用单片IC产生精密三角波
b) 选择R1和R3
在三角波上升沿,比较器输出低电平(VSS),同样,在三角波下降沿,比较器输出高电平(VDD)。因此,比较器必须要在三角波峰值和谷值处反转。对比较器同相输入端进行节点分析,解方程即得出这两个阈值:
本例中,三角波电压范围取0.5V至4.5V,将VIH = 4.5V、VIL = 0.5V、VDD = 5V和VREF = 1.23V代入方程,可得出R1 = 124kΩ,R3 = 66.5kΩ。
第二步.产生精确三角波(积分器设计)
根据比较器的两种输出状态,可计算出流经R4的电流:
IR4 = (VDD - VREF)/R4
以及:
IR4 = VREF/R4
由于运放最大输入偏置电流为2nA,因此,为了降低误差,流经R4的电流应总是大于0.2?A,由此可得出:
R4 6.12MΩ
三角波频率计算公式如下:
本例中,取f = 25kHz、VOUT, P-P = 4V (对应0.5V至4.5V的三角波)、VREF = 1.23V。则时间常数为R4 × C = 9.27?s,选C = 220pF,得到R4 = 42.2kΩ。
第三步. 实验验证
如果运放没有摆率限制,实验结果应该与计算结果吻合。由于反馈电容以恒定电流充(放)电,输出信号的最大变化率为:
考虑到工艺偏差,运放的典型摆率应该比输出信号最大摆率高40%以上,在本例中为0.56V/µs。根据MAX9000的数据资料,其运放的摆率为0.85V/µs,所以能够产生25kHz的三角波。
结论
图3所示即为图2中电路的输出波形。
图3 图2中三角波发生器的输出波形
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