ለክፍል ዲ ኦዲዮ የኃይል ማጉያዎች የአሁኑ ሞድ ላይ የተመሠረተ ኦስላተር ንድፍ - 6 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

ከቅርብ ዓመታት ወዲህ የክፍል ዲ ኦዲዮ ኃይል ማጉያዎች በከፍተኛ ቅልጥፍናቸው እና በዝቅተኛ የኃይል ፍጆታቸው ምክንያት እንደ MP3 እና ተንቀሳቃሽ ስልኮች ላሉ ተንቀሳቃሽ የኦዲዮ ስርዓቶች ተመራጭ መፍትሄ ሆነዋል። ማወዛወጫው የክፍል ዲ ኦዲዮ ማጉያ አስፈላጊ አካል ነው። ማወዛወጫው በማጉያው የድምፅ ጥራት ፣ በቺፕ ቅልጥፍና ፣ በኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃ ገብነት እና በሌሎች አመልካቾች ላይ ትልቅ ተጽዕኖ አለው። ለዚህም ፣ ይህ ወረቀት ለክፍል ዲ ኃይል ማጉያዎች የአሁኑን ቁጥጥር የሚደረግበት የአ oscillator ወረዳን ዲዛይን ያደርጋል። ሞጁሉ አሁን ባለው ሞድ ላይ የተመሠረተ እና በዋናነት ሁለት ተግባራትን ያከናውናል -አንደኛው የሶስት ማዕዘኑ ሞገድ ሲግናል ስፋቱ ከኃይል አቅርቦት voltage ልቴጅ ጋር ተመጣጣኝ ነው ፣ ሌላኛው ድግግሞሽ ከኃይል አቅርቦት voltage ልቴጅ ነፃ የሆነ የካሬ ሞገድ ምልክት ማቅረብ እና የካሬው ሞገድ ምልክት የግዴታ ሬሾ 50%ነው።

ደረጃ 1: የአሁኑ ሁነታ ኦስላሪተር መርህ

የ oscillator የሥራ መርህ የሶስት ማእዘን ሞገድ ምልክትን ለማመንጨት በ MOS መቀየሪያ ቱቦ በኩል የአሁኑን የኃይል መሙያ እና የኃይል መቆጣጠሪያን መቆጣጠር ነው። የተለመደው የአሁኑ ሞድ ላይ የተመሠረተ oscillator የማገጃ ሥዕል በምስል 1 ውስጥ ይታያል።

ለክፍል ዲ ኦዲዮ ኃይል ማጉያዎች የአሁኑ ሞድ ላይ የተመሠረተ ኦስላተር ንድፍ

በ FIG ውስጥ። 1 ፣ R1 ፣ R2 ፣ R3 ፣ እና R4 የኃይል አቅርቦት voltage ልቴጅ ቮልቴጅን በመከፋፈል የደረጃ ቮልት ቪኤች ፣ ቪኤል እና የማጣቀሻ voltage ልቴጅ ቪሬፍ ያመነጫሉ። ከዚያ የማጣቀሻ voltage ልቴጅ ከአቅርቦቱ voltage ልቴጅ ጋር ተመጣጣኝ የሆነ የማጣቀሻ የአሁኑን አይሪፍ ለማመንጨት በአምፕሊተሮች ኦኤፒ እና ኤምኤንኤ 1 LDO መዋቅር ውስጥ ያልፋል። ስለዚህ አሉ:

በዚህ ስርዓት ውስጥ MP1 ፣ MP2 እና MP3 የአሁኑን IB1 ኃይል መሙያ ለማመንጨት የመስታወት የአሁኑ ምንጭ መፍጠር ይችላሉ። በ MP1 ፣ MP2 ፣ MN2 እና MN3 የተዋቀረ የመስተዋት የአሁኑ ምንጭ የፍሳሽ የአሁኑን IB2 ያመነጫል። MP1 ፣ MP2 እና MP3 ከርዝመት ሬሾዎች ጋር እኩል ስፋት አላቸው ፣ እና MN2 እና MN3 ከርዝመት ሬሾዎች ጋር እኩል ስፋት አላቸው ተብሎ ይገመታል። ከዚያም አሉ:

ማወዛወዙ በሚሠራበት ጊዜ ፣ በመሙላት ደረጃ t1 ፣ CLK = 1 ፣ የ MP3 ቱቦው capacitor ን በቋሚ የአሁኑ IB1 ያስከፍላል። ከዚያ በኋላ ፣ ነጥብ ሀ ላይ ያለው ቮልቴጅ በመስመር ይነሳል። ነጥብ ሀ ላይ ያለው ቮልቴጅ ከ VH ሲበልጥ ፣ በ cmp1 ውፅዓት ላይ ያለው ቮልቴጅ ወደ ዜሮ ይቀየራል። የሎጂክ ቁጥጥር ሞጁል በዋናነት በ RS flip-flops የተዋቀረ ነው። የ cmp1 ውፅዓት 0 ሲሆን ፣ የውጤት ተርሚናል CLK ወደ ዝቅተኛ ደረጃ ይገለበጣል ፣ እና CLK ከፍተኛ ደረጃ ነው። ማወዛወጫው ወደ ፍሳሽ ደረጃ t2 ይገባል ፣ በዚህ ጊዜ capacitor C በቋሚ የአሁኑ IB2 ላይ መፍሰስ ይጀምራል ፣ ይህም በ A ነጥብ ላይ ያለውን voltage ልቴጅ እንዲወድቅ ያደርገዋል። ቮልቴጁ ከ VL በታች ሲወድቅ ፣ የ cmp2 ውፅዓት ቮልቴጅ ዜሮ ይሆናል። የ RS Flip-flop ይገለብጣል ፣ CLK ከፍ ይላል ፣ እና CLK ዝቅ ይላል ፣ የክፍያ እና የመልቀቂያ ጊዜን ያጠናቅቃል። IB1 እና IB2 እኩል ስለሆኑ የካፒታተሩ የኃይል መሙያ እና የማስወገጃ ጊዜዎች እኩል ናቸው። የ A- ነጥብ የሶስት ማዕዘን ማዕበል እየጨመረ የሚሄደው የጠርዝ ቁልቁል ከወደቀው የጠርዝ ቁልቁል ፍጹም እሴት ጋር እኩል ነው። ስለዚህ ፣ የ CLK ምልክት የ 50%የግዴታ ጥምርታ ያለው የካሬ ሞገድ ምልክት ነው።

የዚህ ማወዛወጫ ውፅዓት ድግግሞሽ ከአቅርቦት voltage ልቴጅ ነፃ ነው ፣ እና የሶስት ማዕዘኑ ሞገድ ስፋት ከአቅርቦት voltage ልቴጅ ጋር ተመጣጣኝ ነው።

ደረጃ 2 - Oscillator Circuit ትግበራ

በዚህ ወረቀት ውስጥ የተነደፈው የ oscillator የወረዳ ንድፍ በስእል 2. ወረዳው በሦስት ክፍሎች የተከፈለ ነው - የወረዳ ኃይልን የሚያመነጭ ደፍ ቮልቴጅ ፣ የአሁኑን የማመንጨት ወረዳ ኃይል መሙያ እና ማስወጣት እና አመክንዮ መቆጣጠሪያ ወረዳ።

ለክፍል ዲ ኦዲዮ የኃይል ማጉያዎች የአሁኑ ሞድ ላይ የተመሠረተ ኦስላተር ንድፍ 2 ምስል ማወዛወዝ ትግበራ ወረዳ

2.1 ደፍ ቮልቴጅ ትውልድ አሃድ

የደፍ ቮልቴጅ የሚያመነጨው ክፍል በ MN1 እና በአራት የቮልቴጅ መከፋፈያ R1 ፣ R2 ፣ R3 እና R4 እኩል የመቋቋም እሴቶች ባላቸው ሊመሰረት ይችላል። MOS ትራንዚስተር MN1 እዚህ እንደ መቀያየር ትራንዚስተር ሆኖ ያገለግላል። ምንም የኦዲዮ ምልክት ግብዓት በማይሆንበት ጊዜ ቺፕው የ CTRL ተርሚናል ዝቅተኛ ያደርገዋል ፣ ቪኤች እና ቪኤል ሁለቱም 0 ቪ ናቸው ፣ እና የ oscillator የቺፕውን የማይንቀሳቀስ የኃይል ፍጆታ ለመቀነስ መስራቱን ያቆማል። የምልክት ግብዓት ሲኖር ፣ CTRL ዝቅተኛ ፣ VH = 3Vdd/4 ፣ VL = Vdd/4 ነው። በንፅፅሩ ከፍተኛ ድግግሞሽ አሠራር ምክንያት ፣ ነጥብ ቢ እና ነጥብ ሐ በቀጥታ ከአነፃፃሪው ግብዓት ጋር ከተገናኙ ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃ ገብነት በኤምኤኤስ ትራንዚስተር ጥገኛ ጥገኛ አቅም በኩል ወደ ደፍ ቮልቴጅ ሊፈጠር ይችላል። ስለዚህ ፣ ይህ ወረዳ ነጥብ ቢ እና ነጥብ ሐን ወደ ቋት ያገናኛል። የወረዳ ማስመሰያዎች እንደሚያሳዩት የመጋዘኖች አጠቃቀም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃ ገብነትን በብቸኝነት ማግለል እና የደረጃውን voltage ልቴጅ ማረጋጋት ይችላል።

2.2 የክፍያ ማመንጫ እና የፍሳሽ ፍሰት

ከአቅርቦት voltage ልቴጅ ጋር የአሁኑ ተመጣጣኝ በ OPA ፣ MN2 እና R5 ሊፈጠር ይችላል። የ OPA ትርፍ ከፍተኛ ስለሆነ ፣ በሬፍ እና በ V5 መካከል ያለው የቮልቴጅ ልዩነት ቸልተኛ ነው። በሰርጥ ሞጁል ውጤት ምክንያት የ MP11 እና MN10 ሞገዶች በምንጩ-ፍሳሽ ቮልቴጅ ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል። ስለዚህ የካፒታተሩ የኃይል መሙያ ፍሰት ከአቅርቦት voltage ልቴጅ ጋር መስመራዊ አይደለም። በዚህ ንድፍ ውስጥ ፣ የአሁኑ መስታወት የ MP11 እና MN10 ምንጭ-ፍሳሽ ቮልቴጅን ለማረጋጋት እና ለኃይል አቅርቦት voltage ልቴጅ ስሜትን ለመቀነስ የኮድ ኮድ መዋቅርን ይጠቀማል። ከኤሲ እይታ አንፃር ፣ የኮድ ኮድ አወቃቀሩ የአሁኑን ምንጭ (ንብርብር) የውጤት መቋቋም ይጨምራል እናም በውጤቱ ፍሰት ውስጥ ያለውን ስህተት ይቀንሳል። MN3 ፣ MN4 እና MP5 ለ MP12 አድልዎ ቮልቴጅን ለማቅረብ ያገለግላሉ። MP8 ፣ MP10 ፣ MN6 ለ MN9 አድልዎ ቮልቴጅን ሊያቀርብ ይችላል።

2.3 የሎጂክ ቁጥጥር ክፍል

የ Flip-flop ውፅዓት CLK እና CLK ተቃራኒ ደረጃዎች ያሉት የካሬ ሞገድ ምልክቶች ናቸው ፣ ይህም የ MP13 ፣ MN11 እና MP14 ፣ MN12 ን መክፈቻ እና መዝጋት ለመቆጣጠር ሊያገለግል ይችላል። MP14 እና MN11 በስእል 1. እንደ SW1 እና SW2 ሆነው የሚሠሩ ትራንዚስተሮችን እንደ መቀያየር ሆነው ያገለግላሉ ፣ MN12 እና MP13 እንደ ረዳት ቱቦዎች ሆነው ያገለግላሉ ፣ ዋናው ተግባሩ የኃላፊነት ክፍተቶችን ለመቀነስ እና የአሁኑን ለማውጣት እና የሶስት ማዕዘን ሞገዶችን ሹል ተኩስ ክስተት ለማስወገድ ነው።. የሹል-ተኩስ ክስተት በዋነኝነት የሚከሰተው MOS ትራንዚስተር በስቴቱ ሽግግር ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ በሰርጥ ቻርጅ መርፌ ውጤት ነው።

CLN ከ 0 ወደ 1 በሚሸጋገርበት ጊዜ MN12 እና MP13 ተወግደዋል ብለን ስንገምት ፣ MP14 ወደ ጠፍቶ ሁኔታ ሲበራ ፣ እና MP11 እና MP12 ን ያካተተው የአሁኑ ምንጭ ወዲያውኑ ከሙሌት ክልል ወደ ጥልቅ መስመራዊ ክልል ለመግባት ይገደዳል ፣ እና MP11 ፣ MP12 ፣ MP13 ናቸው የሰርጥ ክፍያው በጣም አጭር በሆነ ጊዜ ውስጥ ይሳባል ፣ ይህም ትልቅ ብልጭታ የአሁኑን ያስከትላል ፣ ይህም ነጥብ ሀ ላይ የቮልቴጅ ፍጥነትን ያስከትላል ፣ በተመሳሳይ ጊዜ ፣ ኤምኤን 11 ከመጥፋቱ ሁኔታ ወደ ግዛት በመዝለል ፣ እና በ MN10 እና MN9 የተዋቀሩት የአሁኑ ንብርብሮች ከጥልቁ መስመራዊ ክልል ወደ ሙሌት ክልል ይሄዳሉ። የእነዚህ ሶስት ቱቦዎች የሰርጥ አቅም በአጭር ጊዜ ውስጥ ተከፍሏል ፣ ይህም ትልቅ የበርን የአሁኑን እና የሾለ ቮልቴጅን ያስከትላል። በተመሳሳይ ፣ ረዳት ቧንቧው MN12 ከተወገደ ፣ MN11 ፣ MN10 ፣ እና MN9 ደግሞ CLK ሲሰነጠቅ ትልቅ ብልጭታ የአሁኑን እና የሾለ ቮልቴጅን ያመነጫሉ። MP13 እና MP14 ተመሳሳይ ስፋት-ወደ-ርዝመት ጥምርታ ቢኖራቸውም ፣ የበሩ ደረጃ ተቃራኒ ነው ፣ ስለዚህ MP13 እና MP14 በተለዋጭ በርተዋል። የ MP13 የሾሉ ቮልቴጅን በማስወገድ ሁለት ዋና ሚናዎችን ይጫወታል። በመጀመሪያ ፣ የአሁኑን ቀጣይነት ለማረጋገጥ እና አሁን ባለው መስታወት ምክንያት የሚከሰተውን ሹል-ተኳሽ ቮልቴጅን ለማስወገድ MP11 እና MP12 በጠቅላላው ዑደት ውስጥ በሙሌት ክልል ውስጥ መሥራታቸውን ያረጋግጡ። ሁለተኛ ፣ MP13 እና MP14 ተጓዳኝ ቱቦ እንዲፈጥሩ ያድርጉ። ስለዚህ ፣ በ CLK የቮልቴጅ ለውጥ ቅጽበት ፣ የአንዱ ቱቦ የሰርጥ አቅም ተሞልቷል ፣ እና የሌላው ቱቦ የሰርጥ አቅም ይለቀቃል ፣ እና አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች እርስ በእርስ ይሰረዛሉ ፣ በዚህም ብልጭታውን በእጅጉ ይቀንሳል። በተመሳሳይም የ MN12 መግቢያ ተመሳሳይ ሚና ይጫወታል።

2.4 የጥገና ቴክኖሎጂ ትግበራ

የ MOS ቱቦዎች የተለያዩ ክፍሎች መለኪያዎች በወፍጮዎች መካከል ይለያያሉ። በተለያዩ የሂደት ማዕዘኖች ስር ፣ የ MOS ቱቦው የኦክሳይድ ንብርብር ውፍረት እንዲሁ የተለየ ይሆናል ፣ እና ተጓዳኙ ኮክስ እንዲሁ በዚሁ መሠረት ይለወጣል ፣ ይህም ክፍያው እና የፍሳሽ ፍሰት እንዲለወጥ በማድረግ የአ oscillator ውፅዓት ድግግሞሽ እንዲለወጥ ያደርጋል። በተዋሃደ የወረዳ ዲዛይን ውስጥ የመከርከሚያ ቴክኖሎጂው በዋነኝነት የተቃዋሚውን እና የመቋቋም አውታሩን (ወይም የ capacitor አውታረ መረብ) ለመቀየር ያገለግላል። የተለያዩ የተቃዋሚ ኔትወርኮችን (ወይም የ capacitor አውታረ መረቦችን) ለመንደፍ ተቃውሞ (ወይም አቅም) ለመጨመር የተለያዩ የመቋቋም አውታሮች ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ። የ IB1 እና IB2 የክፍያ እና የፍሳሽ ሞገዶች በዋነኝነት የሚወሰነው በአሁኑ ኢሬፍ ነው። እና ኢሬፍ = Vdd/2R5። ስለዚህ ፣ ይህ ንድፍ ተከላካዩን R5 ለመቁረጥ ይመርጣል። የመከርከሚያ አውታር በስእል 3. በስዕሉ ላይ ይታያል ፣ ሁሉም ተቃዋሚዎች እኩል ናቸው። በዚህ ንድፍ ውስጥ የተቃዋሚ R5 ተቃውሞ 45 ኪ.ሜ ነው። R5 ከ 4.5 ኪ.ሜ የመቋቋም አቅም ጋር በአስር ትናንሽ ተከላካዮች በተከታታይ ተገናኝቷል። በሁለቱ ነጥቦች ሀ እና ለ መካከል ያለውን ሽቦ መቀልበስ የ R5 ን የመቋቋም አቅም በ 2.5%ሊጨምር ይችላል ፣ እና በ B እና C መካከል ያለውን ሽቦ መቀላቀል በ 1.25%፣ በ A ፣ B እና B ፣ ሐ መካከል ያለውን ተቃውሞ ከፍ ሊያደርግ ይችላል።, ይህም ተቃውሞውን በ 3.75%ይጨምራል. የዚህ የመቁረጫ ቴክኒክ ጉዳት የመቋቋም እሴትን ብቻ ሊጨምር ይችላል ፣ ግን ትንሹን አይደለም።

ምስል 3 የመቋቋም ጥገና የአውታረ መረብ መዋቅር

ደረጃ 3 - የማስመሰል ውጤቶች ትንተና

ይህ ንድፍ በ CSMC 0.5μm CMOS ሂደት ላይ ሊተገበር የሚችል እና በተመልካች መሣሪያ ማስመሰል ይችላል።

3.1 የሶስት ማዕዘን ማዕበልን በተጓዳኝ የመቀየሪያ ቱቦ ማሻሻል

ስእል 4 የሶስት ማዕዘን ማዕበልን በተጓዳኝ የመቀየሪያ ቱቦ መሻሻልን የሚያሳይ ሥዕላዊ ሥዕል ነው። በዚህ ንድፍ ውስጥ የ MP13 እና MN12 ሞገዶች ተዳፋት ሲቀየር ግልፅ ጫፎች የላቸውም ፣ እና ረዳት ቱቦው ከተጨመረ በኋላ የሞገድ ቅርፅ የማጉላት ክስተት እንደሚጠፋ ከስእል 4 ማየት ይቻላል።

ምስል 4 የተጨማሪ የመቀየሪያ ቱቦ ወደ ሦስት ማዕዘን ማዕበል የተሻሻለ ሞገድ

3.2 የኃይል አቅርቦት ቮልቴጅ እና የሙቀት መጠን ተፅእኖ

የኃይል አቅርቦት ቮልቴጅ ከ 3 ቮ ወደ 5 ቮ ሲቀየር የአ oscillator ድግግሞሽ ወደ 1.86% እንደሚቀየር ከስእል 5 ማየት ይቻላል። የሙቀት መጠኑ ከ -40 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ወደ 120 ዲግሪ ሲቀየር የአ oscillator ድግግሞሽ በ 1.93%ይቀየራል። የቺፕው መደበኛ አሠራር መረጋገጥ እንዲችል የሙቀት መጠኑ እና የኃይል አቅርቦቱ voltage ልቴጅ በሰፊው ሲለያዩ የአ oscillator ውፅዓት ድግግሞሽ ተረጋግቶ ሊቆይ ይችላል።

ምስል 5 የቮልቴጅ እና የሙቀት መጠን ድግግሞሽ ላይ

ደረጃ 4 መደምደሚያ

ይህ ወረቀት ለክፍል ዲ ኦዲዮ ኃይል ማጉያዎች የአሁኑ ቁጥጥር የሚደረግበት ማወዛወዝን ያዘጋጃል። በተለምዶ ይህ ማወዛወጫ በ 250 kHz ድግግሞሽ አራት ማዕዘን እና ባለ ሦስት ማዕዘን ሞገድ ምልክቶችን ሊያወጣ ይችላል። ከዚህም በላይ የሙቀት መጠኑ እና የአቅርቦት voltage ልቴጅ በሰፊው ሲለዋወጥ የአ oscillator ውፅዓት ድግግሞሽ ተረጋግቶ ሊቆይ ይችላል። በተጨማሪም ፣ ተጣጣፊ መቀየሪያ ትራንዚስተሮችን በማከል የሾሉ ቮልቴጅ እንዲሁ ሊወገድ ይችላል። የተቃዋሚ ኔትወርክ የመቁረጫ ዘዴን በማስተዋወቅ የሂደት ልዩነቶች ባሉበት ትክክለኛ የውጤት ድግግሞሽ ሊገኝ ይችላል። በአሁኑ ጊዜ ይህ ማወዛወጫ በክፍል ዲ የድምጽ ማጉያ ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል።