正確的時(shí)序

許多模擬電路需要一種時(shí)鐘信號(hào)，或者要求能在一定時(shí)間后執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)。對(duì)于這樣的應(yīng)用，有各種各樣適用的解決方案。對(duì)于簡(jiǎn)單的時(shí)序任務(wù)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的555電路。使用555電路和適當(dāng)?shù)耐獠拷M件，可以執(zhí)行許多不同的任務(wù)。

然而，使用相當(dāng)廣泛的555定時(shí)器有一個(gè)缺點(diǎn)，就是設(shè)置不太精確。555定時(shí)器通過(guò)給外部電容充電和檢測(cè)電壓閾值來(lái)工作。這種電路很容易制作，但它的精度很大程度上取決于其電容的實(shí)際值。

晶體振蕩器適用于精度要求較高的應(yīng)用。它們的精度可能很高，但它們有一個(gè)缺點(diǎn)：可靠性。參與電氣設(shè)備維修的人都知道，故障通常是由大型電解電容引起的。晶體振蕩器是引起故障的第二大原因。

第三種測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)度或生成時(shí)鐘信號(hào)的方法是使用一個(gè)簡(jiǎn)單的小型微控制器。當(dāng)然，可供選擇的器件數(shù)量繁多，且可以選擇各自不同的優(yōu)化方法。但是，這些器件需要編程，用戶需要掌握一定的知識(shí)才能使用它；此外，由于其采用數(shù)字設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵應(yīng)用中使用時(shí)，必須非常小心謹(jǐn)慎。例如，如果微控制器發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

除了這三種基本的時(shí)鐘產(chǎn)生構(gòu)建塊之外，還有其他不太為人所知的替代方案。ADI公司提供的TimerBlox模塊就是這樣一種替代方案。它們是基于硅的時(shí)序模塊，與微控制器不同，它們?cè)谶\(yùn)行中是完全模擬的，可以通過(guò)電阻進(jìn)行調(diào)整。所以，它不需要軟件編程，功能也非?？煽?。圖1對(duì)不同的TimerBlox模塊進(jìn)行了概述，且介紹了它們各自的基本功能。使用這些基本構(gòu)建模塊可以生成無(wú)數(shù)其他功能。

圖1.用于生成各種時(shí)序功能的TimerBlox電路。

與廣泛使用的555定時(shí)器電路相比，TimerBlox電路不依賴外部電容充電。所有的設(shè)置都在電阻中完成，因此其功能更精確。精度可達(dá)到1%至2%。晶體振蕩器的精度更高，約為100倍，但隨之而來(lái)的是各種缺點(diǎn)。

圖2.采用LTC6993 TimerBlox集成電路的包絡(luò)檢波器。

時(shí)序模塊的應(yīng)用非常多樣化。ADI公司已經(jīng)發(fā)布了許多示例電路。圖2顯示了一個(gè)包絡(luò)檢波器。幾個(gè)快速脈沖結(jié)合在一起形成一個(gè)較長(zhǎng)的脈沖。LTC6993-2的外部組件對(duì)于這個(gè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是最少的。電路中的電容只是一個(gè)支持電源電壓的備用電容，對(duì)定時(shí)模塊的精度沒(méi)有影響。

其他有趣的應(yīng)用還包括用于電源的多個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的相移同步，或?qū)U(kuò)頻調(diào)制添加到具有同步輸入的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC中。另一個(gè)典型的應(yīng)用是部署指定的延遲，也就是定時(shí)器為特定的電路段提供延遲開(kāi)啟的功能。

有許多不同的技術(shù)解決方案用于生成時(shí)鐘信號(hào)和執(zhí)行各種基于時(shí)間的任務(wù)。每種方案各有其優(yōu)缺點(diǎn)。例如TimerBlox模塊這樣的硅振蕩器，就因?yàn)槭褂每勺冸娮璐骐娙?，所以具備易于使用、精度高、可靠性高等特點(diǎn)。

作者簡(jiǎn)介

Frederik Dostal曾就讀于德國(guó)埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開(kāi)始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任多種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)模式電源。Frederik于2009年加入ADI公司，擔(dān)任歐洲分公司的電源管理技術(shù)專家。聯(lián)系方式：frederik.dostal@analog.com。