振荡器的制作方法

1.本发明有关于一种振荡器，特别是有关于一种无须使用石英晶体的振荡器。

背景技术：

2.振荡器电路系为目前广泛使用的电路之一，用于产生具有振荡频率的讯号，作为各种电子产品中的频率讯号来源。然而，在目前振荡器电路的整体架构上，需要使用石英晶体作为讯号的来源，因而提高了振荡器的制作成本，且造成振荡器电路在电路设计上的复杂度较高。
3.据此，如何提供一种无须使用石英晶体的振荡器已成为目前急需研究的课题。

技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明揭露一种振荡器，包含电压切换电路、电压调整电路以及频率产生电路。电压切换电路电性连接第一输出端及第二输出端，并接收第一输出端及第二输出端产生的第一输出电压讯号及第二输出电压讯号，以借由第一输出电压讯号及第二输出电压讯号切换第一输入电压讯号输出至第一电压准位讯号，以及切换第二输入电压讯号输出至第二电压准位讯号，其中第一电压准位讯号与第二电压准位讯号为反相，第一输出电压讯号与第二输出电压讯号为反相，第一电压准位讯号与第二电压准位讯号为反相。电压调整电路电性连接电压切换电路，并接收第一电压准位讯号及第二电压准位讯号的电压，以借由第一电压准位讯号及第二电压准位讯号的电压产生第一调整电压讯号及第二调整电压讯号。频率产生电路电性连接电压调整电路，并接收第一调整电压讯号及第二调整电压讯号，以根据第一调整电压讯号及第二调整电压讯号产生第一输出频率讯号及第二输出频率讯号。
5.承上所述，本发明借由电路设计，在无须使用石英晶体的情况下，即可产生可调振荡频率的振荡器，具有成本低廉、设计简易以及弹性调节等优点。
附图说明
6.图1为本发明振荡器的方块示意图；
7.图2为本发明振荡器各个电压讯号以及输出频率讯号的相位示意图；
8.图3为本发明振荡器的电压切换电路示意图；
9.图4为本发明振荡器的电压调整电路示意图；以及
10.图5为本发明振荡器的频率产生电路示意图。
具体实施方式
11.以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
12.请参阅图1及图2，其为本发明振荡器的方块示意图以及各个电压讯号以及输出频
率讯号相位示意图。振荡器1包含电压切换电路11、电压调整电路12以及频率产生电路13。电压切换电路11具有第一输入端及第二输入端，第一输入端接收第一输入电压讯号vi1，第二输入端接收第二输入电压讯号vi2，电压切换电路11进一步电性连接振荡器1的第一输出端及第二输出端，并接收振荡器1第一输出端及第二输出端输出的第一输出电压讯号vo1及第二输出电压讯号vo2，以借由第一输出电压讯号vo1及第二输出电压讯号vo2切换第一输入电压讯号vi1输出至第一电压准位讯号vl1，以及切换第二输入电压讯号vi2输出至第二电压准位讯号vl2，其中第一电压准位讯号vl1与第二电压准位讯号vl2系为反相的电压准位讯号。电压调整电路12电性连接电压切换电路11，并接收第一电压准位讯号vl1及第二电压准位讯号vl2的电压，以借由第一电压准位讯号vl1及第二电压准位讯号vl2的电压产生第一调整电压讯号va1及第二调整电压讯号va2。频率产生电路13电性连接电压调整电路12，并接收第一调整电压讯号va1及第二调整电压讯号va2，以根据第一调整电压讯号va1及第二调整电压讯号va2产生具有第一输出频率讯号f1的第一输出电压讯号vo1以及具有第二输出频率讯号f2的第二输出电压讯号vo2，其中第一输出频率讯号f1与第二输出频率讯号f2为反相。
13.请参阅图3，其为本发明振荡器的电压切换电路示意图。电压切换电路11包含第一晶体管开关111、第二晶体管开关112、第三晶体管开关113以及第四晶体管开关114。第一晶体管开关111及第二晶体管开关112为p型金氧半导体(pmos)晶体管，第三晶体管开关113以及第四晶体管开关114为n型金氧半导体(nmos)晶体管。第一晶体管开关111具有第一接收端、第一驱动端及第一输出端，第一接收端连接接收第一输入电压讯号vi1，第一驱动端接收第一输出电压讯号vo1，使第一晶体管开关111根据第一输出电压讯号vo1开启或关闭，并使得第一输出端的讯号随着第一输出电压讯号vo1以及第一输入电压讯号vi1而变动。第二晶体管开关112具有第二接收端、第二驱动端及第二输出端，第二接收端接收第一输入电压讯号vi1，第二驱动端接收第二输出电压讯号vo2，使第二晶体管开关112根据第二输出电压讯号vo2开启或关闭，并使得第二输出端的讯号随着第二输出电压讯号vo2以及第一输入电压讯号vi1而变动。第三晶体管开关113具有第三接收端、第三驱动端及第三输出端，第三接收端接收第二输入电压讯号vi2，第三驱动端接收第一输出电压讯号vo1，使第三晶体管开关113根据第一输出电压讯号vo1开启或关闭，并使得第三输出端的讯号随着第一输出电压讯号vo1以及第二输入电压讯号vi2而变动。第四晶体管开关114具有第四接收端、第四驱动端及第四输出端，第四接收端接收第二输入电压讯号vi2，第四驱动端接收第二输出电压讯号vo2，使第四晶体管开关114根据第二输出电压讯号vo2开启或关闭，并使得第四输出端的讯号随着第二输出电压讯号vo2以及第二输入电压讯号vi2而变动。
14.承上所述，于本发明的一实施例中，当第三晶体管开关113的第三驱动端接收到的第一输出电压讯号vo1为高电压准位时，使得第三晶体管开关113导通，第三晶体管开关113则根据第一输出电压讯号vo1以及第二输入电压讯号vi2，切换第三输出端的讯号为第一电压准位讯号vl1。此时，由于第二输出电压讯号vo2与第一输出电压讯号vo1为反相，因此，第二晶体管开关112导通，第二晶体管开关112则根据第二输出电压讯号vo2以及第一输入电压讯号vi1，切换第二输出端的讯号为第二电压准位讯号vl2。相同地，当第一晶体管开关111的第一驱动端接收到的第一输出电压讯号vo1为低电压准位时，使得第一晶体管开关111导通，第一晶体管开关111则根据第一输出电压讯号vo1以及第一输入电压讯号vi1，切
换第一输出端的讯号为第一电压准位讯号vl1。此时，由于第二输出电压讯号vo2与第一输出电压讯号vo1为反相，因此，第四晶体管开关114导通，第四晶体管开关114则根据第二输出电压讯号vo2以及第二输入电压讯号vi2，切换第四输出端的讯号为第二电压准位讯号vl2，其中第一电压准位讯号vl1与第二电压准位讯号vl2为反相的电压讯号准位。其余晶体管开关的作动原理与此相同，相似的作动过程于此不再赘述。
15.请参阅图4，其为本发明振荡器的电压调整电路示意图。电压调整电路12包含第一充放电元件121及第二充放电元件122，第一充放电元件121根据电压切换电路11产生的第一电压准位讯号vl1或第二电压准位讯号vl2充电或放电，第二充放电元件122根据第一电压准位讯号vl1或第二电压准位讯号vl2充电或放电。于本发明的实施例中，第一充放电元件121包含第一电阻r1及第一可变电容c1，第一电阻r1的第一端连接第一电压准位讯号vl1的电压，第二端连接第一可变电容c1的第一端，第一可变电容c1的第二端连接第二电压准位讯号vl2的电压。第二充放电元件122包含第二电阻r2及第二可变电容c2，第二电阻r2的第一端连接第二电压准位讯号vl2的电压，第二端连接第二可变电容c2的第一端，第一可变电容c2的第二端连接第一电压准位讯号vl1的电压，其中第一调整电压讯号va1借由调整第一可变电容c1的电容值改变其电压值，亦即借由调整第一充放电元件121的时间常数改变其充放电速度，第二调整电压讯号va2系借由调整第二可变电容c2的电容值改变其电压值，亦即借由调整第二充放电元件122的时间常数改变其充放电速度。
16.承上所述，当第一电压准位讯号vl1处于高电压准位时，通过第一电阻r1对第一可变电容c1充电，使得第一可变电容c1的端点上产生的第一调整电压讯号va1为高电压准位，相对地，当第二电压准位讯号vl2处于低电压准位，第二可变电容c2系通过第二电阻r2放电，使得第二可变电容c2的端点上产生的第二调整电压讯号va2为低电压准位。相似地，当第一电压准位讯号vl1处于低电压准位时，第一可变电容c1通过第一电阻r1放电，使得第一可变电容c1的端点上产生的第一调整电压讯号va1为低电压准位，相对地，当第二电压准位讯号vl2处于高电压准位，第二可变电容c2通过第二电阻r2对第二可变电容c2充电，使得第二可变电容c2的端点上产生的第二调整电压讯号va2为高电压准位。
17.请参阅图5，其为本发明振荡器的频率产生电路示意图。频率产生电路13包含定电压电路131以及反相偏压比较电路132。定电压电路131输出一定电压讯号vc至反相偏压比较电路132。反相偏压比较电路132电性连接定电压电路131及电压调整电路12，并接收定电压电路131产生的定电压讯号vc，以及接收电压调整电路12产生的第一调整电压讯号va1及第二调整电压讯号va2，以根据定电压讯号vc、第一调整电压讯号va1及第二调整电压讯号va2产生具有第一输出频率讯号f1的第一输出电压讯号vo1及具有第二输出频率讯号f2的第二输出电压讯号vo2。
18.定电压电路131包含比较电路131a、偏压电路131b以及复制电路131c。比较电路131a具有第一输入端、第二输入端及输出端。偏压电路131b电性连接至高电压、低电压及比较电路131a的第一输入端，以产生偏压电压讯号vr1至比较电路131a的第一输入端。复制电路131c电性连接至高电压、低电压以及比较电路131a的输出端及第二输入端，以产生复制电压讯号vr2至比较电路131a的第二输入端。比较电路131a借由比较偏压电压讯号vr1及复制电压讯号vr2以产生一比较结果，并由该比较结果产生定电压讯号vc至复制电路131c及反相偏压比较电路132。
19.反相偏压比较电路132包含第五晶体管开关132a、第六晶体管开关132b、第七晶体管开关132c、第八晶体管开关132d、第九晶体管开关132e、第一反相器132f及第二反相器132g。第五晶体管开关132a、第六晶体管开关132b、第七晶体管开关132c系为p型金氧半导体(pmos)晶体管，第八晶体管开关132d、第九晶体管开关132e为n型金氧半导体(nmos)晶体管。第五晶体管开关132a的汲极端连接高电压，闸极端连接定电压电路131的输出端，以根据定电压电路131产生的定电压讯号vc作动。而由于定电压电路131产生的定电压讯号vc的电压为一固定值，因此，第五晶体管开关132a系处于固定开启的状态。第六晶体管开关132b的闸极连接第八晶体管开关132d的闸极，并接收第一调整电压讯号va1。第六晶体管开关132b的源极连接第八晶体管开关132d的汲极，并连接第一反相器132f的输入端。第八晶体管开关132d的源极连接低电压。第七晶体管开关132c的闸极连接第九晶体管开关132e的闸极，并接收第二调整电压讯号va2。第七晶体管开关132c的源极连接第九晶体管开关132e的汲极，并连接第二反相器132g的输入端。第九晶体管开关132e的源极连接低电压。
20.承上所述，当第一调整电压讯号va1为高电压准位时，第八晶体管1开关132d导通，使得第一反相器132f的输入端为低电压准位，输出端则反相输出具有第一输出频率讯号f1的第一输出电压讯号vo1，其系为高电压准位。当第一调整电压讯号va1为高电压准位时，第二调整电压讯号va2则相对为低电压准位，第七晶体管开关132c导通，使得第二反相器132g的输入端为高电压准位，输出端则反相输出具有第二输出频率讯号f2的第二输出电压讯号vo2，其为低电压准位。相似地，当第一调整电压讯号va1为低电压准位时，第六晶体管开关132b导通，使得第一反相器132f的输入端为高电压准位，输出端则反相输出具有第一输出频率讯号f1的第一输出电压讯号vo1，其为低电压准位。当第一调整电压讯号va1为低电压准位时，第二调整电压讯号va2则相对为高电压准位，第九晶体管开关132e导通，使得第二反相器132g的输入端为低电压准位，输出端则反相输出具有第二输出频率讯号f2的第二输出电压讯号vo2，其为高电压准位，其中第一输出频率讯号f1与第二输出频率讯号f2为反相。
21.综上所述，本发明借由简易的电路设计，在无须使用石英晶体的情况下，即可产生可调式的振荡器电路的震荡频率，具有成本低廉、设计简易以及弹性调节等优点。
22.以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种振荡器，其特征在于，包含：一电压切换电路，电性连接一第一输出端及一第二输出端，并接收该第一输出端及该第二输出端产生的一第一输出电压讯号及一第二输出电压讯号，以借由该第一输出电压讯号及该第二输出电压讯号切换一第一输入电压讯号输出至一第一电压准位讯号，以及切换一第二输入电压讯号输出至一第二电压准位讯号，其中该第一电压准位讯号与该第二电压准位讯号为反相，该第一输出电压讯号与该第二输出电压讯号为反相；一电压调整电路，电性连接该电压切换电路，并接收该第一电压准位讯号及该第二电压准位讯号，以借由该第一电压准位讯号及该第二电压准位讯号产生一第一调整电压讯号及一第二调整电压讯号；以及一频率产生电路，电性连接该电压调整电路，并接收该第一调整电压讯号及该第二调整电压讯号，以根据该第一调整电压讯号及该第二调整电压讯号输出一第一输出频率讯号及一第二输出频率讯号。2.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，该电压切换电路包含：一第一晶体管开关，具有一第一接收端、一第一驱动端及一第一输出端，该第一接收端接收该第一输入电压讯号，该第一驱动端接收该第一输出电压讯号，使该第一晶体管开关根据该第一输出电压讯号开启或关闭，以及使得该第一晶体管开关的该第一输出端的一第一讯号根据该第一输入电压讯号以及该第一输出电压讯号切换为一第一电压准位讯号；一第二晶体管开关，具有一第二接收端、一第二驱动端及一第二输出端，该第二接收端接收该第一输入电压讯号，该第二驱动端接收该第二输出电压讯号，使该第二晶体管开关根据该第二输出电压讯号开启或关闭，以及使得该第二晶体管开关的该第二输出端的一第二讯号根据该第一输入电压讯号以及该第二输出电压讯号切换为一第二电压准位讯号；一第三晶体管开关，具有一第三接收端、一第三驱动端及一第三输出端，该第三接收端接收该第二输入电压讯号，该第三驱动端接收该第一输出电压讯号，使该第三晶体管开关根据该第一输出电压讯号开启或关闭，以及使得该第三晶体管开关的该第三输出端的一第三讯号根据该第二输入电压讯号以及该第一输出电压讯号切换为一第一电压准位讯号；以及一第四晶体管开关，具有一第四接收端、一第四驱动端及一第四输出端，该第四接收端接收该第二输入电压讯号，该第四驱动端接收该第二输出电压讯号，使该第二晶体管开关根据该第二输出电压讯号开启或关闭，以及使得该第四晶体管开关的该第四输出端的一第四讯号根据该第二输入电压讯号以及该第二输出电压讯号切换为一第二电压准位讯号；其中该第一电压准位讯号及该第二电压准位讯号为反相的电压讯号准位。3.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，该电压调整电路包含：一第一充放电元件，具有一第一电阻及一第一可变电容，该第一电阻的一第一端连接该第一电压准位讯号，该第一电阻的一第二端连接该第一可变电容的一第一端，该第一可变电容的一第二端连接该第二电压准位讯号；以及一第二充放电元件，具有一第二电阻及一第二可变电容，该第二电阻的一第一端连接该第二电压准位讯号，该第二电阻的一第二端连接该第二可变电容的一第一端，该第二可变电容的一第二端连接该第一电压准位讯号；其中该第一调整电压讯号是借由调整该第一可变电容的一电容值产生，该第二调整电
压讯号是借由调整该第二可变电容的一电容值产生。4.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，该频率产生电路包含：一定电压电路，输出一定电压讯号；以及一反相偏压比较电路，电性连接该定电压电路及该电压调整电路，并接收该定电压讯号、该第一调整电压讯号及该第二调整电压讯号，以根据定电压讯号、该第一调整电压讯号及该第二调整电压讯号产生该第一输出频率讯号及该第二输出频率讯号。5.如权利要求4所述的振荡器，其特征在于，该定电压电路包含：一比较电路，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端；一偏压电路，电性连接至一高电压端、一低电压端及该比较电路的该第一输入端，以产生一偏压电压讯号至该比较电路的该第一输入端；以及一复制电路，电性连接至该高电压端、该低电压端以及该比较电路的该输出端及该第二输入端，以产生一复制电压讯号至该比较电路的该第二输入端；其中该比较电路比较该偏压电压讯号及该复制电压讯号，并由一比较结果产生该定电压讯号至该复制电路及该反相偏压比较电路。6.如权利要求4所述的振荡器，其特征在于，该反相偏压比较电路包含：一第五晶体管开关，连接一高电压端，并接收该定电压电路产生的该定电压讯号；一第六晶体管开关，连接该第五晶体管开关，并接收该第一调整电压讯号；一第七晶体管开关，连接该第五晶体管开关，并接收该第二调整电压讯号；一第八晶体管开关，连接该第五晶体管开关及一低电压端，并接收该第一调整电压讯号；一第九晶体管开关，连接该第七晶体管开关及该低电压端，并接收该第二调整电压讯号；一第一反相器，具有一输入端及一输出端，该第一反相器的该输入端连接该第六晶体管开关及该第八晶体管开关；以及一第二反相器，具有一输入端及一输出端，该第二反相器的该输入端连接该第七晶体管开关及该第九晶体管开关；其中该第一反相器根据连接的该第六晶体管开关及该第八晶体管开关的作动输出该第一输出频率讯号，该第二反相器根据连接的该第七晶体管开关及该第九晶体管开关的作动输出该第二输出频率讯号。7.如权利要求1所述的振荡器，其特征在于，该第一输出频率讯号与该第二输出频率讯号为反相。

技术总结

本发明揭露一种振荡器，包含电压切换电路、电压调整电路以及频率产生电路。电压切换电路电性连接系统输出端并接收系统输出端输出电压讯号，以借由输出电压讯号切换第一输入电压讯号输出至第一电压准位讯号，以及切换第二输入电压讯号输出至第二电压准位讯号，其中第一电压准位讯号与第二电压准位讯号为反相。电压调整电路电性连接电压切换电路，并接收第一电压准位讯号及第二电压准位讯号，以借由第一电压准位讯号及第二电压准位讯号产生第一调整电压讯号及第二调整电压讯号。频率产生电路电性连接电压调整电路，并接收第一调整电压讯号及第二调整电压讯号，以根据第一调整电压讯号及第二调整电压讯号产生第一输出频率讯号及第二输出频率讯号。号及第二输出频率讯号。号及第二输出频率讯号。

技术研发人员：

王君弘 林振伦 吴冠贤 郭晋玮 龚明纬 程文聖 郭君玄

受保护的技术使用者：

开酷科技股份有限公司

技术研发日：

2021.09.06

技术公布日：

2023/3/9