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1、2008NO.32科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald工程技术一种新型锯齿波电压产生电路的研究罗菁1韦成杰2刘海燕2(1.郑州铁路职业技术学院河南郑州450052;2.中原工学院河南郑州450001)摘要:在传统锯齿波产生电路基础上,通过增加放电电路和维持电容等方法,大大提高了传统锯齿波产生电路的线性度,得到了一种新型锯齿波产生电路,实现了满摆幅输出范围内锯齿波电压信号的高线性度。本文进行了理论分析,提出电路设计思路和改进方案,最后进行Hspice仿真验证。仿真结果表明改进之后的电路输出在满摆幅情况下能够达到很好的线性度。关键词:锯
2、齿波电压满摆幅高线性度电路中图分类号:TN710文献标识码:A文章编号:1674-098X(2008)11(b)-0116-01锯齿波信号的应用很广泛,在开关电此时MN1接近于线性区,此放电通路导流,因此只要MN1保持一直工作在饱和区源设计和通信系统中极其常见。在开关电通,电容C通过这条通路以MN1的电流放则VOUT的放电电流就恒定,VOUT就会源设计中,锯齿波电压信号常用在PWM控电。应当对偏置电压VBIAS作恰当的设有很好的线性度。电位维持电容CI的引入制方式中作为与误差电压信号比较的参考置,使MN1进入线性区之前MN2能够导就解决了以前电路的问题;当MNI的电流信号[1]。
3、线性度是其重要的一个指标,良好通。所以V应满足条件:V＞V－减小时,电容C1就开始放电以维持MN1足BIASBlasGN1的线性度可以提高整个系统设计的精度和V+V=V够大的电流使之保持工作于饱和区。thnthnGN1稳定性。锯齿波电压信号的产生常采用一1.3进一步的改进方案为了让续流管MN3能够在电容C1通个恒定电流源对一个电容充放电实现[2]。为此提出进一步的改进方案。在初步电后快速导通形成持续的电流,使用了一在模拟集成电路中,恒定电流源通常利用改进方案基础上引入了另外一条放电通个嵌位MOS管MN4,利用它的体源二极管电流镜实现。但是,如果锯齿波电压信号路,当VOUT下降接过
4、于
5、Vt
6、时,MN1的漏对节点VCN的电位进行嵌位,使VCN处于hp需要满摆幅输出,当锯齿波电压下降接近端电压接近于V-V,此时MN1接近于一个较低电平(电容CI不导电时VCN电位GN1thn于0时必将使电流镜由饱和区压到线性区,线性区,此放电通路导通,电容C通过这条约为体源二极管的导通压降,C1导电后其电流将不再恒定,锯齿波电压线性度也通路以MN1的电流放电。VCN电位下降使续流MOS管导通)。要保必然变差[3-5]。本文提出的一种锯齿波产生1.4最终改进方案持节点VCP的电位在电容C放电到0的整电路,在传统电路结构的基础上作出新的实际上,图4的电路也存在图3类似的个过程中相对
7、稳定,电容C1应该选取比电改进,能够在满摆幅输出的情况下保持良问题,VOUT下降至0的过程中,放电电流容C更大的值。改进后的输出电压波形,可好线性度。减小最终使MNI进入线性区。为此,在电以看出,在满摆幅输出的范围内都实现了路里引入一个电位维持电容C1以维持足很好的线性度。1电路设计分析及改进方案够高使得MN1始终都能够饱和。1.1传统的锯齿波产生电路由于MP2关断后,MN1的电流会全部2仿真结果对比分析首先给出一种简单的传统锯齿波电压由MN2提供,因此应设置VB1AS的电使其在电源电压VDD=3.3V,偏置电流产生电路。其工作原理:假设电容C上的电满足MN2能够提供MN1的饱和
8、电流且不I=35的条件下对改进前后的电路进行bias压VOUT初始值为0。当控制时钟CLK为会把MN1压入线性区,应满足:Hspice仿真并进行对比。从对比结果来低电平时,PMOS管MP1导通,电容C通过看,改进前的电路输出锯齿波电压VOUTMP1快速充电接近于VDD。当控制时钟VBLAS≥vgs1+(vgs1－vthn)在接近于0的电压范围内其线性度急剧恶CLK由低变高时,MP1关断,电容C通过化,而改进后的电路的在满摆幅范围内实改进后电路的工作过程如下:MOS管MN1放电。这时(VGN1为MN1的现了高的线性度。当时钟控制信号CLK为低电平时,栅电位,为NMOS管的阈值电压)
9、,MN1处MPI和MP3导通,输出VOUT和电位维持于饱和区,放电电流大小为Ibias(这里忽略3结语电容C1的正端节点电压VCP都被快速充了沟道长度调制效应),VOUT以Ibias/C的本文在一种传统锯齿波电路的基础上电至接近于电源电平VDD。斜率下降,当VOTU＜VGN1-vthn时,进行电路改进。改进后的电路在满摆幅的当时钟控制信号CLK为高电平时,MNI就进入了线性区,电流变小,VOUT匠范围内实现了高线性度,使得输出的锯齿MP1和MP3截止,电容C开始放电,放电过下降斜
