本實用新型涉及電子電路，尤其涉及除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。

背景技術：

正弦波發(fā)生器可用于很多領域，如傳感器載波解調、通訊基準振蕩器等。在這些應用領域上，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，直接決定了應用系統(tǒng)的性能?，F在通用的正弦波發(fā)生器(圖1所示)，該輸出頻率對電阻和電容的不一致性和溫度變化的影響很大，所以無法達到頻率穩(wěn)定的狀態(tài)。該線性度也是受到運算放大器的影響而無法提高。如果需要低頻頻率輸出，電容值需要很大，導致面積很大，重者無法基礎在芯片里而必須外接。

技術實現要素：

為解決前述問題，本實用新型提出一種體積小且可產生低頻率正弦波的除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。

為達到前述目的，本實用新型采用如下技術方案：除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器，其特征在于，包括基準電壓輸入端、接地端、全差分放大器及多個串聯的分壓電阻，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電壓輸入端連接，所述第N+2電阻與接地端連接，所述多個分壓電阻間分別設有第一電壓輸出點及第N+1電壓輸出點；

所述第一電壓輸出點至第N+1電壓輸出點分別通過一個濾波電容接地；所述第一電壓輸出點至第N+1電壓輸出點分別通過一個正開關與所述全差分放大器的正端連接，所述正開關為N+1個；所述第一電壓輸出點及至第N+1電壓輸出點分別通過一個負開關與所述全差分放大器的負端連接，所述負開關為N+1個；

還包括：與外部時鐘信號連接的不門及計數器，與所述計數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鐘信號輸入端與所述不門的輸出端連接；

所述移位寄存器通過邏輯開關依次控制第1+H正開關及第N+1-H負開關打開，H為小于等于N且大于等于0的整數，以使所述全差分放大器輸出正弦波。

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

本實用新型的第二優(yōu)選方案為：所述計數器為具有復位功能的N位計數器。

本實用新型具備如下技術效果：可提高頻率穩(wěn)定性和高線性度。輸出正弦波頻率跟隨著除倍數(N)的輸入準時鐘。N倍數可為任何的整數如8、10、12、16等。N倍數越高線性度越好。輸入時鐘可以用普通的晶振就能夠達到很穩(wěn)定的頻率，也不受溫度變化的影響。本實用新型設計和實現簡單，是針對集成電路系統(tǒng)內部模塊而發(fā)明的，在任何的集成電路工藝上都能夠實現，不存在面積大或無法集成的問題。本實用新型實現了全差分輸出，能夠把所有的偶次斜坡除去，更加提高線性度。

本實用新型的這些特點和優(yōu)點將會在下面的具體實施方式、附圖中詳細的揭露。

【附圖說明】

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明：

圖1為本實用新型實施例1的除時鐘倍數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為本實用新型實施例1的除時鐘倍數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為本實用新型實施例1的除時鐘倍數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為本實用新型實施例2的除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的使用場景示意圖。

【具體實施方式】

下面結合本實用新型實施例的附圖對本實用新型實施例的技術方案進行解釋和說明，但下述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非全部。基于實施方式中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。

實施例1。

參看圖1、圖2及圖3，一種除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器，包括基準電壓輸入端Vref、接地端、全差分放大器及多個串聯的分壓電阻，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R_n+2，第零電阻R₀的一端與基準電壓輸入端連接，第N+2電阻R_n+2電阻與接地端連接，多個分壓電阻間分別設有第一電壓輸出點V₁、第二電壓輸出點V2……第N+1電壓輸出點V_N+1。其中，第一電壓輸出點設于第零電阻R₀與第一電阻R₁間，以此類推N+1個電壓輸出點的設置位置為兩個分壓電阻之間。

如圖2，第一電壓輸出點V₁至第N+1電壓輸出點V_N+1分別通過一個濾波電容接地，此處，濾波電容共有N+1，分別為C₁、C₂……C_N+1；第一電壓輸出點至第N+1電壓輸出點分別通過一個正開關與全差分放大器的正端V_inp連接，正開關為N+1個，分別為S_P1、S_P2……S_PN+1；第一電壓輸出點V₁及至第N+1電壓輸出點V_N+1分別通過一個負開關與全差分放大器的負端V_inn連接，負開關為N+1個,分別為S_N1、S_N2……S_NN+1；

除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器還包括：與外部時鐘信號Clock連接的不門NOT及具有復位功能的N位計數器，與N位計數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，移位寄存器的時鐘信號輸入端與不門的輸出端連接；移位寄存器通過邏輯開關依次控制第1+H正開關及第N+1-H負開關打開，H為小于等于N且大于等于0的整數，以使全差分放大器輸出正弦波。H的數值在除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器的工作過程中，根據具體情況依次遞增或遞減。

除時鐘倍數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，用于去除時鐘毛刺。

基于前述電路，具體工作流程如下：

擁有復位功能的N位計數器的功能是實現除倍數時鐘的時鐘輸出頻率。種 子邏輯發(fā)生器的功能是給移位寄存器生成第一個移位數信號D₁。移位寄存器的功能是根據移位的信號只讓其中一個與全差分放大器正端連接的正開關(S_P1～S_PN+1)打開和其中一個與全差分放大器負端連接的負開關(S_P1～S_PN+1)打開。不門NOT的功能是把外部時鐘信號Clock對應的負主時鐘Clock供移位寄存器的移位。

多個邏輯開關的功能是把移位寄存器輸出的信號與時鐘生成邏輯關系來實現只讓其中一個正開關(S_P1～S_PN+1)打開和其中一個負開關(S_P1～S_PN+1)打開。正開關(S_P1～S_PN+1)們的功能是如果該開關關閉就把連接它一端的電壓輸出點連接到全差分放大器的正端V_inp，如果該開關打開就切斷連接它一端的電壓輸出點和全差分放大器的正端V_inp的連接。負開關(S_P1～S_PN+1)們的功能是如果該開關關閉就把連接它一端的電壓輸出點連接到全差分放大器的負端V_inn，如果該負開關打開就切斷連接它一端的電壓輸出點和全差分放大器的負端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電壓節(jié)點的濾波、穩(wěn)定該節(jié)點的電壓以及提供當連接該節(jié)點的開關關閉所需的瞬間電荷，降低開關關閉和打開所造成的時鐘毛刺。分壓電阻(R₀～R_N+1)們的功能最為重要，每個該電阻值的設計是根據正弦波信號函數所計算出來的，實現了真實的正弦波信號電壓分壓，確定每個電壓輸出點的輸出電壓，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段的正開關(S_P1～S_PN+1)和負開關(S_P1～S_PN+1)采樣過來的電壓相減然后放大。放大的電壓就通過濾波器把因開關關閉和打開造成的時鐘毛刺給去除。

外部時鐘信號Clock連接擁有復位功能的N位計數器的時鐘輸入Clk和不門NOT的輸入。擁有復位功能的N位計數器的復位端Rst連接復位信號Reset。N位輸出(Q₁～Q_N)連接到種子邏輯發(fā)生器。完成N計數后，種子邏輯發(fā)生器就會生成和輸出一個種子信號D₁到移位寄存器。移位寄存器根據不門NOT輸出給出的負主時鐘信號Clockn來實現移位。不門NOT輸入連接外部時鐘信號Clock。進入移位寄存器的種子信號D₁和移位出來的移位信號(D₂～D_2N)【2N為2xN的數】連接各自的邏輯開關，并與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制各自邏輯開關輸出連接的開關的使能。

例如:

種子信號D₁與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第1正開關S_P1；

移位信號D₂和移位信號D_2N與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第2正開關S_P2；

移位信號D_N-1和移位信號D_N+1與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第N正開關S_PN；

移位信號D_N與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第N+1正開關S_PN+1；

移位信號D_N與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第1負開關S_N1；

移位信號D_N-1和移位信號D_N+1與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第二負開關S_N2；

移位信號D₂和移位信號D_2N與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第N負開關S_NN；

種子信號D₁與外部時鐘信號Clock生成邏輯關系來控制第N+1負開關S_NN+1等等。

實施例2。

參看圖4，從晶振輸入一個穩(wěn)定頻率的時鐘信號到除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器。除時鐘倍數跟隨的高線性度正弦波發(fā)生器產生差分輸出的時鐘跟隨穩(wěn)定頻率正弦波信號到傳感器的基板，正端輸出V_outp連接傳感器的上基板V_st，負端輸出V_outn連接傳感器的下基板V_sb【連接也可以反過來為正端輸出V_outp連接傳感器的下基板V_sb，負端輸出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，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，熟悉該本領域的技術人員應該明白本實用新型包括但不限于附圖和上面具體實施方式中描述的內容。任何不偏離本實用新型的功能和結構原理的修改都將包括在權利要求書的范圍中。