q1，所述可调电阻R3和电阻R4并联组成采样电阻，所述采样电阻用于将输出电流转换为电压，所述三级管Q1输出端连接所述采样电阻。
4.根据权利要求3所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述运放电路的正输入端串联有电阻R6，所述运放电路的负输入端串联有电阻R7。
5.根据权利要求1所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述波特率检测电路包括电流源I、电容C、开关SW0、开关SW1和采样电容输出电压Vout，所述电流源I输出端串联有开关SW1，所述开关SW1输出端串联有电容C，所述电容C与所述开关SW0并联，所述采样电容输出电压Vout用于以信号的方式输出电压信号周期或频率。
6.根据权利要求5所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述开关SW0采用电容放电复位开关，所述开关SW1采用采样保持切换开关。
7.根据权利要求1所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述工艺温度补偿电路包括阻抗变换器A1、温度补偿器A2、电压信号V1、电压信号V2和铂热电阻Rt，所述阻抗变换器A1输出端和所述温度补偿器A2正输入端串联，所述温度补偿器A2的正反输入端传输有电压信号V1和电压信号V2，所述阻抗变换器A1用于把电压信号V1的高阻抗毫伏级电压信号转换为低阻抗毫伏级电压信号，所述温度补偿器A2用于提高信号电压，所述温度补偿器A2负输入端连接有铂热电阻Rt，所述铂热电阻Rt用于传送与温度成比例变化的电阻信号。
8.根据权利要求7所述的时钟振荡器电路，其特征在于：所述阻抗变换器A1的负输入端与输出端之间连接有限流电阻R1。
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