Программа Сервисный Центр
0

Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения


, март 2012Luca Bruno, ИталияEDNВ широтно-импульсных модуляторах часто используются аналоговые генераторы пилообразного напряжения. Показанная на Рисунке 1 недорогая схема такого генератора может использоваться в маломощных приложениях на частотах до 10 МГц. Схема отличается хорошей линейностью рабочего хода и стабильностью частоты.
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения
Рисунок 1. Для генерации пилообразного напряжения используется заряд и быстрый разряд конденсатора CT. Размах «пилы» ограничивается верхним и нижним пороговыми напряжениями триггера Шмитта.
Схема сделана на одном инверторе с входным триггером Шмитта, работающем как модифицированный мультивибратор. Выходное напряжение снимается с времязадающего конденсатора CT, напряжение на котором изменяется от нижнего до верхнего порогов инвертора. RTCT заряжается постоянным напряжением, поэтому напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненциальному закону и аппроксимировать его прямой линией можно лишь на начальном участке экспоненты.Простейший способ улучшить линейность пилообразного напряжения – увеличить напряжение питания цепочки RTCT. Для этого в схему добавлен выполняющий функцию генератора подкачки заряда конденсатор C1 с емкостью, по крайней мере, на порядок большей, чем CT. Во время спадающего фронта «пилы», при низком уровне на выходе инвертора, этот конденсатор быстро заряжается через диод D1 до напряжения VCC минус прямое падение напряжения на диоде. В это же время конденсатор CT разряжается через диод D2.Когда спадающий фронт напряжения на CT достигнет нижнего порога VT− триггера Шмитта, на выходе инвертора установится высокий логический уровень. Начнется заряд конденсатора C1, и на катоде диода D1 установится сумма напряжений на C1 и на выходе инвертора. D1 закроется, и цепь RTCT начнет заряжаться, стремясь сравняться с напряжением на конденсаторе C1. В момент, когда напряжение на CT поднимется до верхнего порога VT+ триггера Шмитта, выход инвертора вернется в «лог. 0» и цикл начнет повторяться.Линейность «пилы» пропорциональна сумме напряжений питания VCC и VDD. Поскольку VDD равно +5 В, и фиксировано, улучшать линейность остается только за счет VCC. Оценить степень нелинейности рабочей области пилообразного напряжения можно с помощью следующего выражения:
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения
гдеENL% – ошибка нелинейности в процентах,
MI – угол наклона рабочей области «пилы» на начальном участке,
MF – угол наклона рабочей области на конечном участке,и
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения


гдеVF – прямое падение напряжения на диоде D1.Постоянная времени RTCT определяет частоту пилообразного напряжения FO. Оценить эту частоту, пренебрегая временем разряда CT и любым разрядом C1, можно с помощью выражения:
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения
гдеK – константа, определяемая из следующего выражения:
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения
Моделирование схемы со значениями CT=100 пФ и RT=2.2 кОм показывает, что нелинейность пилообразного напряжения равна28% при VCC = VDD = 5 В,18% при VCC = 10 В и VDD = 5 В,14% при VCC = 15 В и VDD = 5 В.Был собран макет схемы, в которой VDD=VCC=5 В, CT=100 пФ и RT=2.2 кОм. В качестве инвертора использовалась микросхема 74HC14 в стандартном корпусе DIP, имеющая задержку распространения 15 нс (против 4.4. нс у SN74LVC1G14 при напряжении питания 5 В). Измеренная частота равнялась приблизительно 12.7 МГц.Частотозадающий конденсатор CT должен быть пленочным, с низким током утечки, а его емкость не должна быть большой, чтобы сократить затраты энергии при перезаряде. В то же время, для уменьшения вносимых ошибок, емкость CT должна значительно превосходить емкость входов микросхемы и паразитные емкости.Сопротивление RT выбирайте достаточно небольшим, чтобы снизить влияние паразитных емкостей.В качестве IC1 можно использовать любой КМОП инвертор с триггером Шмитта на входе. Однако для повышения стабильности частоты следует выбирать микросхемы из наиболее быстродействующих семейств, с малым временем задержки распространения и большим выходным током. Вполне подойдет выпускаемый Texas Instruments одновентильный инвертор SN74LVC1G14.Чтобы воспользоваться приведенными выше выражениями, нужно прямо в схеме измерить пороговые напряжения триггера Шмитта, в особенности VT−. Необходимо принимать во внимание, что из-за конечной задержки распространения инвертора разряд CT прерывается не в момент достижения порога VT−, а несколько позже. Этот факт следует учитывать, чтобы компенсировать ошибку расчетов, выполняемых на основе измеренных значений VT−.
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (7)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"