CN103744463B - 可检测占空比的可变基准电源 - Google Patents

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Abstract

可检测占空比的可变基准电源，包括第一放大级、第二放大级和积分电容，所述第一放大级的输出端连接第二放大级的输入端，所述第一放大级的输出端还连接一端接地的积分电容；所述第一放大级由第一运算放大器、第一调整NMOS管、PMOS电流镜、第一反馈电阻串和积分开关组成，所述第一运算放大器的正相输入端连接一基准电压，第一调整NMOS管的源级连接第一反馈电阻串的中间节点并连接第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整NMOS管的栅极；所述第二放大级为电压放大比例为K2的电压缓冲放大器。采用本发明所述的可检测占空比的可变基准电源，提高了基准电压分压后的驱动能力，实现脉冲信号占空比的直流转化。

Description

可检测占空比的可变基准电源
技术领域
本发明属于集成电路领域，涉及一种可检测占空比的可变基准电源。
背景技术
模拟电路广泛的包含电压基准和电流基准。这种基准是直流量，它与电源和工艺参数的关系很小，但与温度的关系是确定的。
产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压或电流。在大多数应用中，所要求的温度关系采取下面三种形式中的一种：
1)与绝对温度成正比；
2)常数Gm特性，也就是，一些晶体管的跨导保持常数；
3)与温度无关。
要实现基准电压源所需解决的主要问题是如何提高其温度抑制与电源抑制，即如何实现与温度有确定关系且与电源基本无关的结构。由于在现实中半导体几乎没有与温度无关的参数，因此只有找到一些具有正温度系数和负温度系数的参数，通过合适的组合，可以得到与温度无关的量，且这些参数与电源无关。
现有技术多采用带隙基准电压实现基准电压，由于带隙基准电压特性，通常限定在一个定值，例如1.22V，实际电路应用中，通常需要其它值的稳定电压，现有技术通常利用电阻串直接分压，但付出的代价是降低了基准电压的驱动能力和传输路径，同时也无法实现占空比表示的分压。
发明内容
针对现有技术存在的基准源分压存在驱动能力弱，无法实现占空比信号分压的技术缺陷，本发明提供一种可检测占空比的可变基准电源。
本发明所述可检测占空比的可变基准电源，包括第一放大级、第二放大级和积分电容，所述第一放大级的输出端连接第二放大级的输入端，所述第一放大级的输出端还连接一端接地的积分电容；
所述第一放大级由第一运算放大器、第一调整NMOS管、PMOS电流镜、第一反馈电阻串和积分开关组成，所述第一运算放大器的正相输入端连接一基准电压，第一调整NMOS管的源级连接第一反馈电阻串的中间节点并连接第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整NMOS管的栅极；
所述PMOS电流镜为1:1电流镜，输入端连接第一调整NMOS管的漏极，PMOS电流镜的输出端通过积分开关连接第一放大级的输出端，所述第一反馈电阻串两端分别接地和第一放大级的输出端，所述第一反馈电阻串的另一端接地；所述第一反馈电阻串中间节点两侧电阻值比例为预先设定的K1；
所述第二放大级为电压放大比例为K2的电压缓冲放大器，且K2小于1，所述第二放大级的输出端作为可变基准电源的输出端。
优选的，所述第二放大级由第二运算放大器、第二调整NMOS管、第二反馈电阻串组成，所述第二运算放大器的正相输入端连接第一放大级的输出端，所述第二调整NMOS管的漏极接电源，第二反馈电阻串两端分别连接第二运算放大器的反相输入端和地，第二反馈电阻串的中间节点连接第二放大级的输出端，所述第二反馈电阻串中间节点两侧电阻值比例为预先设定的K2。
优选的，所述可变基准电源为带隙基准电压源。
本发明具有以下有益效果：
采用本发明所述的可检测占空比的可变基准电源，采用两级放大电路，提高了基准电压分压后的驱动能力，实现脉冲信号占空比的直流转化，在数模/模数转换中具有广阔的使用前景。
附图说明
图1为本发明所述的可检测占空比的可变基准电源一个具体电路实施例。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明的发明目的在于实现一种输出电压可随方波信号占空比变化的基准电压值。
图1为本发明所述的可变基准电源一个具体电路实施例。具体电路中包含带隙基准电压源Vbg，四个电阻器R0，R1，R2，R3，一个电容器C1，一个开关器件S1，两个运算放大器第一运算放大器AMP0，第二运算放大器AMP1，两个NMOS管第一调整NMOS管NM0，第二调整NMOS管NM1，两个PMOS管PM1，PM2构成电流镜。AMP1，NM1和R0形成跨导运放，将基准电压转换成基准电流。开关S1控制I2电流对R1，C1的充电。R1和C1形成滤波产生补偿后基准电压Vref_comp，AMP0，NM0，R2和R3形成缓冲器和分压的作用，产生实际所需的基准电压VD1。
本实施例中，电流镜比例为1:1，R0：R1＝1，R3：R2＝2，基准电压值为1.2V，第一运算放大器使两个输入端电压相等，流过R0的电流通过电流镜镜像后从R1输出，由于开关S1以占空比D开关，使得对电容C1充电电流为原有电流的D倍，在电容端得到的电压值为(1+D)*VREF，其中VREF为输入的带隙基准电压值。
第二调整放大级由第二运算放大器、第二调整NMOS管、第二反馈电阻串组成，所述第二运算放大器的正相输入端连接第一放大级的输出端，所述第二调整NMOS管的漏极接电源，第二反馈电阻串两端分别连接第二运算放大器的反相输入端和地，第二反馈电阻串的中间节点连接第二放大级的输出端，所述第二反馈电阻串中间节点两侧电阻值比例为预先设定的K2。
本实施例中所述可变基准电源的电压值VD1(即图中的Vref-real)＝(1+D)*VREF*K3，其中D为反馈电压方波的占空比，VREF为预先设定的不变基准电压值。
需要指出的是，在本领域的技术人员应该知道，本发明中描述的具体电路实施例，仅仅是该补偿理论的一种表现形式，还存在其它种可能。同样。所搭建的电路工艺不仅仅局限于标准CMOS工艺，也可以为Bipolar工艺，抑或是BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)工艺等。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.可检测占空比的可变基准电源，其特征在于，包括第一放大级、第二放大级和积分电容，所述第一放大级的输出端连接第二放大级的输入端，所述第一放大级的输出端还连接一端接地的积分电容；
所述第一放大级由第一运算放大器、第一调整NMOS管、PMOS电流镜、第一反馈电阻串和积分开关组成，所述第一运算放大器的正相输入端连接一基准电压，第一调整NMOS管的源级连接第一反馈电阻串的中间节点并连接第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整NMOS管的栅极；
所述PMOS电流镜为1:1电流镜，输入端连接第一调整NMOS管的漏极，PMOS电流镜的输出端通过积分开关连接第一放大级的输出端，所述第一反馈电阻串两端分别接地和第一放大级的输出端，所述第一反馈电阻串的另一端接地；所述第一反馈电阻串中间节点两侧电阻值比例为预先设定的K1；
所述第二放大级为电压放大比例为K2的电压缓冲放大器，且K2小于1，所述第二放大级的输出端作为可变基准电源的输出端；
所述第二放大级由第二运算放大器、第二调整NMOS管、第二反馈电阻串组成，所述第二运算放大器的正相输入端连接第一放大级的输出端，所述第二调整NMOS管的漏极接电源，第二反馈电阻串两端分别连接第二运算放大器的反相输入端和地，第二反馈电阻串的中间节点连接第二放大级的输出端，所述第二反馈电阻串中间节点两侧电阻值比例为预先设定的K3；
所述可变基准电源为带隙基准电压源。
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