一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低功耗振蕩器電路設(shè)計(jì)
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整個(gè)電路的反向器和RS觸發(fā)器的延遲時(shí)間比較小，因此在理論計(jì)算時(shí)可以忽略。振蕩器輸出端out的高電平由電容C1的充電時(shí)間決定，而低電平由電容C2的充電時(shí)間決定。在電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱的情況下，改變電容C1、C2的比值，就可以改變振蕩器輸出波形的占空比，其占空比為：
。本電路的設(shè)計(jì)電壓Vdc為5 V，將各個(gè)參數(shù)代入公式可得：
△t1=12．223RC1 (12)
根據(jù)電路的對(duì)稱性，可得到電容C2的充電時(shí)間為：
△t2=12．223RC2 (13)
振蕩器的周期為：
T=△t1+△t2 (14)
若選取C1=C2=769．356 fF，R=481．763 kΩ，則振蕩器的周期為：
T=2△t1=2×12．223×481．763×103×0．769356×10-12=9．06μs
3 結(jié)果分析
基于0．35 μm BCD工藝，并采用Cadence Spectre仿真工具對(duì)圖2所示電路進(jìn)行仿真的振蕩器電路輸出電壓波形如圖3所示。通過圖3可以看出，振蕩器的起振時(shí)間非常短，在一個(gè)周期內(nèi)就能有穩(wěn)定的輸出；振蕩周期為10．02 μs，而理論計(jì)算值為9．06 μs。理論值與之相比偏小的主要原因有兩個(gè)：一是計(jì)算過程中忽略了環(huán)路中的反相器和RS觸發(fā)器等的延遲時(shí)間以及電容的充電時(shí)間；二是在電容充電過程中，充電電流并不是恒定值。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175964.htm
圖4所示為圖2所示振蕩器電路的電源電流仿真波形。由圖4可得其最大峰值電流約為4 mA，而平均電流僅為57.9 μA，電路的平均功耗為0．29mW。
4 結(jié)語
本文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低功耗振蕩器電路，該電路具有起振速度快、波形穩(wěn)定、功耗低等特點(diǎn)，另外還可以通過調(diào)節(jié)電容C1、C2的比值來調(diào)節(jié)輸出波形的占空比。由于其電阻和電容全部可以片上集成，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，面積小，可作為各類中／低頻數(shù)字集成電路或數(shù)模混合集成電路中的時(shí)鐘產(chǎn)生電路。
評(píng)論