Кварцевый генератор Советский патент 1984 года по МПК H03B5/32 

1 Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано при разработке кварцевых генераторов дл электронных часов. Известен кварцевый генератор, со держащий инвертор, вьтолненный на комплементарной паре, состоящей из р- и п-канального транзисторов и эл мент обратной связи с кварцевым рез натором Cl JНедостатком этого кварцевого ген ратора является низкий КПД. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является кв цевый генератор, содержащий инвертор, элемент обратной связи скварце вым резонатором и блок управления, при этом инвертор состоит из р- и п-канального МОП транзисторов, первого резистора, который включен меж ду; точкой соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов и точ кой соединения их затворов, второго резистора, который включен между истоком р-канального МОП-транзистора и шиной питания, третьего резистора, который включен между истоком п-канального МОП-транзистора и общей шиной,блок управления состоит из резистивного делителя, который включен между шиной питания и общей шиной, парафазного усилителя, вход ко торого подключен к отводу резистивного делителя, р- и п-канального МОП-транзисторов, истоки которых под ключены соответственно к шине питания и общей шине, затворы которых соединены соответственно с инверсным и неинверсным выходами парафазного усилителя, а стоки - с истоками COOT ветственно р- и п-канального МОП-тра зисторов инвертора, элемент обратной связи включен между точкой соединения стоков р- и п-канального МОПтранзисторов инвертора и точкой соед нения их затворов 2. В известном кварцевом генераторе значительно снижена потребляемая мощность, однако он имеет низкую надежность запуска. Цель изобретения - повьшение надежности запуска. Эта цель достигается тем, что в кварцевый генератор, содержащий инвертор, элемент обратной связи с кварцевым резонатором и- блок управления, при этом инвертор состоит из р- и п-канального МОП-транзисторов, 5 первого резистора, который включен между точкой соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов и точкой соединения из затворов, второго резистора, который включен между истоком р-канального МОП-транзистора и шиной питания, третьего резистора, который включен между истоком п-канального МОП-транзистора и общей ши ной, блок управления состоит из. резистивного делителя, которьй включен между шиной питания и общей шиной, парафазного усилителя, вход которого подключен к отводу резистивного делителя, р- и п-канального МОП транзисторов, истоки которых подключены соответственно к шине питания и общей шине, затворы которых соединены соответственно с инверсным и неинверсным выходами парафазного усилителя, а стоки - с истоками соответственно р- и п-канального МОП-транзисторов инвертора, элемент обратной связи включен между точкой соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов инвертора и точкой соединения их затворов, введены дополнительный п-канальный МОП-транзистор, первый дополнительный резистор, конденсатор, диод и второй дополнительный резистор, при этом исток дополнительного п-канального МОП-транзистора подключён к общей щине, сток соединен с отводом резистивного делителя, а затвор подключен к аноду диода и первым выводам первого дополнительного резистора и конденсатора, вторые выводы которьгх подключены к шине питания, один выйод второго дополнительного резистора подключен к катоду диода, а другой вьшод второго дополнительного резистора - к точке соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов инвертора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого кварцевого генератора. Кварцевый Генератор содержит инвертор 1, элемент 2 обратной связи, блок 3 управления, дополнительный п-канальный МОП-транзистор 4, первый дополнительнь1й резистор 5, конденсатор 6, диод 7 и второй дополнительный резистор 8. Инвертор 1 состоит из р-канального МОП-транзистора 9, п-канального МОП-транзистора 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 резисторов. Блок 3 управления состоит из резистивнаго делителя 14, парафазного усилителя 15, р-канального 16 и п-канального 17 МОП-транзисторов. , Кварцевый генератор работает следующим образом. При включении напряжения .питания конденсатор 6 разряжен, поэтому потенциал затвора дополнительного п-канального транзистора 4 равен напряжению на тине питания. При этом дополнительный п-канальный МОП-транзистор 4 отпирается, что приводит к отпиранию р-канального 16 и п-канапьного 17 МОП-транзисторов блока 2 управления и шунтированию второго 12 и третьего 13 резисторов инвертора 1 В результате, к инвертору 1 прикладывается напряжение, значительно превьппающее пороговое напряжение р-к нального 9 и п-канального 10 МОП-тра зисторов инвертора 1, что позволяет обеспечить мягкий режим возбуждени кварцевого гейератора. По мере нарастания амплитуды коле баний на выходе кварцевого генератор на затворе дополнительного п-канального МОП-транзистора 4 появляется напряжение,продетектиррванное диодом. 7,которое заряжает конденсатор 6, при этом напряжение на нижней обкладке конденсатора 6 тем ближе к нулю, чем больше амп ттуда колебаний кварцевого генератора. В установившемся режиме дополнительный п-канальный МОП-транзистор заперт и не оказывает влияние на работу кварцевого генератора. Автоматическая стабилизация тока, потребляемого кварцевым генератором, осуществляется с помощью блока 3 управления - чем меньше напряжение на шине питания тем сильнее шунтируется второй 11 и третий 12 резисторы инвертора 1 р-канального 16 и п-канального 17 ШП-транзисторов блока 3 управления . Кратковременное снижение напряжения на шине питания приводит к уменьшению амплитуды колебаний на выходе кварцевого генератора, А это - к увеличению напряжения на затворе дополнительного п-канального МОП-транзистора 4, так как конденсатор 6 разряжается через первый дополнительный резистор 5. При этом дополнительный п-канальный МОП-транзистор 4 открывается, в результате чего р-канальный 16 и п-канальный 17 МОП-транзисторы также максимально открываются и напряжение на инверторе 1 резко возрастает, что ведет к увеличению амплитуды колебаний кварцевого генератора. Технико-экономическая эффективность предлагаемого кварцевого генератора по сравнению с известным заключается в устойчивом запуске как при включении напряжения питания, так и при случайных срывах колебаний и стабилизации амплитуды колебаний при изменении напряжения питания.

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий инвертор, элемент обратной связи с кварцевым резонатором и блок управления, при э-вом инвертор состоит из р- и п-канального МОП-транзисторов, первого резистора, который включен между точкой соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов и точкой соединения их затворов, второго резистора, который включен между истоком р-канального МОП-транзистора и шиной питания, третьего резистора, который включен между истоком п-канального МОП-транзистора и общей шиной, блок управления состоит из резистивного делителя, который включен между шиной питания и общей щиной, парафазного усилителя, вход которого подключен к отводу резистивного делителя, р- и п-канального МОП-транзисторов, истоки которых подключены соответственно к шине питания и общей шине, затворы которых соединены соответственно с инверсным и неинверсным выходами парафазного усилителя, а стоки - с истоками соответственно п- и п-канального МОПтранзисторов инвертора, элемент обратной связи включен между точкой соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов инвертора и точкой соединения их затворов, отличающийся тем,-что, с целью повьш1ения надежности запуска, в него введены дополнительный п-канальный МОП-транзистор, первый дополсл нительный резистор, конденсатор, диод и второй дополнительный резистор, при этом исток дополнительного п-канального МОП-транзистора подключен к общей шине, сток соединен с отводом резистивного делителя, а затвор подключен к аноду диода и первым выводам первого дополнительного со резистора и конденсатора вторые вы00 ел СЛ воды которых подключены к шинепитания, один вывод второго дополнительного резистора подключен к катоду диода, а другой вывод второго дополнительного резистора - к точке соединения стоков р- и п-канального МОП-транзисторов инвертора.