占空比可調(diào)電路在振蕩器等應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)頻率是非常高的，三角波發(fā)生電路作為一種基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)，是進(jìn)行占空比可調(diào)電路設(shè)計(jì)過(guò)程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在今天的文章中，我們將會(huì)為大家分享一種占空比可調(diào)的三角波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)方案，以便于新人工程師的設(shè)計(jì)參考。

在這一占空比可調(diào)的三角波發(fā)生電路方案進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先我們需要了解一下這種電路的運(yùn)行和設(shè)計(jì)原理。在模電設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將一組矩形波經(jīng)積分電路會(huì)得到良好的三角波，所以本方案也同樣采用前置矩形波發(fā)生電路，然后對(duì)所得到的矩形波進(jìn)行積分電路積分，最后輸出三角波。矩形波發(fā)生電路實(shí)際是由一個(gè)滯回比較器和一個(gè)RC充放電回路組成，如下圖圖1所示。在圖1中，R1、R2與集成運(yùn)放組成滯回比較器，電阻R4和電容C組成充放電回路，穩(wěn)壓管D3、D4和電阻R3的作用是鉗位，將滯回比較器輸出電壓穩(wěn)定在正負(fù)Uz。

圖1

由該方案的設(shè)計(jì)原理可知，通過(guò)這種方式想要得到占空比可調(diào)的三角波，就必須要使矩形波的占空比可調(diào)。要得到占空比可調(diào)的矩形波，可通過(guò)改變電路中充放電時(shí)間常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種設(shè)置方法如下圖圖2所示。圖2中的電位器和兩個(gè)二極管在該系統(tǒng)中的作用，是將電容和放電的回路分開，調(diào)節(jié)充電和放電兩個(gè)時(shí)間常數(shù)的比例。如果將電位器向下滑動(dòng)，則充電時(shí)間常數(shù)減小，放電時(shí)間常數(shù)增大，于是輸出端為高電平的時(shí)間縮短，低電平的時(shí)間增長(zhǎng)。波形圖如下圖圖3所示。

圖2

圖3

基于這種電路設(shè)計(jì)思路，我們將上述的矩形波發(fā)生電路的輸出端與積分電路的輸入端連接，就能夠得到占空比可調(diào)的的三角波發(fā)生電路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，我們所繪制的該種占空比可調(diào)三角波發(fā)生電路圖如圖4所示。

圖4

接下來(lái)就需要進(jìn)行該方案的電路參數(shù)計(jì)算了。首先需要計(jì)算的是該占空比可調(diào)三角波的輸出幅度。由圖4可知，在Uo=-Uz期間，積分電路的輸出電壓Uo往正方向線性增長(zhǎng)，此時(shí)U+也隨著增長(zhǎng)，當(dāng)增長(zhǎng)至U+=U-=0時(shí)，滯回比較器的輸出電壓UO1發(fā)生跳變，而發(fā)生跳變時(shí)的UO值是使三角波的最大值Uom。將條件UO1=-UZ，U+=0和Uo=Uom代入下式可得：

依據(jù)上式，可解的三角波的輸出幅度為:

在完成了占空比可調(diào)三角波輸出幅度計(jì)算后，接下來(lái)我們需要進(jìn)行的是該電路設(shè)計(jì)方案中的占空比數(shù)值計(jì)算。當(dāng)忽略二極管的導(dǎo)通電阻時(shí)經(jīng)分析可知：

此時(shí)，輸出波形的震蕩周期可通過(guò)下式計(jì)算為:

因此，占空比的具體數(shù)值計(jì)算公式可以總結(jié)為:

在已經(jīng)得出計(jì)算公式的前提下，帶入具體數(shù)值，可通過(guò)以上公式計(jì)算得三角波的占空比可調(diào)范圍為33.3%-66.6%。實(shí)際仿真所得三角波如下圖圖5所示，適當(dāng)調(diào)節(jié)占空比后得到的波形，如圖6所示。

圖5

圖6

以上就是本文針對(duì)一種占空比可調(diào)的三角波發(fā)生電路設(shè)計(jì)，所進(jìn)行的方案分享，希望能夠?qū)Ω魑恍氯斯こ處煹脑O(shè)計(jì)研究提供幫助。