一种与VDD无关的三角波发生器的制作方法

本申请涉及电子器件测试，特别涉及一种与vdd无关的三角波发生器。

背景技术：

1、三角波发生器是一种简单的电路，它可以产生三角波信号。它的原理是，通过一个振荡器来控制一个可变电容器，从而产生一个三角波信号。振荡器的输出信号会控制可变电容器的电容值，从而改变电路的振荡频率。当电容器的电容值变化时，振荡器的输出信号也会发生变化，从而产生一个三角波信号；

2、早期三角波发生器的电路局限性很大，其输出的幅值受到频率，电流和电容等三个因素的影响，只要有一点偏差极易造成输出幅值的中心点不对称，容易上下偏差。

3、因此做出了一些改进结构得到了，带反馈回路的三角波发生器；经过循环的开关频率变化，将输出三角波信号的变化限制在vdd/4到3*vdd/4之间，整体通过负反馈构成，让其输出幅值不会随频率和电阻电容影响而改变。

4、改进后，带反馈回路的三角波发生器结构的优点是：可以控制其幅度不受频率等因素的影响而出现偏差，能够独立产生clk信号给自己提供开关频率。但是无法克服的缺点是当电源电压变化的时候，其频率的偏差特别大，无法做到频率随电源电压变化而恒定；

5、有鉴于此，目前亟需一种与vdd无关的三角波发生器，主要针对于电源电压变化的时候，其输出三角波频率整体依然能够保持恒定。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提出一种与vdd无关的三角波发生器，解决了现有技术中当电源电压变化的时候，其频率的偏差特别大，无法做到频率随电源电压变化而恒定问题。

2、本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种与vdd无关的三角波发生器，包括电压电流转换电路、电荷泵电路及数字反馈电路，所述电压电流转换电路包括pnp三极管q1和npn三极管q2，所述pnp三极管q1的基极接1/4电源电压vdd、集电极接地、发射极接电阻r5的一端，且发射级与电阻r5的公共端接npn三极管q2的基极；

4、所述npn三极管q2的发射极通过电阻r4接地，集电极接第一电流镜一侧，第一电流镜另一侧接第二电流镜电路的第一侧，第二电流镜电路的第二侧接第三电流镜电路的第一侧，第三电流镜电路的第二侧接第二电流镜电路的第三侧；

5、其中，第一电流镜电路与第三电流镜电路的镜像比例为1：1， 第二电流镜电路镜像比例为1：1：1；

6、所述电荷泵电路包括pmos晶体管m8和nmos晶体管m9，所述pmos晶体管m8被配置为：漏极接电源电压vdd，源极通过开关s1n01接地、通过开关s101连接三角波发生器输出端，且开关s101与三角波发生器输出端的公共端通过电容c1接地；

7、所述nmos晶体管m9被配置为：源极接地，漏极通过开关s102接电源电压vdd，通过开关s1n02连接三角波发生器输出端，且开关s101与三角波发生器输出端的公共端通过电容c1接地；

8、所述电容c1与三角波发生器输出端的公共端连接数字反馈电路，所述数字反馈电路控制开关s1n01与开关s1n02打开时，开关s101与开关s102关闭；所述数字反馈电路控制开关s1n01与开关s1n02关闭时，开关s101与开关s102打开。

9、作为一种可选的技术方案，第一电流镜电路由pmos晶体管m1、m2、m3、m4构成，其中：

10、所述pmos晶体管m1被配置为：栅极接pmos晶体管m2源极与pmos晶体管m4漏极的公共端，且与pmos晶体管m2共栅，源极接电源电压vdd，漏极接pmos晶体管m3的源极；

11、所述pmos晶体管m2被配置为：漏极接电源电压vdd；

12、所述pmos晶体管m3被配置为：漏极接pmos晶体管m3、m4的栅极公共端及npn三极管q2的集电极；

13、所述pmos晶体管m4被配置为：源极接第二电流镜电路的第一侧。

14、作为一种可选的技术方案，所述pmos晶体管m1、m2、m3、m4的宽长比相同。

15、作为一种可选的技术方案，第二电流镜电路由栅极相互连接的nmos晶体管m5、m6、m9构成，其中：

16、所述nmos晶体管m5被配置为：源极接pmos晶体管m4的源极及nmos晶体管m5的栅极，漏极接地；

17、所述nmos晶体管m6被配置为：源极接地，漏极接第二电流镜电路的一侧。

18、作为一种可选的技术方案，所述nmos晶体管m5、m6、m9的宽长比相同。

19、作为一种可选的技术方案，第三电流镜电路由栅极相互连接的pmos晶体管m7、m8构成，其中：

20、所述pmos晶体管m7被配置为：源极接电源电压vdd，漏极接nmos晶体管m6的漏极及pmos晶体管m7的栅极。

21、作为一种可选的技术方案，所述pmos晶体管m7、m8的宽长比相同

22、作为一种可选的技术方案，所述数字反馈电路包括第一比较器和第二比较器，其中：

23、第一比较器被配置为：反向输入端接电容c1与三角波发生器输出端的公共端，正向输入端接1/4电源电压vdd，输出端接第一或非门电路一个输入端，所述第一或非门电路的输出端接第二或非门电路的一个输入端；

24、第二比较器被配置为：反向输入端接电容c1与三角波发生器输出端的公共端，正向输入端接3/4电源电压vdd，输出端通过第一反相器接第二或非门电路的另一个输入端，所述第二或非门电路的输出端依次连接第一或非门电路的另一个输入端和第二反相器；

25、当第二反相器输出端为高电平时，开关s1n01与开关s1n02打开，开关s101与开关s102关闭；当第二反相器输出端为低电平时，开关s1n01与开关s1n02关闭，开关s101与开关s102打开。

26、本申请的有益效果包括：

27、本文提出一种输出频率不随电源电压变化的三角波发生器，其三角波的频率能够稳定输出且不随电源电压的变化而改变，其频率变化只与电阻电容有关，能够有效防止在宽电源电压范围工作时造成频率变化太大，而影响其后续驱动电路等功率模块的精度比较问题；

28、通过对电源电压vdd进行采样跟随，让其作为整体回路里面的一个反馈系数从而达到消去电源电压vdd对三角波输出频率的影响，本电路设计的三角波发生器精度高，其不受电源电压影响，只与参数中的rc常数有关，适用于宽电源电压系统中的三角波的设计。

29、本申请的其他有益效果或优势将在具体实施方式中结合具体结构进行详细描述。

技术特征：

1.一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，包括电压电流转换电路、电荷泵电路及数字反馈电路，所述电压电流转换电路包括pnp三极管q1和npn三极管q2，所述pnp三极管q1的基极接1/4电源电压vdd、集电极接地、发射极接电阻r5的一端，且发射级与电阻r5的公共端接npn三极管q2的基极；

2.如权利要求1所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，第一电流镜电路由pmos晶体管m1、m2、m3、m4构成，其中：

3.如权利要求2所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，所述pmos晶体管m1、m2、m3、m4的宽长比相同。

4.如权利要求1所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，第二电流镜电路由栅极相互连接的nmos晶体管m5、m6、m9构成，其中：

5.如权利要求4所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，所述nmos晶体管m5、m6、m9的宽长比相同。

6.如权利要求1所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，第三电流镜电路由栅极相互连接的pmos晶体管m7、m8构成，其中：

7.如权利要求6所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，所述pmos晶体管m7、m8的宽长比相同。

8.如权利要求1所述的一种与vdd无关的三角波发生器，其特征在于，所述数字反馈电路包括第一比较器和第二比较器，其中：

技术总结本申请公开了一种与VDD无关的三角波发生器，包括电压电流转换电路、电荷泵电路及数字反馈电路，所述电压电流转换电路包括PNP三极管Q1和NPN三极管Q2，所述PNP三极管Q1的基极接1/4电源电压VDD、集电极接地、发射极接电阻R5的一端，且发射级与电阻R5的公共端接NPN三极管Q2的基极；所述NPN三极管Q2的发射极通过电阻R4接地，集电极接第一电流镜一侧，第一电流镜另一侧接第二电流镜电路的第一侧，第二电流镜电路的第二侧接第三电流镜电路的第一侧，第三电流镜电路的第二侧接第二电流镜电路的第三侧，本电路设计的三角波发生器精度高，其不受电源电压影响。技术研发人员：李雪,彭铭怡受保护的技术使用者：成都芯正微电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18