高精度RC振荡器的设计
1. 一些技术指标
应用于数字模拟混合信号芯片的高频率精度,高频率稳定度,全集成RC振荡器设计
由于数字电路指标仅与复杂度有关,此仅考虑模拟电路的设计指标。
项目 | Value |
---|---|
电源电压 | 2.5V~5.5V |
工作温度 | -40°~+125° |
目标频率 | Ftyp = 2MHZ |
频率精度 | (F- Ftyp) < 0.25% * Ftyp |
占空比 | (Duty Cycle) < 0.5% |
频率随电源的变化 | (Fmax - Fmin) < 1.0% * Ftyp |
频率随温度的变化 | (Fmax - Fmin) < 1.0% * Ftyp |
平均电流 | Iq < 50uA |
启动时间 | Tstartup < 25us |
建议工艺 | CSMC 0.18um |
2. 一些参考的电路
电荷转移公式
Q= CV = IT?
2.1 电路1
振荡器周期
T = C(Vh -Vl)/lr +td1 + C(Vh - Vl)If + td2
项目 | Value |
---|---|
占空比 | 由两比较器不同延时,电流匹配决定 |
频率随电源的变化 | 比较器延迟不稳定,电流匹配不稳定 |
频率随温度的变化 | 比较器延时不稳定,电流匹配不稳定 |
平均电流 | 由充放电电流和比较器电流决定 |
启动时间 | 需等待参考电流,参考电压,比较器建立 |
优点:电容阵列只有一组,电容失配会有所抵消
缺点:有上拉电流和下拉电流的匹配程度,有设计难度
2.2 电路2
只有两上拉电流,引入了bandgap带隙基准电压模块,进行稳定的电压电流提供,因为这个电路复杂,带来了功耗的上升,两个比较器的适配会比较麻烦,延时也会叠加在时钟周期上。
电路3
优点:只使用了一个比较器,降低了比较器对时钟周期的影响,比较器增加了超频模式,降低了比较器输入对管输入电压的影响。只有一组上拉电流, 减小了多次适配带来的影响, V= IR 的计算公式,解决了参考电压产生的问题
同一组对电流,对电阻R和电容C1充放电,所以 电流效应可以抵消,
最后公式可以约等于,时间只和RC,以及比较器delay相关,接下来需要完全消除比较器delay在整个周期中的影响。
频率计算公式
项目 | Value |
---|---|
占空比 | 由失配电压、电容、电流匹配决定 |
频率随电源的变化 | 比较器延迟不稳定,比较器失配电压可以消除,电流匹配不稳定 |
频率随温度的变化 | 比较器延时不稳定,电阻温度系数不稳定,电流匹配不稳定 |
平均电流 | 由充放电电流和比较器电流决定 |
启动时间 | 需等待参考电流,比较器建立 |
电路4
把比较器删除了,把整个系统进行了镜像的操作。正相反馈,通过下方的两个nmos的翻转实现信号,nmos 的vgs电压会随温度,工艺等影响,而且需要一个启动电路。
项目 | Value |
---|---|
占空比 | 由电流匹配,nmos管匹配决定 |
频率随电源的变化 | nmos管栅源电压不稳定,电流匹配不稳定 |
频率随温度的变化 | nmos管栅源电压不稳定,电流匹配不稳定 |
平均电流 | 由nmos管栅源电压,以及电容两端的电压决定 |
启动时间 | 需等待电流建立,需要突破简并点 |
电路5
通过技术来消除比较器delay,电压平均反馈 ,平均的概念,随电压变化,比较器的mach?,后续论文还有对这个基础上的改进,可以参考其中的概念
项目 | Value |
---|---|
占空比 | 由电容、电阻、比较器匹配决定 |
频率随电源的变化 | 电流匹配不稳定,Vref 与电源相关 |
频率随温度的变化 | 电阻温度系数不稳定,电流匹配不稳定 |
平均电流 | 由充电电流,运放以及比较器电流决定 |
启动时间 | 需等积分器调整比较器正端电压,从而达到稳定 |
在复位阶段, φ与φ非 均为高电平,同时积分器复位,利用虚短效应,使Vn = Vc ≈Vref
由于复位开关,使得Vosc1 = Vosc2 = 0,从而CMPl与CMPr均为高电平
开始使能,通过反相器链延迟,φ和φ非形成锁存信号,所以左边会先启动,左边电源对左边的RC进行充电,
对Vosc1进行快速充电,由于Vn与R1的关系,导致Vc上升
Vosc1 继续上升,大于Vn,导致Vc下降,充电速率变慢
6. Vosc1 = Vc 时,由于比较器延迟,导致vosc1过冲,从而循环往复?
PS :给的参考文献
难易程度对比
项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|
参考文献 | 1998JSSC | 1997john | 2016JSSC | 2004ISCAS | 2010JSSC |
占空比 | ☆ | ☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆ | ☆☆☆ |
频率随电源的变化 | ☆☆ | ☆☆☆ | ☆☆☆☆ | ☆ | ☆☆☆☆☆ |
频率随温度的变化 | ☆ | ☆☆ | ☆☆☆☆ | ☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ |
平均电流 | ☆☆ | ☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆ | ☆☆☆ |
启动时间 | ☆☆ | ☆ | ☆☆☆ | ☆☆☆☆☆ | ☆☆☆☆ |
高精度RC振荡器的设计相关推荐
- 基于Multisim的LC正弦波振荡器的设计与仿真
目 录 1.绪论 1 1.1选题背景及意义 1 1.2国内外研究现状 1 1.3研究主要内容 2 2.系统整体设计 3 2.1开发环境Multisim的介绍 3 2.2方案比较与论证 4 2.2.1振 ...
- RC振荡器工作原理分析,案例+公式,几分钟,带你搞定RC振荡器
在前面我已经给大家介绍了三种振荡器,Colpitts 振荡器.皮尔斯振荡器.哈特利振荡器.如果错过的话,可以点击下方标题直接跳转. colpitts振荡器电路图分析,几分钟,立马搞定colpitts振 ...
- rc振荡器振荡频率计算_微控制器中的振荡器频率
rc振荡器振荡频率计算 微控制器中的振荡器频率 (Oscillator Frequency in Microcontrollers) The digital computer systems must ...
- cc2530 为什么有 晶体振荡器和 RC振荡器等
CC2530的系统时钟system clock可选择外部32MHz crystal oscillator,或者内部自带的16MHz RC oscillator,但是RF工作时必须选择32MHz cry ...
- 基于DSP的数字振荡器C语言编程,基于DSP的数字振荡器的设计与实现.pdf
1 基于 DSP 的数字振荡器的设计与实现 基于 DSP 的数字振荡器的设计与实现 黄福莹 陈华 徐金隆 广西大学计算机与电子信息学院 南宁 530004 摘要 摘要 本文阐述了一种基于 DSP 芯片 ...
- STM32F103单片机使用内部RC振荡器做时钟源
平时在做项目的时候都用的是外部晶振做为时钟源,想试试用内部RC振荡器做为时钟源,在网上搜了一下如何设置内部时钟,发现资料比较少的.决定将设置内部RC振荡器做为时钟源的方法记录下来. 用的单片机是STM ...
- 单片机STM8S测量电压电路_STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计
相比于传统的单片机,STM32单片机具有更高的时间测量分辨率,其主频与定时器频率高达72MHz,且该单片机在开启定时器的同时,会启动PWM通道驱动超声波发射器和通道捕捉回波信号,提高了测量的精度和准确 ...
- (一)基于Multisim的电台发射系统:振荡器的设计
(一)基于Multisim的电台发射系统 写在前面 系统要求 基本原理 振荡器的设计 西勒电路 Multisim电路及分析 仿真结果 振幅调制器的设计 高频功率放大器的设计 低频功率放大器的设计 缓冲 ...
- 内存映射和多功能LED控制器驱动芯片/带按键扫描的LED驱动芯片(IC)-VK16K33A/B/C,内置RC振荡器,最大16seg和8com
品牌:永嘉微电/VINKA 工程服务,技术支持 型号:VK16K33A/B/C 封装:SOP28/24/20 年份:新年份 概述: VK16K33是一个内存映射和多功能LED控制器驱动程序.VK16 ...
最新文章
- 桑文锋:创业是场持久战,我希望能重构中国互联网的数据根基
- UBuntu安裝使用PIP
- 吉他谱----see you again
- QT-lesson1-无边框窗口创建/拖拽/阴影-20190322
- 【CCF】201712-2游戏
- 一场大火,让云计算巨头的数据中心化为灰烬!10 万Rust 游戏玩家的数据永久丢失,无法恢复
- 简单创建两个线程,交替输出内容
- 日程表、学生课表插件
- raw data/PF data/Q30 data/clean data的不同
- 什么是串口并行,串口接行
- Windows 开启护眼模式 | Windows护眼软件
- 许三多和他的基金定投
- 游戏礼包激活码案例分析
- 【机器学习】梯度下降 (python代码)
- word2vec and glove优缺点
- Oo0代码混淆实现方法
- 小猫爪:i.MX RT1050学习笔记15-FlexSPI-FLASH使用3-KEIL FLASH算法中的使用
- 机器学习/推荐系统/推荐系统算法工程师面试指导
- 《Blender建模练习:人物模型多边形建模》
- 使用Java驱动ACR122U对IC卡进行读写,总结