具有平均電壓反饋的高精度振蕩器的設計.pdf

1、自晶體振蕩器發(fā)明以來，由于其擁有穩(wěn)定度高、頻率抖動小的優(yōu)點而廣泛應用于各類精密儀器與系統(tǒng)中。而隨著晶體管的問世，與其加工工藝水平的不斷提高，各類系統(tǒng)已經開始由分立器件向單片集成發(fā)展。將原來的片外振蕩器以片內集成的形式實現(xiàn)能大幅減少成本，降低功耗。
　　張弛振蕩器具有與標準CMOS工藝相兼容的優(yōu)勢，在片上系統(tǒng)、生物醫(yī)療傳感器、高速接口以及微型計算機等應用領域大量采用。張弛振蕩器采用反復對電容充放電的形式形成振蕩方波輸出，當電壓達到比

2、較器翻轉點時改變充放電狀態(tài)，但是，比較器延遲易受電源、溫度等影響，因此振蕩器頻率精度受限。尤其是高頻率振蕩器的設計中，比較器延遲的影響更加突出。
　　本文采用了一種平均電壓反饋結構穩(wěn)定比較器延遲。平均電壓反饋結構通過在基準電壓和比較器之間插入有源濾波器實現(xiàn)，平均電壓反饋環(huán)路通過自動調節(jié)有源濾波器的輸出來使有源濾波器的兩輸入端直流電壓相等，最終實現(xiàn)穩(wěn)定的輸出頻率。當比較器延遲增加時，有源濾波輸出增加，比較器延遲減小時，有源濾波輸出減

3、小。得益于平均電壓反饋，本文采用的比較器結構非常簡單，而在普通張弛比較器中，比較性能要求較高。使得最終的振蕩頻率只由無源器件電阻、電容和相對穩(wěn)定的比較器延遲確定。
　　本文的振蕩器主要針對開關電源的應用場合而設計，通過與開關電源中原有振蕩器相比較，在振蕩頻率，比較器延遲等性能指標上有較大改善。最終實現(xiàn)10MHz量級的50％占空比方波輸出，通過分頻率模塊可實現(xiàn)2.5MHz的輸出，最終的占空比也可通過數(shù)字電路降低，以適應現(xiàn)有開關電源應