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耗电只有6μA的高保真三角波发生器

Glen Brisebois?? Linear Technology Corp?? Milpitas?? CA?? 2004年03月08日 ?? 收藏0
理想的三角波涉及到无限的 d2V/dt2 ,所以高保真三角波应有极宽的带宽。微功耗电路带宽相当窄,因此用这种电路产生良好的三角波是有问题的。图 1所示电路示出了产生三角波的两种方法。单一比较器电路使用一种张驰振荡器法以及呈阻容(指数)特性的三角波近似法(图 1a)。如果你需要更好的线性度,则增加一个积分器就可改进三角波近似法(图 1b)。这两种电路都有一个滞后反馈通路,以及一个由 R3 和 C1 组成的RC反馈通路,或积分器反馈通路。滞后反馈通路不断改变 RC 积分器的方向,并设定新的目标电压,而RC 积分器则设定朝新目标变化的速率。这两种电路都很可靠,得到广泛应用。

这些常用的三角波产生方法都有缺点


图1 ?这些常用的三角波产生方法都有缺点,特别在你的设计需要低功耗工作时更是如此。

  当你同时需要极低功耗和相当高的工作频率时,上述两种电路就有问题了。这种情况需要使用微功耗运算放大器。请考虑一下:比较器每翻转一次方向,就会通过两个反馈通路使一个瞬时电流流入或流出运放输出端。这种情况是可以接受的,只是比较器流入或流出的电流大于运放的总电源电流。结果是:由于运放不能提供所需的瞬时输出开关电流而产生具有大

量的毛刺脉冲的极坏波形。你只要加大电阻器阻值和减小电容器电容值,就可使波形有所改善,但这种改善非常有限,而且电路会增大噪声,容易受到干扰。
  不过,请不要灰心,有一种简单而又廉价的方法可供使用。为什么不采用一个 CMOS 反相器来提供瞬时电流,而让运放提供精密线性化电流呢?图 2 示出了这种方法。该电路与图 1b 所示的电路相同,只是运放不必提供瞬时转换电流。运放的输出电流不会在三角波的尖峰明显改变,而是在电源电流中间值处缓慢地通过零点。在这种经过改进的波形中,工作频率为280Hz时的总电源电流只有 6.2 μA。

一个简单的 CMOS 反相器可提供带宽很宽的电流,从而大大改善了波形,而对电源电流的影响最小


图2 一个简单的 CMOS 反相器可提供带宽很宽的电流,从而大大改善了波形,而对电源电流的影响最小。


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高保真? 三角波? 发生器? 耗电?

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