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        耗電只有 6μA 的高保真三角波發(fā)生器

        作者: 時間:2005-06-19 來源:網(wǎng)絡 收藏
          理想的波涉及到無限的 d2V/dt2 ,所以波應有極寬的帶寬。微功路帶寬相當窄,因此用這種電路產(chǎn)生良好的波是有問題的。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,則增加一個積分器就可改進三角波近似法(圖 1b)。這兩種電路都有一個滯后反饋通路,以及一個由 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,并設定新的目標電壓,而RC 積分器則設定朝新目標變化的速率。這兩種電路都很可靠,得到廣泛應用。

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

          當你同時需要極低功耗和相當高的工作頻率時,上述兩種電路就有問題了。這種情況需要使用微功耗運算放大器。請考慮一下:比較器每翻轉(zhuǎn)一次方向,就會通過兩個反饋通路使一個瞬時電流流入或流出運放輸出端。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放的總電源電流。結(jié)果是:由于運放不能提供所需的瞬時輸出開關(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的方法可供使用。為什么不采用一個 CMOS 反相器來提供瞬時電流,而讓運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,只是運放不必提供瞬時轉(zhuǎn)換電流。運放的輸出電流不會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。在這種經(jīng)過改進的波形中,工作頻率為280Hz時的總電源電流 6.2 μA。

        圖2 一個簡單的 CMOS 反相器可提供帶寬很寬的電流,從而大大改善了波形,而對電源電流的影響最小。



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