Кварцевый генератор

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электронных часах. Цель изобретения - сокращение времени установления колебаний. Кварцевый генератор содержит n-канальные КМОП-транзисторы 1,7 и 9, р-канальные КМОП-транзисторы 2,8 и 10, конденсаторы (К) 3-5, кварцевый резонатор (КР)б.п-КА- нальный КМОП-транэистор 1 и р-канальный КМОП-транзистор 2 образуют инвертирующий усилитель. Между выходом и входом его включена частотозадающая цепь, содержащая КР 6 и К 3 и 4 о п-Канальные КМОП-транзисторы 7 и 9, а также р-канальные КМОП-транзисторы 8 и 10 образуют элемент с электрическим управляемым сопротивлением , который включен параллельно КР 6. Сопротивление этого элемента в момент запуска минимально и возрастает по мере роста амплитуды колебаний . 1 ил. -Jh 3 (Л

А1 (gg)g Н 03 В 5/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И306РЕТЕНИЙМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР (21) 4700101/09 (22) 02.06 .89 (46) 30.05.91. Вюл. Р 20 (71) Минский радиотехнический институт (72) Н.Н. Анисимов (53) 621.373.5 (088.8) (56) Патейт США 1Ф 4211985, кн. 331116, опублик, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1290467, кл. Н 03 В 5/36, 1985. (54) КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть HcIIoJIbso вано в электронных часах. Цель изобретения - сокращение времени установления колебаний. Кварцевый генератор содержит и-канальные КМОП-транзисторы 1,7 и 9, р-канальные КМОП-транзисторы 2,8 и 1О, конденсаторы (К)

3-5, кварцевый резонатор (KP) б.n-KAнальный КМОП-транзистор 1 и р-канальный КИОП-транзистор 2 образуют инвертирующий усилитель. Мацу выходом и входом его включена частотозадающая цепь, содержащая KP 6 и К 3 и 4. и-Канальные КМОП-транзисторы

7 и 9, а также р-канальные КМОП-транзисторы 8 и 10 образуют элемент с электрическим управляемым сопротивлением, который включен параллельно

КР 6. Сопротивление этого элемента в момент запуска минимально и возрастает по мере роста амплитуды колебаний ° 1 ил.

-Ujg

С:

16531 26

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электронных часах.

Цель изобретения - сокращение вре5 мени установления колебаний.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема. кварцевого генератора.

Кварцевый генератор содержит первЫй п-канальный КМОП-транзистор 1, первый р-канальный КМОП-транзистор

2, первый, второй и третий конденсаторы 3-5, кварцевый резонатор 6, второй п-канальный КМОП-транзистор 7, aiopoA p-канальный КМОП-транзистор 8, третий п-канальный КМОП-транзистор 9, третий р-канальный КИОП-транзистор 10.

Кварцевый генератор работает следующим образом.

?О

В первый момент после включения источника питания первый, второй и третий конденсаторы 3-5 разряжены, что приводит к отпиранию второго, третьего р-канальных КИОП-транзисторов 8 и 10. Через первый и-канальный КМОП-транзистор 1 происходит заряд второго конденсатора 4 и одновременно через второй, третий р-ê÷íàëüные КИОП-транзисторы 8 и 10 — третьегo конденсатора 5„ При достижении напряжения на втором и третьем конденсаторах 4 и 5, равного соответственно пороговым напряжением второго и третьего и-канальных КМОП-транзис35 торов 7,9, последние открываются. При этом потенциалы нижней и верхней по схеме обкладок конденсатора 3 возрастают (по модулю), что приводит к отпиранию первого р-канального . 40

КИОП-транзистора 2. В статическом режиме напряжения на втором и третьем конденсаторах 4, 5 равны Un/2.

При этом первый конденсатор 3 разряжен и созданы условия для запуска.

Для сокращения времени запуска генератора необходимо снижать добротность его колебательного контура. Однако при этом в стационарном режиме автоколебаний возрастает потребляемый ток. Для обеспечения быстрого

50запуска генератора и его энергетической эффективности в стационарном режиме автокопебаний добротность колебательного контура желательно снизить на стадии запуска и увеличить

- в установившемся режиме автоколебаний. Так как цепь, состоящая из последовательно включенных второго и третьего п-канальных КМОП-транзисторов 7 и 9, соединена параллельно с цепью, состоящей из последовательно включенных второго и третьего р.-канальных KMOII-транзисторов 8 и 10, то результирующее сопротивление, шунтирующее кварцевый резонатор 6 сравни1 тельно небольшое (порядка 10-15 ИОм), что снижает добротность колебательного контура. За счет флюктуационных явлений возникают автоколебания. Причем пока амплитуда колебаний напряжения на втором и третьем конденсаторах 4, 5 не превышает значения ()Un I 1Поя Пор Ij(1) где U - напряжение источника питаИ ния ь

Ой Р

U — пороговые напряжения соот01 ветственно и- и р-канальног о КМОП-тр ан зистор ов, второй и третий и-канальные КИОПтранзисторы 7 и 9, а также второй и третий р-канальные КМОП-транзисторы

8, 10 находятся в открытом состоянии, что обеспечивает снижение добротности колебательного контура и, следовательно, сокращает время запуска.

По мере роста амплитуды колебаний напряжения на втором и третьем конденсаторах 4, 5, второй и третий и-каI нальные КИОП-транзисторы 7 и 9, а также второй и третий р-канальные

КИОП-транзисторы 8, 10 подзакрываются каждую половину периода. Причем время закрытого состояния возрастает с ростом амплитуды колебаний напряжений на втором и третьем конденсаторах 4, 5 ° В результате среднее за период колебаний результирующее сопротивление, шунтирующее кварцевый резонатор 6, возрастает, что обеспечивает увеличение добротности колебательного контура и, следовательно, повышение энергетической эффективности генератора в установившемся режиме автоколебаний.

Кроме того, за счет заряда конденсатора 3 происходит смещение рабочих точек в околопороговую область, что исключает протекание сквозного тока.

На нижней по схеме обкладке первого конденсатора 3 накапливается положительный потенциал, а на верх ней — отрицательный, а переменная

1б5 составляющая напряжения третьего конденсатора 5 подается на затворы первого п-канального KMOII-транзистора и первый конденсатор 3 и через открытый третий и-канальный КМОП-транзистор 9 и первый конденсатор 3 во второй полупериод колебаний. В моменты, когда напряжение на третьем конденсаторе 5 изменяется в пределах

Формула и э обр ет ения

Кварцевый генератор, содержащий . пер вый п-канальный КМОП-транзистор и первый р-канальный КМОП-транзистор, стоки которых объединены, а истоки . которых подключены соответственно к шине питания и общей шине, .первый конденсатор, который включен между затворами первого р-канального КМОПтранзистора и первого п-канального

KMOII-транзистора, второй конденсаСоставитель В. Рудай

Т ехр ед Л. Сердюкова Корр ект ор С . Еекмар

Редактор М. Келемеш

Заказ 1779 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/9

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 открыты третий р-канальный КМОПтранзистор 10 и тр етий и-канальный

КМОП-транзистор 9 и происходит шунтирование первого конденсатора 3. В установившемся режиме автоколебаний напряжение на первом конденсаторе 3 поддерживается постоянным, что обеспечивает необходимый уровень рабочих точек.

3126 6 тор, который включен мвкду стоком первого и-канального KMOII-транзисто ра и общей шиной, третий конденсатор, первый вывод которого подключен к общей шине, второй и третий КМОПтранзисторы, второй и третин р-канальные КМОП-транзисторы, кварцевый резонатор, первый вывод которого

10 подключен к стоку первого р-канального КМОП-транзистора, а второй вывод которого подключен к второму выводу третьего конденсатора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью сокращения времени установления колебаний, затворы второго и третьего р-канальных KMOII-транзисторов объединены и подключены к шине питания, стоки второго и третьего р-канальных

20 КМОП-транзисторов подключены к затвору первого р-канального КМОП-транзистора, затворы второго и третьего и-канальных КМОП-транзисторов объединены и подключены к общей шине, сто25 ки второго и третьего и-канальных

КМОП-транзисторов подключены к затвору первого и-канального КМОП-транзистора, истоки второго р-канального

КМОП-транзистора и второго и-каналь30 ного КМОП-транзисторов объединены и подключены к стоку первого и-канального KMOII-транзистора, истоки третьего n-канального КМОП-транзистора и третьего р-канального. КМОП-транзисторов объединены и подключены к второму выводу кварцевого резонатора.