正弦参考电压产生电路、芯片及电子设备

专利2026-06-17  13


本公开涉及电路,尤其涉及一种正弦参考电压产生电路、芯片及电子设备。


背景技术:

1、在步进电机微细分(128细分/256细分)驱动器的设计过程中,需要根据步进微细分的步进步数产生一个跟步进步数相对应的正弦电压参考电路。正弦参考电压设计是步进电机驱动芯片中一个关键技术,影响到步进电机驱动的细分步数抖动,噪声等关键参数。

2、目前的主流方案是通过查表法控制二进制dac的输入产生,通过查表法查询对应的地址的dac码数产生对应的二级制dac码。dac为一个非均匀的二进制输出(类正弦的输出)。现有技术存在的缺点是,数字设计繁琐,通常通过查表法,设计复杂需要较多的存储资源。芯片的面积随微步进的增加呈指数增加,严重限制微步的数量。同时芯片需要不停的读写存储器/寄存器,会限制芯片的速度和增加芯片的功耗。


技术实现思路

1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、本公开第一方面实施例提出了一种正弦参考电压产生电路,包括:

3、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管、第九mos管、第十mos管、第十一mos管、第十二mos管、第十三mos管、第十四mos管、第十五mos管,其中,

4、所述第一mos管的源极与所述第二mos管的源极、所述第四mos管的漏极、所述第七mos管的源极、所述第八mos管的源极、所述第十四mos管的源极以及所述第十五mos管的源极、所述第四三极管的集电极,以及所述第三三极管的集电极相连接;

5、所述第一mos管的栅极与所述第二mos管的栅极、所述第一mos管的漏极相连接,并接入第一输入电流;所述第二mos管的漏极与所述第三mos管的漏极相连接,所述第三mos管的栅极与所述第四mos管的栅极相连接,所述第三mos管的源极和所述第一三极管的集电极相连接;

6、所述第一三极管的发射极与所述第五mos管、所述第六mos管、所述第九mos管、所述第十mos管、所述第十一mos管、所述第十二mos管以及所述第十三mos管的源极相连接,并与所述第二三极管的发射极相连接。

7、可选的,所述第五mos管的栅极和所述第六mos管的栅极,以及所述第六mos管的漏极、所述第七mos管的漏极相连接,

8、所述第五mos管的漏极与所述第四mos管的源极、所述第四三极管的基极、所述第三三极管的基极相连接;

9、所述第一三极管的基极与所述第四三极管的发射极、所述第九mos管的漏极相连接;所述第九mos管的栅极和所述第十mos管的栅极、所述第十一mos管的栅极、所述第十mos管的漏极相连接,并接入第二输入电流。

10、可选的,所述第十一mos管的漏极、所述十二mos管的漏极与所述第八mos管的漏极相连接,所述十二mos管的栅极与所述第十三mos管的漏极以及所述第十三mos管的栅极相连接,

11、所述第三三极管的发射极和所述第二二极管的基极相连接,并接入第三输入电流,所述第二二极管的集电极和所述第十四mos管的漏极和栅极相连接,并与所述第十五mos管的栅极相连接,所述第七mos管和所述第八mos管的栅极相连接,所述第十五mos管的漏极生成第一输出电流。

12、可选的,在所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管满足第一等式的情况下,所述第一输入电流、所述第二输入电流、所述第三输入电流和第一输出电流之间满足第二等式;

13、其中,所述第一等式为:vbe1+vbe2=vbe3+vbe4;

14、其中,vbe1为第一三极管的基极和发射极之间的电压差,vbe2为第一三极管的基极和发射极之间的电压差,vbe1为第一三极管的基极和发射极之间的电压差,vbe1为第一三极管的基极和发射极之间的电压差,

15、所述第一等式为:ia*ib=ic*iout;

16、其中,ia、ib、ic、iout分别为第一输入电流、第二输入电流、第三输入电流和第一输出电流。

17、可选的,在控制所述第一输入电流和所述第二输入电流相等的情况下,生成二阶的第一输出电流,其中,所述二阶的第一输出电流iout1的计算方式为:

18、iout1=(idac)^2/iref

19、其中,idac的值等于第一输入电流和第二输入电流,iref为参考电流。

20、可选的,通过数字模拟转换器dac产生的电压信号vdiv除以一个固定电阻值r,以得到与所述电压信号vdiv成正比的一阶电流idac。

21、可选的,将所述第一输出电流作为第二电流运算器的输入,以得到三阶的第二输出电流,其中,所述三阶的第二输出电流iout2的计算公式为:

22、iout2=(idac)^3/(iref)^2。

23、可选的,根据所述二阶的第一输出电流iout1、所述三阶的第二输出电流,和所述一阶电流idac,计算正弦电流,其中,所述正弦电流iout的计算公式为:

24、iout=idac-iout1-iout2=idac-(idac)^2/iref-(idac)^3/(iref)^2。

25、本公开第二方面实施例提出了一种芯片,包括上述第一方面所述的正弦参考电压产生电路。

26、本公开第三方面实施例提出了一种电子设备,包括上述第二方面所述的芯片。

27、本公开实施例所提出的正弦参考电压产生电路,能够产生一个误差比较小的正弦参考电压,能够大幅度降低数字的设计复杂性和减小数字面积,且微步的很容易扩展,能够比较容易做到比较大微细分。

28、本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本公开的实践了解到。



技术特征:

1.一种正弦参考电压产生电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

3.根据权利要求2所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

4.根据权利要求3所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

5.根据权利要求4所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

6.根据权利要求5所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

7.根据权利要求6所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

8.根据权利要求7所述的正弦参考电压产生电路,其特征在于,其中,

9.一种芯片,其特征在于,包括:如权利要求1-8中任一项所述的正弦参考电压产生电路。

10.一种电子设备,其特征在于,包括:如权利要求9所述的芯片。


技术总结
本公开提出一种正弦参考电压产生电路、芯片及电子设备,涉及电路技术领域,正弦参考电压产生电路中的第一mos管的源极与第二mos管的源极、第四mos管的漏极、第七mos管的源极、第八mos管的源极、第十四mos管的源极以及第十五mos管的源极、第四三极管的集电极,以及第三三极管的集电极相连接;第一mos管的栅极与第二mos管的栅极、第一mos管的漏极相连接,并接入第一输入电流;第二mos管的漏极与第三mos管的漏极相连接,第三mos管的栅极与第四mos管的栅极相连接,第三mos管的源极和第一三极管的集电极相连接。由此,通过对输入电压进行直接检测,通过电阻转换为电流,更加直接稳定,且电路简单可靠。

技术研发人员:李响
受保护的技术使用者:中国科学院半导体研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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