可檢測佔空比的可變基準電源的製作方法
2023-07-03 15:35:36 1
可檢測佔空比的可變基準電源的製作方法
【專利摘要】可檢測佔空比的可變基準電源，包括第一放大級、第二放大級和積分電容，所述第一放大級的輸出端連接第二放大級的輸入端，所述第一放大級的輸出端還連接一端接地的積分電容；所述第一放大級由第一運算放大器、第一調整NMOS管、PMOS電流鏡、第一反饋電阻串和積分開關組成，所述第一運算放大器的正相輸入端連接一基準電壓，第一調整NMOS管的源級連接第一反饋電阻串的中間節點並連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一運算放大器的輸出端連接第一調整NMOS管的柵極；所述第二放大級為電壓放大比例為K2的電壓緩衝放大器。採用本發明所述的可檢測佔空比的可變基準電源，提高了基準電壓分壓後的驅動能力，實現脈衝信號佔空比的直流轉化。
【專利說明】可檢測佔空比的可變基準電源
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於集成電路領域，涉及一種可檢測佔空比的可變基準電源。
【背景技術】
[0002]模擬電路廣泛的包含電壓基準和電流基準。這種基準是直流量，它與電源和工藝參數的關係很小，但與溫度的關係是確定的。
[0003]產生基準的目的是建立一個與電源和工藝無關，具有確定溫度特性的直流電壓或電流。在大多數應用中，所要求的溫度關係採取下面三種形式中的一種:
1)與絕對溫度成正比；
2)常數Gm特性，也就是，一些電晶體的跨導保持常數；
3)與溫度無關。
[0004]要實現基準電壓源所需解決的主要問題是如何提高其溫度抑制與電源抑制，SP如何實現與溫度有確定關係且與電源基本無關的結構。由於在現實中半導體幾乎沒有與溫度無關的參數，因此只有找到一些具有正溫度係數和負溫度係數的參數，通過合適的組合，可以得到與溫度無關的量，且這些參數與電源無關。
[0005]現有技術多採用帶隙基準電壓實現基準電壓，由於帶隙基準電壓特性，通常限定在一個定值，例如1.22V，實際電路應用中，通常需要其它值的穩定電壓，現有技術通常利用電阻串直接分壓，但付出的代價是降低了基準電壓的驅動能力和傳輸路徑，同時也無法實現佔空比表示的分壓。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在的基準源分壓存在驅動能力弱，無法實現佔空比信號分壓的技術缺陷，本發明提供一種可檢測佔空比的可變基準電源。
[0007]本發明所述可檢測佔空比的可變基準電源，包括第一放大級、第二放大級和積分電容，所述第一放大級的輸出端連接第二放大級的輸入端，所述第一放大級的輸出端還連接一端接地的積分電容；
所述第一放大級由第一運算放大器、第一調整NMOS管、PMOS電流鏡、第一反饋電阻串和積分開關組成，所述第一運算放大器的正相輸入端連接一基準電壓，第一調整NMOS管的源級連接第一反饋電阻串的中間節點並連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一運算放大器的輸出端連接第一調整NMOS管的柵極；
所述PMOS電流鏡為1:1電流鏡，輸入端連接第一調整NMOS管的漏極，PMOS電流鏡的輸出端通過積分開關連接第一放大級的輸出端，所述第一反饋電阻串兩端分別接地和第一放大級的輸出端，所述第一反饋電阻串的另一端接地；所述第一反饋電阻串中間節點兩側電阻值比例為預先設定的Kl ；
所述第二放大級為電壓放大比例為K2的電壓緩衝放大器，且K2小於I，所述第二放大級的輸出端作為可變基準電壓的輸出端。[0008]優選的，所述第二放大級由第二運算放大器、第二調整NMOS管、第二反饋電阻串組成，所述第二運算放大器的正相輸入端連接第一放大級的輸出端，所述第二調整NMOS管的漏極接電源，第二反饋電阻串兩端分別連接第二運算放大器的反相輸入端和地，第二反饋電阻串的中間節點連接第二放大級的輸出端，所述第二反饋電阻串中間節點兩側電阻值比例為預先設定的K2。
[0009]優選的，所述基準電壓源為帶隙基準電壓源。
[0010]本發明具有以下有益效果:
採用本發明所述的可檢測佔空比的可變基準電源，採用兩級放大電路，提高了基準電壓分壓後的驅動能力，實現脈衝信號佔空比的直流轉化，在數模/模數轉換中具有廣闊的使用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明所述的可檢測佔空比的可變基準電源一個具體電路實施例。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0013]本發明的發明目的在於實現一種輸出電壓可隨方波信號佔空比變化的基準電壓值。
[0014]圖1為本發明所述的可變基準電壓一個具體電路實施例。具體電路中包含帶隙基準電壓源Vbg，四個電阻器R0，Rl, R2，R3，一個電容器Cl，一個開關器件SI，兩個運算放大器第一運算放大器AMPO，第二運算放大器AMPl，兩個匪OS管第一調整NMOS管NMO，第二調整NMOS管匪1，兩個PMOS管PMl，PM2構成電流鏡。AMPl，匪I和RO形成跨導運放，將基準電壓轉換成基準電流。開關SI控制12電流對R1，C1的充電。Rl和Cl形成濾波產生補償後基準電壓Vref_Comp，AMPO, NMO, R2和R3形成緩衝器和分壓的作用，產生實際所需的基準電壓VDl。
[0015]本實施例中，電流鏡比例為1:1，RO:R1=1, R3:R2=2，基準電壓值為1.2V，第一運算放大器使兩個輸入端電壓相等，流過RO的電流通過電流鏡鏡像後從Rl輸出，由於開關SI以佔空比D開關，使得對電容Cl充電電流為原有電流的D倍，在電容端得到的電壓值為(1+D) *VREF，其中VREF為輸入的帶隙基準電壓值。
[0016]第二調整放大級由第二運算放大器、第二調整NMOS管、第二反饋電阻串組成，所述第二運算放大器的正相輸入端連接第一放大級的輸出端，所述第二調整NMOS管的漏極接電源，第二反饋電阻串兩端分別連接第二運算放大器的反相輸入端和地，第二反饋電阻串的中間節點連接第二放大級的輸出端，所述第二反饋電阻串中間節點兩側電阻值比例為預先設定的K2。
[0017]本實施例中所述可變基準電壓的電壓值VDl (即圖中的Vref-real) = (1+D)*VREF*K3，其中D為反饋電壓方波的佔空比，VREF為預先設定的不變基準電壓值。
[0018]需要指出的是，在本領域的技術人員應該知道，本發明中描述的具體電路實施例，僅僅是該補償理論的一種表現形式，還存在其它種可能。同樣。所搭建的電路工藝不僅僅局限於標準CMOS工藝，也可以為Bipolar工藝，抑或是B⑶(Bipolar, CMOS, DM0S)工藝等。[0019]前文所述的為本發明的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，並非用以限制本發明的專利保護範圍，本發明的專利保護範圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.可檢測佔空比的可變基準電源，其特徵在於，包括第一放大級、第二放大級和積分電容，所述第一放大級的輸出端連接第二放大級的輸入端，所述第一放大級的輸出端還連接一端接地的積分電容；所述第一放大級由第一運算放大器、第一調整NMOS管、PMOS電流鏡、第一反饋電阻串和積分開關組成，所述第一運算放大器的正相輸入端連接一基準電壓，第一調整NMOS管的源級連接第一反饋電阻串的中間節點並連接第一運算放大器的反相輸入端，所述第一運算放大器的輸出端連接第一調整NMOS管的柵極；所述PMOS電流鏡為1:1電流鏡，輸入端連接第一調整NMOS管的漏極，PMOS電流鏡的輸出端通過積分開關連接第一放大級的輸出端，所述第一反饋電阻串兩端分別接地和第一放大級的輸出端，所述第一反饋電阻串的另一端接地；所述第一反饋電阻串中間節點兩側電阻值比例為預先設定的Kl ;所述第二放大級為電壓放大比例為K2的電壓緩衝放大器，且K2小於1，所述第二放大級的輸出端作為可變基準電壓的輸出端。
2.如權利要求1所述的可檢測佔空比的可變基準電源，其特徵在於，所述第二放大級由第二運算放大器、第二調整NMOS管、第二反饋電阻串組成，所述第二運算放大器的正相輸入端連接第一放大級的輸出端，所述第二調整NMOS管的漏極接電源，第二反饋電阻串兩端分別連接第二運算放大器的反相輸入端和地，第二反饋電阻串的中間節點連接第二放大級的輸出端，所述第二反饋電阻串中間節點兩側電阻值比例為預先設定的K3。
3.如權利要求1所述的可檢測佔空比的可變基準電源，其特徵在於，所述基準電壓源為帶隙基準電壓源。
【文檔編號】G05F1/565GK103744463SQ201310621621
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】趙方麟, 陳雪松, 易坤, 高繼 申請人:成都岷創科技有限公司