一種單級長延時電路的設計

2020-11-24 電子產品世界

摘要：設計了一款單級長延時產生電路。此長延時產生電路，對輸入的低脈寬寬度沒有要求，一次展寬到位，同時通過精準的電流源設計，採用工藝偏差比較小的電容，消耗極小的版圖面積，提高了信號精度，電路在TSMC0．35微米工藝得到驗證，達到設計效果。
關鍵詞：延時；脈寬；異步時序；只讀存儲器

調查顯示，在整個世界範圍內，存儲器晶片的交易大概佔了半導體交易的三分之一，存儲器成為數字產品中重要組成部分。存儲器的存儲速度、功耗成為存儲器晶片研發中重要指標。存儲器電路根據不同的應用和不同的存儲方式分成了各種不同的種類，包括SRAM，DRAM，ROM．EPROM，FLASH和FRAM等。隨著電子設備的發展，電子設備的存儲容量越做越大，存儲密度也越來越高。存儲密度的不斷發展，快速推動了半導體工藝的發展，使半導體工藝的特徵尺寸越做越小。同時存儲器基本單元結構也不斷創新和縮小，從典型的8T、6T到一個單管。
隨著特徵尺寸的減小，晶片存儲密度的增大，仔儲器讀寫速度的不斷提高，存儲器瀆寫時位線上的寄生電容越來越成為晶片讀取速度的關鍵。大的位線電容導致讀取數據時，電容的充放電變得緩慢，嚴重製約著存儲器讀寫速度。現在大規模的存儲器的數據讀寫，一般都需要上下預充電和靈敏放大器的參與。靈敏放大器的類型分為：電壓靈敏放大器和電流靈敏放大器。上下預充電和靈敏放大器的應用使存儲器的讀寫一般都採用異步時序進行讀寫。先通過地址檢測器，產生地址檢測信號，再使用地址檢測信號產生一些列錯開的時序控制信號。控制信號分別對預充電電路、基本存儲單元、靈敏放大器、輸入輸出鎖存器進行異步時序控制。控制信號需要進行延遲處理、展寬處理和錯位處理。因存儲器的容量的急劇增大，每一位線上帶的基本存儲單元也相應增加，存儲位線上的電容變得顯著。導致靈敏放大器讀寫時間增加。因此預充電的工作和靈敏放大器的工作需要更寬的電平脈衝，同時靈敏放大器的脈衝要在預充電脈衝之後。用RC延時產生展寬脈寬，每一級最多展寬到輸入信號脈寬的兩倍。需要多級展寬才能得到適合的寬脈寬。並且用RC產生長延時信號需要幾級RC電路且每一級RC之間還需要有緩衝器，同時輸入脈衝不能太窄，否則狀態容易在不同的工藝角上出現飄掉的可能。同時多級的RC消耗比較大的晶片面積。本文在分析傳統多級RC輸入低脈衝展寬電路原理基礎上，用單級的思想設計了單級長延時電路。

1 傳統多級RC輸入低脈衝展寬電路
1．1 傳統低脈衝展寬電路原理分析
傳統低脈衝展寬電路如圖1所示，輸入Vin為低的窄脈衝，令其脈衝寬度為Win，第一級的輸出V1，令其脈衝寬度為W1，第二級的輸出V2，令其脈衝寬度為W2，第i-1級的輸出為Vi-1，令其脈衝寬度為VOUT，最後輸出脈衝，另其脈衝寬度為WOUT。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177782.htm


則經過第一級的脈寬展寬為：W1=Win+R1C1且R1C1Win。
經過第二級的脈寬展寬為：W2=W1+R2C2且R2C2W1。
經過第i級的脈寬展寬為：Wi-1=Wi-2+Ri-1Ci-1且Ri-1Ci-1Wi-2。
最後輸出脈寬展寬為：WOUT=Wi-1+RiCi且RiCiWi-1。
由上面分析可知，多級RC輸入低脈衝展寬電路，首先對輸入脈衝寬度有要求，如果輸入脈寬太窄，比如說1ns的延時，則要得到12ns的脈寬至少要4級，且每一級的RC延遲要小於這級的輸入低脈衝寬度，否則產生的輸出脈寬在中間將斷開，分成兩個相隔的輸入低脈衝，同時如果Vin低脈衝太窄，則不能使電容的電壓充到使反相器狀態發生翻轉的最低高電平處，則與門的一端輸入一直為高，另一端為Vin，因此不能使輸入的窄脈衝發生展寬。
此RC多級脈寬展寬電路，需要耗費比較大的晶片版圖面積。下面假設輸入為1ns的低脈衝，5級RC延時展寬電路，仿真得到的結果如圖2。


可知窄的低脈衝需要多級才能展開到一定的脈衝寬度，而且每一級必須保證RC延遲小於輸入脈衝本身的寬度，否則輸出脈衝不能連續。

DIY機械鍵盤相關社區:機械鍵盤DIY

電流傳感器相關文章:電流傳感器原理 脈衝點火器相關文章:脈衝點火器原理

相關焦點

  • 實用電路設計:一種聲光控延時電路!
    為大家分享本人DIY設計的一個聲光控延時電路，聲光控延時電路很常用，在家庭建築的走廊、樓道廁所等地都有用到，具有智能、節能的效果。下面為詳細的電路原理圖。該聲光控電路的基本原理是：白天或光線較強時，光控電路起到抑制作用，無論是否有聲音，聲控電路都不起作用，燈泡不會亮；當晚上或者光線較弱時，光控電路不起作用，聲控才起作用。當聲控信號觸發點亮燈泡時，經過一定的時間後燈泡自動熄滅（一般為5S-60s,當然需多少時間可以根據器件參數設定）。
  • 討論基於三電平的單級PFC電路設計
    而單級PFC變換器中PFC級和DC／DC級共用開關管，只有一套控制電路，同時可實現對輸入電流的整形和對輸出電壓的調節。但是，單級PFC電路上實際存在著一個非常嚴重的問題：即當負載變輕、達到臨界連續狀態時，多餘的輸入能量將對中間儲能電容充電。這一過程會使中間儲能電容兩端的電壓達到一個很高的值。
  • 本科畢業設計:基於溫度控制電路的電源監測及延時控制設計(1)
    本文介紹了以單片機為核心的電源監測電路和以CPLD為核心的延時控制電路的設計。闡述了電壓電流傳感器、ADC0809、LCD1602的工作原理及採集電壓電流的方法，單片機在監測電路中對外圍器件的控制作用及原理，延時控制電路的工作原理以及怎麼用硬體描述語言去描述和向CPLD寫入配置文件來實現相應的電路功能。
  • 四運放LM324設計聲光控自動延時開關電路,設計電路基礎分析學習
    採用集成電路四運放LM324設計聲光控自動延時開關電路，該電路具有光控，聲控，延時功能。通常用於樓梯、過道等人來人往的地方，人來燈亮，人走燈延時熄滅。採用二線制接法，直接替換原普通照明開關，不必改變原有布線，接線非常方便。
  • 溫度補償電路及延時電路實例
    氣敏元件組成的溫度補償電路本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/161267.htm 由於氣敏元件自身的特性(溫度係數、溼度係數、初期穩定性等)，在設計、製作應用電路時，應予以考慮。
  • 按鍵控制延時燈數字電路
    自激多諧振蕩器是一種無穩態電路，但是有兩個維持不能長久的暫穩態，因而能夠不斷地進行轉化而形成振蕩，如上一篇文章寫的交替閃爍信號燈電路。而以下要介紹的是與非門構成的RC微分型單穩態電路。所謂單穩態電路，即有一個穩定狀態和一個暫時穩定狀態，在輸入信號的控制下，能夠由穩態轉變為暫穩態，經過一定時間後又自動返回到穩定狀態，暫穩態的持續時間由元件參數來決定。電路原理圖如下（兩個圖是等效圖）。
  • 單級PFC電路
    簡單的單級PFC電路，電路主要由NCP1652和NCP4302構成。
  • 傳統低脈衝展寬電路原理分析方案
    用RC延時產生展寬脈寬，每一級最多展寬到輸入信號脈寬的兩倍。需要多級展寬才能得到適合的寬脈寬。並且用RC產生長延時信號需要幾級RC電路且每一級RC之間還需要有緩衝器，同時輸入脈衝不能太窄，否則狀態容易在不同的工藝角上出現飄掉的可能。同時多級的RC消耗比較大的晶片面積。本文在分析傳統多級RC輸入低脈衝展寬電路原理基礎上，用單級的思想設計了單級長延時電路。
  • 一種線性可調的死區產生電路
    作者 王科竣 電子科技大學(四川 成都 610054)本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/391177.htm摘要：提出了一種新型的可調死區時間產生電路。
  • rc延時電路工作原理
    打開APP rc延時電路工作原理 發表於 2017-10-30 11:35:27 　　rc延時電路如圖所示電路的延時時田可通過
  • 怎樣用CD4541BE製作延時斷電開關電路
    CD4541BE的功能結構 本延時斷電開關的核心元件CD4541BE是一種CMOS可編程振蕩分頻器，定時時間可調。引腳排列及功能如右圖所示（略）。通過改變12與13腳所接編程控制電平組合，可以分檔調整內置振蕩、計數器的後續延時級數，選擇需要的輸出定時範圍。改變5、6、9、10腳的電平可以對它進行功能控制。這裡0代表接低電平、1代表接高電平。
  • 一種低成本可燃性氣體洩漏報警器設計
    這類方案需要較複雜的兩階段比較報警電路，提醒力不強且不可靠，報警靈敏度不可調；2)採用比較或反饋延時的報警方案，但電路非常複雜，成本較高。因此，採用硬體設計降低成本是關鍵。這裡提出一種採用數字和模擬集成電路相結合的設計方案，解決報警和二次報警的問題，並取得很好效果。　　2 器件選擇與工作原理　　氣敏傳感器種類繁多，性能各異。
  • RC延時電路簡要分析
    延時電路經常會用到，最簡單的就是RC電路。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/281628.htm　　圖一是最簡單的RC延時電路，目的是延時點亮LED。
  • 用繼電器自製延時開關電路
    1 繼電器簡介本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/174918.htm1.1 繼電器的構造和工作原理電磁繼電器是一種常見的繼電器，其中4098
  • 免費開放VR仿真課程 1分鐘帶你製作延時電路
    電路的暫態過程也以瞬態過程、過渡過程，是指由一種穩定的狀態過渡到另一種穩定的狀態。開關閉合前電容C兩端的電壓uo=0，是一種穩定的狀態，當開關閉合後，電容C兩端的電壓uo逐漸上升最終達到電源BT的電動勢E的值，並一直穩定在這個數值上，為另外一種穩定的狀態uo=E。
  • 基於LM358的人體感應燈電路設計方案
    LM358內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合於電源電壓範圍很寬的單電源使用，也適用於雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。
  • 基於LM358的人體感應燈電路方案設計
    它的使用範圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177647.htmLM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。
  • 如何做一個延時上電電路? 
    打開APP 如何做一個延時上電電路？  發表於 2019-05-30 13:57:34 如何做一個延時上電電路？
  • 深度講解:單級反激PFC設計的缺點!
    使用初級反饋可以省掉次級採樣和控制的損耗，提高效率 單級反激PFC的優點 ●優點二：體積小/成本低 單級反激
  • 延時聲光控制燈電路圖
    打開APP 延時聲光控制燈電路圖 網絡整理 發表於 2019-12-05 09:28:40 　　延時聲光控制燈電路圖 　　圖2.1.5是一個聲光控制燈的實用電路。