一種低輸入電壓、低噪聲調(diào)節(jié)器的設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，提供給系統(tǒng)的電源電壓逐漸降低，但是更低的電源電壓會導(dǎo)致模擬電路的性能變差，甚至失效。在混合信號電路中，考慮到功耗和性能的要求，數(shù)字電路低電壓工作而模擬電路高電壓工作；對噪聲敏感的模擬芯片，需要很穩(wěn)定的電壓；對于不同的應(yīng)用，所需的電壓也不盡相同，主流電池往往不能直接提供。因此，必須進行一定的升壓轉(zhuǎn)換，以獲得低紋波的輸出電壓。 文章首先從噪聲和效率這兩個角度分析各種升壓電路結(jié)構(gòu)，分析結(jié)果表明電荷泵加上線性穩(wěn)壓電

2、路的組合結(jié)構(gòu)是獲得低紋波高輸出電壓的最好方法。然后，詳細地分析了現(xiàn)有的組合結(jié)構(gòu)，比較了它們的各種優(yōu)缺點；緊接著采用等效電量關(guān)系法詳細地推導(dǎo)了電荷泵的穩(wěn)態(tài)輸出電壓表達式。建立了電荷泵的等效控制電路，從而得出采用脈沖頻率調(diào)制、脈沖寬度調(diào)制和導(dǎo)通電阻控制調(diào)整輸出電壓的方法都是電阻串聯(lián)的調(diào)整方法，都要消耗能量。由于線性穩(wěn)壓電路具有較好的動態(tài)響應(yīng)，對輸入電壓和負載的突變，它能夠在瞬間完成調(diào)整，因此在電荷泵的后面直接級聯(lián)一個線性穩(wěn)壓電路將不會明顯地

3、降低電荷泵的效率，而且可以得到低紋波的輸出電壓。 為了能更好地滿足要求，本文設(shè)計的電壓調(diào)節(jié)器可以根據(jù)控制信號的不同產(chǎn)生不同的輸出電壓。首先采用譯碼器對輸入和輸出電壓進行判比，確定最優(yōu)的轉(zhuǎn)換系數(shù)，提高了系統(tǒng)的效率。推導(dǎo)了電荷泵的損耗和效率模型，為電路設(shè)計中確定電荷泵開關(guān)管的尺寸奠定基礎(chǔ)。同時，在電路設(shè)計階段，還考慮了如何去減小電路產(chǎn)生的噪聲。設(shè)計了一系列數(shù)字控制電路和模擬電路，最后把電路組合在一起進行系統(tǒng)級仿真。結(jié)果表明，設(shè)計的系