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。 7 o: @5 m- G9 s/ N: O. M# L下面介绍一种比较实用且相对简单的VF三角波发生电路。 $ W9 b9 u1 M) b 2 ^8 K# |0 W6 A; `; W5 ?4 d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： 0 W" Z9 s1 N. g" h 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。 - V2 Y3 {" ?9 ~) C' w& D# O 8 D7 Q, v1 F: G# i * U) j! I' i- m: c1 C0 a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。 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。 % D2 m# g" b4 l: z0 }8 T4 z9 v 1 r1 c7 f& U7 _" r1 `' d- r9 L+ i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。   i1 Z2 G' N' g" m& m 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： 0 [8 `# ]8 C$ ^. ~1 G- P* h 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？ & [* Y' u! ^$ z" x9 S$ R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。 & `3 y* B0 `3 _$ U6 U- b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。 * k$ ~4 A" L5 f* Z 9 E3 n. P) B8 u : r9 w+ N& `" c3 v% }. k* O : G! D# A3 Q$ Q/ k* _/ D - D, m: Y* R+ b+ A  M

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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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