[發明專利]一種斜坡電壓發生器以及斜坡電壓的生成方法

在審

• 申請號: 202010561158.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111752327A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 蔡俊;黃繼頗;楊維;黨朝
• 申請（專利權）人: 安徽賽騰微電子有限公司;上海賽鷹微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 董杰

本發明涉及集成電路領域，公開一種斜坡電壓發生器以及斜坡電壓的生成方法，包括：主動電容的V_A端連接于電壓輸入端，主動電容的V_B端接地，電壓輸入端與主動電容形成有用于給主動電容充電至基準電壓的第一充電電路；主動電容的V_A端依次連接于用于輸出電壓的積分電容的一端以及運放AMP的正輸入端，積分電容的另一端接地，主動電容的V_B端依次連接于運放AMP的輸出V_p端和運放AMP的負輸入端，主動電容與運放AMP形成有用于給積分電容分配電荷的第二充電電路；控制信號產生電路用于使得第一充電電路和第二充電電路交替導通而給積分電容充電以使其電壓達到輸出用戶需求的目標電壓。本發明可以產生線性度高的斜坡電壓。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，具體地，涉及一種斜坡電壓發生器以及斜坡電壓的生成方法。

背景技術

電壓斜坡信號可以用在需要電壓呈線性變化的電路中，通常用作參考信號、斜率補償器或電壓掃描發生器。斜坡電壓發生器可用于顯示裝置或者信號轉換的場合，其通常是由運算放大器構成的一個積分器組成，其可以執行積分的數學運算，也就是說我們可以使輸出電壓響應于輸入電壓隨時間的變化，原理是運算放大器構成的積分器產生的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。

下面結合兩種放大器積分電路來進行說明。圖1為一種常用運算放大器積分電路，如圖1所示，反饋電容C由于輸入電壓的影響而開始充電，其阻抗X_c與其充電速率成比例地緩慢增加。電容器以由RC串聯網絡的RC時間常數確定的速率充電，負反饋強制運算放大器A產生輸出電壓-V_out，在運算放大器的反相輸入端保持虛擬接地，電容器C兩端產生的電壓V_c緩慢增加，導致充電電流I_f隨電容器阻抗的增加而減小。這導致X_c/R_in(R_in為RC串聯網絡的電阻器的阻值)的比率增加，產生線性增加的斜坡輸出電壓，該輸出電壓持續增加，直到電容器完全充電。在電容器完全充電時，電容器充當開路，阻止任何更多的直流電流。反饋電容C與輸入電阻R的比率現在無限大，從而產生無限增益。這種高增益的結果是放大器的輸出進入飽和狀態。圖2是另一種積分電路的電路圖，圖2的積分電路包含高增益運算放大器A、高速MOS開關、積分電容C。復位信號Reset控制MOS開關決定斜坡電壓的運算范圍。斜坡電壓的斜率由基準電流和電容決定。在圖2的積分電路中的實際的復位信號產生系統中，所使用的高增益運算放大器并非理想器件，在產生復位信號Reset時，受生產工藝、電源、電壓和溫度的影響，斜坡電壓的線性度不是很好，而且輸出斜坡電壓范圍有幅度限制，在應用中很難達到設計所需精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種斜坡電壓發生器以及斜坡電壓的生成方法，該斜坡電壓發生器以及斜坡電壓的生成方法可以產生線性度較高的斜坡電壓。

為了實現上述目的，本發明提供了一種斜坡電壓發生器，所述斜坡電壓發生器包括：開關組、運放AMP、主動電容、積分電容以及控制信號產生電路；其中，所述主動電容的V_A端連接于電壓輸入端，所述主動電容的V_B端接地，所述電壓輸入端與所述主動電容形成有用于給所述主動電容充電至基準電壓的第一充電電路；所述主動電容的V_A端依次連接于用于產生輸出電壓的所述積分電容的一端以及所述運放AMP的正輸入端，所述積分電容的另一端接地，所述主動電容的V_B端依次連接于所述運放AMP的輸出V_p端和所述運放AMP的負輸入端，所述主動電容與所述運放AMP形成有用于給所述積分電容分配電荷的第二充電電路；所述控制信號產生電路用于產生控制信號，其中所述控制信號被配置為用于控制置于所述第一充電電路和所述第二充電電路中的所述開關組的導通或斷開，以使得所述第一充電電路和所述第二充電電路交替導通而給所述積分電容充電以使其電壓達到輸出用戶需求的目標電壓。