單片IC產(chǎn)生精密三角波

　　摘要: 本文介紹如何用MAX9000配合幾個無源器件實現(xiàn)單電源供電的三角波發(fā)生器。實現(xiàn)這一電路所需的有源器件包括：一個運放、一個比較器和一個電壓基準，MAX9000剛好集成了這三個器件。

　　關鍵詞：運算放大器;比較器;三角波發(fā)生器;電壓基準

　　簡介

　　能夠產(chǎn)生三角波的波形發(fā)生器在許多“掃描”電路和測試設備中非常有用。例如，開關電源和感應馬達控制電路就需要用三角波發(fā)生器實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)制(PWM)。本文介紹如何使用單片MAX9000，配合幾個無源器件實現(xiàn)簡單的三角波發(fā)生器。MAX9000集成了一路高速運放、一路高速比較器和一個精密帶隙基準。

　　電路描述

　　圖1所示為三角波發(fā)生器的基本電路，包括兩部分功能：積分器用于產(chǎn)生三角波輸出;帶有外部滯回的比較器(施密特觸發(fā)器)用于控制三角波幅度。

　　運放被配置成產(chǎn)生三角波的積分器，其基本原理為對恒壓積分產(chǎn)生一個線性斜坡電壓，積分器輸出反饋到施密特觸發(fā)器反相輸入端。施密特觸發(fā)器的反轉(zhuǎn)閾值根據(jù)三角波峰值電壓設定。

　　但圖1所示電路有一個缺點，三角波峰值電壓必須與比較器反相輸入端的基準電壓對稱。如要產(chǎn)生從0.5V到4.5V的波形，則需要(0.5V + 4.5V)/2 = 2.5V的基準電壓，由于標準帶隙基準的電壓是1.23V，所以最好能夠不依賴基準電壓獨立設置三角波輸出電壓。圖2中加在滯回網(wǎng)絡上的電阻R3即可幫助實現(xiàn)這一功能，使用R3后，MAX9000輸出的三角波峰值便不再受到基準電壓的影響。

　　設計步驟

　　第一步：設計施密特觸發(fā)器

　　a) 選擇R2

　　比較器的CIN+引腳的輸入偏置電流小于80nA。為了降低輸入偏置電流帶來的誤差，流過R2的電流至少也應該有 8μA。由于R2電流等于(VREF - VOUT)/R2，考慮到輸出有兩個狀態(tài)，分別計算R2：

　　R2 = VREF/IR2

　　以及:

　　R2 = [(VDD - VREF)/IR2]

　　在兩個結果中選擇較小的一個，例如，如果VDD = 5V, VREF = 1.23V, IR2 = 8μA，計算得到的兩個R2的結果分別為471.25kΩ和153.75kΩ。因此R2選用154kΩ。

　　b) 選擇 R1和 R3