專利名稱：包含噪聲防止電路的振蕩器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的振蕩器電路。更具體地說，是涉及一種包含噪音防止電路的振蕩器電路。
典型地，當(dāng)開始打開電源向電路供電時(shí)，從該電源輸出的的電壓是不穩(wěn)定的。例如，如果電源提供5伏信號，則剛啟動(dòng)電源時(shí)，實(shí)際的電壓可能很低且波動(dòng)很大以致于不能正確地驅(qū)動(dòng)電路。另外，為了在電源被打開后的初始時(shí)段內(nèi)提供穩(wěn)定的電壓，可以從外部源加載穩(wěn)定的12V信號到電路上一直到5V信號變穩(wěn)定。當(dāng)電源(及／或外源)的一個(gè)電能信號被加載以驅(qū)動(dòng)一個(gè)振蕩器電路(用來產(chǎn)生一個(gè)用于一個(gè)半導(dǎo)體裝置的時(shí)鐘信號)時(shí)，振蕩器電路的增益取決于電能信號的電壓。因此，振蕩器電路內(nèi)裝有用于調(diào)節(jié)電路的增益的放大電路以使電路的增益隨電能信號的電壓而變化。其結(jié)果是，可以盡可能快地從振蕩器電路中輸出一個(gè)滿足要求的時(shí)鐘信號。


圖12所示為一個(gè)用于半導(dǎo)體裝置中的常規(guī)的振蕩器電路。如圖所示，振蕩器電路包括一個(gè)反饋電阻1，一個(gè)石英振蕩器3，電容4和5，一個(gè)包含第一和第二放大電路21和22的放大單元，一個(gè)施密特觸發(fā)電路23，和一個(gè)反向器24。
第一放大電路21包括第一和第二P溝道MOS場效應(yīng)晶體管(“P型晶體管”)P1和P2及第一和第二N溝道MOS場效應(yīng)晶體管(“N型晶體管”)N1和N2。晶體管P1，P2，N1和N2被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。第二放大電路22包括一個(gè)第三P型晶體管P3和一個(gè)第三N型晶體管N3，其也被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。
反饋電阻1和石英振蕩器3被連在第一放大電路21的晶體管P2和N1的柵(即輸入端)及晶體管P2和N1的漏(即輸出端)之間。另外，反饋電阻1和石英振蕩器3還被連到第二放大電路22的晶體管P3和N3的柵(即輸入端)及晶體管P3和N3的漏(即輸出端)上。
反向器24輸入一個(gè)增益控制信號GAIN1并將該信號GAIN1反向以產(chǎn)生一個(gè)反向的增益控制信號GAIN1*。增益控制信號GAIN1被供給到第一P型晶體管P1的柵上，而反向增益控制信號GAIN1*被供給到第二N型晶體管N2的柵上。另外，施密特觸發(fā)電路23被連到第一放大電路21的晶體管P2和N1的漏及第二放大電路22的晶體管P3和N3的漏上。
如上述結(jié)構(gòu)所示，振蕩器3產(chǎn)生一個(gè)振蕩信號X1，而信號X1被供給到第一放大電路21的晶體管P2和N1的柵及第二放大電路22的晶體管P3和N3的柵上。第一放大電路21根據(jù)增益控制信號GAIN1放大信號X1。特別地，當(dāng)信號GAIN1等于“L”時(shí)，反向器24將該信號GAIN1反向以產(chǎn)生一個(gè)反向的增益控制信號GAIN1*(其等于“H”)。因此，增益控制信號GAIN1導(dǎo)通第一P型晶體管P1，反向增益控制信號GAIN1*將N型晶體管N2導(dǎo)通，從而第一放大電路21被使能。
由于第二放大電路的晶體管P3和N3被直接地連在電源電壓Vcc和地之間，其被一直使能。因此，根據(jù)第一和第二放大電路21和22的增益將振蕩信號X1放大以產(chǎn)生輸出信號X2。
另一方面，當(dāng)增益控制信號GAIN1等于“H”時(shí)，則反向增益控制信號GAIN1*等于“L”。因此，P型晶體管P1和N型晶體管N2均被截止，而僅根據(jù)第二放大電路22的增益將振蕩信號X1放大以產(chǎn)生輸出信號X2。
輸出信號X2通過反饋電阻1反饋并再次輸入到放大電路21和22中。其結(jié)果是，信號X2被再次放大以產(chǎn)生一個(gè)新的放大信號X2。輸出信號X2還被輸出到施密特觸發(fā)電路23，電路23將輸出信號X2的波形成形以產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號X0。該時(shí)鐘信號X0隨后被供給到一個(gè)微型計(jì)算機(jī)(未示出)以使微型計(jì)算機(jī)的操作同步。
當(dāng)振蕩器電路的電源電壓Vcc被一開始打開時(shí)，增益控制信號GAIN1等于“L”。因此第一放大電路21被使能，電路21和22均放大振蕩信號X1以產(chǎn)生輸出信號X2。另外，輸出信號X2還被反饋回放大電路21和22，從而被再次放大以使振蕩繼續(xù)進(jìn)行。施密特觸發(fā)電路23輸入信號X2并輸出相應(yīng)的時(shí)鐘信號X0。在振蕩器電路的振蕩操作變得穩(wěn)定后，增益控制信號GAIN1被設(shè)置等于“H”，從而使第一放大電路21被禁用。其結(jié)果是，振蕩器電路的放大單元的增益被減小。換句話說，只有第二放大電路22繼續(xù)放大信號X1以與石英振蕩器3一起繼續(xù)進(jìn)行振蕩操作。如上所示，振蕩器電路的放大單元的增益可以隨增益控制信號GAIN1的值而變化。
圖13所示為日本公開專利申請?zhí)朜o．3-76404中所公開的另一種常規(guī)的振蕩器電路。該振蕩電路一開始由一個(gè)外部源供給一個(gè)12V信號一直到來自一個(gè)電源的一個(gè)5V信號穩(wěn)定。其后，向電路供給5V信號。因此，放大電路最初被控制以具有一個(gè)高增益(當(dāng)5V信號變得更穩(wěn)定時(shí)其遞增地降低)。
如圖所示，振蕩器電路包括一個(gè)反饋電阻1，一個(gè)石英振蕩器3，電容4和5，一個(gè)電源電壓檢測電路12，一個(gè)多路復(fù)用器13，一個(gè)時(shí)間檢測電路14，一個(gè)放大單元15，及一個(gè)反向器24。
放大單元15包含第一到第四放大電路。第一放大電路包括P型晶體管8a和9a及N型晶體管10a和11a，晶體管8a，9a，10a，11a被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。第二放大電路包括P型晶體管8b和9b及N型晶體管10b和11b，晶體管8b，9b，10b和11b被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。第三放大電路包括P型晶體管8c和9c及N型晶體管10c和11c，晶體管8c，9c，10c，11c被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。最后，第四放大電路包括P型晶體管8d和9d及N型晶體管10d和11d，晶體管8d，9d，10d和11d被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。
電源電壓檢測電路12檢測從電源輸出的電源電壓Vcc的電平，并根據(jù)該電平產(chǎn)生四個(gè)檢測信號Q1到Q4。當(dāng)電源一開始被打開而振蕩器電路開始產(chǎn)生輸出信號X2時(shí)，電源的電壓Vcc一開始較高而后逐漸地降低為一個(gè)恒定電壓Vcc。其結(jié)果是，電源電壓檢測電路12最初輸出檢測信號Q1，接著當(dāng)電壓Vcc降低時(shí)輸出信號Q1和Q2及信號Q1，Q2和Q3，而最后當(dāng)電壓Vcc變得恒定時(shí)輸出信號Q1，Q2，Q3及Q4。
時(shí)間檢測電路14檢測自電能最初被供給到振蕩電路起所消逝的時(shí)間量，并根據(jù)消逝的時(shí)間輸出檢測信號Y1到Y(jié)4。更具體地，當(dāng)電能被最初供給時(shí)，時(shí)間檢測電路14輸出信號Y1。隨后，隨著時(shí)間的推移，檢測電路14輸出信號Y1和Y2，接著是Y1，Y2和Y3。最后，在經(jīng)過了某個(gè)時(shí)段后，時(shí)間檢測電路14輸出信號Y1，Y2，Y3和Y4。
多路復(fù)用器13輸入檢測信號Q1到Q4及檢測信號Y1到Y(jié)4并輸出相應(yīng)的控制信號Z1到Z4。特別地，隨著電源電壓Vcc的降低及／或時(shí)間的消逝，多路復(fù)用器13順序地輸出信號Z1，信號Z1和Z2，信號Z1，Z2和Z3，及信號Z1，Z2，Z3和Z4。第一放大電路由控制信號Z1使能，第二放大電路由控制信號Z2使能，第三放大電路由控制信號Z3使能，第四放大電路由控制信號Z4使能。
當(dāng)?shù)谝环糯箅娐繁皇鼓軙r(shí)，該電路的增益可以由P型晶體管8a和9a的增益之和(即βp1)及N型晶體管10a和11a的增益之和(即βn1)表示。當(dāng)?shù)诙糯箅娐繁皇鼓軙r(shí)，該電路的增益可以由P型晶體管8b和9b的增益之和(即βp2)及N型晶體管10b和11b的增益之和(即βn2)表示。當(dāng)?shù)谌糯箅娐繁皇鼓軙r(shí)，該電路的增益可以由P型晶體管8c和9c的增益之和(即βp3)及N型晶體管10c和11c的增益之和(即βn3)表示。最后，當(dāng)?shù)谒姆糯箅娐繁皇鼓軙r(shí)，該電路的增益可以由P型晶體管8d和9d的增益之和(即βp4)及N型晶體管10d和11d的增益之和(即βn4)表示。
因此，當(dāng)電能一開始被供給到振蕩電路并使其開始振蕩時(shí)，多路復(fù)用器13只輸出信號Z1。因此，只有第一放大電路被使能，由此，放大單元15的總增益在P溝道側(cè)等于βp1而在N溝道側(cè)等于βn1。隨后，多路復(fù)用器13只輸出信號Z1和Z2，從而第一和第二放大電路被使能。其結(jié)果是，放大單元15的總增益在P溝道側(cè)被增加到βp1+βp2而在N溝道側(cè)被增加到βn1+βn2。之后，多路復(fù)用器13輸出信號Z1，Z2和Z3，從而第一，第二和第三放大電路被使能。因此，放大單元15的總增益在P溝道側(cè)被進(jìn)一步增加到βp1+βp2+βp3，而在N溝道側(cè)被增加到βn1+βn2+βn3。最后，多路復(fù)用器13輸出全部信號Z1，Z2，Z3和Z4，從而第一和第二，第三和第四放大電路被使能。其結(jié)果是，放大單元15的總增益被最大化，且在P溝道側(cè)等于βp1+βp2+βp3+βp4，而在N溝道側(cè)則等于βn1+βn2+βn3+βn4。
根據(jù)上面的操作，向放大單元15輸入振蕩信號X1并根據(jù)控制信號Z1到Z4將其放大以產(chǎn)生輸出信號X2。隨后，輸出信號X2的波形被一個(gè)施密特觸發(fā)電路(未示出)成形而產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號，用共使一個(gè)數(shù)字裝置(例如，一個(gè)微型計(jì)算機(jī))操作同步。
如上所示，可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號選擇性地切換常規(guī)振蕩器電路的放大單元的增益。然而，當(dāng)將常規(guī)振蕩器電路用于一個(gè)半導(dǎo)體裝置(例如一個(gè)微型計(jì)算機(jī))中時(shí)，各種各樣的問題便產(chǎn)生了。
例如，當(dāng)放大單元的增益過高時(shí)，將消耗過量的電流。比如，在圖12所示的放大電路21和22中，從電源供給的電流(即IVDD)的一部分從電路21和22作為輸出信號X2的電流(即IX2)輸出，而電流IVDD的另一部分作為一個(gè)地電流(即IGND)通過放大電路流入地中。換句話說，IVDD=IX2+INGD。當(dāng)增益增加時(shí)，將從放大電路21和22輸出更大的電流IX2，從而，從電源引出更大的電流IVDD。其結(jié)果是，一個(gè)更大電流IGND被輸出到地中，使得電路21和22所消耗的電能多余地高。
另外，當(dāng)放大電路21和22的增益被不適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換為另一個(gè)增益時(shí)(例如，當(dāng)電源的電壓升高時(shí))，振蕩器電流可能在其所預(yù)選的振蕩頻率f外的其它頻率振蕩。例如，振蕩器電流可能被設(shè)計(jì)為在一個(gè)共振頻率f振蕩，而其卻可能還在基于放大電路的增益的更高級諧波(例如3f和5f)頻率振蕩。由此，如果放大電路的增益過高時(shí)，振蕩器可能在一個(gè)不正確的頻率比如3f或5f上振蕩。
另外當(dāng)增益較高時(shí)，一個(gè)具有頻率f的輸出信號還被放大電路中的電阻箝位于VDD，因此，放大電路的輸出類似于一個(gè)脈沖信號。而且，該脈沖信號產(chǎn)生在3f和5f頻率上共振的更高級諧波。因此，如果振蕩器電流被設(shè)計(jì)為在16MHz的頻率上(即f)共振，則可能產(chǎn)生一個(gè)具有80MHz(即5f)頻率的噪聲，而這樣的噪聲具有干擾無線電接收機(jī)的頻率。
另一方面，當(dāng)放大單元的增益變得過低時(shí)，電路的振蕩操作是頻率中斷的，因此，電路輸出一個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)鐘信號。
另外，在諸如微型計(jì)算機(jī)的常用半導(dǎo)體裝置中，振蕩器電路典型地使用一個(gè)較寬范圍的電源電壓并用在一個(gè)較寬范圍的振蕩頻率上。因此，該電路可能需要根據(jù)變化的電源電壓及頻率在放大單元的多個(gè)不同增益之間切換。
然而，當(dāng)放大單元的增益被切換時(shí)，在振蕩器電路中會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此，如果在微型計(jì)算機(jī)的操作過程中切換增益，將會(huì)輸出一個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)鐘信號，從而使微型計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)所控制的裝置出現(xiàn)故障。其結(jié)果是，當(dāng)在一個(gè)常規(guī)振蕩電路中切換增益時(shí)，其必須在微型計(jì)算機(jī)的操作被暫停時(shí)切換。
現(xiàn)在結(jié)合圖14對圖12所示的常規(guī)電路如何產(chǎn)生錯(cuò)誤的時(shí)鐘信號的一個(gè)例子進(jìn)行說明。圖中所示為從放大單元輸出的輸出信號X2的波形(圖14(a))，理想的增益控制信號GAIN1(圖14(b))，理想的反向增益控制信號GAIN1*(圖14(c))，從施密特觸發(fā)電路23輸出的時(shí)鐘信號X0(圖14(d))，實(shí)際的增益控制信號GAIN1(圖14(e))，實(shí)際的反向增益控制信號GAIN1*(圖14(f))。(請注意信號X2的振幅由于圖14(a)中為簡明而未示出的增益變化而發(fā)生的變化)。如圖所示，無論輸出信號X2的電壓何時(shí)升高超過施密特觸發(fā)電路23的一個(gè)高端閾值S1時(shí)，該電路輸出一個(gè)“H”作為時(shí)鐘信號X0。另一方面，無論輸出信號X2的電壓何時(shí)降低于施密特觸發(fā)電路23的一個(gè)低端閾值S2時(shí)，該電路輸出一個(gè)“L”作為時(shí)鐘信號X0。因此，由于輸出信號X2是正弦波，電路23輸出一個(gè)方波時(shí)鐘信號X0。
如圖所示，放大單元的增益在時(shí)間(1)(當(dāng)增益控制信號GAIN1從“L”變?yōu)椤癏”時(shí))切換。當(dāng)增益被切換時(shí)，在輸出信號X2中產(chǎn)生一個(gè)噪聲“a”，由此，信號X2的電壓被錯(cuò)誤地升高超過電路23的高端閾值S1。其結(jié)果是，噪聲“a”被施密特觸發(fā)電路23作為時(shí)鐘信號X0中的一個(gè)噪聲“b”輸出，從而可能使通過時(shí)鐘信號X0保持同步的微型計(jì)算機(jī)發(fā)生故障。另外，如圖14(e)所示，實(shí)際的增益控制信號GAIN1并不是立即地從“L”切換到“H”的，而是在一定的時(shí)間間隔后才從“L”變?yōu)椤癏”的。而且，如圖14(f)所示，實(shí)際的反向增益控制信號GAIN1*由于反向器24的延遲在實(shí)際信號GAIN1變化之后的一個(gè)較短的時(shí)間TD后從“H”切換到“L”。因此，P型晶體管P1在N型晶體管N2被截止稍前一點(diǎn)被截止。因此，在N型晶體管N2導(dǎo)通而P型晶體管P1截止的時(shí)間間隔TD內(nèi)，晶體管N2明顯地將信號X2的電壓拉低于閾值S2。從而，在從施密特觸發(fā)電路23中輸出的時(shí)鐘信號X0中產(chǎn)生了一個(gè)額外且錯(cuò)誤的脈沖。
本發(fā)明的目的是防止在振蕩器電路的增益被切換時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
為了實(shí)現(xiàn)上述及其它的目的，提供了一種振蕩器電路。該振蕩器電路包括一個(gè)放大單元，其包含并聯(lián)在一起的一個(gè)具有第一增益的第一放大電路和一個(gè)具有第二增益的第二放大電路，其中所述放大單元輸入一個(gè)振蕩輸入信號并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生一個(gè)振蕩輸出信號；及一個(gè)耦合到所述放大單元上的第一控制信號發(fā)生器，其中所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第一輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第一輸出控制信號，其中當(dāng)所述第一輸出控制信號的值切換時(shí)，所述第一放大電路的操作狀態(tài)被切換，其中當(dāng)所述第一放大電路的所述第一操作狀態(tài)為一個(gè)可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第一增益，而當(dāng)所述第一放大電路的所述操作狀態(tài)為禁用狀態(tài)時(shí)，其不基于所述第一增益，其中所述第一控制信號發(fā)生器根據(jù)所述第一輸入控制信號值的切換延遲切換所述第一輸出控制信號的所述值，從而所述第一輸入控制信號的所述值切換時(shí)，所產(chǎn)生的噪聲將不會(huì)影響所述振蕩輸出信號。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述及其它的目的，提供了一種振蕩器電路，其包括一個(gè)放大單元，其包含并聯(lián)在一起的一個(gè)具有第一增益的第一放大電路和一個(gè)具有第二增益的第二放大電路，其中所述放大單元輸入一個(gè)振蕩輸入信號，并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生一個(gè)振蕩輸出信號；及一個(gè)耦合到所述放大單元上的第一控制信號發(fā)生器，其中所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第一輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第一輸出控制信號，其中當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第一控制信號值時(shí)，所述第一放大電路處于一個(gè)可用狀態(tài)，而當(dāng)所述第一輸出控制信號的值具有一個(gè)第二控制信號值時(shí)，所述第一放大電路處于一個(gè)禁用狀態(tài)，其中當(dāng)所述第一放大電路的所述第一操作狀態(tài)為一個(gè)可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第一增益，而當(dāng)所述第一放大電路的所述操作狀態(tài)為禁用狀態(tài)時(shí)，其不基于所述第一增益，其中上述第一增益根據(jù)上述第一輸出控制信號的變化值(當(dāng)所述變化值在所述第一控制信號值和所述第二控制信號值之間變化時(shí))變化，其中當(dāng)所述第一輸入控制信號的值從一個(gè)第一值切換到一個(gè)第二值時(shí)，所述第一控制信號發(fā)生器逐漸地將所述第一輸出控制信號的所述變化值從所述第一控制信號值變?yōu)樗龅诙刂菩盘栆灾饾u地調(diào)節(jié)所述第一增益。
本發(fā)明的上述目的及優(yōu)點(diǎn)將通過參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明而變得顯而易見，其中圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖2所示為圖1所示的一個(gè)定時(shí)發(fā)生電路的電路圖3所示為圖1及圖2所示的電路中的多個(gè)位置上的信號的波形圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖5所示為圖4所示的一個(gè)波形成形電路的電路圖；圖6所示為圖4所示的電路中的多個(gè)位置上的信號的波形圖；圖7所示為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖8所示為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖9所示為圖8所示的一個(gè)定時(shí)發(fā)生電路的電路圖；圖10所示為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖11所示為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的振蕩器電路的電路圖；圖12所示為第一常規(guī)振蕩器電路的電路圖；圖13所示為第二常規(guī)振蕩器電路的電路圖；圖14所示為圖12所示的電路中的多個(gè)位置上的信號的波形圖；圖15所示為圖1及圖2所示的電路中的多個(gè)位置上的信號的波形圖；在接下來的對優(yōu)選實(shí)施例的說明中公開了具體的結(jié)構(gòu)，元件及數(shù)值。然而這些優(yōu)選實(shí)施例僅是本發(fā)明的示例，因此，下面所描述的具體特點(diǎn)僅僅用于對這些實(shí)施例進(jìn)行簡易地說明以提供對本發(fā)明的一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)很容易地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明并不局限于下面所說明的具體實(shí)施例。另外，為了清晰及簡潔，將省略那些本領(lǐng)域技術(shù)人員所十分熟悉的本發(fā)明的多種結(jié)構(gòu)，元件及數(shù)值的說明。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的一個(gè)振蕩器電路的電路圖。在該振蕩器電路中，一個(gè)等于1．8到5V的電源電壓Vcc被供給到該電路上以使其能夠產(chǎn)生一個(gè)振蕩信號。
如圖所示，該振蕩器電路包括個(gè)反饋電阻1，一個(gè)石英振蕩器3，電容4和5，一個(gè)包含第一和第二放大電路21和22的放大單元，一個(gè)施密特觸發(fā)電路23，一個(gè)反向器24，及一個(gè)定時(shí)發(fā)生電路25。
第一放大電路21包括第一和第二P型晶體管P1和P2及第一和第一和第二N型晶體管N1和N2。晶體管P1，P2，N1和N2被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。第二放大電路22包括一個(gè)第三P型晶體管P3和一個(gè)第三N型晶體管N3，其也被順序地串聯(lián)在電源電壓Vcc和地之間。
反饋電阻1和石英振蕩器3被連在第一放大電路21的晶體管P2和N1的柵(即輸入端)及晶體管P2和N1的漏(即輸出端)之間。另外，反饋電阻1和石英振蕩器3還被連到第二放大電路22的晶體管P3和N3的柵(即輸入端)及晶體管P3和N3的漏(即輸出端)上。而施密特觸發(fā)電路23也被連到第一放大電路21的晶體管P2和N1的漏及第二放大電路22的晶體管P3和N3的漏上。
定時(shí)發(fā)生電路25輸入一個(gè)第一增益控制信號GAIN1及一個(gè)輸出信號X2并對信號GAIN1和X2進(jìn)行處理以產(chǎn)生一個(gè)第二增益控制信號GAIN2。反向器24輸入該第二增益控制信號GAIN2并將該信號GAIN2反向以產(chǎn)生一個(gè)反向的增益控制信號GAIN2*。增益控制信號GAIN2被供給到第一P型晶體管P1的柵上，而反向增益控制信號GAIN2*被供給到第二N型晶體管N2的柵上。
如上述結(jié)構(gòu)所示，石英振蕩器3產(chǎn)生一個(gè)振蕩信號X1，而該信號被供給到第一放大電路21的晶體管P2和N1的柵及第二放大電路22的晶體管P3和N3的柵上。因此，第一放大電路21根據(jù)增益控制信號GAIN1間接地放大信號X1。特別地，當(dāng)信號GAIN1被輸入到定時(shí)發(fā)生電路25時(shí)，電路25輸出相應(yīng)的信號GAIN2。
如果信號GAIN2等于“L”，則反向器24將該信號GAIN2反向以產(chǎn)生一個(gè)反向的增益控制信號GAIN2*(其等于“H”)。因此，增益控制信號GAIN2導(dǎo)通第一P型晶體管P1，反向增益控制信號GAIN2*將N型晶體管N2導(dǎo)通。另外由于第二放大電路22的晶體管P3和N3被直接地連在電源電壓Vcc及地之間，其被一直使能。因此，振蕩信號X1根據(jù)第一和第二放大電路21和22的增益被放大以產(chǎn)生輸出信號X2。
另一方面，當(dāng)增益控制信號GAIN2等于“H”時(shí)，則反向增益控制信號GAIN2*等于“L”。因此，P型晶體管P1和N型晶體管N2均被截止。因此第一放大電路21被禁用，晶體管P2和N1不對振蕩信號X1進(jìn)行放大。其結(jié)果是，只有第二放大電路22的晶體管P3和N3將振蕩信號放大以產(chǎn)生輸出信號X2。
輸出信號X2通過反饋電阻1反饋并輸入到放大電路21和22中。其結(jié)果是信號X2被再次放大以產(chǎn)生一個(gè)新的放大信號X2。輸出信號X2還被輸出到施密特觸發(fā)電路23，電路23將輸出信號X2的波形成形以產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號X0。該時(shí)鐘信號X0隨后被供給到一個(gè)微型計(jì)算機(jī)(未示出)以使微型計(jì)算機(jī)操作同步。
當(dāng)?shù)扔凇癏”的增益控制信號GAIN1被輸出到定時(shí)發(fā)生電路25時(shí)，電路25接著輸出一個(gè)等于“H”的增益控制信號GAIN2。因此晶體管P1被信號GAIN2截止，晶體管N2被反向增益控制信號GAIN2*截止。其結(jié)果是，第一放大電路21被禁用，第二放大電路22被使能，振蕩器電路只根據(jù)放大電路22的增益進(jìn)行振蕩。
另一方面，當(dāng)?shù)扔凇癓”的增益控制信號GAIN1被輸出到定時(shí)發(fā)生電路25時(shí)，電路25接著輸出一個(gè)等于“L”的增益控制信號GAIN2。其結(jié)果是，晶體管P1被信號GAIN2導(dǎo)通，晶體管N2被反向增益控制信號GAIN2*導(dǎo)通。因此，第一放大電路21被使能，振蕩器電路根據(jù)兩個(gè)放大電路21及22的增益進(jìn)行振蕩。
圖2所示為圖1所示的定時(shí)發(fā)生電路的一個(gè)圖示性的，非限制性示例。電路25包括一個(gè)比較器251，一個(gè)反向器252，及一個(gè)閂鎖電路253。另外，閂鎖電路253包括反向器254和255。
比較器251輸入來自放大單元的輸出信號X2及一個(gè)參考電壓VR(其通過一個(gè)包含電阻R1和R2的分壓器對電源電壓Vcc進(jìn)行分壓產(chǎn)生)。比較器251對輸出信號X2及參考電壓VR進(jìn)行比較并根據(jù)兩個(gè)信號X2及VR的相對值輸出一個(gè)脈沖信號VX。具體地，當(dāng)信號X2大于或等于參考等于VR時(shí)，比較器251輸出“H”作為信號VX，而當(dāng)信號X2小于參考電壓VR時(shí)，其輸出一個(gè)“L”作為信號VX。
當(dāng)該脈沖信號VX等于“H”時(shí)，反向器252被使能，而當(dāng)該脈沖信號VX等于“L”時(shí)，反向器255被使能。因此，當(dāng)信號VX等于“H”時(shí)，反向器252被使能，輸入第一增益控制信號GAIN1并輸出一個(gè)反向的增益控制信號GAIN1*。隨后，反向器254將該反向增益控制信號GAIN1*反向以產(chǎn)生第二增益控制信號GAIN2。另一方面，當(dāng)脈沖信號VX等于“L”時(shí)，反向器252被禁用，而反向器255被使能。其結(jié)果是，反向器254和255形成了閂鎖電路253。具體地，反向器254輸出信號GAIN2，而反向器255將信號GAIN2反向并輸出一個(gè)反向信號GAIN2*。隨后，反向器254將該反向增益控制信號GAIN2*反向以繼續(xù)輸出信號GAIN2。
例如，如果當(dāng)信號VX變?yōu)椤癏”時(shí)，信號GAIN1等于“L”，反向器252輸出等于“H”的信號GAIN1*，而反向器254輸出等于“L”的信號GAIN2。如果信號VX變?yōu)椤癓”，則反向器255將信號GAIN2反向并輸出一個(gè)等于“H”的反向信號GAIN2*。隨后，反向器254將信號GAIN2*反向以輸出等于“L”的信號GAIN2。
圖3所示為根據(jù)信號GAIN1和GAIN2切換放大單元的增益時(shí)由定時(shí)發(fā)生電路25產(chǎn)生及處理的多個(gè)信號的波形圖。具體地，該示了從放大單元輸出的輸出信號X2(圖3(a))，輸入到定時(shí)發(fā)生電路25的第一增益控制信號GAIN1(圖3(b))，脈沖信號VX(圖3(c))，以及從電路25輸出的第二增益控制信號GAIN2(圖3(d))的示例性波形圖。(請注意信號X2的振幅由于圖3(a)中為簡明而未示出的增益變化而發(fā)生的變化)。
如圖所示，輸出信號X2為一個(gè)振蕩正弦波并升高到一個(gè)大于施密特觸發(fā)電路23的高端閾值電壓S1的最大值。另外，該信號還降低到一個(gè)小于施密特觸發(fā)電路23的低端閾值電壓S2的最小值。此外，輸入到比較器251的參考電壓VR大于電路23的高端閾值電壓S1，輸出信號X2的最大值大于參考電壓VR。如上所述，參考電壓VR的值被設(shè)置為一個(gè)不同于施密特觸發(fā)電路23的閾值電壓S1和S2的值，以使從電路23輸出的時(shí)鐘信號X0不會(huì)被任何在放大單元的增益被切換時(shí)產(chǎn)生的噪聲負(fù)面地影響。另外，由于無論信號X2何時(shí)大于參考電壓VR，比較器251均輸出一個(gè)“H”作為脈沖信號VX，脈沖信號VX具有如圖3(c)所示的方波形狀。
如圖3(b)所示，第一增益控制信號GAIN1最初等于“L”，當(dāng)脈沖信號VX等于“H”時(shí)反向器252將控制信號GAIN1反向以產(chǎn)生等于“H”的反向控制信號GAIN1*。隨后，反向信號GAIN1*被反向器254再次反向以輸出等于“L”的信號GAIN2。當(dāng)脈沖信號VX等于“L”時(shí)，反向器252被禁用，反向器255被使能。因此，閂鎖電路253閂鎖并繼續(xù)輸出等于“L”的第二增益控制信號GAIN2。因此，當(dāng)增益控制信號GAIN1最初等于“L”時(shí)，從定時(shí)發(fā)生電路輸出的增益控制信號GAIN2也等于“L”。
其結(jié)果是，第一放大電路21被使能，振蕩信號X1根據(jù)石英振蕩器3及兩個(gè)放大電路21和22的增益被放大以產(chǎn)生輸出信號X2。隨后，輸出信號X2被施密特觸發(fā)電路23根據(jù)電路23的閾值S1及S2轉(zhuǎn)換成時(shí)鐘信號X0。
隨后，在時(shí)刻(1)，為了切換放大單元的增益，增益信號GAIN1從“L”切換到“H”，從而使得振蕩信號X1只被第二放大電路22放大。由于此刻脈沖信號VX等于“L”，因此反向器252被禁用且不輸出反向信號GAIN1*的新值“L”。因此，信號GAIN2的當(dāng)前值“L”繼續(xù)被輸出。然而，當(dāng)脈沖信號VX在時(shí)刻(2)變?yōu)椤癏”時(shí)，反向器252被使能并輸出具有“L”值的反向信號GAIN1*。其結(jié)果是，反向器254將該信號GAIN1*反向并輸出具有“H”值的信號GAIN2。接著，當(dāng)信號VX等于“L”時(shí)，閂鎖電路23閂鎖并繼續(xù)輸出等于“H”的信號GAIN2。
如上所述，當(dāng)改變第一增益控制信號GAIN1的值以切換放大單元的增益時(shí)，放大電路的增益沒有被立即地切換。取而代之的是，只有當(dāng)輸出信號X2比施密特觸發(fā)電路23的高端閾值S1及參考電壓VR都大時(shí)，增益才被切換。其結(jié)果是，輸出信號X2的電平是如此之高，以致于其不會(huì)被拉低于施密特觸發(fā)電路23的低端閾值S2。因此，噪聲將不會(huì)在時(shí)鐘信號X0中產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的脈沖。
圖15所示為根據(jù)信號GAIN1和GAIN2切換放大單元的增益時(shí)由定時(shí)發(fā)生電路25產(chǎn)生及處理的多個(gè)信號的波形圖的一個(gè)更詳細(xì)的例子。該示了從放大單元輸出的輸出信號X2(圖15(a))，從比較器251輸出的脈沖信號VX(圖15(b))，從施密特觸發(fā)電路23輸出的時(shí)鐘信號X0(圖15(c))，輸入到定時(shí)發(fā)生電路25的第一增益控制信號GAIN1(圖15(d))，及從電路25輸出的第二增益控制信號GAIN2(圖15(e))的示例性波形圖。(請注意信號X2的振幅由于圖15(a)中為簡明而未示出的增益變化而發(fā)生的變化)。如這些波形圖所示，信號GAIN2只在輸出信號X2大于參考電壓VR時(shí)才切換。其結(jié)果是，即使反向器24的延遲使N型晶體管N2在P型晶體管P1截止期間持續(xù)導(dǎo)通一個(gè)小的時(shí)間間隔，任何當(dāng)信號GAIN2從“L”切換到“H”時(shí)產(chǎn)生的噪聲“a”均不會(huì)被N型晶體管N2拉低于施密特觸發(fā)電路23的低端閾值S2。
另一方面，如上結(jié)合圖14所述，因?yàn)楫?dāng)?shù)谝辉鲆婵刂菩盘朑AIN1切換時(shí)放大單元被立即地切換，使得常規(guī)的振蕩器電路在輸出信號X2中產(chǎn)生一個(gè)噪聲“a”。因此，在本實(shí)施例中，振蕩器電路避免使施密特觸發(fā)電路23在時(shí)鐘信號X0中產(chǎn)生噪聲“b”。由于時(shí)鐘信號X0不會(huì)出錯(cuò)，一個(gè)用該信號X0保持同步的裝置(例如一個(gè)微型計(jì)算機(jī))也將不會(huì)發(fā)生故障。
利用一個(gè)其中第一增益信號GAIN1從“L”切換到“H”以減小放大單元的增益的例子對第一實(shí)施例進(jìn)行了說明。很明顯，該實(shí)施例在增益信號GAIN1從“H”切換到“L”以增加放大單元的增益時(shí)也消除了輸出信號X2中的噪聲。
另外，在第一實(shí)施例中，參考電壓VR的電平被設(shè)置為高于施密特觸發(fā)電路23的高端閾值S1。然而，當(dāng)參考電壓VR的電平被設(shè)置為低于低端閾值S2時(shí)也可以得到相同的結(jié)果。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的一個(gè)振蕩器電路的電路圖。第二實(shí)施例除了用波形成形電路26A和26B代替了定時(shí)發(fā)生電路25外與第一實(shí)施例大體相似。如圖所示，第一波形成形電路26A被連在用于輸入第一增益控制信號GAIN1的輸入端與晶體管P1的柵之間，而第二波形成形電路26B被連在反向器24的輸出端與晶體管N2的柵之間。
在輸入增益控制信號GAIN1之后，電路26A將信號GAIN1的波形成形以產(chǎn)生一個(gè)重新成形信號GAIN1’并將信號GAIN1’輸出到P型晶體管P1的柵。而且，與第一實(shí)施例相同，反向器24輸入增益控制信號GAIN1并產(chǎn)生一個(gè)反向增益信號GAIN1*。隨后，第二波形成形電路26B輸入反向信號GAIN1*并將一個(gè)相應(yīng)的再成形信號GAIN1*’輸出到N型晶體管N2的柵。
圖5所示為圖4所示的波形成形電路26A的一個(gè)圖示性，非限制性的示例。由于電路26B類似于電路26A，為了簡短而省略了對波形成形電路26B的說明。
如圖5所示，波形成形電路26A包括反向器261和262及一個(gè)包括了一個(gè)電阻R3和一個(gè)電容C的延遲電路。反向器261輸入增益信號GAIN1并將該信號GAIN1反向以產(chǎn)生一個(gè)第一反向信號。隨后，反向器262輸入第一反向信號并將其反向以產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)于增益控制信號GAIN1的第二反向信號。隨后，延遲電路263根據(jù)由電阻R3和電容的值所確定的時(shí)間常數(shù)延遲第二反向信號以產(chǎn)生再成形信號GAIN1’。
圖6是當(dāng)根據(jù)信號GAIN1切換放大單元的增益時(shí)由波形成形電路26A所產(chǎn)生及處理的多個(gè)信號的波形圖。特別地，該示了輸入到波形成形電路26A的第一增益控制信號GAIN1的示例性波形(圖6(a))，從電路26A輸出到晶體管P1的重新成形信號GAIN1’(圖6(b))，以及從波形成形電路26B輸出到晶體管N2的重新成形信號GAIN1*’(圖6(c))。此外，圖6(d)圖示了輸出信號X2的增益對時(shí)間的關(guān)系圖。
如圖6(a)所示，增益控制信號GAIN1最初等于“L”，因此反向器24將該信號反向而產(chǎn)生等于“H”的反向增益控制信號GAIN1*。在時(shí)刻(1)，增益控制信號GAIN1被切換以等于“H”，因此反向增益控制信號GAIN1*同樣被切換而等于“L”。在該時(shí)刻(1)，在第一波形成形電路26A中，反向器261將信號GAIN1反向以產(chǎn)生等于“L”的第一反向信號，而反向器262將第一反向信號反向以產(chǎn)生等于“H”的第二反向信號。隨后，從電路26A輸出的重新成形信號GAIN1’由于延遲電路R3和C的時(shí)間常數(shù)的緣故而在時(shí)刻(1)與時(shí)刻(2)之間逐漸地從“L”升高到“H”。
類似地，第二波形成形電路26B最初輸入等于“H”的反向增益控制信號GAIN1*。隨后，當(dāng)反向信號GAIN1*從“H”切換到“L”時(shí)，電路26B在時(shí)刻(1)與時(shí)刻(2)之間逐漸地將重新成形信號GAIN1*’的電壓從“H”降低到“L”。
由于輸出到P型晶體管P1的重新成形信號GAIN1’的電壓逐漸地從“L”升高到“H”，從晶體管P1輸出的電壓逐漸地降低直到晶體管P1在時(shí)刻(2)截止。另外，由于輸出到P型晶體管P1的重新成形信號GAIN1*’的電壓逐漸地從“H”降低到“L”，從晶體管N2輸出的電壓逐漸地降低直到晶體管N2在時(shí)刻(2)截止。其結(jié)果是，即使信號GAIN1*’由于反向器24的延遲而比信號GAIN1’延遲有一個(gè)時(shí)間間隔TD，在晶體管N2被完全地導(dǎo)通時(shí)晶體管P1也不會(huì)完全地截止。其結(jié)果是，當(dāng)信號GAIN1從“L”切換到“H”時(shí)，信號X2的電壓不會(huì)被顯著地拉低。因此，信號X2的電壓不會(huì)錯(cuò)誤地降低于施密特觸發(fā)電路23的低端閾值S2以下，從而不會(huì)在從電路23輸出的時(shí)鐘信號X0中產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的脈沖。因此，第一放大電路21所用來放大振蕩信號X1以產(chǎn)生輸出信號X2的增益逐漸地降為零。其結(jié)果是，在第一放大電路21的增益逐漸降為零的時(shí)刻(1)與時(shí)刻(2)之間，放大單元的整體增益也逐漸地降低(圖6(d))。
如上所述，當(dāng)改變增益信號GAIN1的值以切換放大單元的增益時(shí)，增益信號GAIN1(或反向信號GAIN1*)的波形被波形成形電路26A(或26B)成形使得重新成形信號GAIN1’(或GAIN1*’)逐漸地從“L”(或“H”)升高(或降低)到“H”(或“L”)。因此，放大單元的增益被逐漸地切換。其結(jié)果是，消除了輸出信號X2中典型地由放大單元的增益的快速切換所引起的噪聲。
利用其中增益信號GAIN1從“L”切換到“H”以逐漸地減小放大單元的增益的例子對第二實(shí)施例進(jìn)行了說明。明顯地，當(dāng)增益信號GAIN1從“H”切換到“L”以逐漸地增加放大單元的增益時(shí)，該實(shí)施例也消除了輸出信號X2中的噪聲。另外，波形成形電路26A和26B的上升時(shí)間或下降時(shí)間可以被設(shè)置為大于或等于振蕩器電路的振蕩周期。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的一個(gè)振蕩器電路的電路圖。第三實(shí)施例通過將定時(shí)發(fā)生電路25及波形成形電路26A和26B合裝在進(jìn)一個(gè)電路中而兼有了第一和第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
通過將電路25，26A和26B合裝在一個(gè)振蕩器電路中，增加了所能夠防止影響輸出信號X2的噪聲的數(shù)量。例如，如果在特定時(shí)刻(2)不能通過只輸出第二增益控制信號GAIN2而避免由放大單元的增益的切換所引起的嚴(yán)重噪聲，則該噪聲還可以通過逐漸地切換第一放大單元的增益來避免。在上述的實(shí)施例中，波形成形電路26A和26B的上升時(shí)間或下降時(shí)間優(yōu)選地短于或等于振蕩器電路的振蕩周期的1／4。
在上述的第一到第三實(shí)施例中，一個(gè)單獨(dú)的放大電路21的增益被切換。然而，本發(fā)明還可以被用于切換一組放大電路的多個(gè)增益。另外，在第一到第三實(shí)施例中，第二放大電路22的增益沒有被切換。然而，本發(fā)明還可以被裝在一個(gè)其中終級放大電路的增益被切換的振蕩器電路中。接下來將結(jié)合圖8到11對這樣的構(gòu)思進(jìn)行說明。
圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的一個(gè)振蕩器電路的電路圖。如圖所示，該電路包括一個(gè)包含四個(gè)放大電路21A到21D的放大單元。另外，第一，第二和第三放大電路21A到21C根據(jù)由定時(shí)發(fā)生電路25所產(chǎn)生的增益控制信號GAIN2A，GAIN2B及GAIN2C被分別地且獨(dú)立地使能及禁用。通過選擇性地將放大電路2A到2C使能及禁用，可用改變放大單元的總增益。
換句話說，當(dāng)增益控制信號GAIN1A被輸入到定時(shí)發(fā)生電路25中時(shí)，電路25輸出一個(gè)相應(yīng)的增益控制信號GAIN2A以將放大電路21A使能或禁用。當(dāng)增益控制信號GAIN1B被輸入到定時(shí)發(fā)生電路25中時(shí)，電路25輸出一個(gè)相應(yīng)的增益控制信號GAIN2B以將放大電路21B使能或禁用。最后，當(dāng)增益控制信號GAIN1C被輸入到定時(shí)發(fā)生電路25中時(shí)，電路25輸出一個(gè)相應(yīng)的增益控制信號GAIN2C以將放大電路21C使能或禁用。
圖9所示為圖8所示的定時(shí)發(fā)生電路25的一個(gè)圖示性，非限制性的實(shí)例。電路25包括一個(gè)比較器251和三個(gè)子電路。第一子電路包括一個(gè)反向器252A和一個(gè)由反向器254A和255A構(gòu)成的第一閂鎖電路。第二子電路包括一個(gè)反向器252B和一個(gè)由反向器254B和255B構(gòu)成的第二閂鎖電路。第三子電路包括一個(gè)反向器252C和一個(gè)由反向器254C和255C構(gòu)成的第三閂鎖電路。圖9所示的三個(gè)子電路均以類似于圖2所示電路的操作的方式進(jìn)行操作。
定時(shí)發(fā)生電路25通過基于增益控制信號GAIN1A到GAIN1C輸出增益控制信號GAIN2A到GAIN2C獨(dú)立地將放大電路21A到21C使能及禁用。通過將電路21A到21C使能及禁用，可用切換振蕩器電路的放大單元的增益。
圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的一個(gè)振蕩器獨(dú)立的電路圖。第五實(shí)施例除了用波形成形電路26A到26F代替了定時(shí)發(fā)生電路25外與第四實(shí)施例大體相似。
如圖所示，第一波形成形電路26E被連在用于輸入第一增益控制信號GAIN1A的輸入端與第一放大電路21A中的晶體管P1的柵之間。而第二波形成形電路26F被連在一個(gè)反向器IN3的輸出端與第一放大電路21A的晶體管N2的柵之間。
在輸入增益控制信號GAIN1A之后，電路26E將信號GAIN1A的波形成形以產(chǎn)生一個(gè)重新成形信號GAIN1A’并將信號GAIN1A’輸出到晶體管P1的柵。另外，反向器IN3輸入增益控制信號GAIN1A并產(chǎn)生一個(gè)反向增益信號GAIN1A*。隨后，第二波形成形電路26F輸入反向信號GAIN1A*并將一個(gè)相應(yīng)的重新成形信號GAIN1A*’輸出到晶體管N2的柵。
第三和第四波形成形電路26C和26D類似地輸入增益控制信號GAIN1B和反向信號GAIN1B*并將相應(yīng)的重新成形信號GAIN1B’和GAIN1B*’輸出到第二放大電路21B。另外，第五和第六波形成形電路26A和26B類似地輸入增益控制信號GAIN1C和反向信號GAIN1C*并將相應(yīng)的重新成形信號GAIN1C’和GAIN1C*’輸出到第三放大電路21C。
電路26A到26D的結(jié)構(gòu)均與圖5所示的波形成形電路的結(jié)構(gòu)相似。因此，當(dāng)增益控制信號GAIN1A從“H”(或“L”)切換到“L”(或“H”)時(shí)，波形成形電路26E及26F輸出重新成形信號GAIN1A’及GAIN1A*’(其逐漸地降低(或升高)第一放大電路21A的增益)。當(dāng)增益控制信號GAIN1B從一個(gè)“H”(或“L”)切換到一個(gè)“L”(或“H”)時(shí)，波形成形電路26C及26D輸出重新成形信號GAIN1B’及GAIN1B*’(其逐漸地降低(或升高)第二放大電路21B的增益)。當(dāng)增益控制信號GAIN1C從“H”(或“L”)切換到“L”(或“H”)時(shí)，波形成形電路26A及26B輸出重新成形信號GAIN1C’及GAIN1C*’(其逐漸地降低(或升高)第二放大電路21C的增益)。另外，波形成形電路26A到26E可以被合裝進(jìn)圖8所示的實(shí)施例中以產(chǎn)生一個(gè)類似于圖7所示的電路的電路圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的一個(gè)振蕩器電路的電路圖。第六實(shí)施例的放大單元除了能夠?qū)⒌谒姆糯箅娐?1D選擇性地使能及禁用外與第四和第五實(shí)施例的放大單元大體相似。具體地，如圖所示，放大單元另外包括一個(gè)P型晶體管P8及一個(gè)N型晶體管N8。晶體管P8被串聯(lián)在電源電壓Vcc與晶體管P7之間，而晶體管N8被串聯(lián)在晶體管N7與地之間。因此，通過將向晶體管P8和N8的柵供給合適的控制信號可以將放大電路21D使能及禁用。這樣的控制信號可以從類似于圖8所示的定時(shí)發(fā)生電路25及／或圖10所示的波形成形電路26A到26E的電路中產(chǎn)生。其結(jié)果是，通過切換第四放大電路21D的增益來另外地控制放大單元的增益。
如上所述，本發(fā)明的振蕩器電路防止任何由放大單元的增益的切換所產(chǎn)生的噪聲對供給到一個(gè)裝置(例如一個(gè)微型計(jì)算機(jī))的最終時(shí)鐘信號產(chǎn)生影響。因此，本發(fā)明防止該微型計(jì)算機(jī)因依賴于一個(gè)錯(cuò)誤的時(shí)鐘信號而發(fā)生故障。本發(fā)明防止噪聲的一個(gè)方式是在噪聲沒有被產(chǎn)生時(shí)切換放大電路的增益。另外，本發(fā)明通過逐漸地切換放大單元的增益，還可以額外地或另外地避免由于該單元增益的切換所引起的噪聲。
上述對優(yōu)選實(shí)施例的說明是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┗蚴褂帽景l(fā)明。而這些實(shí)施例的多種修正對那些本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，其所定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)的實(shí)施例中。因此，本發(fā)明并不局限于這里所說明的實(shí)施例，而是由權(quán)利要求所定義的最寬的范圍所決定。
權(quán)利要求
1．一種振蕩器電路，其特征在于包括一個(gè)放大單元，其包含并聯(lián)在一起的一個(gè)具有第一增益的第一放大電路和一個(gè)具有第二增益的第二放大電路，其中所述放大單元輸入一個(gè)振蕩輸入信號并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生一個(gè)振蕩輸出信號；一個(gè)耦合到所述放大單元上的第一控制信號發(fā)生器，其中，所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第一輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第一輸出控制信號，其中當(dāng)所述第一輸出控制信號的值切換時(shí)，所述第一放大電路的操作狀態(tài)被切換，當(dāng)所述第一放大電路的所述操作狀態(tài)為一個(gè)可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第一增益，而當(dāng)所述第一放大電路的所述操作狀態(tài)為禁用狀態(tài)時(shí)，則其不基于所述第一增益，以及所述第一控制信號發(fā)生器根據(jù)所述第一輸入控制信號的值的切換延遲切換所述第一輸出控制信號的所述值，從而當(dāng)所述第一輸入控制信號切換時(shí)所產(chǎn)生的噪聲不會(huì)影響所述振蕩輸出信號。
2．如權(quán)利要求1所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一控制信號發(fā)生器包括一個(gè)閂鎖電路，其在第一時(shí)刻輸入所述第一輸入控制信號并在所述第一時(shí)刻后的第二時(shí)刻將所述第一輸入控制信號閂鎖為第一輸出控制信號。
3．如權(quán)利要求2所述的振蕩器電路，其特征在于所述閂鎖電路輸入一個(gè)脈沖信號并根據(jù)所述脈沖信號的第一邏輯值將所述第一輸入控制信號閂鎖。
4．如權(quán)利要求3所述的振蕩器電路，其特征在于所述脈沖信號具有一個(gè)依賴于所述振蕩輸出信號的頻率的頻率。
5．如權(quán)利要求4所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一控制信號發(fā)生器進(jìn)一步包括一個(gè)電壓比較器，其輸入來自所述放大單元的所述振蕩輸出信號和一個(gè)參考電壓信號，如果所述振蕩輸出信號高于所述參考電壓，該電壓比較器輸出具有第二邏輯值的脈沖信號，而如果所述振蕩輸出信號低于所述參考電壓，則其輸出具有第一邏輯值的脈沖信號。
6．如權(quán)利要求5所述的振蕩器電路，其特征在于所述閂鎖電路包括一個(gè)第一反向器，當(dāng)所述脈沖信號具有所述第二邏輯值時(shí)，其將所述第一輸入控制信號反向以產(chǎn)生一個(gè)反向第一輸入控制信號；一個(gè)具有操作性地耦合到所述第一反向器的輸入端的第二反向器；及一個(gè)第三反向器，其具有操作性地耦合到所述第二反向器的輸入端及操作性地耦合到所述第二反向器的所述輸入端的輸出端，其中當(dāng)所述脈沖信號具有所述第一邏輯值時(shí)，所述第三反向器被使能，其中當(dāng)所述脈沖信號具有所述第二邏輯值時(shí)，所述第二反向器輸入所述反向第一輸入控制信號并將所述反向第一輸入控制信號反向作為所述第一輸出控制信號。
7．如權(quán)利要求6所述的振蕩器電路，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)連到所述放大單元上的成形電路，其中所述成形電路輸入所述振蕩輸出信號并產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號，其中當(dāng)所述振蕩輸出信號高于一個(gè)高端閾值時(shí)，所述時(shí)鐘信號具有一個(gè)第一時(shí)鐘信號值，而當(dāng)所述振蕩輸出信號低于一個(gè)低端閾值時(shí)，其具有一個(gè)第二時(shí)鐘信號值。
8．如權(quán)利要求7所述的振蕩器電路，其特征在于所述參考電壓大于所述高端閾值，而所述振蕩輸出信號的最大值大于所述參考電壓。
9．如權(quán)利要求7所述的振蕩器電路，其特征在于所述參考電壓小于所述低端閾值，而所述振蕩輸出信號的最小值大于所述參考電壓。
10．如權(quán)利要求6所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一放大電路包括一個(gè)第一晶體管，其通過一個(gè)柵輸入所述第一輸出控制信號，當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第一控制信號值時(shí)，其導(dǎo)通以使所述第一放大電路處于所述可用狀態(tài)；而當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第二控制信號值時(shí)，其截止以使所述第一放大電路處于所述禁用狀態(tài)；及一個(gè)與所述第一晶體管串聯(lián)的第二晶體管，其中所述第二晶體管的柵輸入所述振蕩輸入信號，當(dāng)所述第一晶體管被導(dǎo)通時(shí)其根據(jù)所述第一增益放大所述振蕩輸入信號，而當(dāng)所述第一晶體管被截止時(shí)其不放大所述振蕩輸入信號。
11．如權(quán)利要求10所述的振蕩器電路，其特征是進(jìn)一步包括一個(gè)反向器，其輸入所述第一輸出控制信號并產(chǎn)生一個(gè)反向第一輸出控制信號，其中所述第一放大電路進(jìn)一步包括一個(gè)第三晶體管，其通過一個(gè)柵輸入所述第一輸出控制信號，當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第一控制信號值時(shí)，其導(dǎo)通以使所述第一放大電路處于所述可用狀態(tài)；而當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第二控制信號值時(shí)，其截止以使所述第一放大電路處于所述禁用狀態(tài)；及一個(gè)第四晶體管，其與所述第三晶體管串聯(lián)，其中所述第四晶體管的柵輸入所述振蕩輸入信號，當(dāng)所述第三晶體管被導(dǎo)通時(shí)其根據(jù)所述第一增益放大所述振蕩輸入信號，而當(dāng)所述第三晶體管被截止時(shí)其不放大所述振蕩輸入信號。
12．如權(quán)利要求10所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第二輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第二輸出控制信號，其中當(dāng)所述第二輸出控制信號的值切換時(shí)，所述第二放大電路的操作狀態(tài)被切換，當(dāng)所述第二放大電路的所述操作狀態(tài)為所述可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第二增益，而當(dāng)所述第二放大電路的所述操作狀態(tài)為所述禁用狀態(tài)時(shí)，所述總增益不基于所述第二增益，及所述第一控制信號發(fā)生器根據(jù)所述第二輸入控制信號的值的切換延遲所述第二輸出控制信號的值的切換，使得當(dāng)所述第二輸入控制信號的值切換時(shí)所產(chǎn)生的噪聲不會(huì)影響所述振蕩輸出信號。
13．一個(gè)振蕩器電路，其特征在于包括一個(gè)放大單元，其包含并聯(lián)在一起的一個(gè)具有第一增益的第一放大電路和一個(gè)具有第二增益的第二放大電路，其中所述放大單元輸入一個(gè)振蕩輸入信號并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生一個(gè)振蕩輸出信號；及一個(gè)耦合到所述放大單元上的第一控制信號發(fā)生器，其中，所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第一輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第一輸出控制信號，其中當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第一控制信號值時(shí)所述第一放大電路處于一個(gè)可用狀態(tài)，而當(dāng)所述第一輸出控制信號具有一個(gè)第二控制信號值時(shí)所述第一放大電路處于一個(gè)禁用狀態(tài)，當(dāng)所述第一放大電路的所述第一操作狀態(tài)為所述可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第一增益，而當(dāng)所述第一放大電路的所述操作狀態(tài)為禁用狀態(tài)時(shí)，不基于所述第一增益，當(dāng)所述第一輸出控制信號的一個(gè)變化值在所述第一控制信號值與所述第二控制信號值之間變化時(shí)，所述第一增益根據(jù)該變化值變化，及當(dāng)所述第一輸入控制信號的值從一個(gè)第一值切換到一個(gè)第二值時(shí)，所述第一控制信號發(fā)生器為了逐漸地改變所述第一增益而逐漸地將所述第一輸出控制信號的值從所述第一控制信號值改變?yōu)樗龅诙刂菩盘栔怠?br> 14．如權(quán)利要求13所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一控制信號發(fā)生器包括一個(gè)具有預(yù)定的時(shí)間常數(shù)，輸入所述第一輸入控制信號并輸出所述第一輸出控制信號的延遲電路，其中，當(dāng)所述第一輸入控制信號從所述第一值切換到所述第二值時(shí)，所述延遲電路根據(jù)所述預(yù)定時(shí)間常數(shù)逐漸地將所述第一輸出控制信號的值從所述第一控制信號值改變?yōu)樗龅诙刂菩盘栔怠?br> 15．如權(quán)利要求14所述的振蕩器電路，其特征是所述延遲電路進(jìn)一步包括一個(gè)第一反向器，其輸入所述第一輸入控制信號并輸出一個(gè)第一中間反向信號；一個(gè)第二反向器，其輸入所述第一中間反向信號并輸出一個(gè)第二中間反向信號；及一個(gè)延遲器，其根據(jù)所述預(yù)定時(shí)間常數(shù)延遲所述第二中間反向信號以產(chǎn)生所述第一輸出控制信號。
16．如權(quán)利要求15所述的振蕩器電路，其特征在于所述延遲器包括一個(gè)具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的電阻；及一個(gè)連在所述電阻的輸出端和地之間的電容，其中所述電阻通過所述輸入端輸入所述第二中間反向信號并通過所述輸出端輸出所述第一輸出控制信號。
17．如權(quán)利要求14所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一放大電路包括一個(gè)第一晶體管，其通過一個(gè)柵輸入所述第一輸出控制信號，當(dāng)所述第一輸出控制信號從所述第一控制信號值逐漸地變?yōu)樗龅诙刂菩盘栔禃r(shí)，其導(dǎo)通以使所述第一放大電路處于所述可用狀態(tài)；而當(dāng)所述第一輸出控制信號從所述第二控制信號值變?yōu)樗龅谝豢刂菩盘栔禃r(shí)，其截止以使所述第一放大電路處于所述禁用狀態(tài)；及一個(gè)與所述第一晶體管串聯(lián)的第二晶體管，其中所述第二晶體管的柵輸入所述振蕩輸入信號，并根據(jù)所述第一晶體管的操作狀態(tài)放大所述振蕩輸入信號。
18．如權(quán)利要求17所述的振蕩器電路，其特征是進(jìn)一步包括一個(gè)反向器，其輸入所述第一輸出控制信號并產(chǎn)生一個(gè)反向第一輸出控制信號，其中所述第一放大電路進(jìn)一步包括一個(gè)第三晶體管，其通過一個(gè)柵輸入所述第一輸出控制信號，當(dāng)所述第一輸出控制信號從所述第一控制信號值逐漸地變?yōu)樗龅诙刂菩盘栔禃r(shí)，其導(dǎo)通以使所述第一放大電路處于所述可用狀態(tài)；而當(dāng)所述第一輸出控制信號從所述第二控制信號值逐漸地變?yōu)樗龅谝豢刂菩盘栔禃r(shí)，其截止以使所述第一放大電路處于所述禁用狀態(tài)；及一個(gè)與所述第三晶體管串聯(lián)的第四晶體管，其中所述第四晶體管的柵輸入所述振蕩輸入信號，其根據(jù)所述第三晶體管的操作狀態(tài)放大所述振蕩輸入信號。
19．如權(quán)利要求18所述的振蕩器電路，其特征在于所述第一控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)第二輸入控制信號并產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的第二輸出控制信號，其中當(dāng)所述第二輸出控制信號具有一個(gè)第一控制信號值時(shí)所述第二放大電路處于一個(gè)可用狀態(tài)，而當(dāng)所述第二輸出控制信號具有一個(gè)第二控制信號值時(shí)所述第二放大電路處于一個(gè)禁用狀態(tài)，當(dāng)所述第二放大電路的所述第二操作狀態(tài)為所述可用狀態(tài)時(shí)，所述總增益基于所述第二增益，而當(dāng)所述第二放大電路的所述操作狀態(tài)為禁用狀態(tài)時(shí)不基于所述第二增益，當(dāng)所述第二輸出控制信號的一個(gè)變化值在所述第一控制信號值與所述第二控制信號值之間變化時(shí)，所述第二增益根據(jù)該變化值變化，及當(dāng)所述第二輸入控制信號的值從一個(gè)第一值切換到一個(gè)第二值時(shí)，所述第二控制信號發(fā)生器為了逐漸地改變所述第二增益而逐漸地將所述第二輸出控制信號的值從所述第一控制信號值改變?yōu)樗龅诙刂菩盘栔怠?br> 20．如權(quán)利要求14所述的振蕩器電路，其特征是進(jìn)一步包括一個(gè)耦合到所述第一控制信號發(fā)生器的初始控制信號發(fā)生器，其中所述初始控制信號發(fā)生器輸入一個(gè)初始輸入控制信號并根據(jù)所述初始輸入控制信號產(chǎn)生所述第一輸入控制信號，及所述初始控制信號發(fā)生器根據(jù)所述初始輸入控制信號的值的切換延遲所述第一輸入控制信號的值的切換。
21．如權(quán)利要求20所述的振蕩器電路，其特征在于所述初始控制信號發(fā)生器包括一個(gè)閂鎖電路，其在第一時(shí)刻輸入所述初始控制信號，并在所述第一時(shí)刻后的第二時(shí)刻將所述初始輸入控制信號閂鎖為所述第一輸入控制信號。
22．如權(quán)利要求21所述的振蕩器電路，其特征在于所述閂鎖電路輸入一個(gè)脈沖信號并根據(jù)所述脈沖信號的一個(gè)第一邏輯值將所述初始輸入信號閂鎖。
23．如權(quán)利要求22所述的振蕩器電路，其特征在于所述脈沖信號具有一個(gè)依賴于所述振蕩輸出信號頻率的頻率。
24．如權(quán)利要求23所述的振蕩器電路，其特征在于所述初始控制信號發(fā)生器進(jìn)一步包括一個(gè)電壓比較器，其輸入來自所述放大單元的所述振蕩輸出信號和一個(gè)參考電壓信號，如果所述振蕩輸出信號高于所述參考電壓，其輸出具有一個(gè)第二邏輯值的脈沖信號，如果所述振蕩輸出信號低于所述參考電壓，其輸出具有一個(gè)第一邏輯值的脈沖信號。
25．如權(quán)利要求24所述的振蕩器電路，其特征在于所述閂鎖電路包括一個(gè)第一反向器，當(dāng)所述脈沖信號具有所述第二邏輯值時(shí)，其將所述初始輸入控制信號反向以產(chǎn)生一個(gè)反向初始輸入控制信號；一個(gè)具有一個(gè)操作性地耦合到所述第一反向器的輸入端的第二反向器；及一個(gè)第三反向器，其具有一個(gè)操作性地耦合到所述第二反向器的輸入端及一個(gè)操作性地耦合到所述第二反向器的所述輸入端的輸出端，其中當(dāng)所述脈沖信號具有所述第一邏輯值時(shí)，所述第三反向器被使能，其中當(dāng)所述脈沖信號具有所述第二邏輯值時(shí)，所述第二反向器輸入所述反向初始輸入控制信號并將所述反向初始輸入控制信號反向作為所述第一輸入控制信號。
26．如權(quán)利要求25所述的振蕩器電路，其特征是進(jìn)一步包括一個(gè)連到所述放大單元上的成形電路，其中所述成形電路輸入所述振蕩輸出信號并產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號，其中當(dāng)所述振蕩輸出信號高于一個(gè)高端閾值時(shí)，所述時(shí)鐘信號具有一個(gè)第一時(shí)鐘信號值，而當(dāng)所述振蕩輸出信號低于一個(gè)低端閾值時(shí)，其具有一個(gè)第二時(shí)鐘信號值。
27．如權(quán)利要求26所述的振蕩器電路，其特征在于所述參考電壓大于所述高端閾值，而所述振蕩輸出信號的最大值大于所述參考電壓。
28．如權(quán)利要求27所述的振蕩器電路，其特征在于所述參考電壓小于所述低端閾值，而所述振蕩輸出信號的最小值大于所述參考電壓。
29．一種振蕩器電路，其特征在于包括一個(gè)放大單元，其包含并聯(lián)在一起的具有第一增益的第一放大電路和具有第二增益的第二放大電路，其中所述放大單元輸入一個(gè)振蕩輸入信號并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生一個(gè)振蕩輸出信號；以及用于防止在所述振蕩輸出信號中出現(xiàn)噪聲的噪聲防止裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于防止在輸出時(shí)鐘信號中出現(xiàn)噪聲的振蕩器電路,包括放大單元和控制信號發(fā)生器。該放大單元包含并聯(lián)在一起的具有第一增益的第一放大電路和具有第二增益的第二放大電路,其輸入振蕩輸入信號并根據(jù)所述放大單元的總增益將所述振蕩輸入信號放大以產(chǎn)生振蕩輸出信號。第一控制信號發(fā)生器輸入輸入控制信號并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號,當(dāng)輸出控制信號的值切換時(shí),第一放大電路的操作狀態(tài)被切換。
文檔編號H03B5/36GK1206243SQ9810229
公開日1999年1月27日 申請日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月19日
發(fā)明者楢原哲也 申請人:日本電氣株式會(huì)社