本實(shí)用新型涉及電子電路，尤其涉及乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。

背景技術(shù)：

正弦波發(fā)生器可用于很多領(lǐng)域，如傳感器載波解調(diào)、通訊基準(zhǔn)振蕩器等。在這些應(yīng)用領(lǐng)域上，頻率的穩(wěn)定性和線性度是正弦波發(fā)生器最重要的參數(shù)，直接決定了應(yīng)用系統(tǒng)的性能。現(xiàn)在通用的正弦波發(fā)生器(圖1所示)，該輸出頻率對(duì)電阻和電容的不一致性和溫度變化的影響很大，所以無(wú)法達(dá)到頻率穩(wěn)定的狀態(tài)。該線性度也是受到運(yùn)算放大器的影響而無(wú)法提高。如果需要低頻頻率輸出，電容值需要很大，導(dǎo)致面積很大，重者無(wú)法基礎(chǔ)在芯片里而必須外接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決前述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種體積小且可產(chǎn)生低頻率正弦波的乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。

為達(dá)到前述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器，其特征在于，包括基準(zhǔn)電壓輸入端、接地端、全差分放大器及多個(gè)串聯(lián)的分壓電阻，所述分壓電阻包括第零電阻至第N+2電阻，所述第零電阻的一端與所述基準(zhǔn)電壓輸入端連接，所述第N+2電阻與接地端連接，所述多個(gè)分壓電阻間分別設(shè)有第一電壓輸出點(diǎn)及第N+1電壓輸出點(diǎn)；

所述第一電壓輸出點(diǎn)至第N+1電壓輸出點(diǎn)分別通過(guò)一個(gè)濾波電容接地；所述第一電壓輸出點(diǎn)至第N+1電壓輸出點(diǎn)分別通過(guò)一個(gè)正開(kāi)關(guān)與所述全差分放大器的正端連接，所述正開(kāi)關(guān)為N+1個(gè)；所述第一電壓輸出點(diǎn)及至第N+1電壓輸出點(diǎn)分別通過(guò)一個(gè)負(fù)開(kāi)關(guān)與所述全差分放大器的負(fù)端連接，所述負(fù)開(kāi)關(guān)為N+1個(gè)；

還包括：與外部時(shí)鐘信號(hào)連接的除M鎖相環(huán)，與所述除M鎖相環(huán)連接的不門(mén)及計(jì)數(shù)器，與所述計(jì)數(shù)器連接的種子邏輯發(fā)生器，與所述種子邏輯發(fā)生器連接的移位寄存器，所述移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端與所述不門(mén)的輸出端連接；

所述移位寄存器通過(guò)邏輯開(kāi)關(guān)依次控制第1+H正開(kāi)關(guān)及第N+1-H負(fù)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，H為小于等于N且大于等于0的整數(shù)，以使所述全差分放大器輸出正弦波。

本實(shí)用新型的第一優(yōu)選方案為：還包括與所述全差分放大器連接的濾波器，用于去除時(shí)鐘毛刺。

本實(shí)用新型的第二優(yōu)選方案為：所述計(jì)數(shù)器為具有復(fù)位功能的N位計(jì)數(shù)器。

本實(shí)用新型具備如下技術(shù)效果：可解決頻率穩(wěn)定性和線性度的問(wèn)題。輸出正弦波頻率跟隨著乘倍數(shù)(M/N)的輸入準(zhǔn)時(shí)鐘。M倍數(shù)可為任何的整數(shù)如1、2、4、8等。內(nèi)部正弦波分辨率系數(shù)N也可以任意設(shè)計(jì)為任何的整數(shù)如8、10、12、16等，N倍數(shù)越高線性度越好。通過(guò)內(nèi)置鎖相環(huán)可以任意設(shè)計(jì)要達(dá)到的乘倍數(shù)(M/N)，可以實(shí)現(xiàn)低頻率或很高頻率的正弦波信號(hào)。輸入時(shí)鐘可以用普通的晶振就能夠達(dá)到很穩(wěn)定的頻率，也不受溫度變化的影響。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，是針對(duì)集成電路系統(tǒng)內(nèi)部模塊而發(fā)明的，在任何的集成電路工藝上都能夠?qū)崿F(xiàn)，不存在面積過(guò)大或無(wú)法集成的問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了全差分輸出，能夠把所有的偶次斜坡除去，更加提高線性度。

本實(shí)用新型的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的具體實(shí)施方式、附圖中詳細(xì)的揭露。

【附圖說(shuō)明】

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的第一部分原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的第二部分原理框圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的第三部分原理框圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的使用場(chǎng)景示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說(shuō)明，但下述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1。

參看圖1、圖2及圖3，一種乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器，包括基準(zhǔn)電壓輸入端Vref、接地端、全差分放大器及多個(gè)串聯(lián)的分壓電阻，分壓電阻包括第零電阻R₀、第一電阻R₁、第二電阻R₂……第N+2電阻Rn₊₂，第零電阻R₀的一端與基準(zhǔn)電壓輸入端連接，第N+2電阻Rn₊₂電阻與接地端連接，多個(gè)分壓電阻間分別設(shè)有第一電壓輸出點(diǎn)V₁、第二電壓輸出點(diǎn)V2……第N+1電壓輸出點(diǎn)V_N+1。其中，第一電壓輸出點(diǎn)設(shè)于第零電阻R₀與第一電阻R ₁間，以此類(lèi)推N+1個(gè)電壓輸出點(diǎn)的設(shè)置位置為兩個(gè)分壓電阻之間。

如圖2，第一電壓輸出點(diǎn)V₁至第N+1電壓輸出點(diǎn)V_N+1分別通過(guò)一個(gè)濾波電容接地，此處，濾波電容共有N+1，分別為C ₁、C ₂……C _N+1；第一電壓輸出點(diǎn)至第N+1電壓輸出點(diǎn)分別通過(guò)一個(gè)正開(kāi)關(guān)與全差分放大器的正端V_inp連接，正開(kāi)關(guān)為N+1個(gè)，分別為S_P1、S_P2……S_PN+1；第一電壓輸出點(diǎn)V₁及至第N+1電壓輸出點(diǎn)V_N+1分別通過(guò)一個(gè)負(fù)開(kāi)關(guān)與全差分放大器的負(fù)端V_inn連接，負(fù)開(kāi)關(guān)為N+1個(gè),分別為S_N1、S_N2……S_NN+1；

乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器還包括：與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock連接的除M鎖相環(huán)，與除M鎖相環(huán)連接的不門(mén)NOT及具有復(fù)位功能的N位計(jì)數(shù)器，與N位計(jì)數(shù)器連接的種子邏輯發(fā)生器，與種子邏輯發(fā)生器連接的移位寄存器，移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端與不門(mén)的輸出端連接；移位寄存器通過(guò)邏輯開(kāi)關(guān)依次控制第1+H正開(kāi)關(guān)及第N+1-H負(fù)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，H為小于等于N且大于等于0的整數(shù)，以使全差分放大器輸出正弦波。H的數(shù)值在乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的工作過(guò)程中，根據(jù)具體情況依次遞增或遞減。

乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器還包括與全差分放大器連接的濾波器，用于去除時(shí)鐘毛刺。

基于前述電路，具體工作流程如下：

鎖相環(huán)為除M鎖相環(huán)，除M鎖相環(huán)的功能是實(shí)現(xiàn)乘時(shí)鐘倍數(shù)(M)的時(shí)鐘輸出頻率。擁有復(fù)位功能的N位計(jì)數(shù)器的功能是實(shí)現(xiàn)除倍數(shù)時(shí)鐘的時(shí)鐘輸出頻率。

種子邏輯發(fā)生器的功能是給移位寄存器生成第一個(gè)移位數(shù)信號(hào)D₁。移位寄存器的功能是根據(jù)移位的信號(hào)只讓其中一個(gè)與全差分放大器正端連接的正開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)打開(kāi)和其中一個(gè)與全差分放大器負(fù)端連接的負(fù)開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)打開(kāi)。不門(mén)NOT的功能是把外部時(shí)鐘信號(hào)Clock對(duì)應(yīng)的負(fù)主時(shí)鐘Clock供移位寄存器的移位。

多個(gè)邏輯開(kāi)關(guān)的功能是把移位寄存器輸出的信號(hào)與時(shí)鐘生成邏輯關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)只讓其中一個(gè)正開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)打開(kāi)和其中一個(gè)負(fù)開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)打開(kāi)。正開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)們的功能是如果該開(kāi)關(guān)關(guān)閉就把連接它一端的電壓輸出點(diǎn)連接到全差分放大器的正端V_inp，如果該開(kāi)關(guān)打開(kāi)就切斷連接它一端的電壓輸出點(diǎn)和全差分放大器的正端V_inp的連接。負(fù)開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)們的功能是如果該開(kāi)關(guān)關(guān)閉就把連接它一端的電壓輸出點(diǎn)連接到全差分放大器的負(fù)端V_inn，如果該負(fù)開(kāi)關(guān)打開(kāi)就切斷連接它一端的電壓輸出點(diǎn)和全差分放大器的負(fù)端V_inn的連接。

濾波電容(C₁～C_N+1)們的功能是提供該連接正弦波信號(hào)電壓節(jié)點(diǎn)的濾波、穩(wěn)定該節(jié)點(diǎn)的電壓以及提供當(dāng)連接該節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)關(guān)閉所需的瞬間電荷，降低開(kāi)關(guān)關(guān)閉和打開(kāi)所造成的時(shí)鐘毛刺。分壓電阻(R₀～R_N+1)們的功能最為重要，每個(gè)該電阻值的設(shè)計(jì)是根據(jù)正弦波信號(hào)函數(shù)所計(jì)算出來(lái)的，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)的正弦波信號(hào)電壓分壓，確定每個(gè)電壓輸出點(diǎn)的輸出電壓，大大提高正弦波發(fā)生器輸出的線性度。全差分放大器的功能是把每時(shí)段的正開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)和負(fù)開(kāi)關(guān)(S_P1～S_PN+1)采樣過(guò)來(lái)的電壓相減然后放大。放大的電壓就通過(guò)濾波器把因開(kāi)關(guān)關(guān)閉和打開(kāi)造成的時(shí)鐘毛刺給去除。

外部時(shí)鐘信號(hào)Clock連接除M鎖相環(huán)的輸入。除M鎖相環(huán)的輸出連接擁有復(fù)位功能的N位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入Clk和不門(mén)NOT的輸入。擁有復(fù)位功能的N位計(jì)數(shù)器的復(fù)位端Rst連接復(fù)位信號(hào)Reset。N位輸出(Q₁～Q_N)連接到種子邏輯發(fā)生器。完成N計(jì)數(shù)后，種子邏輯發(fā)生器就會(huì)生成和輸出一個(gè)種子信號(hào)D₁到移位寄存器。移位寄存器根據(jù)不門(mén)NOT輸出給出的負(fù)主時(shí)鐘信號(hào)Clockn來(lái)實(shí)現(xiàn)移位。不門(mén)NOT輸入連接外部時(shí)鐘信號(hào)Clock。進(jìn)入移位寄存器的種子信 號(hào)D₁和移位出來(lái)的移位信號(hào)(D₂～D_2N)【2N為2xN的數(shù)】連接各自的邏輯開(kāi)關(guān)，并與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制各自邏輯開(kāi)關(guān)輸出連接的開(kāi)關(guān)的使能。

例如:

種子信號(hào)D₁與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第1正開(kāi)關(guān)S_P1；

移位信號(hào)D₂和移位信號(hào)D_2N與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第2正開(kāi)關(guān)S_P2；

移位信號(hào)D_N-1和移位信號(hào)D_N+1與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第N正開(kāi)關(guān)S_PN；

移位信號(hào)D_N與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第N+1正開(kāi)關(guān)S_PN+1；

移位信號(hào)D_N與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第1負(fù)開(kāi)關(guān)S_N1；

移位信號(hào)D_N-1和移位信號(hào)D_N+1與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第二負(fù)開(kāi)關(guān)S_N2；

移位信號(hào)D₂和移位信號(hào)D_2N與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第N負(fù)開(kāi)關(guān)S_NN；

種子信號(hào)D₁與外部時(shí)鐘信號(hào)Clock生成邏輯關(guān)系來(lái)控制第N+1負(fù)開(kāi)關(guān)S_NN+1等等。

實(shí)施例2。

參看圖4，從晶振輸入一個(gè)穩(wěn)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)到乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。乘時(shí)鐘倍數(shù)跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器產(chǎn)生差分輸出的時(shí)鐘跟隨穩(wěn)定頻率正弦波信號(hào)到傳感器的基板，正端輸出V_outp連接傳感器的上基板V_st，負(fù)端輸出V_outn連接傳感器的下基板V_sb【連接也可以反過(guò)來(lái)為正端輸出V_outp連接傳感器的下基板V_sb，負(fù)端輸出V_outn連接傳感器的上基板V_st】。傳感器的中基板V_ctr連接前端放大器的負(fù)端輸入，連接反饋電容C_f一端，連接到反饋電阻R_f一端。前端放大器的正端輸入連接模擬地或是電源地。前端放大器的輸出連接反饋電容C_f的另一端，連接到反饋電阻R_f的另一端。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本實(shí)用新型包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本實(shí)用新型的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍中。