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低电压工作的极微功耗锯齿波振荡器
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2017-12-12
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本文介绍的这一锯齿波振荡器电路仅需不到3.2μA的电流，且工作电压低于1V，是很有用的构件，非常符合极低功耗和低电压工作的要求。它可用作一个PWM控制回路、定时器或压控振荡器（VCO）的基础，或用作电容-频率转换器。这一电路的精妙之处在于：它采用漏极开路的比较器输出，做成一只精确的开关电流源；另外，它使用锁存功能，使一个简单比较器成为一个窗口比较器，而无需额外的元件。
这一电路的吸引力还在于它集小巧的外形、极少的外部元件和低供电电流于一身，并能够在电池电压变动时仍然保持恒定的波幅和频率。与传统的运算放大器非稳态多谐振荡器不同，这一设计的比较器阈值设定采用了精密基准电压，而不是运算放大器输出摆幅与电阻反馈的结合。
这种按照比率的固定频率设计，通常会产生振幅可变的锯齿波形，PWM控制回路不希望有这种波形，因为它会影响回路增益。而好处是，通过改变R1与R2，可以独立地控制斜坡的升高或降低。
如图1所示，这一电路仅包含8个部件：2个集成电路、4个电阻、1个电容及1个电源旁路电容。关键的部分为试金石半导体公司（TouchstoneSemiconductor）的两个模拟积木块IC，采用4mm2TDFN封装（TS12011和TS12012），各包含一个运算放大器、一个比较器及一个基准。凭借这些特征，这一设计可以做到超小且简单。
这一电路的优势在于尺寸小、外接部件少。
这一电路的运作方式如下：一个馈送给窗口比较器的加法积分器生成锯齿波形。放大器的反馈作用将积分器加法节点保持在VREF，从而使R1设定的固定正值参考电流与R2设定的更大振幅开关负电流相平衡。下方的比较器模块产生一个漏极开路输出；当其输出为低时，通过R2从加法节点中拉出电流：IR1=（0.87×VREF？0.58×VREF）/R1，IR2（开关电流）=0.58×VREF/R2。如果IR2被设定为2×IR1，将产生一个对称三角波。
这一电路的吸引力还在于它集小巧的外形、极少的外部元件和低供电电流于一身，并能够在电池电压变动时仍然保持恒定的波幅和频率。与传统的运算放大器非稳态多谐振荡器不同，这一设计的比较器阈值设定采用了精密基准电压，而不是运算放大器输出摆幅与电阻反馈的结合。
这种按照比率的固定频率设计，通常会产生振幅可变的锯齿波形，PWM控制回路不希望有这种波形，因为它会影响回路增益。而好处是，通过改变R1与R2，可以独立地控制斜坡的升高或降低。
如图1所示，这一电路仅包含8个部件：2个集成电路、4个电阻、1个电容及1个电源旁路电容。关键的部分为试金石半导体公司（TouchstoneSemiconductor）的两个模拟积木块IC，采用4mm2TDFN封装（TS12011和TS12012），各包含一个运算放大器、一个比较器及一个基准。凭借这些特征，这一设计可以做到超小且简单。
这一电路的优势在于尺寸小、外接部件少。
这一电路的运作方式如下：一个馈送给窗口比较器的加法积分器生成锯齿波形。放大器的反馈作用将积分器加法节点保持在VREF，从而使R1设定的固定正值参考电流与R2设定的更大振幅开关负电流相平衡。下方的比较器模块产生一个漏极开路输出；当其输出为低时，通过R2从加法节点中拉出电流：IR1=（0.87×VREF？0.58×VREF）/R1，IR2（开关电流）=0.58×VREF/R2。如果IR2被设定为2×IR1，将产生一个对称三角波。
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