一種結構簡單的低功耗振蕩器電路設計
整個電路的反向器和RS觸發(fā)器的延遲時間比較小,因此在理論計算時可以忽略。振蕩器輸出端out的高電平由電容C1的充電時間決定,而低電平由電容C2的充電時間決定。在電路結構對稱的情況下,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:。
本電路的設計電壓Vdc為5 V,將各個參數代入公式可得:
△t1=12.223RC1 (12)
根據電路的對稱性,可得到電容C2的充電時間為:
△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 結果分析
基于0.35 μm BCD工藝,并采用Cadence Spectre仿真工具對圖2所示電路進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,振蕩器的起振時間非常短,在一個周期內就能有穩(wěn)定的輸出;振蕩周期為10.02 μs,而理論計算值為9.06 μs。理論值與之相比偏小的主要原因有兩個:一是計算過程中忽略了環(huán)路中的反相器和RS觸發(fā)器等的延遲時間以及電容的充電時間;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://m.butianyuan.cn/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 結語
本文設計了一種結構簡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,另外還可以通過調節(jié)電容C1、C2的比值來調節(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,因而結構簡單,面積小,可作為各類中/低頻數字集成電路或數?;旌霞呻娐分械臅r鐘產生電路。
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