Сверхмаломощный генератор периодического сброса

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2018

Philip Simpson, Maxim Integrated

Application Note 1186

В случаях, когда требуется гарантировать надежную работу устройства, управляемого процессором, очень часто разработчики, не доверяя сторожевым таймерам, выбирают вариант периодического сброса процессора. В системах с низким энергопотреблением генератор периодического сброса может потреблять значительную часть общего тока системы, или не может гарантированно работать при низких напряжениях.

В этой статье описывается малопотребляющий генератор сброса, раз в секунду формирующий импульсы низкого уровня длительностью 100 мкс. В диапазоне напряжений питания от 1.8 В до 5.5 В период импульсов практически не меняется, а ток потребления составляет менее 1 мкА (Рисунок 1).

Рисунок 1.	Эта схема сброса, потребляющая ток менее 1 мкА, формирует 100-микросекундные импульсы каждые 1.3 с.

Схема представляет собой немного видоизмененный обычный автоколебательный генератор с дифференциатором и диодным ограничителем на выходе. Ширину импульса можно изменять подбором номиналов C_P или R_P, а для смены полярности потребуется включить в противоположном направлении диод D1. Период колебаний регулируется элементами R1 или C1.

Для этой схемы идеально подходит компаратор MAX919 в корпусе SOT23, потребляющий ток 350 нА от источника питания, напряжение которого может находиться в диапазоне от 1.8 В до 5.5 В. Измерения в полной схеме показали, что потребляемый ею ток при 25 °C составляет менее 1 мкА, позволяя схеме работать от одного литиевого элемента типоразмера AA в течение 250 лет!

При тщательном выборе компонентов схема может генерировать импульсы с периодом от миллисекунд до минут. Для обеспечения хорошей температурной стабильности резисторы R1 и R_P должны быть металлопленочными, а конденсаторы C1 и C_P следует выбирать с диэлектриком NP0. Считая, что схема работает на КМОП вход с высоким входным сопротивлением и логическим порогом 30% от напряжения шины питания, для выбора номиналов компонентов, определяющих длительность и период импульсов, можно использовать следующие формулы:

Ширина импульса ≡ 0.36 R_PC_P
Период ≡ 1.4 R1C1

Измеренная ширина импульса оказалась равна:

• 1.308 с при напряжении питания 4.5 В,
• 1.306 с при напряжении питания 1.8 В.

Рисунок 2.	Выход компаратора. Горизонтальная шкала: 200 мс/дел; вертикальная шкала: 1 В/дел; напряжение питания: 4.5 В; амплитуда: 4.48 В пик-пик; период: 1.310 с.

Рисунок 3.	Выход компаратора. Горизонтальная шкала: 200 мс/дел; вертикальная шкала: 500 мВ/дел; напряжение питания: 1.7 В; амплитуда: 1.7 В пик-пик; период: 1.308 с.

Рисунок 4.	Выход схемы. Горизонтальная шкала: 100 мкс/дел; вертикальная шкала: 1 В/дел; напряжение питания: 4.5 В; ширина импульса (по уровню 30%): 100 мкс.

Рисунок 5.	Выброс на выходе схемы. Горизонтальная шкала: 50 мкс/дел; вертикальная шкала: 50 мВ/дел; напряжение питания: 4.5 В; величина выброса: 162 мВ.

Материалы по теме