术语和定义
参考
https://www.dialog-seminile.com/configurable-mixed-signal.．
下载我们的免费格林帕克™软件设计师(1打开.gp文件[2]并查看所提出的电路设计。使用格林帕克开发工具[3.在几分钟内将设计冻结成您自己的定制IC。yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供了一个完整的应用程序注释库[4.]具有设计示例以及对话框IC中的功能和块的说明。
- GreenPAK设计软件，软件下载和用户指南，对话框半导体yabo国际娱乐
- 带有GreenPAK.gp的AN-CM-233外部振荡器解决方案那格林帕克设计文件，对话框半导体yabo国际娱乐
- GreenPAK开发工具那格林帕克开发工具网页，对话半导体yabo国际娱乐
- GreenPak应用笔记那格林帕克应用笔记网页，对话框半导体yabo国际娱乐
- SLG46121, Datasheet, yabo国际娱乐Dialog Semiconductor
- SLG46620，数据表，对话框半导体yabo国际娱乐
- SLG46533，数据表，对话框半导体yabo国际娱乐
- Ramon Cerda，Pierce-Gate晶体振荡器，《微波产品文摘》，2008年
作者:吉诺卡斯蒂略
介绍
一些应用程亚博国际官网平台网址序要求振荡器内的芯片上振荡器尚未服务的振荡器格林帕克本应用笔记描述了两种设计，其中一些无源外部元件可以用作振荡器，它连接到一个格林帕克．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，格林帕克设计是相似的;使用了GPIO引脚，不需要进一步的内部组件。
低功率(sub-µA) RC振荡器
使用外部组件的RC振荡器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格林帕克但是双轨芯片可以使这样的RC振荡器非常低的功率，降低到sub-µA水平，通过允许使用一个电阻来限制从二次轨提取的功率。下面的设计实现了一个双轨SLG46121V的例子，但任何双轨格林帕克可以使用。
电路设计
从根本上，典型的振荡器包括反相增益，具有反馈。在格林帕克，这可以通过一个引脚到引脚的连接来实现，如图1．在信号路径中确保没有其他块有助于最小化功耗和延迟。PIN12处的输入引脚设置为低压数字输入（LVDI）模式，即使在其阈值附近的慢速模拟信号，也可以绘制相对较小的电流（与可以通过电流显着射击的普通CMOS输入不同）。PIN12信号进入PIN10的OE引脚输出，其被配置为3状态输出。PIN10的输入有线接地。结果是，当OE很高时，输出被驱动为低电平。当OE低时，禁用输出允许其通过外部上拉电阻拉高。因此，我们有必要的反演。在功能上，这相当于NMOS，如图所示图2.．外部PIN10连接到PIN12，完成反馈回路。反馈回路的频率特性可由导线上的RC控制。
在该示例中，单独的输出（PIN3）用作缓冲测试点以检查没有示波器探测的频率加载具有高Z（10MΩ）状态的反馈回路。
PIN12和PIN10由VDD2提供动力（由黄色表示）。外部，VDD2通过10MΩ电阻连接到VDD，以限制电流。PIN10由10MΩ电阻拉到VDD2，连接到接地100 PF电容。可以从RC衰减估计循环时间，即时间= RC * LN（VDD /（VDD /（VDD-VTH））。例如，具有C1 *（R1 + R2），给出2ms的时间常数，LVDI输入阈值电压（VTH）为900 mV，循环时间为713，或等效，1.4KHz，粗略地匹配测量结果表格1．
结果
表格1显示I.供应和频率测量的SLG46121V外部RC振荡器电路，比较内部振荡器的SLG46620V。选择SLG46620低频内振子是因为它有各种内振子中功率最低的一个格林帕克芯片。SLG46121V没有缓冲输出测试点的供电电流也显示出来，因为输出缓冲消耗了一些开关功率。注意SLG46121V本身没有一个低频内部振荡器，可以运行在低功率的SLG46620;它的最低功率内部振荡器可以运行在5 μ A左右，就像许多其他振荡器一样格林帕克芯片。要注意的其他方面是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.图表频率与VDD。
|
VDD (V) |
一世供应SLG46121（UA） |
FREQ SLG46121（kHz） |
一世供应SLG46121没有外部连接（UA） |
一世供应SLG46620V（μA） |
频率SLG46620V(赫兹) |
|---|---|---|---|---|---|
|
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 |
晶体振荡器
相同的设计策略来自格林帕克RC振荡器设计可以应用于制作晶体振荡器。一些格林帕克s有一个内置的“Crystal OSC”块，由专用的高速单级逆变器，可与外部组件一起使用，以创建一个晶体振荡器电路。我们在本应用笔记中使用的技术仅仅是使用在带有OE的任何GPIO中存在的通用逆变器，并且可以应用于任何格林帕克．对于此示例，我们将再次使用SLG46121V芯片，利用其双轨功能来最小化供电电流。
电路设计
使用与先前讨论的低功耗振荡器相同的基本原理（图1)格林帕克配置为一个逆变器，但在这个设计中，外部组件配置为皮尔斯振荡器电路(图7.)．
PIN12和PIN10之间的10MΩ反馈电阻将逆变器偏置在其线性区域中，使其使其用作模拟放大器。反馈需要具有高电阻，以允许晶体的共振成为该电路的主导方面。100kΩ电阻与PIN10串联汇集，以限制通过晶体的电流，并将PIN10的输出驱动器与由C1，C2和晶体形成的复杂阻抗隔离。32.768 kHz石英晶体以及两个22 PF负载电容C1和C2设置谐振。通过1MΩ电阻将PIN10从外部拉出到VDD2。VDD2通过1MΩ电阻连接到VDD以限制电流。在该示例中，单独的输出（PIN3）用作缓冲测试点以检查没有示波器探测的频率加载具有高Z（10MΩ）状态的反馈回路。
结果
表2.显示I.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.)，内部将频率除以100 (327hz)。这减少了输出引脚在PIN3切换时产生的电流。
|
VDD (V) |
一世供应
SLG46121V / 100(µA) |
FREQ SLG46121V（kHz） |
一世供应
SLG46533V(µ) |
FREQ SLG46533V（kHz） |
|---|---|---|---|---|
|
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年 |
32.8 |
|
4.80 |
4.21 |
32.7 |
2162 |
32.8 |
|
5.00 |
4.45 |
32.7 |
2401 |
32.8 |
结论
提出了两种解决方案，采用不同的外部组件，但采用相似的内部GreenPAK设计来实现振荡器。第一种是一种sub-µa RC振荡器，其频率可以根据外部电阻性和电容性成分进行调整。第二种是晶体振荡器，可以用于更精确的应用。亚博国际官网平台网址两种解决方案都使用最少的资源。该设计在双轨部件上进行了演示，以突出其通过供电之间的电流限制路径创建低电流实现的优势。基于引脚的逆变器的一般技术也可以应用于其他应用。亚博国际官网平台网址