具有平均電壓反饋的高精度振蕩器的設(shè)計(jì).pdf

1、自晶體振蕩器發(fā)明以來(lái)，由于其擁有穩(wěn)定度高、頻率抖動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各類精密儀器與系統(tǒng)中。而隨著晶體管的問世，與其加工工藝水平的不斷提高，各類系統(tǒng)已經(jīng)開始由分立器件向單片集成發(fā)展。將原來(lái)的片外振蕩器以片內(nèi)集成的形式實(shí)現(xiàn)能大幅減少成本，降低功耗。
　　張弛振蕩器具有與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝相兼容的優(yōu)勢(shì)，在片上系統(tǒng)、生物醫(yī)療傳感器、高速接口以及微型計(jì)算機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域大量采用。張弛振蕩器采用反復(fù)對(duì)電容充放電的形式形成振蕩方波輸出，當(dāng)電壓達(dá)到比

2、較器翻轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)改變充放電狀態(tài)，但是，比較器延遲易受電源、溫度等影響，因此振蕩器頻率精度受限。尤其是高頻率振蕩器的設(shè)計(jì)中，比較器延遲的影響更加突出。
　　本文采用了一種平均電壓反饋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定比較器延遲。平均電壓反饋結(jié)構(gòu)通過在基準(zhǔn)電壓和比較器之間插入有源濾波器實(shí)現(xiàn)，平均電壓反饋環(huán)路通過自動(dòng)調(diào)節(jié)有源濾波器的輸出來(lái)使有源濾波器的兩輸入端直流電壓相等，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出頻率。當(dāng)比較器延遲增加時(shí)，有源濾波輸出增加，比較器延遲減小時(shí)，有源濾波輸出減

3、小。得益于平均電壓反饋，本文采用的比較器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，而在普通張弛比較器中，比較性能要求較高。使得最終的振蕩頻率只由無(wú)源器件電阻、電容和相對(duì)穩(wěn)定的比較器延遲確定。
　　本文的振蕩器主要針對(duì)開關(guān)電源的應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)，通過與開關(guān)電源中原有振蕩器相比較，在振蕩頻率，比較器延遲等性能指標(biāo)上有較大改善。最終實(shí)現(xiàn)10MHz量級(jí)的50％占空比方波輸出，通過分頻率模塊可實(shí)現(xiàn)2.5MHz的輸出，最終的占空比也可通過數(shù)字電路降低，以適應(yīng)現(xiàn)有開關(guān)電源應(yīng)