DE2714151C2 - Quarzoszillator niedriger Verlustleistung - Google Patents
Quarzoszillator niedriger VerlustleistungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
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- H03B5/364—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising field effect transistors
Description
dadurch gekennzeichnet, daß
— ein erster niederohiniger Widerstand (64) zwischen die für die Iaverterschaltung (10)
vorgesehene Versorgungsspannungsquelle (40) und die Steuerelektrode (22) des P-Kanal-MOS-FETs(M),
— ein zweiter hochohmiger Widerstand (66) zwischer· die Steuerelektroden (22, 32) der
beiden MOS-FETs (20,30\und
— ein dritter niederohmiger Widerstand (68) zwischen die Steuerylektr/>de des N-Kanal-MOS-FETs
(30) und Masse (j0) geschaltet sind.
2. Quarzoszillator niedriger Verlustleistung mit
— einer an einer Versorgungsspannungsquelle angeschlossenen Inverterschaltung, die in Reihe
geschaltet einen P-Kanal-MOS-FET und einen N-Kanal-MOS-FET aufweist,
— einer zwischen einen Eingang und einen Ausgang der Inverterschaltung geschalteten
Resonanzschaltung, die einen Quarzresonator und zwei Kapazitäten aufweist, von denen die
eine Kapazität zwischen Masse und den Invertereingang und die andere Kapazität
zwischen Masse und den Inverterausgang geschaltet sind und
— mit Bauelementen zum Anlegen unterschiedlicher Vorspannungen an die Steuerelektroden
der Feldeffekttransistoren,
dadurch gekennzeichnet, daß
— zur Erzielung einer automatischen Vorspannung eine Diode (70) eines Diodenpaares (70,
72) mit ihrer Anode an den Ausgang der Inverterschaltung (10) und mit ihrer Kathode an
die Steuerelektrode (22) des P-Kanal-MOS-FETs (20) über einen ersten niederohmigen
Widerstand (64) angeschlossen ist,
— zwischen die beiden Steuerelektroden (22, 32)
der MOS-FETs (20, 30) ein zweiter hochohmiger Widerstand (66) geschaltet ist, und
— die andere Diode (72) mit ihrer Kathode an den Ausgang der Inverterschaltung (10) und ihrer
Anode an die Steuerelektrode (32) des N-Ka-
nal-MOS-FETs (30) über einen dritten niederohmigen Widerstand (68) angeschlossen ist
3. Quarzoszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden
(22,32) der MOS-FETs (20,30) über Koppelkondensatoren
(21, 31) an den Kristallresoßator X-tal
angeschlossen sind.
4. Quarzoszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ingangsetzen der
Schwingung ein Bootstrap-Kondensator (90) parallel zum zweiten hochohmigen Widerstand (66)
geschaltet ist
Die Erfindung betrifft einen Quarzoszillator niedriger Verlustleistung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
bzw, 2,
Bei einem derartigen aus der DE-OS 26 39 598 bekannten Quarzoszillator sind zur Erzielung unterschiedlicher
Vorspannungen an den Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren Vorspannungsschaltungen
für die Steuerelektroden vorgesehen, von denen jede Schaltung einen Bückkopplungswiderstand, welche
jeweils zwischen die Steuerelektrode und die Drain-Elektrode geschaltet sind, sowie jeweils einen Kondensator,
welche jeweils zwischen einen Verbindungspunkt von Steuerelektrode, Rückkopplungswiderstand und
Masse geschaltet sind, aufweist. Außerdem ist es bei der
bekannten Anordnung notwendig, daß die Ausgangsspannung indirekt über Lastwiderstände erhalten wird.
Ferner wird zur Aufrechterhaltung der Schwingung jeweils ein halber Zyklus des Eingangssignals benötigt.
Während des Betriebes ist durch Rückkopplung des Ausgangs an den Eingang des Inverters vorgesehen, daß
die Vorspannung im linearen Bezieh der Übertragungscharakteristik
des CMOS-Inverters liegt.
Die Verlustleistung P läßt sich im allgemeinen durch folgende Formel (1) wiedergegeben:
P= Pq+ Pd,n+ Ρ-,
Pq bedeutet die Verlustleistung bei statischer Bedingung
aufgrund von beispielsweise Leckströmen in vernachlässigbarer Größe, beispielsweise in der Größenordnung
von nA bei normaler Temperatur. Pjy„ ist
die Verlustleistung bei Arbeitsbedingungen und kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
C bedeutet einen kapazitiven Verbraucher, Vp die Versorgungsspannung und f,, die Oszillatorfrequenz. In
der vorstehenden Gleichung (1) bedeutet P, die
5*> Verlustleistung bei Übergangszuständen, beispielsweise
beim Umschalten. Obgleich der Wert von P, relativ gering ist, muß die Verlustleisiung P, bei einem
Kristalloszillator berücksichtigt werden, welcher im linearen (ungesättigten) Bereich der Übertragungscharakteristik
des CMOS-Inverters verwendet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Quarzoszillator
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem durch Verringerung der zur Aufrechterhaliung der
Schwingung benötigten Spannung die Verlustleistung
<" erheblich verringert wird.
Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche ! und 2
gelöst.
Im Gegensatz zu dem aus der DE-OS 26 39 598 bekannten Quarzoszillator reicht es bei der Erfindung
zur aufrechterhaltung der Schwingung aus, wenn die Versorgungsspannung etwas höher als der jeweilige
Schwellenwert des N-Kanal- bzw. P-Kanal-MOS-FETs ist Zur Aufrechterhaltung der Schwingung reicht es
daher, die Vorspannung des N-MOS-FETs so zu wählen, daß nur dann, wenn das Eingangssignal in die Nähe des
Maximums des positiven Schwingungsverlaufs kommt, dieses den Schwellenwert des N-MOS-FETs etwas
übersehreitet, so daß dieser leitet In gleicher Weise reicht es aus, daß die Vorspannung des P-MOS-FETs in
der Weise bemessen ist, daß lediglich dann, wenn das Eingangssignal in die Nähe seines Maximums im
negativen Schwingungsvertauf kommt, dieses den Wert überschreitet, den man durch Substraktion des Schwellenwertes
des P-MOS-FETs von der Versorgungsspannung erhält Der P-MOS-FET wird dann lettfähig.
Außerdem läßt sich durch Schaffung einer automatischer. Vorspannung eine weitere Verringerung der
Versorgungsspannung erzielen. Ferner iann die Schwingung bei niedriger Versorgungsspannung gestartet
werden. Der Quarzoszillator eignet sich für Kristalluhren geringer Abmessungen und hoher Güte.
Aus der US-PS 34 27 568 ist es bei einem transistorisierten Oszillator mit einem piezoelektrischen Kristall
in der Resonanzschaltung bekannt, zur Erzielung eines konstanten Stromgenerators neben einem Oszillatortransistor
einen Hilfstransistor zu verwenden, wobei der Kollektor des Hilfstransistors mit dem Emitter des
Oszillatortransistors verbunden ist Bei dieser bekannten Schaltung sind der Kollektor und der Emitter des
Oszillatortransistors der Emitter des Oszillatortransistors und der Kollektor des Hilfstransistors sowie die
Basis und der Emitter sowie Masse jeweils über einen Widerstand miteinander verbunden. Hieraus läßt sich
jedoch nicht ableiten, daß bei einem Quarzoszillator, dessen Inverterschaltung MOS-FETs aufweist, die
Vorspannungen so gelegt werden können, daß zur Aufrechterhaltung der Schwingung eine geringe Eingangsleistung
und damit eine Verringerung der Verlustleistung sich erzielen läßt
in den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser
Ausführungsbeispieie wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild fü>- ein erstes Ausführungsbeispiel;
Fig.2A ein wellenföiiniges Spannungssignal, welches
an einen Quarzoszillator in der F i g. 1 gelegt wird;
Fig.2B eine wellenförmige Spannung, welche an
einem Kondensator Cn, in der F i g. 1 erzeugt wird;
Fig.2C ein wellenförmiges Ausgangsspannungssignal des Quarzoszillators in der F i g. 1;
Fig.3 eine graphische Darstellung des P-Kanalstroms
und des N-Kanalstroms als Funktion der Steuerspannung, wobei erläutert wird, wie die verschiedenen
Vorspannungen an jedem Feldeffekttransistor zu ermitteln sind, und
F i g. 4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.
In den Figuren werden für gleiche Bauteile des Quarzoszillators die gleichen Bezugszeichen verwendet.
In der Fig.! enthält eine Inverterschaltung 10, welche als CMOS-Inverter ausgebildet ist, komplementäre
Feldeffekttransistoren, von denen der eine als P-Kanal-MOS-FET 20 und der andere als N-Kanal-MOS-FET
30 ausgebildet sind. Eine Steuerelektrode 22 des P-Kanal- MOS-FETs 20 und eine Steuerelektrode
32 des N-Kanal-MOS-FETs 30 sind gemeinsam an die
Eingangsseiten der Inverterschaltung 10 über Koppelkondensatoren 21, 31 angeschlossen. Ein Drainkontakt
24 des P-Kanal-MOS-FETs 20 und ein Drainkontakt 34 des N-Kanal-MOS-FETs sind gemeinsam an die
Ausgangsseite der Inverterschaltung 10 angeschlossen. Sowohl ein Sourcekontakt 26 als auch eine Hilfssteuerelektrode
28 des P-Kanal-MOS-FETs sind an eine Anschlußklemme 40 einer Versorgungsspannungsquelle
angeschlossen. Sowohl ein Sourcekontakt 36 als auch eine Hilfssteuerelektrode 38 des N-Kanal-MOS-FETs
sind an Masse 50 gelegt Eine Resonanzschaltung 100 ist parallel zur Inverterschaltung 10 geschaltet und enthält
is einen Quarzresonator ΧλΛ und ein Paar kapazitiver
Verbraucher G„ und C0U,. Diese sind mit dem Eingang
und dem Ausgang des Quarzresonators .ΑΓ-tal verbunden.
Die Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang des CMOS-Inverters 10 bewirkt daß an einem bestimmten
Punkt im linearen Bereich der Überuagungscharakteristik
des Inverters 10 der Quarzresonatoi X-tal zu einer
bestimmten Schwingungsart angeregt wird. Im Betrieb werden der P-Kanal-MOS-FET 20 und der N-Kanal-MOS-FET
30 in Abhängigkeit von der Änderung eines Eingangssignals V-, (F i g. 3), welches an die Inverterschaltung
10 gelegt wird, in den leitfähigen Zustand versetzt Wenn der P-Kanal-MOS-FET aufgrund der
Änderung des Eingangssignals K, eingeschaltet wird, wird der N-Kanal-MOS-FET ausgeschaltet Dabei fließt
jo ein Kanalstrom Iq, des P-Kanal-MOS-FETs von der
Spannungsquelle zu Masse 50, so daß das Kondensatorpaar Cn und Cout bei einer bestimmten Spannung
aufgeladen wird. Wenn aufgrund der Änderung des Eingangssignals V, der P-Kanal-MOS-FET 20 ausgeschaltet
wird, wird der N-Kanal-MOS-FET 30 eingeschaltet Dabei fließt ein Entladestrom durch den
Quarzresonator X-TaI. Auf diese Weise erzeugt eine Wechselspannung durch Laden und Entladen des
kapazitiven Verbrauchers Coat, daß der Quarzresonator
X-tr! erregt wird. Auf diese Weise gewinnt man eine
Oszillatorschaltung.
Das Ausführungsbeispiel der F i g. 1 enthält ferner
einen Widerstand 64 mit geringem Widersiandswert,
der zwischen die Anschlußklemme 40 der Versorgungs-Spannungsquelle
und die Steuerelektrode 22 des P-Kanal-MOS-FETs 20 geschaltet ist. Ein Widerstand
66 mit hohem Widerstandswert ist zwischen die Steuerelektrode 22 des P-Kanal-MOS-FETs 20 und die
Steuerelektrode 32 des N-Kanal-MOS-FETs30 geschaltet
Ein Widerstand 68 mit niedrigem Widerstandswert ist zwischen die Steuerelektrode 32 des N-Kanal-MOC-FETs
30 und Masse 50 geschaltet. Ein Bootstrap-Kondensator 90, welcher parallel zum Widerstand 66
geschaltet ist, dient zum Einleiten des Schwingvorgan-
« ges.
Die Fig.3 zeigt eine graphische Darstellung der
Charakteristik des Kanalstroms IC als Funktion der Steuerspannung. I". der Figur sind der P-Kanalstrom
ICP und der N-Kanalstrom ICN dargestellt. Mitr VW
t>o und Vthn sind die Schwellenwerte des P-Kanal-MÖS-FETs
20 und des N-Kanal-MOS-FETs 3C dargestellt.
Aus F i g. 3 ist zu ersehen, daß eine Vorspannung VBN
für den N-Kanal-MOS-FET 30 in der Weise gewählt ist, daß nur dann, wenn Jas Eingangssignal in die Nähe des
f 5 Maximums des positiven Schwingungsverlaufes kommt,
der Schwellenwert Vthn des N-Kanal-MOS-FETs 30 überschritten wird und diese in den leitfähigen Zustand
kommt. Dh Wellenform des Eingangssignals V, ist in der
Fig.3 zum besseren Verständnis des Ausführungsbeispiels
verstärkt dargestellt. In der Praxis ist es jedoch lediglich notwendig, daß der Spitzenwert des Eingangssignals den Schwellenwert Vthn des N-Kanal-MOS-FETs
erreicht, um diesen in den leitfähigen Zustand zu versetzen.
In gleicher Weise ist eine Vorspannung VBp für den
P-Kanal-MOS-FET 20 in der Weise gewählt, daß nur
dann, wenn das Eingangssignal V1 in die Nähe seines Maximums des negativen Schwingungsverlaufs kommt,
der Wert überschritten wird, welchen man durch Subtraktion des Schwellenwerts VT,w des P-Kanal-MOS-FETs
20 von der Versorgungsspannung Vo erhält.
Der PKanal-MOS-FET 20 ist dann in den leitfähigen Zustand gesteuert. In der Praxis ist es lediglich
notwendig, daß der Spitzenwert des Eingangssignals V, den Wert V0- V711P erreicht, um den P-KanalmGS-r
ET iti den iemänigcti Zusiäiiu Zu steuern.
Wenn im Betrieb die Versorgungsspannung an den Quarzoszillator gelegt ist, wird eine Oszillatorschaltung
gebildet, die den Bootstrap-Kondensator 90 und den Widerstand 66 enthält. Am Anfang können beide FETs
durch den oszillierenden Strom, welcher durch die Oszillatorschaltung erzeugt wird, leitend werden. Das
bedeutet, daß es möglich ist, den CMOS-Inverter IO in Abhängigkeit vom Schaltstoß beim Anlegen der
Versorgungsspannung in Gang zu setzen. Wie aus F i g. 2A zu ersehen ist, hat das Eingangssignal V, die
gleiche Frequenz wie die Resonanzfrequenz des Quarzresonators X-tal und die gleiche Amplitude wie
die Steuerspannung, welche an beide FETs gelegt wird. Die Werte der Kondensatoren Qn und C001 sind in der
Weise gewählt, daß der Quarzresonator X-tal bei der Versorgungsspannung schwingen kann. Demzufolge hat
das Eingangssignal V, die gleiche Amplitude wie die Spannung, weiche ans Kondensator G= erzeugt wird.
Wenn ein derartiges Eingangssignal V, an den Eingang der Inverterschaltung 10 gelegt wird, leitet der
N-Kana!-MOS-FET 30 nur für einen kurzen Zeitraum, nämlich dann, wenn das Eingangssignal in die Nähe des
Maximums seines positiven Schwingungsverlaufs kommt und dabei um einen geringen Betrag höher liegt
als der Schwellenwert Vthn. Der P-Kanal-MOS-FET 20
leitet ebenfalls nur für einen kurzen Zeitraum, nämlich dann, wenn das Eingangssignal in die Nähe des
Maximums des negativen Schwingungsverlaufs kommt. Dieses liegt um einen geringen Betrag über dem Wert,
den man durch Subtraktion des Schwellenwerts VThp
des P-Kanal-MOS-FETs 20 von der Versorgungsspannung Vo erhält. Aufgrund des reziproken Verhaltens des
P-Kanal-MOS-FETs 20 und des N-Kanal-MOS-FETs 30 wird ein Impuls mit geringer Impulsbreite an den
Quarzresonator X-tal gelegt. Beim Anlegen des Impulses an den Quarzresonator X-\a\ wird ein
Schwingkreis gebildet, welcher den Quarzresonator X-la\ und die Kondensatoren Qn und Cmt enthält. Der
Spannungsverlauf V0. welcher am Kondensator Qn in
Abhängigkeit vom vorstehenden oszillierenden Strom erzeugt wird, ist in F i g. 2B dargestellt. Im allgemeinen
ist die Wellenform eines oszillierenden Stroms nicht gleichförmig, sondern gestört beim Ansteigen und
Fallen. Da jedoch der hohe C?-Faktor des Quarzresonators
X-t&\ eine infinitesimale Dämpfung des oszillierenden
Stroms bewirkt, kann eine Störung der Wellenform des oszillierenden Stroms, der in den Schwingkreis,
welcher den Quarzresonator X-ta\ und das Kondensatorpaar
Ci, und Gxa enthält, im wesentlichen vernachlässigt
werden. Demzufolge besitzt die Spannung V, welche am Kondensator Qn erzeugt wird, bezüglich der
Wellenform nur geringe Störungen beim Ansteigen und Fallen. Die Wellenform dieser Spannung kann daher im
wesentlichen als Sinuswelle betrachtet werden. Die Spannung V1, welche in Fig. 2Cdargestellt ist, wird am
Kondensator Cou, erzeugt und befindet sich in Gegenphase
zur Spannung V0. Dies liegt daran, daß der
Quarzresonator X-tal als induktiver Verbraucher wirkt.
Demzufolge hat die in der Fig.2C gezeigte Spannung
ίο Ki die gleiche Phase wie das Eingangssignal V1, welches
in Fig. 2A dargestellt ist. Demzufolge erzeugt die Rückkopplung der Spannung Vi an den Eingang der
Inverterschaltung 10 einen bevorzugten Schwingkreis.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt, bei dem eine selbsttägigc Vorspannungsschaltung
vorgesehen ist, die ein Diodenpaar 70 und 72 enthält. Die Diode 70 ist mit ihrer Anode an die
ir.vcrtcrschaUüng !Oar-gcschlcssc.-;. Die Kathode dieser
Diode ist an die Steuerelektrode 22 des P-Kanal-MOS-FETs
20 über den Widerstand 64 angeschlossen. Die Diode 72 ist mit ihrer Kathode an den Ausgang der
Inverterschaltung 10 angeschlossen. Die Anode dieser Diode ist mit der Steuerelektrode 32 des N-Kanal-MOS-FETs
30 über den Widerstand 68 verbunden.
Wenn der P-Kanal-MOS-FET in den leitfähigen Zustand gesteuert ist, entspricht die Spannung Vp am
Punkt "? etwa der Versorgungsspannung Vo. Diese
Spannung Vpist teilweise über den Widerstand 64 an die Steuerelektrode 22 des P-Kanal-MOS-FETs 20 rückgekoppelt,
so daß der P-Kanal-MOS FET 20 tief innerhalb des negativen Bereiches des Eingangssignals V1
vorgespannt ist. Gleichzeitig wird die Spannung VP
teilweise rückgekoppelt über den Widerstand 68. so daß die Steuerelektrode 32 des N-Kanal-MOS-FETs 30 tief
innerhalb des positiven Bereiches des Eingangssignals vorgespannt ist. Wenn daher das Eingangssignal V1
angelegt wird und den Schwellenwert Vthn des
N-Kanal-MOS-FETs 30 erreicht, ist der N-Kanal-MOS-FET
30 sofort in den leitfähigen Zustand gesteuert. Die gleiche Betriebsweise der selbsttägigen
Vorspannungsschaltung ergibt sich bei der reziproken Betriebsbedingung des CMOS-FETs. Diese Betriebsbedingungen
folgen abwechselnd aufeinander.
Aus der vorstehenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels ergibt sich, daß der Vorspannungspunkt aufgrund der selbsttätigen Vorspannungsschaltung, welche das Diodenpaar 70 und 72 enthält, einfach stabilisiert ist Demzufolge kann eine Störung der Wellenform beim Schwingen vollständig beseitigt werden, so daß man die gewünschte Sinuskurvei.rbrm erhält.
Aus der vorstehenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels ergibt sich, daß der Vorspannungspunkt aufgrund der selbsttätigen Vorspannungsschaltung, welche das Diodenpaar 70 und 72 enthält, einfach stabilisiert ist Demzufolge kann eine Störung der Wellenform beim Schwingen vollständig beseitigt werden, so daß man die gewünschte Sinuskurvei.rbrm erhält.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergeben sich folgende Vorteile:
a) Die Vorspannung Ve/vdes N-Kanal-MOS-FETs 30
ist in der Weise ausgewählt, daß nur dann, wenn das Eingangssignal V, in die Nähe des Maximums des
positiven Schwingungsverlaufs kommt, der Schwellenwert Vthn des N-Kanal-MOS-FETs 30 überschritten
wird, wodurch der N-Kanal-MOS-FET leitfähig wird. Die Vorspannung VBp des P-Kanal-MOS-FETs
20 ist in der Weise ausgewählt, daß nur dann, wenn das Eingangssignal V; in die Nähe des
Maximums des negativen Schwingungsverlaufs kommt, der Wert überschritten wird, den man
erhält, wenn man den Schwellenwert des P-Kanal-MOS-FETs
20 von der Versorgungsspannung V0 subtrahiert Demzufolge ist die Zeit, in welcher
jeder MOS-FET leitfähig ist, äußerst kurz, so daß die Verlustleistung P^n des Quarzresonators erheblich verringert werden kann.
Es ist lediglich notwendig, daß der Spitzenwert des Eingangssignals V; den Schwellenwert Vthn
erreicht, um den N-Kanal-MOS-FET 30 in den V-rtfähigen Zustand zu steuern. In gleicher Weise ist
es lediglich notwendig, daß der Spitzenwert des Eingangssignals V, den Wert erreicht, welcher
Vo- VTHp entspricht, um den P-Kan'il-MOS-FET
20 leitfähig zu machen. Aus diesem Grund kann die tatsächliche Verlustleistung weiterhin verringert
werden.
Da unterschiedliche Vorspannungen an die Steuerelektroden der MOS-FETs über ein Paar Koppel-
kondensatoren 21, 31 gelegt werden, existiert der Strom, welcher von der Versorgungsspannungsqucüe durch den MOS-FET an Mass? fließt, nur
eine äußerst geringe Zeitspanne, während welcher die Versorgungsspannung am Anfang angelegt ist.
Demzufolge ist die Verlustleistung Ps, welche aus dem Strom resultiert, der während des ungesättigten Bereiches des MOS-FETs fließt, extrem gering.
c) Da der Strom, welcher während jedem Zyklus des Eingangssignals verbraucht wird, gering ist, kann
der Einfluß der Verlustleistung auf die Oszillatorfrequenz stark reduziert werden. Es kann daher die
zulässige Frequenz des Quarzoszillators erhöht werden. Sie kann beispielsweise auf etwa 32 kHz
begrenzt sein, wenn der Oszillator in einer Quarzuhr eingebaut ist. Man gewinnt auf diese
Weise eine erhebliche Verbesserung einer Quarzuhr.
d) Indem man die selbsttätige Vorspannungsschaltung, welche das Diodenpaar aufweist, zur Grundschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels hinzufügt, kann die Stabilisierung des Vorspannungspunktes des CMOS-FETs weiter verbessert werden.
Der Quarzoszillator ermöglicht eine erhebliche Verringerung der Verlustleistung. Dies ergibt sich auch
aus der folgenden Tabelle. Diese zeigt Vergleichswerte zwischen einem bekannten Oszillator und den Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Bekannter
Oszillator
Erstes
Ausführungsbeispiel
Zweites
Ausfuhrungsbeispiel
Osziflatorfrequenz/, | 32,768 kHz | 32,768 kHz | 32,768 kHz |
Versorgungsspannung VD | 3,0 V | 1,5 V | 3,0 V |
Kanalstrom IC | 2,8 A | 0,63 A | 0,22 A |
Verlustleistung P | 8,4 W | 0,95 W | 0,66 W |
Claims (1)
1. Quarzoszillator niedriger Verlustleistung mit
— einer an einer Versorgungsspannungsquelle angeschlossenen Inverterschaltung, die in Reihe
geschaltet einen P-Kanal-MOS-FET und einen
N-Kanal-MOS-FET aufweist,
— einer zwischen einen Eingang und einen Ausgang der Inverterschaltung geschalteten
Resonanzschaltung, die einen Quarzresonator und zwei Kapazitäten aufweist, von denen die
eine Kapazität zwischen Masse und den Invertereingang und die andere Kapazität
zwischen Masse und den Inverterausgang geschaltet sind und
— mit Bauelementen zum Anlegen unterschiedlicher Vorspannungen an die Steuerelektroden
der Feldeffekttransistoren,
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772714151 DE2714151C2 (de) | 1977-03-30 | 1977-03-30 | Quarzoszillator niedriger Verlustleistung |
NL7703423A NL7703423A (nl) | 1977-03-30 | 1977-03-30 | Kristaloscillator met een laag energieverbruik. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772714151 DE2714151C2 (de) | 1977-03-30 | 1977-03-30 | Quarzoszillator niedriger Verlustleistung |
NL7703423A NL7703423A (nl) | 1977-03-30 | 1977-03-30 | Kristaloscillator met een laag energieverbruik. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2714151A1 DE2714151A1 (de) | 1978-10-05 |
DE2714151C2 true DE2714151C2 (de) | 1984-03-08 |
Family
ID=25771817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772714151 Expired DE2714151C2 (de) | 1977-03-30 | 1977-03-30 | Quarzoszillator niedriger Verlustleistung |
Country Status (2)
Country | Link |
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Also Published As
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