正確的時序

Frederik Dostal

ADI公司

許多模擬電路需要一種時鐘信號，或者要求能在一定時間后執(zhí)行某項任務(wù)。對于這樣的應(yīng)用，有各種各樣適用的解決方案。對于簡單的時序任務(wù)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的555電路。使用555電路和適當(dāng)?shù)耐獠拷M件，可以執(zhí)行許多不同的任務(wù)。

然而，使用相當(dāng)廣泛的555定時器有一個缺點，就是設(shè)置不太精確。555定時器通過給外部電容充電和檢測電壓閾值來工作。這種電路很容易制作，但它的精度很大程度上取決于其電容的實際值。

晶體振蕩器適用于精度要求較高的應(yīng)用。它們的精度可能很高，但它們有一個缺點：可靠性。參與電氣設(shè)備維修的人都知道，故障通常是由大型電解電容引起的。晶體振蕩器是引起故障的第二大原因。

第三種測量時間長度或生成時鐘信號的方法是使用一個簡單的小型微控制器。當(dāng)然，可供選擇的器件數(shù)量繁多，且可以選擇各自不同的優(yōu)化方法。但是，這些器件需要編程，用戶需要掌握一定的知識才能使用它；此外，由于其采用數(shù)字設(shè)計，在關(guān)鍵應(yīng)用中使用時，必須非常小心謹(jǐn)慎。例如，如果微控制器發(fā)生故障，整個系統(tǒng)會出現(xiàn)問題。

除了這三種基本的時鐘產(chǎn)生構(gòu)建塊之外，還有其他不太為人所知的替代方案。ADI公司提供的TimerBlox模塊就是這樣一種替代方案。它們是基于硅的時序模塊，與微控制器不同，它們在運行中是完全模擬的，可以通過電阻進行調(diào)整。所以，它不需要軟件編程，功能也非?？煽?。圖1對不同的TimerBlox模塊進行了概述，且介紹了它們各自的基本功能。使用這些基本構(gòu)建模塊可以生成無數(shù)其他功能。

圖1.用于生成各種時序功能的TimerBlox電路。

與廣泛使用的555定時器電路相比，TimerBlox電路不依賴外部電容充電。所有的設(shè)置都在電阻中完成，因此其功能更精確。精度可達到1%至2%。晶體振蕩器的精度更高，約為100倍，但隨之而來的是各種缺點。

圖2.采用LTC6993 TimerBlox集成電路的包絡(luò)檢波器。

時序模塊的應(yīng)用非常多樣化。ADI公司已經(jīng)發(fā)布了許多示例電路。圖2顯示了一個包絡(luò)檢波器。幾個快速脈沖結(jié)合在一起形成一個較長的脈沖。LTC6993-2的外部組件對于這個應(yīng)用來說是最少的。電路中的電容只是一個支持電源電壓的備用電容，對定時模塊的精度沒有影響。

其他有趣的應(yīng)用還包括用于電源的多個開關(guān)穩(wěn)壓器的相移同步，或?qū)U頻調(diào)制添加到具有同步輸入的開關(guān)穩(wěn)壓器IC中。另一個典型的應(yīng)用是部署指定的延遲，也就是定時器為特定的電路段提供延遲開啟的功能。

有許多不同的技術(shù)解決方案用于生成時鐘信號和執(zhí)行各種基于時間的任務(wù)。每種方案各有其優(yōu)缺點。例如TimerBlox模塊這樣的硅振蕩器，就因為使用可變電阻代替電容，所以具備易于使用、精度高、可靠性高等特點。

作者簡介

Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任多種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負(fù)責(zé)開關(guān)模式電源。Frederik于2009年加入ADI公司，擔(dān)任歐洲分公司的電源管理技術(shù)專家。聯(lián)系方式：frederik.dostal@analog.com。