取替 RC采用硅振荡器定时更胜一筹

总之，由于一代又一代电子产品不断提出更高的准确度、功率和尺寸要求，因此 RC 电路的固有限制变得越来越明显了。RC 电路一般不在高于 1MHz 的频率上工作，RC 电路不准确、消耗大量功率，而且可能比乍看之下更昂贵，尤其是付出大量努力以增强功能或提高性能时。

传统上可替代定时电路的方法需要固定频率晶体振荡器。增强可编程性或异步功能需要增加电路。无论是用分立式组件还是通过设定微控制器来增强可编程性或异步功能，简单的定时应用最终都变得复杂和不灵活了。就很多应用而言，这绝对不是吸引的选择。随着硅振荡器的出现，基于 RC 的定时器有了真正的竞争对手。

硅振荡器是彻底的固态器件，运用通过电流控制的频率锁定伺服环路。该频率控制电流可用单个电阻器设定，而且其可编程架构也允许单稳态工作³。用硅振荡器作为基本的“定时引擎”取代 RC 电路后，可提供更简单、更灵活和可编程性更高的定时方法。

因为硅振荡器不依赖机械谐振组件，而且是用标准 CMOS 技术制造，所以它们具有很高的抗冲击、抗振动和抗磨损性。这也意味着，硅振荡器可以集成其他功能，如频率可编程性、多相输出、扩展频谱频率调制和智能启动电路。硅振荡器可在 10kHz 至 170MHz 的频率范围内工作，具有内置分压器，而且这个频率范围还可以扩展到极低的频率⁴。硅振荡器的准确度和功耗性能非常出众。例如，凌力尔特公司的 LTC6906 在 10kHz 至 1MHz 范围内具有高于 99% 的准确度，同时吸取不到 80uA 的电流

图 4：硅振荡器“引擎”

凌力尔特公司最近推出了一个基于硅振荡器的定时器件新系列，即 TimerBloxTM 系列。这些器件含有智能电路，可提供 5 种基本定时功能：电压控制振荡器 (VCO)、面向长持续时间定时的非常低频率时钟、脉冲宽度调制振荡器 (PWM)、单脉冲发生器和延迟构件。作为一个系列，这些器件涵盖了 29uHz (9.5 小时) 至 2MHz 的工作范围，具有 98% 或更高的典型频率或时间准确度。每个 TimerBlox 器件提供 8 种单独的工作频率 / 时间范围，可用一个简单的电阻分压器进行选择。一旦范围选定，那么用户就可以用 25kΩ 至 800kΩ 的单个电阻器设定准确的频率或时间。这种架构允许 TimerBlox 系列器件涵盖很宽的工作范围，同时确保电阻器尺寸对总体准确度或功耗产生的影响可以忽略不计 (通过设定电流产生的杂散电流和功耗可以忽略不计)。TimerBlox 系列器件在 2.25V 至 5.5V 的电源电压范围内工作，电源电流范围为 60uA 至 250uA，而且 TimerBlox 器件提供快速、首周期准确的启动。20mA 输出提供和吸收能力允许直接驱动光隔离器和变压器，以实现电气隔离。TimerBlox 系列器件采用 SOT23 和纤巧的 DFN 封装，所有器件都可在 -40°C 至 125°C 的温度范围内工作。所有这些特色都是为了确保 TimerBlox 系列器件提供最简单、灵活和可编程的定时解决方案。采用这些器件，设计师就不会面对利用 RC 电路实现定时器或提供时钟时所需的无情选择了。RC 电路的作用现在可以缩回到一种更适中的水平，人们不再期望用 RC 电路应对“真正严重的定时问题”了。

图 5：采用 TimerBlox 器件的典型应用

1 如果考虑 CMOS 版本的 555 定时器仅吸取不到 100uA 的电源电流，那么 450uA 的电阻器电流就相当大了。
2 值得一提的是，典型的 555 定时器的比较器门限误差 > ±5%。
3 凌力尔特公司有些硅振荡器包括内置电流设定控制，从而无需外部设定电阻器。
4 凌力尔特公司的 LTC6991 提供非常低频率的时钟，能以 9.5 小时的定时间隔工作。