CN204788233U - 采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，包括解调与放大电路、振荡电路、分频电路、调制脉冲驱动电路、鉴相与计数电路和LCD显示驱动电路，其特征在于，所述电路进一步包括：一时钟源产生模块，包括多个时钟源产生电路，产生一固定频率的方波；一选择器，其输入端连接所述时钟源产生模块，其输出端连接所述分频电路的输入端，将所述固定频率的方波提供给所述分频电路。本实用新型的集成电路，可以根据使用时的具体情况，从多种可校准振荡器为时钟源进行选择，大大提高了电路的灵活性。

Description

采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路

技术领域

本实用新型涉及一种集成电路，尤其是一种可嵌入不同类型振荡器并校准的振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路。

背景技术

数显卡尺集成电路是为容栅传感元件而设计的位移测量单片集成电路，适用于制造电子数字显示卡尺及类似的大位移，高精度的位移测量设备。现有的数显卡尺集成电路原理如图1的功能框图所示，其中的振荡电路采用外接石英晶体16，构成石英晶体振荡器10，作为时钟源或时钟，普通数显卡尺的石英晶体振荡电路10的振荡频率为180KHZ，该频率经分频电路11产生各模块所需的脉宽信号和定时信号。调制脉冲驱动电路17产生八路调制脉冲驱动信号，送到容栅传感器。由容栅传感器传回调制的正弦信号，经过解调及信号放大电路12，由鉴相及计数电路13生成二进制数据，然后由控制及数据处理电路15产生英制或公制十进制数，最后由LCD驱动显示电路14驱动LCD显示位移值。控制及数据处理电路15处理按键而实现开关机，清零，公英制转换等。

石英晶体振荡电路10作为时钟源或时钟，谐振频率比较稳定，不随电压和温度变化。但该电路的缺点是，外接的石英晶体16的价格较贵。随着集成电路价格的下降，这个问题更加严重。具备快速拉动功能的数显卡尺集成电路要求时钟频率为300KHZ，谐振频率为300KHZ的石英晶体10价格接近甚至超过数显卡尺集成电路。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是，在保证测量精度的条件下，在降低数显卡尺的制造成本的同时提供更为灵活的和方便的应用。

为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案为，采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，包括解调与放大电路、振荡电路、分频电路、调制脉冲驱动电路、鉴相与计数电路和LCD显示驱动电路，其特征在于，所述电路进一步包括：

一时钟源产生模块，包括多个时钟源产生电路，产生一固定频率的方波；

一选择器，其输入端连接所述时钟源产生模块，其输出端连接所述分频电路的输入端，将所述固定频率的方波提供给所述分频电路。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源模块进一步包括：

一RC振荡电路和一阻容振荡电路，用以产生一振荡频率提供给所述分频电路。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述阻容振荡电路为内置式。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述阻容振荡器为外置式。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一电压产生模块，输出端连接所述内置RC振荡电路，提供一固定电压。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一恒压源振荡器，通过内部一电流基准产生电路产生的恒定电流对固定电容进行周期性的充放电而产生的时钟电路。

比较好的是，本实用新型的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一基准电流振荡电路，通过一带隙基准电路产生零电压漂移和零温度漂移的基准电压并通过一放大器缓冲施加在一电阻上产生不受电压和温度影响的恒定电流，对固定电容进行充放电。

本实用新型的集成电路，可以根据使用时的具体情况，从多种可校准振荡器为时钟源进行选择，大大提高了电路的灵活性。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是已有的数显卡尺集成电路原理框图；

图2是本实用新型的多种可校准振荡器为时钟源的电路框图；

图3是在图2选择外挂阻容振荡器数显卡尺集成电路的一种较佳实施例的组成框图；

图4是本实用新型的内置阻容振荡器数显卡尺集成电路组成框图；

图5是本实用新型的恒压源振荡器数显卡尺集成电路组成框图；

图6是本实用新型的恒流源振荡器数显卡尺集成电路组成框图；

图7是本实用新型的基准电流振荡器数显卡尺集成电路组成框图。

附图标记

石英晶体振荡器――10

分频电路――11

解调及信号放大电路――12

鉴相及计数电路――13

LCD驱动显示电路――14

控制及数据处理电路――15

石英晶体――16

调制脉冲驱动电路――17

电阻电容(RC)振荡电路――20

分频模块――21阻容电路――26

内置RC振荡电路――30

RC振荡电路――40

电压产生模块――46

基准电流源震荡电路――50

恒流振荡器――60

选择器――100

具体实施方式

与传统的结构相比，本实用新型的数显卡尺集成电路的组成同样包括LCD驱动模块14、控制及数据处理模块15、解调与放大模块12、鉴相及计数电路13、分频电路11、调制脉冲驱动模块17等各个组成部分。

区别之处在于，本实用新型采用了一个选择器100，通过选择器100由用户来选择时钟源模块，即具体哪种形式。

在针对不同应用的具体实施中，用户可以根据本实用新型的数显卡尺集成电路中的选择器100选择如下几种情况：

(1)无外接元件，电容和电阻均集成在数显卡尺集成电路内，这种方式节省外部元件，振荡频率可以通过软件进行调节；

(2)外接一个电阻或一个电容，相应将电容或电阻制作在数显卡尺集成电路内；

(3)同时将电容和电阻进行外接。

此三种方案，均可以实现频率的调整。

此外，对于采用基准电流源振荡电路28的方式，无需外接任何元器件，只需通过软件选定后，既可以工作，并可以通过软件进行频率调节。

下面具体结合图2～7说明经选择器100所选择的各个不同类型振荡器的数显卡尺集成电路及工作过程。

第一实施例

请参见图3所示，本实用新型的外挂阻容振荡器数显卡尺集成电路组成框图，该电路中替代图1所示石英晶体振荡电路10的是由外挂电阻和电容电路26和RC振荡电路20组成。下面具体结合图3说明其工作过程。

RC振荡电路20作为时钟源或时钟，产生一定的振荡频率，该频率经分频电路11产生各模块所需的脉宽信号和定时信号。调制脉冲驱动电路17产生八路调制脉冲驱动信号，送到容栅传感器。容栅传感器由定栅和动栅组成。定栅的一个节距覆盖八个动栅极板，在八个动栅极板上分别加上八个相位不同的信号，当拉动动栅时，传感器输出信号的相位会产生变化。由传感器传回调制的正弦信号，经过解调及信号放大电路12，由鉴相及计数电路13生成二进制数据，然后由控制及数据处理电路15产生英制或公制十进制数，由LCD驱动显示电路14驱动LCD显示位移值。控制及数据处理电路15处理按键而实现开关机，清零，公英制转换等。

由于测量值只取决于容栅传感器中定栅和动栅的相对位移，与时钟频率无关，因此本实用新型采用RC振荡电路20同样能保证测量精度。

这种外置电阻电容振荡器，此种振荡器可以由用户外挂电阻电容原件，来实现需要的工作频率，并能通过微调外部元器件进行频率的校准和微调，优点是集成面积小，成本低，启动时间短，功耗小。缺点是需要外接原件，并且频率会随电压和温度变化而变化。

第二实施例

图4所示为内置阻容振荡器数显卡尺集成电路组成框图，区别于图2的是，由外挂电阻和电容电路转换为内置RC振荡电路30之中。

这种内置电阻电容振荡器，此种振荡器在外置电阻电容振荡器的基础上，将外挂阻容器件集成到芯片内部，所以无需用户外挂原件，并且内部设计有对应的特殊寄存器，可以通过软件来改变内部的电阻电容值，从而可实现对振荡器输出频率的

151944微调和校准。优点是，占用面积一般，无需外挂元器件，振荡器起振时间短，功耗小。缺点，频率会随电压和温度的变化而改变。

第三实施例

图5给出恒压源振荡器数显卡尺集成电路组成框图，通过一电压产生模块30向RC振荡电路40提供一恒定电压，以此作为RC振荡电路40的时钟源产生振荡频率。

这种恒压源振荡器，在阻容振荡器的基础上，由片内产生一个稳定电压源对振荡器振荡器进行供电，同时设有寄存器对频率校准。这种架构的优点是无需外挂原件，输出频率不随电源电压的改变而变化。缺点是需要芯片内部提供稳压源电路模块，面积稍大，功耗居中，振荡频率对温度有敏感性。

第四实施例

图6给出恒流振荡器数显卡尺集成电路组成的框图，通过一恒流振荡器29向分配电路11提供一恒流电流，以此作为时钟源产生振荡频率。

这种恒流源充放电型振荡器，此种振荡器是通过内部电流基准产生电路产生的恒定电流对固定电容进行周期性的充放电而产生的时钟电路。同时内部配有特殊寄存器可以对电流值进行微调来实现频率的微调和校准。

该电路的优点是无需外接元器件，产生频率对电压变化不敏感。缺点是需要启动时间，功耗较大，对温度变化有一定的敏感性。

第五实施例

图7给出基准电流振荡器数显卡尺集成电路组成框图，该电路中替代图1所示石英晶体振荡电路10的是基准电路振荡电路28。

该基准电流源温度补偿型振荡器，此种振荡器是通过带隙基准电路产生零电压漂移和零温度漂移的基准电压并通过放大器缓冲施加在电阻上产生不受电压和温度影响的恒定电流，对固定电容进行充放电。同时配有相应的特殊寄存器可以对恒定电流值进行调节，从而实现频率的微调和校准。该电路的优点是无需外挂原件，频率稳定，不受电压和温度的影响。缺点是面积大，功耗较大，需要启动时间。

本实用新型的集成电路，可以根据使用时的具体情况，从多种可校准振荡器为时钟源进行选择，大大提高了电路的灵活性。

以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴,应由各权利要求限定。

Claims (7)

1.采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，包括解调与放大电路、振荡电路、分频电路、调制脉冲驱动电路、鉴相与计数电路和LCD显示驱动电路，其特征在于，所述电路进一步包括：

一时钟源产生模块，包括多个时钟源产生电路，产生一固定频率的方波；

一选择器，其输入端连接所述时钟源产生模块，其输出端连接所述分频电路的输入端，将所述固定频率的方波提供给所述分频电路。

2.根据权利要求1所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源模块进一步包括：

一RC振荡电路和一阻容振荡电路，用以产生一振荡频率提供给所述分频电路。

3.根据权利要求2所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，

所述阻容振荡电路为内置式。

4.根据权利要求2所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，

所述阻容振荡器为外置式。

5.根据权利要求3所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一电压产生模块，输出端连接所述内置RC振荡电路，提供一固定电压。

6.根据权利要求1所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一恒压源振荡器，通过内部一电流基准产生电路产生的恒定电流对固定电容进行周期性的充放电而产生的时钟电路。

7.根据权利要求1所述的采用多种可校准振荡器为时钟源的数显卡尺集成电路，其特征在于，所述时钟源产生模块进一步包括：

一基准电流振荡电路，通过一带隙基准电路产生零电压漂移和零温度漂移的基准电压并通过一放大器缓冲施加在一电阻上产生不受电压和温度影响的恒定电流，对固定电容进行充放电。