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AN-CM-233外部振荡器GreenPAK解决方案

内容

术语和定义

我知道了集成电路
CMOS.互补混合氧化物半导体
水晶当机械共振时产生电信号的压电材料
纳米n沟道MOSFET
OE.允许输出
RC电路电阻电容电路

参考

对于相关的文件和软件,请访问:

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal

下载我们的免费GreenPAK设计师软件[1]打开.gp文件[2],并查看所提出的电路设计。使用GreenPAK开发工具(3.]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。雷竞技电竞平台对话框半导体提供完整的应用程序笔记库[4],包括设计实例,以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

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  6. SLG46620, Datasheet, 雷竞技电竞平台Dialog Semiconductor
  7. SLG46533, Datasheet, 雷竞技电竞平台Dialog Semiconductor
  8. 雷蒙Cerda先生,Pierce-Gate晶体振荡器,微波产品消化,2008

作者:吉诺卡斯里略

介绍

某些应用需雷竞技安卓下载要振荡器尚未在芯片振荡器内部提供GreenPAK我知道了。本应用笔记描述了两个设计,其中少量无源外部组件可以用作振荡器,其连接到A振荡器GreenPAK.第一个设计是低功耗RC振荡器。第二是低功率32kHz晶体振荡器电路。在这两种情况下,GreenPAK设计类似;使用GPIO引脚,不需要进一步的内部部件。

低功率(Sub-μA)RC振荡器

RC振荡器,使用外部组件,允许用户通过调整组件值来调整频率。RC振荡器可以很容易地用任何GreenPAK芯片,但双轨芯片另外可以使这种RC振荡器非常低功耗,通过允许使用电阻来限制从二级轨道汲取的功率来限制来自次级轨道的功率。以下设计实现了双轨SLG46121V,但是任何双轨的示例GreenPAK可用于。

电路设计

基本上,一个典型的振荡器由一个带反馈的反相增益组成。在GreenPAK,这可以用只有引脚连接的销钉连接来实现,如图所示图1.确保信号路径中没有其他块有助于最小化功耗和延迟。PIN12的输入引脚被设置为低压数字输入(LVDI)模式,即使在接近其阈值的缓慢模拟信号(不像正常的CMOS输入可以有显著的击穿电流),它也会产生相对较小的电流。PIN12信号馈入PIN10的OE引脚输出,配置为三态输出。PIN10输入接地。结果是,当OE高时,输出被驱动低。当OE是低,输出被禁用,允许它被拉高由一个外部上拉电阻。这样,我们就有了必要的倒置。在功能上,这相当于NMOS,如图2.外部PIN10连接到PIN12,完成反馈回路。反馈回路的频率特性可以由线上的RC控制。

图1:GreenPak设计师的逆变器电路视图

在这个例子中,一个单独的输出(PIN3)被用作缓冲测试点来检查频率,而没有示波器探头加载反馈回路,该回路具有高z (10MΩ)状态。

PIN12和PIN10由VDD2供电(黄色表示)。外部,VDD2通过10MΩ电阻连接到VDD以限制电流。PIN10被一个10MΩ电阻拉到VDD2,一个100pf电容连接到地。周期时间可以由RC衰减估计,即时间= RC * ln(VDD/(VDD- vth))。例如,C1*(R1+R2)给出2ms的时间常数,LVDI输入阈值电压(Vth)为900 mV, VDD为3 V,周期时间为713 us,或等效为1.4k Hz,与图中所示的测量结果大致吻合表1

图2:低功耗振荡器电路图

结果

图3:低功耗振荡器PIN3输出信号,VDD为3.3 V
图4:放大显示80ns脉冲宽度的PIN3输出信号

表1显示我供应与SLG46620V的内部振荡器相比,SLG46121V外部RC振荡器电路的频率测量。选择SLG46620低频内部振荡器,因为它具有各种电源内部振荡器之一GreenPAK芯片。还示出了没有缓冲输出测试点的SLG46121V的电源电流,因为输出缓冲器消耗了一些切换功率。注意SLG46121V本身没有低频内部振荡器,可以以低于SLG46620的电源运行;其最低功率内部振荡器可以在大约5μA时运行,如其他许多其他GreenPAK芯片。其他需要注意的方面是VDD对频率和电源电流的影响。图5图表提供电流VS VDD,以及图6图表频率vs VDD。

表1:低功率振荡器测量
VDD(v)
供应SLG46121 (uA)
频率SLG46121(赫兹)
供应SLG46121没有外部连接(UA)
供应SLG46620V(μA)
频率SLG46620V(kHz)
1.80
0.49
1.05
0.47
0.92
1.63
2.00
0.54
1.12
0.52
0.96
1.63
2.20
0.62
1.18
0.56
1.02
1.63
2.40
0.63
1.20
0.61
1.05
1.63
2.60
0.71
1.26
0.67
1.08
1.63
2.80
0.77
1.31
0.72
1.13
1.63
3.00
0.83
1.37
0.77
1.17
1.63
3.20
0.89
1.42
0.82
1.20
1.63
3.33
0.94
1.46
0.86
1.26
1.63
3.40
0.96
1.47
0.87
1.28
1.63
3.60
1.02
1.48
0.93
1.29
1.63
3.80
1.08
1.52
0.99
1.33
1.63
4.00
1.15
1.56
1.05
1.39
1.63
4.20
1.22
1.60
1.11
1.40
1.63
4.40
1.28
1.63
1.17
1.44
1.63
4.60
1.35
1.64
1.23
1.51
1.63
4.80
1.42
1.67
1.29
1.55
1.63
5.00
1.49
1.69
1.35
1.64
1.63
图5:我供应SLG46121V设计的VS. VDD
图6:SLG46121V设计的频率与VDD

水晶振荡器

相同的设计策略GreenPAKRC振荡器的设计可用于制作晶体振荡器。一些GreenPAKS具有内置的“晶体OSC”块,由专用的高速单级逆变器组成,可与外部组件一起使用以创建晶体振荡器电路。我们在本申请中使用的技术只需使用与OE的任何GPIO中的通用逆变器一起使用,并且可以应用于任何GreenPAK.对于这个例子,我们将再次使用SLG46121V芯片,利用其双轨特性来最小化电源电流。

电路设计

使用与前面讨论过的低功率振荡器相同的基本原理(图1) 这GreenPAK配置为逆变器,但是对于这种设计,外部部件布置在刺穿振荡器电路的配置中(图7)。

PIN12和PIN10之间的10MΩ反馈电阻使逆变器在其线性区域产生偏差,使其作为模拟放大器工作。反馈需要有一个高电阻,以允许晶体的共振成为这个电路的主要方面。一个100kΩ电阻与PIN10串联,限制通过晶体的电流,并将PIN10的输出驱动器与C1、C2与晶体形成的复阻抗隔离。一个32.768 kHz石英晶体和两个22 pF负载电容器C1和C2设置谐振。PIN10由一个1MΩ电阻从外部拉到VDD2。VDD2通过1MΩ电阻连接到VDD以限制电流。在这个例子中,一个单独的输出(PIN3)被用作缓冲测试点来检查频率,而没有示波器探头加载反馈回路,该回路具有高z (10MΩ)状态。

图7:皮尔斯晶体振荡器电路图

结果

图8:3.3 V VDD Pierce晶体振荡器输出

表2显示我供应使用SLG46121V设计的晶体振荡器电路的频率测量,以及SLG46533V使用其“晶体OSC”块进行比较。使用SLG46121V设计的晶体振荡器可以始终生产32.768kHz信号,与SLG46533V内置晶体振荡器电路相比,功耗远低得多,这旨在耗尽更快的时钟(≥5MHz),并且不针对较慢的时钟进行优化.选择所选择的组件值,设计仅在1MΩ电阻下丢弃VDD时,该设计仅限于大约2.2V。可以选择其他电阻值以折衷低压Vs低电流操作。为了便于测试,将计数器添加到示例性设计中(图10),内部将频率划分为100(327 Hz)。这减少了从PIN3切换的输出引脚产生的当前绘图。

表2:皮尔斯晶体振荡器测量
VDD(v)
供应
SLG46121V与100(μA)分开
频率SLG46121V(赫兹)
供应
SLG46533V(μA)
频率SLG46533V(赫兹)
1.80
1.09
11.0
15.82
32.8
2.00
1.30.
16.4
38.48
32.8
2.20
1.63
32.7
76.32
32.8
2.40
1.81
32.7
129.18
32.8
2.60
1.97
32.7
199.42
32.8
2.80
2.18
32.7
289.62
32.8
3.00
2.23
32.7
442.
32.8
3.20
2.53
32.7
582.
32.8
3.33
2.65
32.7
680.
32.8
3.40
2.72
32.7
735
32.8
3.60
2.93
32.7
908
32.8
3.80
3.13
32.7
1097.
32.8
4.00
3.34
32.7
1286
32.8
4.20
3.55
32.7
1495
32.8
4.40
3.78
32.7
1713
32.8
4.60
4.00
32.7
1929
32.8
4.80
4.21
32.7
2162
32.8
5.00
4.45
32.7
2401
32.8
E: \ percf_osc_no_load_check.png
图9:Piers振荡器除以100分
图10:在GreenPAK Designer中除以100测试电路

结论

介绍了使用不同外部组件的振荡器,而是使用不同的内部GreenPak设计来实现两种解决方案。第一是亚μARC振荡器,其频率可以根据外部电阻和电容组件进行调整。第二个是晶体振荡器,可用于更精确的应用。雷竞技安卓下载两个解决方案都使用最少的资源。在双轨部件上证明了设计,以突出其优势在通过电源之间的电流限制路径创建低电流实现。销基逆变器的一般技术也可以应用于其他应用中。雷竞技安卓下载