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CMOS振蕩�
閱讀�5850時間�2011-05-11 15:45:24

  CMOS振蕩器是基于CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)的一種基本的波形�(fā)生電�,在有些�(yīng)用中,CMOS振蕩器可以為那些要求嚴格的產(chǎn)品改善性能;而在另外一些應(yīng)用中,通過它們就能夠�(shè)計出全新的無線產(chǎn)品且避免使用非半�(dǎo)體器��

電路�(shè)�

CMOS 振蕩器電路的工作原理圖


  CMOS 振蕩器電路的工作原理� 如圖所示。M1~ M5, M7, M8, R1�(gòu)成了單位增益緩沖� ,使Vol Vref ,決定了振蕩器的充電電流基I1( I 1 = Vo / R1),在設(shè)計時可以�(diào)節(jié)R1 的大小實�(xiàn)對充電電 流基I 1的調(diào)�。M10~ M18 �(gòu)成了電壓比較�,利用M18,M19 電流鏡產(chǎn)生單端輸出Vout。由 M25 �(chǎn)生鏡像電流I2,對時間常�(shù)電容C充電。隨機電流充電電路由隨機控制信號( V1 ~ V4 ) 隨機打開 M27~ M30�,由于鏡像的作�,電容C充電電流變大,加快電容C充電速度,即改變了振蕩器的頻率。在電路中M21~ M24各管的寬長比比值設(shè)計為 8 B 4 B 2 B 1,使振蕩器的振蕩頻率可以完全覆蓋某一頻率范圍,從而保證該振蕩器在某一頻率范圍�(nèi)連續(xù)隨機變化�

  當電容C上的電壓Vc低于Vref �,電壓比較器的輸出�0;而當 Vc 高于 Vref �,比較器的輸出電壓升高, 直到比較器的輸出電壓高于整形電路( 施密特觸�(fā)�)的上閾值電�( VT + ) �, Vc = V out = V+ ,充電�(jié)�,a27T�1。電容上的電 荷通過M31放電,比較器輸出電壓下�,當比較器輸出端電壓低于VT �,整形電路輸出 � 1,完成一個周期的充放電工�.

  因此, 充放電的確切時間�:

式子

  式中: VT 為施密特觸發(fā)器正向翻�(zhuǎn)閾�; VT 為施密特 觸發(fā)器負向翻�(zhuǎn)閾值�

式子

  即整形電路的輸出為低電平的時間遠遠小于為高電平的時間�

  二分頻電�,將振蕩器輸出信號整�,實�(xiàn)方波輸出�

  由于t 約占(t+t)的1%,因此計算時可以忽略t�,在仿真時改變R1的大�,就可以達到�(yù)期的目標。整個電路輸出時鐘為�

式子

特�

  CMOS 振蕩器的特性以IDT公司推出的全� CMOS 振蕩� MM8202 � MM8102為例�

  這些集成電路滿足小型化要�,在消費、計算和存儲�(yīng)用中無需使用石英諧振器和振蕩�,為所有常見串行有線接口提供優(yōu)異的鏈接性能,其中包� S-ATA、PCIe、USB 2.0 � USB 3.0。產(chǎn)品提供的晶圓形式實現(xiàn)了板上芯片(CoB)和多芯片模塊(MCM)組裝設(shè)�,有效節(jié)省了空間�

  MM8202 � MM8102 采用標準 CMOS 技�(shù),無需任何機械頻率參�,無論是石英或微機電系統(tǒng),都� IDT 用戶提供了石英諧振器和振蕩器完全集成的替代產(chǎn)�。此外,MM8202 還是超薄消費�(shè)備的理想選擇,如高容� SIM 卡和 USB 閃存�(qū)動器�

  MM8102 � MM8202 提供�(yōu)異的頻率精度(MM8102 低于 300ppm)和高頻運行(高� 133MHz�,是常見高帶寬串行有線接口的理想選擇。兩款器件消耗的有源功率非常低(1.8V 的典型值為 2mA�。此�,在待機模式�,功耗降低至 1uA。因沒有任何移動元件�(chǎn)生電子頻�,全硅單片器件還具有�(yōu)良的抗沖擊和抗振動特性�

  MM8202/MM8102�(chǎn)品特�

  1、優(yōu)異的頻率精度(MM8102 低于 300ppm)和高頻運行(高� 133MHz);

  2、有源功率非常低�1.8V 的典型值為 2mA��

  3、在待機模式�,功耗降低至 1μA�

  4、優(yōu)良的抗沖擊和抗振動特��

  5、多頻率支持�

  MM8102功能框圖

MM8102功能框圖

  MM8102�(yīng)用電路圖

MM8102應(yīng)用電路圖

參數(shù)

  ·低壓差工作:100%占空�

  ·輸出電壓低至0.6V

  ·1.33%輸出電壓準確�

  ·在開�(guān)引腳提供可編程轉(zhuǎn)換率

  ·停機電流 �1μA

  ·可調(diào)開關(guān)頻率高達4MHz

  ·�(nèi)部或外部補償

  ·可選脈沖跳躍/強制連續(xù)/具可�(diào)突發(fā)箝位的突�(fā)模式工作

  ·可選具內(nèi)部補�?shù)挠性措妷憾�?/FONT>

  ·通道間可�0°/90°/180°相移

  ·固定�(nèi)部和可編程外部軟啟動

  ·準確的啟動跟蹤功�

  ·采用耐熱增強�4×4mm QFN-24和TSSOP-24封裝

注意事項

  1� 器具�(yīng)放置在較牢固的工作臺面上,環(huán)境應(yīng)清潔整齊,通風良好�

  2� 用戶提供的電源插座應(yīng)有良好的接地措施�

  3� 嚴禁在正常工作的時候移動機��

  4� 嚴禁物體撞擊機器�

  5� 嚴禁兒童接近機器,以防發(fā)生意��

  6� 更換熔斷器前�(yīng)先確保電源已切斷�

  7� 使用�(jié)束后請清理機器,不能留有水滴、污物殘留�

與MEMS振蕩器的前景比較

  CMOS 振蕩器和MEMS振蕩器的這兩類振蕩器�(fā)展前景各有千�。相比而言,MEMS振蕩器準確率更高,成本結(jié)�(gòu)�,更適用于高性能�(yīng)用領(lǐng)�。CMOS 振蕩器在同MEMS振蕩器近似準確率�,功耗更低,而其單片、塑料封裝等特點使其針對石英振蕩器市場上更具競爭力�

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