耗電只有6μA的高保真三角波發(fā)生器

2019-11-03 09:59:40

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供稿：網(wǎng)友

Glen Brisebois，Linear Technology Corp，Milpitas，CA

　　理想的三角波涉及到無限的 d2V/dt2 ，所以高保真三角波應(yīng)有極寬的帶寬。微功耗電路帶寬相當(dāng)窄，因此用這種電路產(chǎn)生良好的三角波是有問題的。圖 1所示電路示出了產(chǎn)生三角波的兩種方法。單一比較器電路使用一種張馳振蕩器法以及呈阻容（指數(shù)）特性的三角波近似法（圖 1a）。如果你需要更好的線性度，則增加一個(gè)積分器就可改進(jìn)三角波近似法（圖 1b）。這兩種電路都有一個(gè)滯后反饋通路，以及一個(gè)由 R3 和 C1 組成的RC反饋通路，或積分器反饋通路。滯后反饋通路不斷改變 RC 積分器的方向，并設(shè)定新的目標(biāo)電壓，而RC 積分器則設(shè)定朝新目標(biāo)變化的速率。這兩種電路都很可靠，得到廣泛應(yīng)用。

　　圖1 這些常用的三角波產(chǎn)生方法都有缺點(diǎn)，特別在你的設(shè)計(jì)需要低功耗工作時(shí)更是如此。

　　當(dāng)你同時(shí)需要極低功耗和相當(dāng)高的工作頻率時(shí)，上述兩種電路就有問題了。這種情況需要使用微功耗運(yùn)算放大器。請考慮一下：比較器每翻轉(zhuǎn)一次方向，就會(huì)通過兩個(gè)反饋通路使一個(gè)瞬時(shí)電流流入或流出運(yùn)放輸出端。這種情況是可以接受的，只是比較器流入或流出的電流大于運(yùn)放的總電源電流。結(jié)果是：由于運(yùn)放不能提供所需的瞬時(shí)輸出開關(guān)電流而產(chǎn)生具有大量的毛刺脈沖的極壞波形。你只要加大電阻器阻值和減小電容器電容值，就可使波形有所改善，但這種改善非常有限，而且電路會(huì)增大噪聲，容易受到干擾。

　　不過，請不要灰心，有一種簡單而又廉價(jià)的方法可供使用。為什么不采用一個(gè) CMOS 反相器來提供瞬時(shí)電流，而讓運(yùn)放提供精密線性化電流呢？圖 2 示出了這種方法。該電路與圖 1b 所示的電路相同，只是運(yùn)放不必提供瞬時(shí)轉(zhuǎn)換電流。運(yùn)放的輸出電流不會(huì)在三角波的尖峰明顯改變，而是在電源電流中間值處緩慢地通過零點(diǎn)。在這種經(jīng)過改進(jìn)的波形中，工作頻率為280Hz時(shí)的總電源電流只有 6.2 μA。