用單片IC產(chǎn)生精密三角波

摘要：本應(yīng)用筆記介紹如何用MAX9000配合幾個無源器件實現(xiàn)單電源供電的三角波發(fā)生器。實現(xiàn)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(zhǔn)，MAX9000剛好集成了這三個器件。

引言

三角波較好的線性指標(biāo)使得三角波發(fā)生器在許多“掃描”電路和測試設(shè)備中非常有用。例如，開關(guān)電源和感應(yīng)馬達控制電路就需要用三角波發(fā)生器實現(xiàn)脈寬調(diào)制(PWM)。本文介紹如何使用單片MAX9000 IC，配合幾個無源器件實現(xiàn)簡單的三角波發(fā)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(zhǔn)。

電路說明

圖1. 三角波發(fā)生器基本電路

圖2. 用MAX9000實現(xiàn)三角波發(fā)生器

圖1所示為三角波發(fā)生器的基本電路?，包括兩部分功能：積分器用于產(chǎn)生三角波輸出;帶有外部滯回的比較器(施密特觸發(fā)器)用于控制三角波幅度。

運放被配置成產(chǎn)生三角波的積分器，其基本原理為對恒壓積分產(chǎn)生一個線性斜坡電壓，積分器輸出通過施密特觸發(fā)器反饋到其反相輸入端。施密特觸發(fā)器的輸入閾值電壓根據(jù)三角波峰值電壓設(shè)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(zhǔn)電壓對稱。如要產(chǎn)生從0.5V至4.5V的三角波，則需要(0.5V + 4.5V)/2 = 2.5V的基準(zhǔn)電壓，由于標(biāo)準(zhǔn)帶隙基準(zhǔn)的輸出電壓是1.23V，所以最好能夠不依賴基準(zhǔn)電壓獨立設(shè)置三角波輸出電壓。圖2中加在滯回網(wǎng)絡(luò)上的電阻R3即可幫助實現(xiàn)這一功能，使用R3后，MAX9000輸出的三角波峰值便不再受基準(zhǔn)電壓的影響。

設(shè)計步驟

第一步. 構(gòu)建“觸發(fā)靈活”的比較器(施密特觸發(fā)器設(shè)計)

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(yīng)該有8µA。由于R2電流等于(VREF - VOUT)/R2，考慮到輸出有兩個狀態(tài)，分別計算R2：

R2 = VREF/IR2

R2 = [(VDD - VREF)/IR2]

在兩個結(jié)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(jié)果分別為471.25kΩ和153.75kΩ，因此R2選用154kΩ。