低電壓工作的極微功耗鋸齒波振蕩器-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯低電壓工作的極微功耗鋸齒波振蕩器-設(shè)計應(yīng)用這一鋸齒波振蕩器電路僅需不到3.2μA的電流，且工作電壓低于1V,是很有用的構(gòu)件，非常符合極低功耗和低電壓工作的要求。它可用作一個PWM控制回路、定時器或壓控振蕩器（VCO）的基礎(chǔ)，或用作電容-頻率轉(zhuǎn)換器。這一電路的精妙之處在于：它采用漏極開路的比較器輸出，做成一只的開關(guān)電流源；另外，它使用鎖存功能，使一個簡單比較器成為一個窗口比較器，而無需額外的元件。

這一電路的吸引力還在于它集小巧的外形、極少的外部元件和低供電電流于一身，并能夠在電池電壓變動時仍然保持恒定的波幅和頻率。與傳統(tǒng)的運算放大器非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器不同，這一設(shè)計的比較器閾值設(shè)定采用了精密基準(zhǔn)電壓，而不是運算放大器輸出擺幅與電阻反饋的結(jié)合。

這種按照比率的固定頻率設(shè)計，通常會產(chǎn)生振幅可變的鋸齒波形，PWM控制回路不希望有這種波形，因為它會影響回路增益。而好處是，通過改變R1與R2,可以獨立地控制斜坡的升高或降低。

如圖1所示，這一電路僅包含8個部件：2個集成電路、4個電阻、1個電容及1個電源旁路電容。關(guān)鍵的部分為試金石半導(dǎo)體公司（TouchstoneSemiconductor）的兩個模擬積木塊IC,采用4mm2TDFN封裝（TS12022和TS12022），各包含一個運算放大器、一個比較器及一個基準(zhǔn)。憑借這些特征，這一設(shè)計可以做到超小且簡單。

這一電路的優(yōu)勢在于尺寸小、外接部件少。

這一電路的運作方式如下：一個饋送給窗口比較器的加法積分器生成鋸齒波形。放大器的反饋作用將積分器加法節(jié)點保持在VREF,從而使R1設(shè)定的固定正值參考電流與R2設(shè)定的更大振幅開關(guān)負(fù)電流相平衡。下方的比較器模塊產(chǎn)生一個漏極開路輸出；當(dāng)其輸出為低時，通過R2從加法節(jié)點中拉出電流：IR1=（0.87×VREF?0.58×VREF）/R1,IR2（開關(guān)電流）=0.58×VREF/R2.如果IR2被設(shè)定為2×IR1,將產(chǎn)生一個對稱三角波。

頻率設(shè)定如下：

其中，V為0.87×VREF與0.58×VREF的差值。此處，f=850Hz.

圖2顯示了鋸齒波和脈沖波形。

窗口比較器采用TS12022內(nèi)置的閂鎖功能來提供遲滯。閂鎖功能具有以下特性：在被拉低時，比較器的輸出仍有效，并檢測輸入狀態(tài)，直到輸入交越時為止。當(dāng)斜坡穿過較低閾值0.58×VREF時，IC2中的比較器被置位；當(dāng)斜坡穿過0.87×VREF時，IC2中的比較器被復(fù)位。復(fù)位的脈沖是一瞬間的，但會使閂鎖進(jìn)入如下狀態(tài)：此時比較器輸入的交越使之反復(fù)置位和復(fù)位（出現(xiàn)的原因是切換的基準(zhǔn)電流使積分器進(jìn)入負(fù)斜坡）。終的結(jié)果就是不需要膠合邏輯。

電源電壓低至0.9V,而VDD電流僅為3.2μA.工作頻率受到