CN1848683B - 三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路 - Google Patents

三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路 Download PDF

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Abstract

一种三角波发生器，包括：一输入电压，一比较器，一第一电阻与一第二电阻串联于所述输入电压与地之间，所述第一电阻与一第二电阻之间的节点连接至所述比较器的同相输入端；一第三电阻、一第四电阻及一电容串联于所述输入电压与地之间，所述第四电阻与所述电容之间的节点连接至所述比较器的反相输入端，所述第三电阻与第四电阻之间的节点连接至所述比较器的输出端；一二极管，其阳极与所述第一比较器的同相输入端相连，其阴极与所述比较器的输出端相连。所述比较器的反相输入端提供三角波信号至下级电路，在下极电路的输出端产生脉宽调制信号。

Description

三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路
【技术领域】
本发明涉及一种脉宽调制信号发生电路，特别涉及一种频率和脉宽可调的脉宽调制信号发生电路，并且涉及一种用于脉宽调制信号发生电路的三角波发生器。
【背景技术】
脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)广泛应用在从测量、通信、功率控制与变换等许多领域中。例如主机板上的电压调节器、风扇速度控制以及液晶显示器的亮度控制，都用到了PWM信号发生电路。PWM信号发生电路的输出信号的频率、脉宽都可以调整。
图1为传统的PWM信号发生电路。所述发生电路包括比较器A1、A2、A3。比较器A1输出的矩形波加在比较器A2的反相输入端，而比较器A2输出的三角波又接到比较器A1的同相输入端，控制比较器A1输出端的状态发生跳变，从而在比较器A2的输出端得到周期性的三角波。所述周期性的三角波与另一参考电压作为比较器A3的输入，在比较器A3的输出端得到频率和脉宽可调的PWM信号。
从电路元器件成本考量，在不减少电路功效的前提下，电路设计趋向于使用数量更少、价格更低廉的电子元器件。因此，所述PWM信号发生电路有简化设计的必要。
【发明内容】
鉴于以上技术内容，有必要提供一种成本低廉的脉宽调制信号发生电路，以及提供一种用于所述脉宽调制信号发生电路的三角波发生器。
一种三角波发生器，包括一输入电压，一比较器，一第一电阻与一第二电阻串联于所述输入电压与地之间，所述第一电阻与一第二电阻之间的节点连接至所述比较器的同相输入端；一第三电阻、一第四电阻及一电容串联于所述输入电压与地之间，所述第四电阻与所述电容之间的节点连接至所述比较器的反相输入端，所述第三电阻与第四电阻之间的节点连接至所述比较器的输出端；一二极管，其阳极与所述第一比较器的同相输入端相连，其阴极与所述比较器的输出端相连，所述比较器的输出端输出三角波信号。
一种脉宽调制信号发生电路，包括一第二比较器以及上述三角波发生器，上述三角波发生器的第一比较器的反相输入端与所述第二比较器的反相输入端相连，所述第二比较器的同相输入端接入一参考电压，所述第二比较器的输出端通过一第五电阻与所述输入电压相连，由所述第二比较器的输出端输出脉宽调制信号。
相对于传统技术，所述三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路使用了较少的电子元器件，节约了所述电路的成本，并且能实现传统技术同样的功效。
【附图说明】
图1为传统的脉宽调制信号发生电路。
图2为本发明较佳实施方式的三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路。
【具体实施方式】
图2为本发明较佳实施方式的三角波发生器及包含它的脉宽调制信号发生电路。所述三角波发生器包括一输入电压Vin1，一第一电阻R1与一第二电阻R2串联于所述输入电压Vin1与地之间，一第三电阻R3、一第四电阻R4与一电容C1串联于所述输入电压Vin1与地之间，一第一比较器A5，所述第一比较器A5的同相输入端连接至所述第一电阻R1与第二电阻R2之间的节点，所述第一比较器A5的反相输入端连接至所述第四电阻R4与电容C1之间的节点，所述第一比较器A5的输出端连接至所述第三电阻R3与第四电阻R4之间的节点，一二极管D1，其阳极与所述第一比较器A5的同相输入端相连，其阴极与所述第一比较器A5的输出端相连。输入电压Vin1一般选5V输入，也可以根据具体的应用选择其他的输入电压，如12V等。
下面说明所述三角波发生器产生三角波的原理。
所述输入电压Vin1经过所述第一电阻R1、第二电阻R2的分压后提供给所述第一比较器A5的同相输入端一参考电压V1。在上电开始时，所述电容C1的电压为零，所述第一比较器A5的输出电压V2的值接近输入电压Vin1的值，呈高电平。由于参考电压V1的值小于输出电压V2的值，故所述二极管D1处于截止状态，此时输入电压Vin1通过第三电阻R3、第四电阻R4对电容C1充电，电容C1上的电压，即第一比较器A5的反相输入端电压V3随时间递增，当V3大于V1时，所述第一比较器A5的输出电压V2发生跳变，呈低电平，此时参考电压V1的值大于输出电压V2的值，故所述二极管D1从截止转为导通，从而使参考电压V1维持在所述二极管D1的导通压降上，与此同时，所述电容C1开始通过第四电阻R4和第一比较器A5放电，所述第一比较器A5的反相输入端电压V3随时间递减，当V3小于V1时，第一比较器A5的输出电压V2又发生跳变，呈高电平，此时输入电压Vin1又开始对所述电容C1充电。如此循环，就在所述第一比较器A5的反相输入端得到三角波信号。
所述脉宽调制信号发生电路包括所述三角波发生器及一第二比较器A6。所述第二比较器A6为所述三角波发生器的下级电路。所述第一比较器A5的反相输入端与所述第二比较器A6的反相输入端相连，即将所述第一比较器A5的反相输入端输出的信号作为第二比较器A6的反相输入端的输入电压V4。所述第二比较器A6的输出端通过一第五电阻R5与所述输入电压Vin1相连。所述第二比较器A6的同相输入端输入一参考电压Vin2，与所述第二比较器A6的反相输入端的输入电压V4比较后在所述第二比较器A6的输出端输出一定脉宽、一定频率的PWM信号。
所述电容C1的充、放电时间由第三电阻R3、第四电阻R4及电容C1共同决定，因此所述三角波发生器可以通过选择不同的第三电阻R3、第四电阻R4及电容C1来得到不同频率的三角波信号，从而在所述脉宽调制信号发生电路中得到不同频率的PWM信号。所述三角波发生器可以通过选择不同的第一电阻R1、第二电阻R2及输入电压Vin1来得到不同幅度的三角波信号，从而在所述脉宽调制信号发生电路中得到不同脉宽的PWM信号。也可以在所述第二比较器A6的反相输入端输入信号的幅值和频率不变的情况下，改变所述第二比较器A6的同相输入端输入的参考电压Vin2的大小，在所述脉宽调制信号发生电路中得到不同脉宽的PWM信号。

Claims (10)

1.一种三角波发生器，包括一输入电压、一比较器，其特征在于：所述三角波发生器还包括，
一第一电阻与一第二电阻，其串联于所述输入电压与地之间，所述第一电阻与一第二电阻之间的节点连接至所述比较器的同相输入端；
一第三电阻、一第四电阻及一电容，其串联于所述输入电压与地之间，所述第四电阻与所述电容之间的节点连接至所述比较器的反相输入端，所述第三电阻与第四电阻之间的节点连接至所述比较器的输出端；
一二极管，其阳极与所述第一比较器的同相输入端相连，其阴极与所述比较器的输出端相连，所述比较器的输出端输出三角波信号。
2.如权利要求1所述的三角波发生器，其特征在于：所述输入电压为5V。
3.如权利要求1所述的三角波发生器，其特征在于：所述三角波发生器通过选择不同的第三电阻、第四电阻及电容来得到不同频率的三角波信号。
4.如权利要求1所述的三角波发生器，其特征在于：所述三角波发生器通过选择不同的第一电阻、第二电阻及输入电压得到不同幅度的三角波信号。
5.一种脉宽调制信号发生电路，包括一输入电压、一第一比较器、一第二比较器，其特征在于：所述脉宽调制信号发生电路还包括，
一第一电阻与一第二电阻，其串联于所述输入电压与地之间，所述第一电阻与一第二电阻之间的节点连接至所述第一比较器的同相输入端；
一第三电阻、一第四电阻及一电容，其串联于所述输入电压与地之间，所述第四电阻与所述电容之间的节点连接至所述第一比较器的反相输入端，所述第三电阻与第四电阻之间的节点连接至所述第一比较器的输出端；
一二极管，其阳极与所述第一比较器的同相输入端相连，其阴极与所述第一比较器的输出端相连；
所述第一比较器的反相输入端与所述第二比较器的反相输入端相连，所述第二比较器的同相输入端接入一参考电压，所述第二比较器的输出端通过一第五电阻与所述输入电压相连，由所述第二比较器的输出端输出脉宽调制信号。
6.如权利要求5所述的脉宽调制信号发生电路，其特征在于：所述输入电压为5V。
7.如权利要求5所述的脉宽调制信号发生电路，其特征在于：所述输入电压为12V。
8.如权利要求5所述的脉宽调制信号发生电路，其特征在于：所述脉宽调制信号发生电路通过选择不同的第三电阻、第四电阻及电容得到不同频率的脉宽调制信号。
9.如权利要求5所述的脉宽调制信号发生电路，其特征在于：所述脉宽调制信号发生电路通过选择不同的第一电阻、第二电阻及输入电压得到不同脉宽的脉宽调制信号。
10.如权利要求5所述的脉宽调制信号发生电路，其特征在于：所述脉宽调制信号发生电路通过选择所述第二比较器的同相输入端输入的参考电压得到不同脉宽的脉宽调制信号。
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