一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)由于過(guò)沖抑制電路設(shè)置不合理而導(dǎo)致的輸出電壓過(guò)沖或負(fù)增益過(guò)強(qiáng)且其運(yùn)算放大器穩(wěn)定性差等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明主要包括線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，接收輸入電壓信號(hào)；第一運(yùn)算放大器，用于輸出電壓信號(hào)截?cái)?，接收線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)并輸出調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)至線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路；電壓檢測(cè)電路，接收第一運(yùn)算放大器輸出的調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)；過(guò)沖檢測(cè)電路，接收線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)和電壓檢測(cè)電路輸出的檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明用于提供電壓調(diào)制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，自動(dòng)化控制部分與電機(jī)部分使用同一交流電源、引入較多的非穩(wěn)定性負(fù)載和大量的系統(tǒng)電磁噪聲和過(guò)沖信號(hào)時(shí)常發(fā)生等非常規(guī)情況；因此，引入高效率合理的電壓調(diào)制器是非常有必要的。對(duì)于有過(guò)沖抑制的電壓調(diào)制器，例如設(shè)置有齊納二極管的調(diào)制器，由于利用無(wú)差別斬波方式限制輸出，其抑制了輸入信號(hào)增益并且不適合控制芯片反饋檢測(cè);設(shè)置有無(wú)邏輯控制的運(yùn)算放大器和場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)的調(diào)制器，當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)信號(hào)源是，存在不必要的過(guò)沖抑制，導(dǎo)致輸出電壓過(guò)低，不能提供負(fù)載工作電壓，該調(diào)制器檢測(cè)到過(guò)沖發(fā)生時(shí)，還存在輸出端的場(chǎng)效應(yīng)管夾斷不及時(shí)。
[0003]二級(jí)放大器的結(jié)構(gòu)引入了二個(gè)極點(diǎn)(信號(hào)與系統(tǒng))，電容Cm形成密勒補(bǔ)償能夠拉寬兩極點(diǎn)的間距，但是電容Cm同時(shí)還會(huì)在第一級(jí)放大信號(hào)和調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間形成一個(gè)前饋通路，該前饋通路會(huì)帶來(lái)一個(gè)右半平面零點(diǎn)，右半平面零點(diǎn)不僅會(huì)提高增益還會(huì)使相位降低，故增加了電路的不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明目的在于提供一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)由于過(guò)沖抑制電路設(shè)置不合理而導(dǎo)致的輸出電壓不符合設(shè)計(jì)要求且其運(yùn)算放大器穩(wěn)定性差等技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，包括線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，接收輸入電壓信號(hào);第一運(yùn)算放大器，用于輸出電壓信號(hào)截?cái)啵邮站€(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)并輸出調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)至線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路；電壓檢測(cè)電路，接收第一運(yùn)算放大器輸出的調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào);過(guò)沖檢測(cè)電路，接收線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)和電壓檢測(cè)電路輸出的檢測(cè)信號(hào);所述的第一運(yùn)算放大器，包括第一級(jí)放大電路，為單端輸出差分放大電路，所述單端輸出差分放大電路的反相輸出端作為所述第一級(jí)放大電路的輸出端并輸出第一級(jí)放大信號(hào);所述的第一運(yùn)算放大器，還包括第二級(jí)放大電路，其輸入端連接所述第一級(jí)放大信號(hào)，所述第二級(jí)放大電路的輸出端輸出調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述第二級(jí)放大電路的輸入端和輸出端之間連接第一電容。
[0007]上述方案中，所述的線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，包括第一場(chǎng)效應(yīng)管，其漏極接收輸入電壓信號(hào);第一電阻，其一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極;三極管，其發(fā)射極連接第一電阻的另一端且還連接至其基極;第二電阻，其一端連接三極管的集電極;低電壓節(jié)點(diǎn)，連接第二電阻的另一端;線(xiàn)性補(bǔ)償電路，連接第一場(chǎng)效應(yīng)管。
[0008]上述方案中，所述的線(xiàn)性補(bǔ)償電路，包括第一二極管，其高電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極且低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極;第二二極管，其高電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極且低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極;第三二極管，其低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極;第四三極管，其低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極；電容，其一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極;其中，第三二極管、第四三極管和電容還連接至三極管的發(fā)射極。二極管用于鉗制電位點(diǎn)，拉大電勢(shì)差且減小上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間；電容用于儲(chǔ)電荷，保持輸出的穩(wěn)定性。
[0009]上述方案中，所述的電壓檢測(cè)電路，包括第一比較器，其高電端連接有第一參考電壓節(jié)點(diǎn)且低電端接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)；第二比較器，其高電端連接有第二參考電壓節(jié)點(diǎn)且低電極接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)；或門(mén)，其輸入端口連接第二比較器的輸出端和第一比較器的輸出端。
[0010]上述方案中，所述的過(guò)沖檢測(cè)電路，包括與非門(mén)，其輸入端口連接或門(mén)的輸出端；第二運(yùn)算放大器，其反相輸入端連接有第三參考電壓節(jié)點(diǎn)，同相輸入端接入反饋信號(hào)且輸出端連接至與非門(mén)的輸入端口；第二場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極連接第二運(yùn)算放大器的輸出端且漏極接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0011]上述方案中，所述的第一運(yùn)算放大器，其同相輸入端接入反饋信號(hào)且反相輸入端連接第三參考電壓節(jié)點(diǎn)。
[0012]上述方案中，所述的第二場(chǎng)效應(yīng)管，其源極連接一處理器的電壓輸出端。
[0013]上述方案中，所述的第一場(chǎng)效應(yīng)管，選用耗盡型。
[0014]上述方案中，所述的第一運(yùn)算放大器或第二運(yùn)算放大器，選用差分運(yùn)算放大器。
[0015]上述方案中，所述第一電容在所述第二級(jí)放大電路的輸入端和輸出端形成密勒補(bǔ)償通路;所述第二級(jí)放大電路包括第一 MOS晶體管，所述第一 MOS晶體管和所述第二級(jí)放大電路的輸出端相連并為所述第二放大電路提供電流源負(fù)載;所述單端輸出差分放大電路的反相輸入端通過(guò)第三電容連接到所述第一 MOS晶體管的柵極，通過(guò)所述第三電容和所述第一 MOS晶體管在所述單端輸出差分放大電路的反相輸入端和所述第二級(jí)放大電路的輸出端之間形成前饋通路，所述第一 MOS晶體管對(duì)前饋通路信號(hào)放大且所述第一 MOS晶體管的跨導(dǎo)設(shè)置為大于所述第一級(jí)放大電路的跨導(dǎo)使運(yùn)算放大器形成一個(gè)左半平面零點(diǎn)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:在過(guò)沖信號(hào)輸入時(shí)，能夠及時(shí)上電夾斷輸出場(chǎng)效應(yīng)管從而阻止進(jìn)一步影響到下位負(fù)載，還通過(guò)雙運(yùn)算放大器、雙比較器自反饋控制調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓幅值和持續(xù)時(shí)間；
[0017]第一級(jí)放大電路采用單端輸出差分放大電路，通過(guò)將漏極不作為輸出端的第二MOS晶體管的柵極端輸入信號(hào)連接到第二級(jí)放大器的電流源負(fù)載即第一 MOS晶體管的柵極，能夠在第二 MOS晶體管的柵極和第二級(jí)放大電路的輸出端之間形成前饋通路，同時(shí)通過(guò)將第一MOS晶體管的跨導(dǎo)設(shè)置為大于第一級(jí)放大電路的跨導(dǎo)，能夠使得運(yùn)算放大器的零點(diǎn)移到左平面，即本發(fā)明能將由于引入了密勒補(bǔ)償通路的第一電容形成的右平面零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為左平面零點(diǎn)，左平面零點(diǎn)能夠增加一個(gè)相位以及通過(guò)增加增益，相當(dāng)于能抵消一個(gè)極點(diǎn)，所以本發(fā)明能提尚電路的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電路原理圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的電路更好的實(shí)施例原理圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的運(yùn)算放大器電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1，所述的參考電壓節(jié)點(diǎn)V1-V4，均可使用直流電壓源或微控制器電壓輸出端供電，過(guò)沖信號(hào)通過(guò)輸入電壓信號(hào)Vin引入，耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q2工作態(tài)為非調(diào)制狀態(tài)，即輸入電壓信號(hào)直接等于輸出電壓信號(hào)Vout;對(duì)于參考電壓節(jié)點(diǎn)V2，需要保持輸入電壓信號(hào)與參考電壓節(jié)點(diǎn)V2正電壓的差值高于調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓值；當(dāng)參考電壓節(jié)點(diǎn)V3電壓值高于調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓值或當(dāng)比較器U6輸出高電平時(shí)，并且在運(yùn)算放大器U2的同相輸入端檢測(cè)到過(guò)沖信號(hào)時(shí)，與非門(mén)U3A使得場(chǎng)效應(yīng)管Ql截止，同時(shí)運(yùn)算放大器Ul同時(shí)也檢測(cè)到了過(guò)沖信號(hào)，場(chǎng)效應(yīng)管Ql截止時(shí)前已經(jīng)開(kāi)始升壓，直到觸發(fā)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q2夾斷，當(dāng)過(guò)沖信號(hào)從輸入電壓信號(hào)Vin中消失時(shí)，運(yùn)算放大器Ul、U2將輸出低電，與非門(mén)U3A使得場(chǎng)效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)效應(yīng)管Ql泄放逐漸減弱，輸入電壓信號(hào)通過(guò)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q2恢復(fù)獲得輸出電壓信號(hào)Vout。
[0025]上述方案還可以進(jìn)一步改進(jìn)，如圖2，電壓節(jié)點(diǎn)Vm和Vp可由一個(gè)處理器控制，用來(lái)設(shè)定初始范圍和調(diào)節(jié)泄放時(shí)間，并且此外還包括依次連接的電源VDD、電阻R3、耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q4和同步開(kāi)關(guān)三極管Q5;耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管Q4可以在過(guò)沖信號(hào)檢測(cè)到時(shí)，提供電壓快速上升；同步開(kāi)關(guān)三極管Q5，其基極接入電壓節(jié)點(diǎn)Vs，電壓節(jié)點(diǎn)Vs電壓值要遠(yuǎn)小于過(guò)沖的輸入電壓信號(hào)Vin電壓值但是要在過(guò)沖時(shí)大于結(jié)場(chǎng)閾值電壓，可以與過(guò)沖信號(hào)進(jìn)行高度同步。
[0026]實(shí)施例2
[0027]在圖3所示的較佳實(shí)施例中，由第二MOS晶體管麗I和第三MOS晶體管麗2組成所述單端輸出差分放大電路的輸入對(duì)管，所述第二 MOS晶體管MNl的柵極為所述單端輸出差分放大電路的反相輸入端INN，所述第三MOS晶體管MN2的柵極為所述單端輸出差分放大電路的正相輸入端INP，所述第三MOS晶體管MN2的漏極作為所述單端輸出差分放大電路的反相輸出端。所述第二 MOS晶體管麗I和所述第三MOS晶體管麗2都為NMOS管。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，包括 線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，接收輸入電壓信號(hào)； 第一運(yùn)算放大器，用于輸出電壓信號(hào)截?cái)?，接收線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)并輸出調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)至線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路； 電壓檢測(cè)電路，接收第一運(yùn)算放大器輸出的調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 過(guò)沖檢測(cè)電路，接收線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路輸出的反饋信號(hào)和電壓檢測(cè)電路輸出的檢測(cè)信號(hào)； 所述的第一運(yùn)算放大器，包括 第一級(jí)放大電路，為單端輸出差分放大電路，所述單端輸出差分放大電路的反相輸出端作為所述第一級(jí)放大電路的輸出端并輸出第一級(jí)放大信號(hào)； 所述的第一運(yùn)算放大器，還包括 第二級(jí)放大電路，其輸入端連接所述第一級(jí)放大信號(hào)，所述第二級(jí)放大電路的輸出端輸出調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述第二級(jí)放大電路的輸入端和輸出端之間連接第一電容。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，所述的線(xiàn)性補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，包括 第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2，其漏極接收輸入電壓信號(hào)； 第一電阻Rl，其一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極； 三極管Q3，其發(fā)射極連接第一電阻Rl的另一端且還連接至其基極； 第二電阻R2，其一端連接三極管Q3的集電極； 低電壓節(jié)點(diǎn)VSS，連接第二電阻R2的另一端； 線(xiàn)性補(bǔ)償電路，連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，所述的線(xiàn)性補(bǔ)償電路，包括 第一二極管Dl，其高電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極且低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極； 第二二極管D2，其高電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極且低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極； 第三二極管D3，其低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極； 第四三極管D4，其低電極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極； 第二電容Cl，其一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極； 其中，第三二極管D3、第四三極管D4和第二電容CI還連接至三極管Q3的發(fā)射極。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，所述的電壓檢測(cè)電路，包括 第一比較器U5，其高電端連接有第一參考電壓節(jié)點(diǎn)V2且低電端接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 第二比較器U6，其高電端連接有第二參考電壓節(jié)點(diǎn)V3且低電極接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 或門(mén)U4，其輸入端口連接第二比較器U6的輸出端和第一比較器U5的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，所述的過(guò)沖檢測(cè)電路，包括 與非門(mén)U3A，其輸入端口連接或門(mén)U4的輸出端； 第二運(yùn)算放大器U2，其反相輸入端連接有第三參考電壓節(jié)點(diǎn)VI，同相輸入端接入反饋信號(hào)且輸出端連接至與非門(mén)U3A的輸入端口； 第二場(chǎng)效應(yīng)管Q1，其柵極連接第二運(yùn)算放大器U2的輸出端且漏極接入調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于，所述的第一運(yùn)算放大器，其同相輸入端接入反饋信號(hào)且反相輸入端連接第三參考電壓節(jié)點(diǎn)VI。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于密勒補(bǔ)償運(yùn)算放大器的調(diào)制模塊，其特征在于， 所述第一電容在所述第二級(jí)放大電路的輸入端和輸出端形成密勒補(bǔ)償通路； 所述第二級(jí)放大電路包括第一 MOS晶體管，所述第一 MOS晶體管和所述第二級(jí)放大電路的輸出端相連并為所述第二放大電路提供電流源負(fù)載； 所述單端輸出差分放大電路的反相輸入端通過(guò)第三電容連接到所述第一 MOS晶體管的柵極，通過(guò)所述第三電容和所述第一 MOS晶體管在所述單端輸出差分放大電路的反相輸入端和所述第二級(jí)放大電路的輸出端之間形成前饋通路，所述第一 MOS晶體管對(duì)前饋通路信號(hào)放大且所述第一 MOS晶體管的跨導(dǎo)設(shè)置為大于所述第一級(jí)放大電路的跨導(dǎo)使運(yùn)算放大器形成一個(gè)左半平面零點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H03F3/45GK106059517SQ201610596100
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日 公開(kāi)號(hào)201610596100.4, CN 106059517 A, CN 106059517A, CN 201610596100, CN-A-106059517, CN106059517 A, CN106059517A, CN201610596100, CN201610596100.4
【發(fā)明人】張凱勝, 劉華, 吳小莉
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