一種高精度數(shù)字可調(diào)片上振蕩器設(shè)計
在室溫下對流片電路進行了頻率和數(shù)字修調(diào)測試,測試時EN1選通,可配置數(shù)字寄存器從00H變化到FFH狀態(tài),頻率可調(diào)范圍為3.828~4.162 MHz,振蕩器輸出頻率fOSC=4.001 MHz,最大可微調(diào)步長為O.005 MHz/LSB,調(diào)節(jié)精度為O.125%;EN2選通,寄存器00H~FFH的可調(diào)范圍為1.942~2.054 MHz,振蕩器的輸出頻率fOSC=2.000 2 MHz,微調(diào)步長為O.002 MHz/LSB,調(diào)節(jié)精度為O.1%。對流片電路進行了溫度和電壓特性測試。
3.1 振蕩器的溫度特性
振蕩器在00H,80H,F(xiàn)FH狀態(tài)下隨溫度的變化特性曲線如圖6所示。
當VDD=5 V,溫度范圍為-40~+125℃,頻率為4 MHz時,振蕩器的頻率變化為138 ppm/℃;頻率為2 MHz時,振蕩器的頻率變化為94 ppm/℃。
3.2 振蕩器的電源電壓變化特性
圖7是2 MHz,4 MHz在00H,80H,F(xiàn)FH狀態(tài)下振蕩器頻率與電源電壓關(guān)系圖。當t=25℃,電源電壓為3~6 V,頻率為4 MHz時,振蕩器的頻率變化為2.3%;當頻率為2 MHz時,振蕩器的頻率變化僅為0.56%。表1總結(jié)了室溫下測得的振蕩器特性參數(shù)。
4 結(jié) 語
基于0.5μm CMOS工藝設(shè)計一種頻率為2 MHz,4 MHz數(shù)字可調(diào)高精度振蕩器。經(jīng)流片測試表明,該振蕩器在3~5 V工作電壓下,-40~+125℃溫度范圍內(nèi)都具有較穩(wěn)定的工作頻率,4 MHz數(shù)字修調(diào)精度可達±0.125%;2 MHz數(shù)字修調(diào)精度可達±O.1%,該電路可嵌入到數(shù)字系統(tǒng)鐘作為片內(nèi)時鐘,亦可單獨作為時鐘芯片。所設(shè)計的振蕩器已應(yīng)用于LED驅(qū)動芯片中,并且具有極其廣泛的應(yīng)用前景。
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