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单片弛张振荡器的温度补偿方法

      弛张充放电振荡器在pwm电源和电容传感器中都得到了广泛的应用,也常常作为时钟产生电路用在单片功率集成电路中。但是,由于这种振荡器结构的特殊性,一般的弛张振荡器输出频率受环境温度的变化影响较大,温度性能较差。为了获得较好的温度性能,一般都要采用恒温槽等措施,但增大了体积和成本。为此,本文提出一种适用于这种结构振荡器的片内温度补偿方案,可以简单方便地获得更好的温度性能。 

弛张振荡器的工作原理

      弛张振荡器的一般结构如图1所示。弛张振荡器的工作过程如下:先用一个电流源i1向电容器c充电,这时电容器上的电压会不断上升,将电容器上的电压通过比较器与设定的阈值电压相比较。当电容器上的电压高于电位比较器的阈值电压v2时,控制部分将会控制开关动作,使i1断开,i2导通,电容器开始通过i2放电,电容器的电压开始下降,设此时的时刻为t2。当电容器的电压下降到低于低位比较器的阈值电压v1时,控制部分再次使开关动作,使i1导通,i2断开,i1又重新对电容器充电,设此时的时刻为t1。这样不停反复就可以在电容器上输出连续不断的振荡波形。

     任何电路结构都存在不同程度的延时。在这种结构的振荡器中,比较器和控制部分也存在一定的延时,虽然可以采用高速比较器和尽可能简单的控制结构来减少延时,但是始终无法消除延时带来的影响。因此,当电容器上的电压已经上升或下降到需要开关动作时,由于比较器和控制部分的延时δτ使得开关往往要经过一段时间后才会动作,而在这段时间内,i1(i2)还在继续对电容器充电(放电),因此输出电压与uc相比会产生误差。

      针对一般弛张振荡器温度系数较差的缺点,提出了一种新的片内温度补偿方案。只要在设计基准源的时候结合振荡器的要求来确定它的温度系数,就可以方便地使振荡器获得较好的温度性能,同时并不增加它的面积和成本,具有较大的实用性。

信息来自:钽电容  陶瓷电容  二、三极管  晶体振荡器
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