單片IC產生精密三角波

　　摘要: 本文介紹如何用MAX9000配合幾個無源器件實現單電源供電的三角波發生器。實現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;三角波發生器;電壓基準

　　簡介

　　能夠產生三角波的波形發生器在許多“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生器實現脈沖占空比調制(PWM)。本文介紹如何使用單片MAX9000，配合幾個無源器件實現簡單的三角波發生器。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所示為三角波發生器的基本電路，包括兩部分功能：積分器用于產生三角波輸出;帶有外部滯回的比較器(施密特觸發器)用于控制三角波幅度。

　　運放被配置成產生三角波的積分器，其基本原理為對恒壓積分產生一個線性斜坡電壓，積分器輸出反饋到施密特觸發器反相輸入端。施密特觸發器的反轉閾值根據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中加在滯回網絡上的電阻R3即可幫助實現這一功能，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，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