用單片IC產(chǎn)生精密三角波

b) 選擇R1和R3

在三角波上升沿，比較器輸出低電平(VSS)，同樣，在三角波下降沿，比較器輸出高電平(VDD)。因此，比較器必須要在三角波峰值和谷值處反轉(zhuǎn)。對比較器同相輸入端進(jìn)行節(jié)點分析，解方程即得出這兩個閾值：

本例中，三角波電壓范圍取0.5V至4.5V，將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. 產(chǎn)生精確三角波(積分器設(shè)計)

根據(jù)比較器的兩種輸出狀態(tài)，可計算出流經(jīng)R4的電流：

IR4 = (VDD - VREF)/R4

以及：

IR4 = VREF/R4

由于運放最大輸入偏置電流為2nA，因此，為了降低誤差，流經(jīng)R4的電流應(yīng)總是大于0.2?A，由此可得出：

R4 6.12MΩ

三角波頻率計算公式如下：

本例中，取f = 25kHz、VOUT, P-P = 4V (對應(yīng)0.5V至4.5V的三角波)、VREF = 1.23V。則時間常數(shù)為R4 × C = 9.27?s，選C = 220pF，得到R4 = 42.2kΩ。

第三步. 實驗驗證

如果運放沒有擺率限制，實驗結(jié)果應(yīng)該與計算結(jié)果吻合。由于反饋電容以恒定電流充(放)電，輸出信號的最大變化率為：

考慮到工藝偏差，運放的典型擺率應(yīng)該比輸出信號最大擺率高40%以上，在本例中為0.56V/µs。根據(jù)MAX9000的數(shù)據(jù)資料，其運放的擺率為0.85V/µs，所以能夠產(chǎn)生25kHz的三角波。

結(jié)論

圖3所示即為圖2中電路的輸出波形。

圖3 圖2中三角波發(fā)生器的輸出波形