1986年，著名的模拟革新者Jim Williams在《高性能电压频率转换器设计》中发表了他的100MHz“King Kong”VFC，据我了解，还没有人做过比它更快的VFC。然而，图1毫不掩饰地借用了Kong的一些提升速度的秘诀，并将它们与其他一些简单技巧融合在一起，实现了Kong速度的80%。我称之为“Kid Kong”。
图1：带有半回收(TBH) 电荷泵和ACMOS预分频器的“Kid Kong”VFC，运行频率可达 80 MHz。
是什么让Kid Kong能够以近似King Kong最大输出频率的频率工作，而复杂性(大约是King Kong的一半)却比它低得多？部分原因是早期设计实例中描述的自补偿TBH二极管电荷泵：“带半回收电荷泵的20MHz VFC”。 此外，1986年问世的AC逻辑系列的功率-速度-灵敏度也为它提供了帮助。Jim使用了当时较为成熟的逻辑技术，主要是MECL。
图1电路的核心是超级简单的Q1、U1a、D5斜坡复位振荡器。Q1的集电极电流释放了由其自身集电极、施密特触发器U1的输入、D5和(请尽可能少)互连提供的几皮法杂散电容。U1的传播时间仅为几纳秒，这使振荡频率能从完全停止(由防漏R4保证)快速运行到80MHz以上(但不能可靠地达到100)。因此，King Kong “速度之王”的桂冠依然稳固。
每个周期，当Q1将U1的引脚1斜降到触发电平时，U1会通过肖特基D5以约5ns的斜降复位反馈脉冲作出响应。这会将引脚1拉回到正触发电平以上并启动下一个振荡周期。由于斜降速率(或多或少)与Q1的电流成正比，而Q1的电流(某种程度上)与A1的输出成正比，因此振荡频率(大致)也如此，重点在于“大致”。
它通过TBH泵进行反馈，与积分器A1的非反相输入端的R1输入相加，输出到Q1，然后到U1引脚1，将“模糊”转换为“准确”。那么，U3在做什么呢？
TBH泵的自补偿功能使其能够以20MHz的频率准确分配电荷，但80MHz的频率要求太高了。U3的2位纹波计数器因子4预分频解决了这个问题。
U3还提供了一个机会(注意跳线J1)，可以用高质量的5.000v参考电压来替代精度不佳的5v逻辑轨。图2提供了实现此目的的电路，其中250kHz二极管电荷泵将轨升压至约8v，然后将其调节至精度5.000。U3的最大电流消耗(包括泵驱动)在80MHz时约为18mA，幸运的是LT1027参考电压额定值可以承受，就这样刚刚好。
图2：轨升压器和5.000V精密电压基准。
16x预累加器U2允许使用低至5MHz的微控制器板载计数器-定时器外设来获取全分辨率80MHz VFC输出。它在之前的DI中进行了介绍：“普通CTP处理不过来？试试这个预累加器VFC处理方案”。请参阅该内容以获取完整说明。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：80 MHz VFC with prescaler and preaccumulator，由Ricardo Xie编译)
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