一種適用于LED驅(qū)動(dòng)電路的壓控振蕩器的設(shè)計(jì)

M1和M2管工作時(shí)分別產(chǎn)生電流IM1和IM2，兩電流之和IA為電流鏡的輸入電流。

式中μn為溝道載流子的遷移率，Cox為單位長度柵氧化層電容，VBIAS心為一基準(zhǔn)電壓。
電容C1的充電電流為IC，對于一恒定的充電電流，由于電容電壓不會(huì)產(chǎn)生突變，所以C1上的電壓會(huì)隨時(shí)間線性上升。當(dāng)C1上的電壓高于VH時(shí)，D觸發(fā)器的R端置1，則Qn為1，因此VOUT也為1，而M3管開啟，電容C1上的電荷開始通過R2、M3到地放電，則C1上的電壓開始下降，當(dāng)C1上的電壓低于VL時(shí)，D觸發(fā)器的S端置1，VOUT為0，M3管截止。IC繼續(xù)給電容C1充電，C1上的電荷增多，繼而電壓上升。如此反復(fù)，VOUT端為高電平為1，低電平為0的方波。
IC·ton=C1·(VH-VL) (5)
ton為電容充電時(shí)間，即M3管導(dǎo)通時(shí)間。
由于IC相對于電阻R2和M3組成的通路的放電電流要小的多，所以放電時(shí)忽略IC對電容的充電作用。
根據(jù)零輸入響應(yīng)電容電壓的公式

當(dāng)VIN為0時(shí)，VCO依然有頻率輸出因?yàn)閂BIAS會(huì)使M2常開，所以電流IA始終不會(huì)為0。IM6，IM7，IM8分別為IA的鏡像電流，而IC=IM6+IM7 +IM8，所以IC也應(yīng)為電流IA的鏡像，數(shù)字信號VA與VB控制著M4和M5的開啟和關(guān)斷，從而控制電容充電電流IC的大小，繼而改變VCO的輸出頻率。
調(diào)節(jié)線性度是描述壓控振蕩器的增益的穩(wěn)定性。因?yàn)閴嚎卣袷幤鞯脑鲆嬷苯优c鎖相環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性相關(guān)，所以必須保證在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)有高的線性度、若是KVCO變化大則會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)的失鎖，VCO的輸出只為高電平或是低電平。
在M1加上R1是為了引入負(fù)反饋，使IM1隨VIN的變化更線性。一般R1越大線性度越好。由于版圖面積和系統(tǒng)要求，R1一般選擇在幾百千歐左右。因?yàn)镮M是uA級，所以公式(2)可簡化為
IM1≈(VIN-VTH)／R1 (8)
在電路設(shè)計(jì)中，使時(shí)間常數(shù)τ盡量小，則相對于充電時(shí)間，放電時(shí)間可忽略、所以
f≈l／ton (9)
因此頻率f與VIN成線性關(guān)系