可修调高稳定性RC振荡器设计VIP免费

第9卷第4期2011年8月实验科学与技术ExperimentScienceandTechnologyVo1．9No．4August．2011可修调高稳定性RC振荡器设计李殉，贵鹏，刘颖力(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054)摘要：设计了一种广泛应用于开关电源的可修调高稳定性单边锯齿波RC振荡器。采用芯片内部5V线性稳压电源供电。用外部电阻电容确定振荡频率，加入电阻修条技术以调整由于工艺容差引起的振荡电路放电时间的变化。在输入电压为4．9—5．1V，温度范围为一55℃一125，以及三个电阻工艺容差的情况下，进行了HSpice仿真，结果表明，同一工艺条件下振荡器周期的最大偏差为2．8。使用1m双极工艺流片，振荡电路测试结果表明，频率偏差仅为1．8。关键词：RC振荡器；可修调；高稳定性；双极工艺中图分类号：TN43文献标志码：A文章编号：1672—4550(2011)04—0018—04DesignofaTrimmableandHighStabilityRCOscillatorLIXun，GUIPeng，LIUYing—li(StateKeyLabofElectronicThinFilmsandIntegratedDevice，UniversityofElectronicScience＆TechnologyofChina，Chengdu，610054，China)Abstract：AunilateralsawtoothRCoscillatorwithtrimmabletechnologywhichwaswidelyusedinswitchingmodepowersupplyWaspmposed．Usingtheinternal5Vlowdropoutregulatorpowersupply，trimmingresistortechnologyandwithexternalresistorandeapaci—tordeterminetheoscillatorfrequency，whichsignificantlystabilizethedischargingtimeofthecircuitinducedbyprocessvariation．ThecircuitWillssimulatedthHSpieeunderallresistorcornerswithinthevoltageandtemperaturerangefrom4．9Vto5．1Vand-55。Cto125。C．respectively．Resultsindicatedthatthemaximumoscillatorfrequencyvariationwas2．8underthewomtease．Basedon1岬bipolarprocess，tlleoscilatorWastapedoutandthetestresetindicatethatthefrequencydeviationWasonly1．8Keywords：RCoscillator；trlmmable；highstability；bipolarprocess在开关电源芯片中，需要一个产生时钟信号的振荡器电路。在设计中，常用到的振荡器有3种¨I4J：RC振荡器环形振荡器和晶体振荡器。本文设计了一种低成本、宽温度范围RC振荡器：(1)采用迟滞技术，以提高振荡器输出时钟信号的稳定性；(2)加入修调电路及电流镜负反馈，修正由于工艺容差引起的放电电流误差。文中提出的振荡电路可以广泛的应用于电源管理芯片中。1电路设计与原理分析1．1振荡周期的推导一振荡器采用内部5V稳压电源供电，振荡器电路采用迟滞技术，以降低振荡器输出信号在PVT(Process，Voltage，Temperature)条件下的灵敏度。振荡器的原理图如图1所示，CLK为振荡器脉冲输出端，电阻研接在嘶C和之间，C接在尺C和GND之间。振荡器研c端及CLK端的波形如图2所示。收稿日期：2011一Ol一26；修改日期：201I一04—0l作者简介：李殉(1985一)，男，在读硕士研究生，主要研究方向：电子信息材料与元器件。振荡器分偏置、迟滞控制以及充放电控制3部分。偏置电路由R．、Q和Q。组成，产生整个电路的偏置电流。迟滞控制部分分别由Q。一Q，电阻R一组成的运放以及R、QQ组成的电平位移信号组成，其中迟滞量由R产生。充放电控制电路是分别由Q：一QR，一尺。、R。组成的放电电流控制和QR构成的主放电回路组成。结合图1和图2对电路的充放电周期进行推导。通过R、Q和Q产生偏置电流，偏置电流大小为：，经过Q，、Q、QQ，及Q的镜像对电路进行偏置，其中Q，、Q，、Q卟Q的发射区面积和Q相等，Q的发射区面积为Q的2倍，通过在Q。的发射极加一个负反馈电阻，可以稳定工作点，并使，B】为2，B。1．1．1充电状态分析初始状态c端电压为0V，Q：截止，B点电压接近，I点电压被设置为翻转点的高阈值电平，的表达式为：VH=I，REF一F一2，B·R2+Bi6(2)万方数据第9卷第4期李瑚，等：可修调高稳定性RC振荡器设计·19·，l[][。I[1]。。，=(==I}楠*僖援·：溜滞控翩l：充敛电控制图1振荡器原理图图2振荡器RTCT端及CLK端波形图同时Q处于导通状态，CLK端电压处于较低点平，而C点处于低电平，Q。导通，G点电平被拉低，Q。。截止，E点处于低电平，主放...