一種高精度的鋸齒波發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】鋸齒波發(fā)生器被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源電路、D類功率放大器電路等開關(guān)控制電路中，其輸出精度影響著整體電路的性能；高精度的鋸齒波發(fā)生電路，對鋸齒波的頻率、幅度、線性度都提出了很高的要求；本發(fā)明公開了一種外部提供高精度方波時鐘，能產(chǎn)生指定幅度和高線性度鋸齒波的鋸齒波發(fā)生器電路；本發(fā)明中的電路由運放、充放電電路、低通濾波器、窄脈沖發(fā)生器組成。
【專利說明】一種高精度的鋸齒波發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高精度鋸齒波信號發(fā)生裝置，屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]通常的鋸齒波發(fā)生電路不帶反饋環(huán)路，鋸齒波的輸出幅度和頻率偏差較大，不能滿足一些對鋸齒波要求較高的應(yīng)用；而一些帶反饋的鋸齒波發(fā)生電路結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)計難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對，當前鋸齒波發(fā)生器電路輸出幅度偏差大或者結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)計的一種簡單實用的帶反饋的高精度鋸齒波發(fā)生器。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用了如下技術(shù)方案:
本發(fā)明中，利用低通濾波器，提取鋸齒波信號的直流分量(平均值)，將提取的直流分量(平均值)反饋回運放，調(diào)節(jié)充放電電路的充電電流，使鋸齒波的直流分量(平均值)與參考電壓相等，從而實現(xiàn)鋸齒波信號幅度的精確控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1本發(fā)明的高精度鋸齒波發(fā)生器示意圖；
圖2改進的充放電電路；
圖3低通濾波器波形圖；
圖4窄脈沖發(fā)生器波形圖。

【具體實施方式】
[0006]以下結(jié)合附圖，詳細說明發(fā)明公開的一種高精度鋸齒波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和工作過程。
[0007]本發(fā)明公開的一種高精度鋸齒波發(fā)生器由四個部分構(gòu)成，如圖1所示，分別為運放、充放電電路、低通濾波器、窄脈沖發(fā)生器。
[0008]運放是一個差分輸入單端輸出的運算放大器，負端連接到外部輸入的參考電壓Vkef，正端連接到低通濾波器反饋回的信號Vf，輸出端連接到充放電電路的充電管Mp的柵極。
[0009]充放電電路由充電管MP、放電管Mn、電容C1組成，充電管Mp的源級接電源，充電管Mp的柵極連接到運放a的輸出端，充電管Mp的漏極連接到放電管Mn的漏極、電容C1的一端以及低通濾波器c的電阻R—端同時作為鋸齒波信號的輸出端Veamp,電容C1的另一端接地，放電管Mn的源級接地，柵極接窄脈沖發(fā)生器d的輸出VeK ;在整個環(huán)路穩(wěn)定之后，當放電管Mn斷開，充電管Mp輸出恒流I，對電容C1充電，假設(shè)輸入時鐘的周期為T,則鋸齒波的幅度為表達式[Equ.1]，鋸齒波的斜率表達式為[Equ.2]，鋸齒波的斜率變化越小，鋸齒波的線性度越高，為提高鋸齒波的線性度，可以通過提高充電管的輸出阻抗來減小充電電流的變化，從而實現(xiàn)線性度的提升，一種可能的方法是使用共源共柵的充電管，如圖2所示。



[Equ.1]
dVFl, I「 ?
-=—[Equ.2]
dt C
低通濾波器濾波器的帶寬遠小于外部輸入時鐘CLK的頻率，也就是鋸齒波輸出頻率，所以低通濾波器的輸出信號為輸入信號(鋸齒波輸出頻率)的平均值，如圖3所示，為低通濾波器的波形圖，輸入信號為鋸齒波信號，鋸齒波幅度為VPP，輸出信號為鋸齒波信號幅度的一半 Vpp/2,即 Vf= Vpp/20
窄脈沖發(fā)生器，用于將輸入的時鐘信號變?yōu)檎}沖的時鐘信號，波形如圖4所示，窄脈沖的寬度為w，w 一般小于5ns，用于在每個時鐘周期的開始將Vkamp放電到地電位。
[0010]綜上所敘，在電路穩(wěn)定之后，由于運放的虛短特性，Vkef=Vf，而Vf= VPP/2，所以有表達式[Equ.3]，所以通過選擇合適的參考電壓可以得到高精度輸出幅度的鋸齒波信號。



[Equ.3]。
【權(quán)利要求】
1.一種電路結(jié)構(gòu),包括: 鋸齒波發(fā)生器核心電路中，利用低通濾波器，提取鋸齒波信號的直流分量(平均值)，將提取的直流分量(平均值)反饋回運放，調(diào)節(jié)充放電電路的充電電流，使鋸齒波的直流分量(平均值)與參考電壓相等，從而實現(xiàn)鋸齒波信號幅度的精確控制；具體電路包括運放、充放電電路、低通濾波器、窄脈沖發(fā)生器四個部分；運放(a)為差分輸入單端輸出的運算放大器，負端連接到外部輸入的參考電壓(VKEF)，正端連接到低通濾波器(C)的輸出信號Vf，輸出端連接到充放電電路(b )充電管(Mp)的柵極；充放電電路(b )由充電管(Mp)、放電管(Mn)、電容(C)組成，充電管(Mp)的源級接電源，充電管(Mp)的柵極連接到運放(a)的輸出端，充電管(Mp)的漏極接放電管(Mn)的漏極、電容(C)的一端以及低通濾波器(c)的輸入端同時作為鋸齒波信號的輸出端(Veamp),電容(C)的另一端接地，放電管(Mn)的源級接地，柵極接窄脈沖發(fā)生器(d)的輸出；低通濾波器(C)，低通濾波器的輸入端接鋸齒波信號的輸出端(Vkamp),低通濾波器的輸出端接運放的正端；窄脈沖發(fā)生器(d)的輸入端接外部提供的時鐘(CLK)，窄脈沖發(fā)生器(d)的輸出連接到充放電電路(b)放電管(Mn)的柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋸齒波發(fā)生器裝置，其特征在于采用低通濾波器獲取鋸齒波信號的直流分量，作為鋸齒波信號的反饋信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋸齒波發(fā)生器裝置，其特征在于采用外部時鐘信號決定鋸齒波的頻率，采用外部參考信號決定鋸齒波的幅度，產(chǎn)生指定頻率和幅度的鋸齒波信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋸齒波發(fā)生器裝置，其特征在于，所述的低通濾波器(c)是一個一階或者一階以上的無源或有源濾波器。
【文檔編號】H03K4/48GK104202021SQ201410420159
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】李亞 申請人:長沙瑞達星微電子有限公司