CN114157239A - 振荡电路 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种振荡电路，包括：恒定电压提供模块，用于输出恒定电压；恒定电流提供模块，用于输出恒定电流；振荡模块，连接所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于根据所述恒定电压和所述恒定电流产生预设频率的振荡信号。本公开实施例可以提供不受温度影响的稳定的振荡信号。

Description

振荡电路

技术领域

本公开涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种能产生不受温度变化影响的稳定的振荡信号的振荡电路。

背景技术

振荡电路在电子科学技术领域中得到广泛的应用，如通信系统中发射机的载波振荡器、接收机中的本机振荡器、医疗仪器以及测量仪器中的信号源等。

普通应用的振荡电路基于门延时特性产生振荡电流，得到的振荡电流的频率受温度影响大，在温度产生较大幅度变动时，输出的振荡电流的频率具有较大误差。因此，需要提供一种不受温度变化影响、具有稳定输出频率的振荡电路。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种振荡电路，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的振荡信号随温度变化产生误差的问题。

根据本公开的第一方面，提供一种振荡电路，包括：恒定电压提供模块，用于输出恒定电压；恒定电流提供模块，用于输出恒定电流；振荡模块，连接所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于根据所述恒定电压和所述恒定电流产生预设频率的振荡信号。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：温度校准模块，连接所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于检测环境温度，并根据所述环境温度对所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块进行校准。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：基准电路，用于为所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块分别提供第一参考电压和第二参考电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一参考电压和所述第二参考电压相等。

在本公开的一种示例性实施例中，所述恒定电压提供模块包括：第一放大单元，连接所述基准电路和所述温度校准模块，用于根据所述第一参考电压输出零温度系数的第一过渡电压；稳压器电路，连接所述第一放大单元，用于根据所述第一过渡电压输出所述恒定电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述恒定电流提供模块包括：第二放大单元，连接所述基准电路和所述温度校准模块，用于根据所述第二参考电压输出正温度系数的第二过渡电压；电流偏置单元，连接所述第二放大单元，用于根据所述第二过渡电压输出所述恒定电流。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一放大单元包括：第一放大器，同相输入端连接所述基准电路，反相输入端连接第一节点，输出端通过第一电阻连接所述第一节点，所述第一节点通过第二电阻接地；其中，所述第一电阻、所述第二电阻均为可变电阻且控制端均连接所述温度校准模块，阻值受所述温度校准模块控制，所述第一放大器的输出端连接所述稳压器电路的输入端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二放大单元包括：第二放大器，同相输入端连接所述基准电路，反相输入端连接第二节点，输出端通过第三电阻连接所述第二节点，所述第二节点通过第四电阻接地；其中，所述第三电阻、所述第四电阻均为可变电阻且控制端均连接所述温度校准模块，阻值受所述温度校准模块控制，所述第二放大器的输出端连接所述电流偏置单元的输入端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电流偏置单元包括：第三放大器，反相输入端连接所述第二放大单元，同相输入端连接第三节点，输出端连接第四节点；第一开关管，第一端连接电源电压，第二端连接所述第三节点，控制端连接所述第四节点；第二开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接所述振荡模块，控制端连接所述第四节点；第五电阻，第一端连接所述第三节点，第二端接地。

在本公开的一种示例性实施例中，所述基准电路包括：第三开关管，第一端连接电源电压，第二端连接第五节点，控制端连接第六节点；第四开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接第七节点，控制端连接所述第六节点；第一双极型晶体管，射极连接所述第五节点，集电极和基极接地；第二双极型晶体管，射极通过第六电阻连接所述第七节点，集电极和基极接地；第五开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接第九节点，控制端连接所述第六节点；第三双极型晶体管，射极通过第七电阻连接所述第九节点，集电极和基极接地；第四放大器，同相输入端连接所述第五节点，反相输入端连接所述第七节点，输出端连接所述第六节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度校准模块包括：第五放大器，同相输入端连接实时温度电压，反相输入端和输出端连接第十节点；温度参考电压输出单元，用于输出温度参考电压；电压比较单元，第一输入端连接所述温度参考电压输出单元的输出端，第二输入端连接所述第十节点；控制单元，连接所述电压比较单元的输出端、所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于根据所述电压比较单元的输出信号控制所述恒定电压提供模块输出恒定电压和/或控制所述恒定电流提供模块输出恒定电流。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电压比较单元包括第一比较器，所述温度参考电压输出单元包括：第一多路选择器，具有m个输入端，第一输入端连接第十一节点，第m输入端连接第十二节点，相邻输入端通过测量电阻连接，每个所述测量电阻的阻值均相同，m≥2；温度基准信号输出单元，连接参考电压，用于通过所述第十一节点输出第一温度基准信号，通过所述第十二节点输出第二温度基准信号，所述第一温度基准信号对应第一温度，所述第二温度基准信号对应第二温度；其中，所述第一多路选择器连接所述控制单元，用于受所述控制单元控制将一个所述输入端的信号输出到所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述第十节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电压比较单元包括m+1个比较器，所述温度参考电压输出单元包括：m个串联的测量电阻，每个所述测量电阻的阻值均相同，第1个所述测量电阻的第一端连接所述第十一节点，第m个所述测量电阻的第二端连接所述第十二节点，m≥2；温度基准信号输出单元，连接参考电压，用于通过所述第十一节点输出第一温度基准信号，通过所述第十二节点输出第二温度基准信号，所述第一温度基准信号对应第一温度，所述第二温度基准信号对应第二温度；其中，所述电压比较单元中每个所述比较器的第一输入端连接一个所述测量电阻的第一端或第二端，每个所述比较器的第二输入端均连接所述第十节点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述温度基准信号输出单元包括：i个串联的定温电阻，第1个所述定温电阻的第二端接地，第i个所述定温电阻的第一端连接所述参考电压，i≥1；第二多路选择器，连接所述控制单元，具有j个输入端，每个所述输入端连接一个所述定温电阻的第一端或第二端，j≥1；第六放大器，同相输入端连接所述第二多路选择器的输出端，反向输入端连接所述第十一节点；第六开关管，第一端连接所述第十一节点，第二端接地，控制端连接所述第六放大器的输出端；第三多路选择器，连接所述控制单元，具有k个输入端，每个输入端连接一个所述定温电阻的第一端或第二端，k≥1；第七放大器，同相输入端连接所述第三多路选择器的输出端，反向输入端连接所述第十二节点；第七开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接所述第十二节点，控制端连接所述第七放大器的输出端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述振荡模块包括：n个串联的反向器，第n个反向器的输出端连接第1个反向器的输入端，其中，每个所述反向器至少包括一个上开关管和一个下开关管，所述上开关管和所述下开关管均具有第一端、第二端和控制端，所述上开关管的第二端和所述下开关管的第一端均连接所述反向器的输出端，所述上开关管的控制端和所述下开关管的控制端均连接所述反向器的输入端，n为大于等于1的奇数；电流镜左开关管，第一端和控制端均连接所述恒定电流提供模块的输出端，第二端接地；电流镜右开关管，控制端连接所述恒定电流提供模块的输出端，第一端连接第十三节点，第二端接地；第八开关管，第一端连接所述恒定电压提供模块的输出端，第二端和控制端均连接所述第十三节点；n个上控制开关管，每个所述上控制开关管的第一端均连接于所述恒定电压提供模块的输出端，每个所述上控制开关管的第二端均连接一个所述反向器的上开关管的第一端，每个所述上控制开关管的控制端均连接所述第十三节点；n个下控制开关管，每个所述下控制开关管的第一端均连接一个所述反向器的下开关管的第二端，每个所述下控制开关管的第二端均接地，每个所述下控制开关管的控制端均连接所述恒定电流提供模块的输出端。

本公开实施例提供的振荡电路通过使用不受温度影响的恒定电压提供模块和恒定电流提供模块分别为振荡模块提供恒定电压和恒定电流，可以避免振荡信号受温度变化影响产生变动，从而可以有效提高振荡信号的精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开示例性实施例中振荡电路的结构示意图。

图2是本公开另一个实施例中振荡电路的结构示意图。

图3A是本公开一个实施例中恒定电压提供模块的结构示意图。

图3B是本公开一个实施例中恒定电流提供模块的结构示意图。

图4是本公开一个实施例中第一放大电路的结构示意图。

图5是本公开一个实施例中第二放大电路的结构示意图。

图6是本公开一个实施例中电流偏置单元的结构示意图。

图7A是本公开一个实施例中基准电路的结构示意图。

图7B是本公开另一个实施例中基准电路的结构示意图。

图8是本公开一个实施例中温度校准模块的结构示意图。

图9是本公开一个实施例中温度参考电压输出单元的结构示意图。

图10是本公开另一个实施例中温度参考电压输出单元的结构示意图。

图11是本公开一个实施例中温度基准信号提供单元的结构示意图。

图12是本公开一个实施例中振荡模块的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制单元装置中实现这些功能实体。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1是本公开示例性实施例中振荡电路的结构示意图。

参考图1，振荡电路100可以包括：

恒定电压提供模块11，用于输出恒定电压V；

恒定电流提供模块12，用于输出恒定电流I；

振荡模块13，连接恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12，用于根据恒定电压V和恒定电流I产生预设频率的振荡信号。

在本公开实施例中，恒定电压V和恒定电流I均不受温度影响，因此，振荡模块13输出的振荡信号可以克服温度的影响，避免在温度变动较大时产生输出频率变化。

图2是本公开另一个实施例中振荡电路的结构示意图。

参考图2，在一个实施例中，振荡电路200可以包括：

恒定电压提供模块11，用于输出恒定电压V；

恒定电流提供模块12，用于输出恒定电流I；

振荡模块13，连接恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12，用于根据恒定电压和恒定电流产生预设频率的振荡信号；

温度校准模块14，连接恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12，用于检测环境温度，并根据环境温度对恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12进行校准；

基准电路15，用于为恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12分别提供第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2。

在图2所示实施例中，恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12受控于温度校准模块14产生不受温度控制的恒定电压V和恒定电流I。基准电路15为分别为恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12提供参考电压，在一些实施例中，为恒定电压提供模块11提供的第一参考电压Vref1和为恒定电流提供模块12提供的第二参考电压Vref2相等。

本公开实施例通过利用温度校准模块14在全温度范围内对振荡电路进行电流和电压校准，可以得到与温度无关的振荡信号。

图3A是本公开一个实施例中恒定电压提供模块的结构示意图。

参考图3A，在一个实施例中，恒定电压提供模块11可以包括：

第一放大单元111，连接基准电路15和温度校准模块14，用于根据第一参考电压Vref1输出零温度系数的第一过渡电压V1；

稳压器电路112，连接第一放大单元111，根据第一过渡电压V1输出恒定电压V。

在一个实施例中，稳压器电路112例如可以通过低压差线性稳压器(low dropoutregulator，LDO)来实现。LDO的输入端连接第一放大单元111的输出端，用于输入第一过渡电压V1，LDO的输出端用于输出恒定电压V。对于LDO而言，当其输入电压不受温度影响时，其输出电压也能够保持稳定。因此，第一过渡电压V1需要不受温度影响，即第一过渡电压需要为零温度系数。由于绝对的零温度系数难以实现，因此本公开实施例中的零温度系数也可以指接近于零的较小的温度系数，不影响电路正常运行即可，例如，可以控制在工作温度范围内，第一过渡电压V1受温度影响的电压变化在±5％范围内。

在其他实施例中，稳压器电路112也可以为其他形式，本公开不以此为限。

图3B是本公开一个实施例中恒定电流提供模块的结构示意图。

参考图3B，在一个实施例中，恒定电流提供模块12可以包括：

第二放大单元121，连接基准电路15和温度校准模块14，用于根据第二参考电压Vref2输出正温度系数的第二过渡电压V2；

电流偏置单元122，连接第二放大单元121，根据第二过渡电压V2输出恒定电流I。

下面介绍第一放大单元111、第二放大单元112、电流偏置单元122的电路实施例。

图4是本公开一个实施例中第一放大电路的结构示意图。

参考图4，在一个实施例中，第一放大单元111可以包括：

第一放大器OP1，同相输入端连接基准电路15，反相输入端连接第一节点N1，输出端通过第一电阻R1连接第一节点N1，第一节点N1通过第二电阻R2接地；

其中，第一电阻R1、第二电阻R2均为可变电阻且控制端均连接温度校准模块14，阻值受温度校准模块14控制，第一放大器OP1的输出端连接稳压器电路112的输入端。

由于放大器输入端虚短和虚断的特性，第一节点N1的电压能够始终与基准电路15提供的第一参考电压Vref1相等。第一参考电压Vref1会受到温度的影响而变动，因此，可以通过调节R1和R2的阻值来调节第一放大器OP1的输出端输出的第一过渡电压V1的温度系数。根据图3A所示实施例的分析，第一过渡电压V1需要保持零温度系数。由于当温度校准模块14根据实时温度调节R1和R2的值时，即调节了第一节点N1的电压(第一参考电压Vref1)与第一过渡电压V1的比值，因此，在第一参考电压Vref1受温度控制发生变化时，温度校准模块14可以根据实时温度调节R1和R2的值以维持第一过渡电压V1基本不变(例如受温度影响的电压变化在±5％范围内)，避免第一过渡电压V1受温度影响，即维持第一过渡电压V1为零温度系数(在本公开实施例中指接近于零的温度系数)。

图5是本公开一个实施例中第二放大电路的结构示意图。

参考图5，在一个实施例中，第二放大单元121可以包括：

第二放大器OP2，同相输入端连接基准电路15，反相输入端连接第二节点N2，输出端通过第三电阻R3连接第二节点N2，第二节点N2通过第四电阻R4接地；

其中，第三电阻R3、第四电阻R4均为可变电阻且控制端均连接温度校准模块14，阻值受温度校准模块14控制；第二放大器OP2的输出端连接电流偏置单元122的输入端。

由于放大器输入端虚短和虚断的特性，第二节点N2的电压能够始终与基准电路15提供的第二参考电压Vref2相等。第二参考电压Vref2会受到温度的影响而变动，因此，可以通过调节R3和R4的阻值来调节第二放大器OP2的输出端输出的第二过渡电压V2的温度系数。

根据后面的图6所示实施例分析，第二过渡电压V2的温度系数应当与第五电阻R5的温度系数相同。当温度校准模块14根据实时温度调节R3和R4的值时，即调节了第二节点N2的电压(第二参考电压Vref2)与第二过渡电压V2的比值，因此，在第二参考电压Vref2受温度控制发生变化时，温度校准模块14可以根据实时温度调节R3和R4的值，以维持第二过渡电压V2的温度系数与后面电流偏置模块122中第五电阻R5的温度系数相同。在第五电阻R5为正温度系数时，第二过渡电压V2也为正温度系数。

图6是本公开一个实施例中电流偏置单元的结构示意图。

参考图6，在一个实施例中，电流偏置单元122可以包括：

第三放大器OP3，反相输入端连接第二放大单元121，同相输入端连接第三节点N3，输出端连接第四节点N4；

第一开关管M1，第一端连接电源电压，第二端连接第三节点N3，控制端连接第四节点N4；

第二开关管M2，第一端连接电源电压，第二端连接振荡模块13，控制端连接第四节点N4；

第五电阻R5，第一端连接第三节点N3，第二端接地。

在图6所示实施例中，利用第三放大器OP3的输入特性在第三节点N3处根据第二过渡电压V2与第五电阻R5的比值得到的恒定电流I，从而进一步通过第一开关管M1和第二开关管M2构建了电流镜结构，将恒定电流I通过第二开关管M2的第二端输出到振荡模块13。

由于恒定电流I基于电流镜实现，因此可以保证电流值稳定；由于恒定电流I的电流值根据第二过渡电压V2与第五电阻R5的比值得出，且第五电阻R5通常为正温度系数元件，当控制第二过渡电压V2的温度系数与第五电阻R5相同时，恒定电流I可以保持稳定。当第五电阻R5为负温度系数元件时，也可以控制第二过渡电压V2为负温度系数且温度系数的绝对值与第五电阻R5的温度系数的绝对值相同。

由图4和图5所示实施例可知，第一过渡电压V1和第二过渡电压V2的值均受控于温度校准模块14，因此，稳压器电路112和电流偏置单元122分别能够输出稳定的恒定电压V和恒定电流I。

基准电路15提供给第一放大单元111的第一参考电压Vref1和提供给第二放大单元121的第二参考电压Vref2既可以相等也可以不等，为了简化电路，可以设置第一参考电压Vref1与第二参考电压Vref2相等，本公开对此不作特殊限制。

图7A和图7B是本公开实施例中基准电路的结构示意图。

参考图7A，在一个实施例中，基准电路15可以包括：

第三开关管M3，第一端连接电源电压，第二端连接第五节点N5，控制端连接第六节点N6；

第四开关管M4，第一端连接电源电压，第二端连接第七节点N7，控制端连接第六节点N6；

第一双极型晶体管T1，射极连接第五节点N5，集电极和基极接地；

第二双极型晶体管T2，射极通过第六电阻R6连接第七节点N7，集电极和基极接地；

第五开关管M5，第一端连接电源电压，第二端连接第九节点N9，控制端连接第六节点N6；

第三双极型晶体管T3，射极通过第七电阻R7连接第九节点N9，集电极和基极接地；

第四放大器OP4，同相输入端连接第五节点N5，反相输入端连接第七节点N7，输出端连接第六节点N6。

图7A所示实施例基于带隙基准电路(Bandgap voltage reference/Bandgap)实现。电路左侧部分151用于提供恒定电流，电路右侧部分152用于基于该恒定电流输出受温度影响较小的电压。在图7A所示实施例中，第九节点N9输出的电压可以作为第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2。

为了保持第九节点N9输出的电压的稳定，除了使用151部分电路提供恒定电流，还需要维持152部分电路的阻抗不受温度影响。因此，可以设置第七电阻R7为正温度系数元件，第三双极型晶体管T3为负温度系数元件，二者的温度系数的绝对值可以为相等。当通过第五开关管M5的第二端输出的恒定电流流经第七电阻R7和第三双极型晶体管T3时，在第七电阻R7上形成的电压和在第三双极型晶体管T3上形成的电压受温度影响产生的偏移可以相互抵消，从而在第九节点N9输出稳定的电压。

在一个实施例中，为了应对151电路受温度影响而可能造成的151提供的恒定电流发生变动，或者克服第七电阻R7和第三双极型晶体管T3的工艺误差，可以设置第七电阻R7为可调电阻，进而实现对第九节点N9输出的电压的灵活调节。

从图7A可以看出，第一双极型晶体管T1、第二双极型晶体管T2、第三双极型晶体管T3的集电极和基极均接地，即相当于一个PN结。因此，在另一个实施例中，可以通过二极管实现图7A中双极型晶体管的功能。

参考图7B，在另一个实施例中，基准电路15中的第一双极型晶体管T1、第二双极型晶体管T2、第三双极型晶体管T3可以被等效替换成第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，功能不变。

图8是本公开一个实施例中温度校准模块的结构示意图。

参考图8，在一个实施例中，温度校准模块14可以包括：

第五放大器OP5，同相输入端连接实时温度电压Vt，反相输入端和输出端连接第十节点N10；

温度参考电压输出单元141，用于输出温度参考电压；

电压比较单元142，第一输入端连接温度参考电压输出单元141的输出端，第二输入端连接第十节点N10；

控制单元143，连接电压比较单元142的输出端、恒定电压提供模块11和恒定电流提供模块12，用于根据电压比较单元142的输出信号控制恒定电压提供模块11输出恒定电压和/或控制恒定电流提供模块12输出恒定电流。

在图8所示实施例中，第五放大器OP5的相关电路用于提供实时温度信息，因此，输入第五放大器OP5同相输入端的电压可以设置为未经温度调节的电压，例如图7所示实施例中第五节点N5处的电压，本公开实施例将该电压命名为实时温度电压Vt。

温度参考电压输出单元141用于输出多个温度对应的温度参考电压，以便于电压比较单元142通过比较第十节点N10的电压与温度参考电压输出单元141输出的多个温度对应的多个温度参考电压来确定第十节点N10的电压对应的实时温度，即实现温度检测，从而使控制单元143根据该实时温度调节第一放大单元111和第二放大单元121中的可变电阻的阻值，实现恒定电压V和恒定电流I的稳定输出。

下面，对温度参考电压输出单元的电路实施例进行介绍。

图9是本公开一个实施例中温度参考电压输出单元的结构示意图。

参考图9，在一个实施例中，当电压比较单元142仅通过一个比较器(本公开实施例中命名为第一比较器)实现时，温度参考电压输出单元141可以包括：

第一多路选择器1411，具有m个输入端，第一输入端连接第十一节点N11，第m输入端连接第十二节点N12，相邻输入端通过测量电阻Rz连接，每个测量电阻Rz的阻值均相同，m≥2；

温度基准信号输出单元1412，连接参考电压Vref，用于通过第十一节点N11输出第一温度基准信号，通过第十二节点N12输出第二温度基准信号，第一温度基准信号对应第一温度，第二温度基准信号对应第二温度；

其中，第一多路选择器1411连接控制单元143，用于受控制单元143控制将一个输入端的信号输出到第一比较器142的第一输入端，第一比较器142的第二输入端连接第十节点N10。

在图9所示实施例中，第一温度基准信号高于第二温度基准信号。第十一节点N11和第十二节点N12之间的电位差通过串联的测量电阻产生电流，该电流在每个测量电阻上形成分压，第一多路选择器1411每个输入端对应的电压均为该输入端与第十一节点N11之间的一或多个测量电阻Rz上的分压之和。

控制单元143通过控制第一多路选择器1411转换输出每个输入端对应的电压到第一比较器的第一输入端。在第一多路选择器1411输出的电压大于第十节点N10的电压时，控制单元143检测到第一比较器输出第一值；在第一多路选择器1411输出的电压小于第十节点N10的电压时，控制单元143检测到第一比较器输出第二值。通过确定第一值和第二值的转换节点，可以判断第十节点N10最接近第一多路选择器1411哪个输入端的电压，进而可以通过该输入端的电压、第一温度基准信号和第二温度基准信号确定该输入端的电压指示的温度，即第十节点N10的电压指示的温度。

图10是本公开另一个实施例中温度参考电压输出单元的结构示意图。

参考图10，在电压比较单元通过m+1个比较器实现时，温度参考电压输出单元141可以包括：

m个串联的测量电阻Rz，每个测量电阻Rz的阻值均相同，第1个测量电阻Rz的第一端连接第十一节点N11，第m个测量电阻Rz的第二端连接第十二节点N12，m≥2；

温度基准信号输出单元1412，连接参考电压Vref，用于通过第十一节点N11输出第一温度基准信号，通过第十二节点N12输出第二温度基准信号，第一温度基准信号对应第一温度，第二温度基准信号对应第二温度；

每个比较器的第一输入端连接一个测量电阻Rz的第一端或第二端，每个比较器的第二输入端均连接第十节点N10。

控制单元143顺次读取每个比较器的输出，即可以快速确定出第十节点N10的电压最接近哪两个测量电阻之间的电压，进而可以确定出第十节点N10的电压对应的温度。

在图9和图10所示实施例中，第一温度基准信号和第二温度基准信号通过温度基准信号提供单元1412提供，第一温度基准信号对应第一温度，第二温度基准信号对应第二温度，第一温度高于第二温度(即N11处的电位指示的温度高于N12处的电位指示的温度)。

图11是本公开一个实施例中温度基准信号提供单元的结构示意图。

参考图11，在一个实施例中，温度基准信号提供单元1412包括：

i个串联的定温电阻Rt，第1个定温电阻Rt的第二端接地，第i个定温电阻Rt的第一端连接参考电压Vref，i≥1；

第二多路选择器14121，连接于控制单元143，具有j个输入端，每个输入端连接一个定温电阻Rt的第一端或第二端，j≥1；

第六放大器OP6，同相输入端连接第二多路选择器14121的输出端，反向输入端连接第十一节点N11；

第六开关管M6，第一端连接第十一节点N11，第二端接地，控制端连接第六放大器OP6的输出端；

第三多路选择器14122，连接于控制单元143，具有k个输入端，每个输入端连接一个定温电阻Rt的第一端或第二端，k≥1；

第七放大器OP7，同相输入端连接第三多路选择器14122的输出端，反向输入端连接第十二节点N12；

第七开关管M7，第一端连接电源电压，第二端连接第十二节点N12，控制端连接第七放大器OP7的输出端。

在本公开实施例中参考电压Vref仅用于提供电压定位，可以直接利用第一参考电压Vref1或者第二参考电压Vref2实现，也可以利用其它电压实现，本公开对此不作特殊限制。参考电压Vref可以直接接入温度基准信号提供单元1412，也可以通过第八放大器OP8(如图11所示)形成的跟随器接入温度基准信号提供单元1412，本公开对此不作特殊限制。

第二多路选择器14121与第三多路选择器14122及其对应的定温电阻Rt的运行方式与图9所示实施例相同，于此不再赘述。通过第六放大器OP6、第七放大器OP7、第六开关管M6、第七开关管M7构建的稳压电路可以将第十一节点N11和第十二节点N12的电压分别稳定在第二多路选择器14121与第三多路选择器14122的输出电压上。通过使用控制单元143调整第二多路选择器14121与第三多路选择器14122的输出端，进而调整第二多路选择器14121与第三多路选择器14122的输出电压，可以调节第十一节点N11和第十二节点N12的电压，实现更灵活的温度基准信号设置。

在本公开实施例中，使用恒定电压V和恒定电流I产生稳定的振荡信号时，需要对振荡信号发生电路进行改造。

图12是本公开一个实施例中振荡模块的结构示意图。

参考图12，一个实施例中，振荡模块13可以包括：

n个串联的反向器131，第n个反向器的输出端连接第1个反向器的输入端，其中，每个反向器131至少包括一个上开关管和一个下开关管，上开关管和下开关管均具有第一端、第二端和控制端，上开关管的第二端和下开关管的第一端均连接反向器131的输出端，上开关管的控制端和下开关管的控制端均连接反向器131的输入端，n为大于等于1的奇数；

电流镜左开关管ML，第一端和控制端均连接恒定电流提供模12块的输出端，第二端接地；

电流镜右开关管MR，控制端连接恒定电流提供模块12的输出端，第一端连接第十三节点N13，第二端接地；

第八开关管M8，第一端连接恒定电压提供模块11的输出端，第二端和控制端均连接第十三节点N13；

n个上控制开关管MU，每个上控制开关管MU的第一端均连接于恒定电压提供模块11的输出端，第二端均连接一个反向器131的上开关管的第一端，控制端均连接第十三节点N13；

n个下控制开关管MD，每个下控制开关管MD的第一端均连接一个反向器131的下开关管的第二端，第二端均接地，控制端均连接恒定电流提供模块12的输出端。

循环串联的反向器131提供振荡信号。上控制开关管MU用于通过恒定电压V为对应的反向器131提供稳定的高电位，下控制开关管MD的控制端受控于恒定电流I为对应的反向器131提供稳定的低电位。电流镜右开关管MR受控于恒定电流I为第十三节点N13提供稳定的控制电流，从而控制全部上控制开关管MU稳定输出恒定电压V。

通过为振荡模块13中各开关管提供不受温度影响的恒定电压V和恒定电流I，可以使振荡模块13输出恒定的振荡信号，提高振荡信号输出质量。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (15)

1.一种振荡电路，其特征在于，包括：

恒定电压提供模块，用于输出恒定电压；

恒定电流提供模块，用于输出恒定电流；

振荡模块，连接所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于根据所述恒定电压和所述恒定电流产生预设频率的振荡信号。

2.如权利要求1所述的振荡电路，其特征在于，还包括：

温度校准模块，连接所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于检测环境温度，并根据所述环境温度对所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块进行校准。

3.如权利要求2所述的振荡电路，其特征在于，还包括：

基准电路，用于为所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块分别提供第一参考电压和第二参考电压。

4.如权利要求3所述的振荡电路，其特征在于，所述第一参考电压和所述第二参考电压相等。

5.如权利要求3所述的振荡电路，其特征在于，所述恒定电压提供模块包括：

第一放大单元，连接所述基准电路和所述温度校准模块，用于根据所述第一参考电压输出零温度系数的第一过渡电压；

稳压器电路，连接所述第一放大单元，用于根据所述第一过渡电压输出所述恒定电压。

6.如权利要求3所述的振荡电路，其特征在于，所述恒定电流提供模块包括：

第二放大单元，连接所述基准电路和所述温度校准模块，用于根据所述第二参考电压输出正温度系数的第二过渡电压；

电流偏置单元，连接所述第二放大单元，用于根据所述第二过渡电压输出所述恒定电流。

7.如权利要求5所述的振荡电路，其特征在于，所述第一放大单元包括：

第一放大器，同相输入端连接所述基准电路，反相输入端连接第一节点，输出端通过第一电阻连接所述第一节点，所述第一节点通过第二电阻接地；

其中，所述第一电阻、所述第二电阻均为可变电阻且控制端均连接所述温度校准模块，阻值受所述温度校准模块控制，所述第一放大器的输出端连接所述稳压器电路的输入端。

8.如权利要求6所述的振荡电路，其特征在于，所述第二放大单元包括：

第二放大器，同相输入端连接所述基准电路，反相输入端连接第二节点，输出端通过第三电阻连接所述第二节点，所述第二节点通过第四电阻接地；

其中，所述第三电阻、所述第四电阻均为可变电阻且控制端均连接所述温度校准模块，阻值受所述温度校准模块控制，所述第二放大器的输出端连接所述电流偏置单元的输入端。

9.如权利要求6所述的振荡电路，其特征在于，所述电流偏置单元包括：

第三放大器，反相输入端连接所述第二放大单元，同相输入端连接第三节点，输出端连接第四节点；

第一开关管，第一端连接电源电压，第二端连接所述第三节点，控制端连接所述第四节点；

第二开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接所述振荡模块，控制端连接所述第四节点；

第五电阻，第一端连接所述第三节点，第二端接地。

10.如权利要求3所述的振荡电路，其特征在于，所述基准电路包括：

第三开关管，第一端连接电源电压，第二端连接第五节点，控制端连接第六节点；

第四开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接第七节点，控制端连接所述第六节点；

第一双极型晶体管，射极连接所述第五节点，集电极和基极接地；

第二双极型晶体管，射极通过第六电阻连接所述第七节点，集电极和基极接地；

第五开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接第九节点，控制端连接所述第六节点；

第三双极型晶体管，射极通过第七电阻连接所述第九节点，集电极和基极接地；

第四放大器，同相输入端连接所述第五节点，反相输入端连接所述第七节点，输出端连接所述第六节点。

11.如权利要求2所述的振荡电路，其特征在于，所述温度校准模块包括：

第五放大器，同相输入端连接实时温度电压，反相输入端和输出端连接第十节点；

温度参考电压输出单元，用于输出温度参考电压；

电压比较单元，第一输入端连接所述温度参考电压输出单元的输出端，第二输入端连接所述第十节点；

控制单元，连接所述电压比较单元的输出端、所述恒定电压提供模块和所述恒定电流提供模块，用于根据所述电压比较单元的输出信号控制所述恒定电压提供模块输出恒定电压和/或控制所述恒定电流提供模块输出恒定电流。

12.如权利要求11所述的振荡电路，其特征在于，所述电压比较单元包括第一比较器，所述温度参考电压输出单元包括：

第一多路选择器，具有m个输入端，第一输入端连接第十一节点，第m输入端连接第十二节点，相邻输入端通过测量电阻连接，每个所述测量电阻的阻值均相同，m≥2；

温度基准信号输出单元，连接参考电压，用于通过所述第十一节点输出第一温度基准信号，通过所述第十二节点输出第二温度基准信号，所述第一温度基准信号对应第一温度，所述第二温度基准信号对应第二温度；

其中，所述第一多路选择器连接所述控制单元，用于受所述控制单元控制将一个所述输入端的信号输出到所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述第十节点。

13.如权利要求11所述的振荡电路，其特征在于，所述电压比较单元包括m+1个比较器，所述温度参考电压输出单元包括：

m个串联的测量电阻，每个所述测量电阻的阻值均相同，第1个所述测量电阻的第一端连接所述第十一节点，第m个所述测量电阻的第二端连接所述第十二节点，m≥2；

温度基准信号输出单元，连接参考电压，用于通过所述第十一节点输出第一温度基准信号，通过所述第十二节点输出第二温度基准信号，所述第一温度基准信号对应第一温度，所述第二温度基准信号对应第二温度；

其中，所述电压比较单元中每个所述比较器的第一输入端连接一个所述测量电阻的第一端或第二端，每个所述比较器的第二输入端均连接所述第十节点。

14.如权利要求12或13所述的振荡电路，其特征在于，所述温度基准信号输出单元包括：

i个串联的定温电阻，第1个所述定温电阻的第二端接地，第i个所述定温电阻的第一端连接所述参考电压，i≥1；

第二多路选择器，连接所述控制单元，具有j个输入端，每个所述输入端连接一个所述定温电阻的第一端或第二端，j≥1；

第六放大器，同相输入端连接所述第二多路选择器的输出端，反向输入端连接所述第十一节点；

第六开关管，第一端连接所述第十一节点，第二端接地，控制端连接所述第六放大器的输出端；

第三多路选择器，连接所述控制单元，具有k个输入端，每个输入端连接一个所述定温电阻的第一端或第二端，k≥1；

第七放大器，同相输入端连接所述第三多路选择器的输出端，反向输入端连接所述第十二节点；

第七开关管，第一端连接所述电源电压，第二端连接所述第十二节点，控制端连接所述第七放大器的输出端。

15.如权利要求1～13任一项所述的振荡电路，其特征在于，所述振荡模块包括：

n个串联的反向器，第n个反向器的输出端连接第1个反向器的输入端，其中，每个所述反向器至少包括一个上开关管和一个下开关管，所述上开关管和所述下开关管均具有第一端、第二端和控制端，所述上开关管的第二端和所述下开关管的第一端均连接所述反向器的输出端，所述上开关管的控制端和所述下开关管的控制端均连接所述反向器的输入端，n为大于等于1的奇数；

电流镜左开关管，第一端和控制端均连接所述恒定电流提供模块的输出端，第二端接地；

电流镜右开关管，控制端连接所述恒定电流提供模块的输出端，第一端连接第十三节点，第二端接地；

第八开关管，第一端连接所述恒定电压提供模块的输出端，第二端和控制端均连接所述第十三节点；

n个上控制开关管，每个所述上控制开关管的第一端均连接于所述恒定电压提供模块的输出端，每个所述上控制开关管的第二端均连接一个所述反向器的上开关管的第一端，每个所述上控制开关管的控制端均连接所述第十三节点；

n个下控制开关管，每个所述下控制开关管的第一端均连接一个所述反向器的下开关管的第二端，每个所述下控制开关管的第二端均接地，每个所述下控制开关管的控制端均连接所述恒定电流提供模块的输出端。

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