资料下载
如何用比较器实现VF转换（三角波发生电路）（可下载）
电路设计在很大程度上，其实是对波形的一种转换。比如说三极管开关电路， 它所实现的就是 PWM 电压幅值的转换；比如说恒流源电路，它实现的就是电压 →电流的转换；BUCK、LDO 实现的是直流电压源幅值的转换，等等。同样的， 在电路设计中也经常会需要对电压→ 频率的转换，或者简称 VF 转换
下面介绍一种比较实用且相对简单的 VF 三角波发生电路
我们看上面这个电路，由 1 个比较器+5 个电阻+1 个电容构成了一个 VF 转换 电路，C 点输出的是三角波。它的大致工作原理是：
当比较器输出高电平时，此时电路可以等效为下面左边这个电路；2、当比 较器输出低电平时，电路可以等效为下面右边这个电路
对于 A 点来说，它就会有 2 个不同节点电压，这 2 个节点电压对应的 就是比较器正输入端的 2 个不同的电位 V1、V2。其实从上面 2 个电路图中可以 看出来，左边的 B 点电位高，所以对应的 A 点电位就是高电位 V1；右边的 B 电 电位低，所以对应的 A 电电位就是低电平 V2
假设当比较器输出高电平时，此时对应了 A 点电位是 V1，那么，5V 电源通 过上拉电阻和 R4 对电容 C1 进行充电
这里可以假设 5V 电源刚刚上电时刻，A 点作为比较器的正输入端对应了一 个分压值，而负输入端由于在刚刚上电时刻，电容压降为 0V，所以 V+>V-，此时 比较器输出的就是高电平。那么刚刚对应的 A 点分压值就是 V1 高电位（或者称 之为高阈值）。当比较器输出高电平的同时，5V 电源给 C1 进行充电，从 0V 开 始不断上升，当上升到 V1 时，V- > V+(也就是 V1)，比较器输出低电平
当比较器输出低电平时，此时 A 点电位对应的就是 V2 低电压（或者称之为 低阈值），同时电容通过 R4 电阻对地进行放电。当电容上的电压从 V1 放到了 V2 时，V+ > V-，比较器又会输出高电平。如此往复，电容 C 就不断的通过充放 电来实现三角波输出
三角波如何产生的：
接下拉再来一起看一个电路模型，来研究一下电容充放电波形，看看它和三 角波是什么关系？
上面这个电路是电容充放电的一个等效模型图。当开关拨到左边时，此时 5V 电源通过 Rc 电阻对电容进行充电。假设电容初始电压为 0V，那么它的充电曲线就是图中所示，整体是一个非线性模型，如果用公式表示的话，应该是这样 的：
如果电容从 0V 充到电源电压的话，其实就是一个非线性的指数函数关系
当电容充满电开关拨到右边时，此时电容上的电压就会通过 Rf 电阻进行放电
放电曲线就是上面这样的波形
观察充放电波形可以发现，在充电时的电容电压快接近电源电压时，曲线很 平缓；在放电时的电容电压快接近 0V 时，曲线也很平缓。如果把它们结合在一 起就是这样子的充放电波形
很明显，电容的充放电波形，并不是一个三角波。而我们所需要的三角波应 该是类似于下面这样的波形
应该怎么让电容上的充放电波形，更加接近三角波呢？其实要这么来 做，在充电时，舍弃上面那段平缓的充电区域；同样的，在放电时，舍弃下面那 段平缓的放电区域
也就是说，我们不让电容充满电，比如充到 2.8V 就停止充；也不让电容放 完电，比如放到 1.2V 就停止放，那么取中间的近似线性的部分，就接近一个三 角波了。如下图所示：
完整版技术文档请点击文章开头普通下载
声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 举报投诉
- 相关下载
- 相关文章
