如何用比较器实现VF转换（三角波发生电路）

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电路设计在很大程度上，其实是对波形的一种转换。比如说三极管开关电路，它所实现的就是PWM电压幅值的转换；比如说恒流源电路，它实现的就是电压→电流的转换；BUCK、LDO实现的是直流电压源幅值的转换，等等。同样的，在电路设计中也经常会需要对电压→ 频率的转换，或者简称VF转换。 # f6 H# G* W6 C 下面介绍一种比较实用且相对简单的VF三角波发生电路。 # W# V2 u+ d( B% e3 s1 j9 s- i 我们看上面这个电路，由1个比较器+5个电阻+1个电容构成了一个VF转换电路，C点输出的是三角波。它的大致工作原理是： 9 O6 i# y& I) u0 R& @ , L  r$ {$ m" R" ^# v/ l当比较器输出高电平时，此时电路可以等效为下面左边这个电路；2、当比较器输出低电平时，电路可以等效为下面右边这个电路。 3 p4 U% @, e) B7 Y' J 那么，对于A点来说，它就会有2个不同节点电压，这2个节点电压对应的就是比较器正输入端的2个不同的电位V1、v2。其实从上面2个电路图中可以看出来，左边的B点电位高，所以对应的A点电位就是高电位V1；右边的B电电位低，所以对应的A电电位就是低电平V2。 & A" l. v. S/ D5 b! L: N, d3 y5 O; B 假设当比较器输出高电平时，此时对应了A点电位是V1，那么，5V电源通过上拉电阻和R4对电容C1进行充电。 9 I0 E. Z8 r/ n4 W1 X; U: Z& j 这里可以假设5V电源刚刚上电时刻，A点作为比较器的正输入端对应了一个分压值，而负输入端由于在刚刚上电时刻，电容压降为0V，所以V+>V-，此时比较器输出的就是高电平。那么刚刚对应的A点分压值就是V1高电位（或者称之为高阈值）。当比较器输出高电平的同时，5V电源给C1进行充电，从0V开始不断上升，当上升到V1时，V- > V+(也就是V1)，比较器输出低电平。 ) i, e0 f1 ^. } 当比较器输出低电平时，此时A点电位对应的就是V2低电压（或者称之为低阈值），同时电容通过R4电阻对地进行放电。当电容上的电压从V1放到了V2时，V+ > V-，比较器又会输出高电平。如此往复，电容C就不断的通过充放电来实现三角波输出。 三角波如何产生的： + ^- m. g/ ~& N  w6 j% V; @ 接下拉再来一起看一个电路模型，来研究一下电容充放电波形，看看它和三角波是什么关系？ % g* u  @5 ^' |# I- `4 f * K% {5 W/ m% U1 Q8 N  {4 m# x+ Q上面这个电路是电容充放电的一个等效模型图。当开关拨到左边时，此时5V电源通过Rc电阻对电容进行充电。假设电容初始电压为0V，那么它的充电曲线就是图中所示，整体是一个非线性模型，如果用公式表示的话，应该是这样的： 如果电容从0V充到电源电压的话，其实就是一个非线性的指数函数关系。 ; R2 |% j' R- K  t7 L9 I 4 Y  C* h" [' X4 N9 E. W) m  T+ Z当电容充满电开关拨到右边时，此时电容上的电压就会通过RF 电阻进行放电。 ' U* F$ T; F$ `$ p5 W& J0 J9 K2 } 1 e( }* ^5 E% X, u1 ^& q 8 W+ S6 c" H1 c% R/ R( L- P   q) l9 Y: s9 z8 V- {7 C% S 0 H0 E7 {" }- M' j$ T2 ]

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电路设计在很大程度上，其实是对波形的一种转换

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三极管开关电路，它所实现的就是PWM电压幅值的转换

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