耗電只有 6μA 的高保真三角波發(fā)生器

　　理想的三角波涉及到無(wú)限的 d2V/dt2 ，所以高保真三角波應有極寬的帶寬。微功耗電路帶寬相當窄，因此用這種電路產(chǎn)生良好的三角波是有問(wèn)題的。圖 1所示電路示出了產(chǎn)生三角波的兩種方法。單一比較器電路使用一種張馳振蕩器法以及呈阻容（指數）特性的三角波近似法（圖 1a）。如果你需要更好的線(xiàn)性度，則增加一個(gè)積分器就可改進(jìn)三角波近似法（圖 1b）。這兩種電路都有一個(gè)滯后反饋通路，以及一個(gè)由 R₃ 和 C₁ 組成的RC反饋通路，或積分器反饋通路。滯后反饋通路不斷改變 RC 積分器的方向，并設定新的目標電壓，而RC 積分器則設定朝新目標變化的速率。這兩種電路都很可靠，得到廣泛應用。

圖1 這些常用的三角波產(chǎn)生方法都有缺點(diǎn)，特別在你的設計需要低功耗工作時(shí)更是如此。

　　當你同時(shí)需要極低功耗和相當高的工作頻率時(shí)，上述兩種電路就有問(wèn)題了。這種情況需要使用微功耗運算放大器。請考慮一下：比較器每翻轉一次方向，就會(huì )通過(guò)兩個(gè)反饋通路使一個(gè)瞬時(shí)電流流入或流出運放輸出端。這種情況是可以接受的，只是比較器流入或流出的電流大于運放的總電源電流。結果是：由于運放不能提供所需的瞬時(shí)輸出開(kāi)關(guān)電流而產(chǎn)生具有大量的毛刺脈沖的極壞波形。你只要加大電阻器阻值和減小電容器電容值，就可使波形有所改善，但這種改善非常有限，而且電路會(huì )增大噪聲，容易受到干擾。
　　不過(guò)，請不要灰心，有一種簡(jiǎn)單而又廉價(jià)的方法可供使用。為什么不采用一個(gè) CMOS 反相器來(lái)提供瞬時(shí)電流，而讓運放提供精密線(xiàn)性化電流呢？圖 2 示出了這種方法。該電路與圖 1b 所示的電路相同，只是運放不必提供瞬時(shí)轉換電流。運放的輸出電流不會(huì )在三角波的尖峰明顯改變，而是在電源電流中間值處緩慢地通過(guò)零點(diǎn)。在這種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的波形中，工作頻率為280Hz時(shí)的總電源電流只有 6.2 μA。

圖2 一個(gè)簡(jiǎn)單的 CMOS 反相器可提供帶寬很寬的電流，從而大大改善了波形，而對電源電流的影響最小。