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工作在不同频率的脉宽调制器

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

许多应用需要脉宽调制(PWM)电路,如:电压调节器、功率控制、风扇速度控制等。图1所示电路利用三个运算放大器构成了PWM电路,由于运算放大器选择的灵活性,该方案能够满足各种应用的要求,例如,对于低功耗系统,可以选择微功耗运放;而高频运放则可用来实现高频PWM。图1电路还可用于产生三角波。
工作在不同频率的脉宽调制器
图1、这个三运放电路可以产生三角波和可调脉宽输出。

  图1由三角波发生器(U1A、U1B)和比较器(U1C)构成,U1A配制成积分器,U1B配置为带滞回的比较器。上电时,比较器输出电压假设为0V。U1A的同相输入偏置在Vcc/2,按照同相端和反相端的连接方式,R电阻上通过恒定的电流:I = Vcc/2R,为电容C充电,此时,积分器U1A输出随时间线性递增。当它达到0.75Vcc时,比较器输出(U1B)翻转到其最大输出电压(Vcc),使得U1A输出电压开始线性递减。当该电压达到0.25Vcc时,比较器输出再次翻转到0V,U1A输出电压又开始线性递增,如此循环,在积分器输出端得到一个三角波,摆幅在1/4Vcc与3/4Vcc之间。
工作在不同频率的脉宽调制器
图2、图1所示电路产生的PWM输出和三角波输出。

  U1C将三角波输出与一个直流电平进行比较,得到方波输出,方波信号的占空比可在0%至100%范围内调节,对应于VIN的变化范围为:1/4Vcc至3/4Vcc(图2)。方波频率由R、C、R1、R2决定:
   工作在不同频率的脉宽调制器, 其中:R2 > R1
  其中,R2 与R1 之比直接影响了工作频率和三角波的幅度,假设VTH为三角波的最大电压,VTH为三角波的最小电压,则三角波输出幅度为:
   工作在不同频率的脉宽调制器   工作在不同频率的脉宽调制器2 > R1
  工作在不同频率的脉宽调制器2 > R1)
  三角波的峰值电压(最大值与最小值电压之差)以Vcc/2偏置电压(由R3、R4确定)为中心,这种电路结构允许PWM波形发生器工作在单电源,采用微功耗运放和大阻值电阻(R和R1-R4)可以满足低功耗应用的要求;对于高频应用则需选择高速运放。


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