振蕩器作為現代電子系統的重要組成部分，被廣泛應用于時鐘同步電路、無線通信收發器中的頻率綜合器、光通信中的時鐘恢復電路（CRC，clock recovery circuit），以及多相位采樣電路中。振蕩器按實現電路元件分為RC振蕩器、LC振蕩器和石英晶體振蕩器。

設計集成芯片內部的振蕩電路的關鍵在于產生振蕩信號頻率的穩定性，它要求芯片不隨工藝、溫度、電源電壓的變化而變化。本文采用內部正反饋的遲滯比較器設計了一種高穩定性寬電壓范圍的振蕩器。該振蕩器可以廣泛使用在D類音頻放大器中。

1 電路設計與原理分析

1．1 振蕩器系統電路結構及原理

振蕩器采用恒流源充放電技術，即利用恒定電流源提供的灌電流和拉電流分別塒電容進行充電和放電。振蕩器的等效電路如圖1所示。

當振蕩器工作時，通過OPA的鉗位可以得到R4上端電壓等于R3上的端電壓，并由此產生一個恒定電流

分析充放電的過程，假設使能開啟使OSC工作，運放和比較器很快進入工作狀態，比較的高低電平很快建立起來，輸入至比較器。此時，電容上沒有電荷，電壓為零，與A和B比較，兩個比較器分別輸出高電平和低電平。

通過鎖存器的工作使C為低電平，開啟MP7給電容充電。當USAW大于B電平時，比較器COMP2翻轉輸出高電平，由于鎖存器低電平觸發，所以C維持低電半繼續給電容充電，直到USAW的電平達到A點電平時，COMP1比較器輸出低電平，觸發C信號翻轉輸出高電平，電容開始放電，USAW的電平馬上低于A點電平，比較器COMP1恢復輸出高電平，如此循環往復的工作。所以USAW的輸出正常工作之后是介于電平A和P之間的。

根據前面的公式推導，可以推出其周期公式。這里可以分兩部分來分析

由于運放的輸出電阻ROUT及電容C1很大，所以在輸出端產生了一個低頻的主極點。

該主極點為

1．3 比較器COMP

根據電路分析得，比較器COMP1為一級運放，采用了高速比較器結構，如圖3所示。同時此結構也可以對電路的等效跨導增強，提高比較器的增益。

2 電路的仿真結果與分析

圖4為振蕩器仿真結果，表1為在不同電源電壓及溫度下振蕩頻率值。由表1可以得出該振蕩器的頻率受電源電壓的影響比較小，隨著溫度上升則頻率增大，不同的process corner下頻率也不同。但是其波動范圍都在電源管理芯片以及音頻放大器芯片應用范圍之內。

3 結束語

本文采用具有內部正反饋的遲滯比較器的結構，設計了一種基于CMOS工藝的高性能高穩定性的振蕩器。該振蕩器對電壓、溫度、工藝偏差具有較強的容忍度。經過仿真驗證結果表明，該振蕩器完全適用于D類音頻放大器，DC／DC等芯片中。

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