CN201590809U - 阶梯波发生装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种阶梯波发生装置，包括多路电平基准电路、多路选通电路、选通信号发生电路，所述多路电平基准电路的各个电平输出端分别连接到所述多路选通电路的各个信号输入端，所述选通信号发生电路的输出端连接到所述多路选通电路的信号控制端；所述多路选通电路在选通信号发生电路的选通信号控制下，选择性地输出所述多路电平基准电路的多路输出电平中的一路。本实用新型可以产生电平任意调节、上升沿和下降沿理想的阶梯波，实现方式简单，且无需编程。

Description

阶梯波发生装置
技术领域
本实用新型涉及电子技术应用领域，具体的说，涉及一种阶梯波发生装置。
背景技术
传统的阶梯波发生装置一般有两种方案，如图1所示，一种方案是由集成运放或者晶体管来实现，此种方案实现简单，但其缺点也十分明显：如果要生成各阶电平可随意调节的阶梯波，电路较为复杂，实现起来比较困难。如图2所示，另一种方案是由可编程器件来实现，相对于前一种方案而言，此种方案能得到更为灵活多变的波形，但对于很多应用场合来说，这种方案的实现需要编程，显得过于复杂；从另一方面来说，高速的处理器成本高昂，如果是以普通的廉价单片机为核心的话，其波形的上升沿和下降沿又有较大的延时。
发明内容
有鉴于上述背景，本实用新型提供了一种阶梯波发生装置，一方面，能够产生上升沿和下降沿比较理想、各阶电平可随意调节的阶梯波，另一方面，实现方式简单，无需进行编程。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种阶梯波发生装置，包括多路电平基准电路、多路选通电路、选通信号发生电路，所述多路电平基准电路的各个电平输出端分别连接到所述多路选通电路的各个信号输入端，所述选通信号发生电路的输出端连接到所述多路选通电路的信号控制端；所述多路选通电路在选通信号发生电路的选通信号控制下，选择性地输出所述多路电平基准电路的多路输出电平中的一路。
在上述装置的一种实施例中，所述多路电平基准电路为电阻分压网络。
在上述装置的一种实施例中，所述电阻分压网络中的每一路电平输出电路为固定电阻和可变电阻器的串联电路。
在上述装置的一种实施例中，所述选通信号发生电路包括依次相连的振荡电路、计数器和译码器；所述振荡电路用于输出一列脉冲，所述计数器对振荡电路输出的脉冲计数，所述译码器对所述计数器的脉冲计数进行译码，输出选通信号。
在上述装置的一种实施例中，所述振荡电路是555时基电路构成的振荡电路。
在上述装置的一种实施例中，所述振荡电路设置有可调镜像电流源。
在上述装置的一种实施例中，所述计数器是脉冲上升沿计数器。
在上述装置的一种实施例中，所述多路电平基准电路为8路电平基准电路，所述计数器为8进制计数器。
在上述装置的一种实施例中，所述译码器是三个四线输入或门构成的译码器。
在上述装置的一种实施例中，所述多路选通电路是一个多路模拟开关，或者是多个多路模拟开关的级联。
本实用新型通过多路电平基准电路产生多路不同电压的电平，而由多路选通电路在选通信号的控制下，选择性的输出不同的电平，从而产生了电平可以任意调节、上升沿和下降沿理想的阶梯波，该阶梯波发生装置实现方式简单，且无需编程。
附图说明
图1是一种传统的阶梯波实现原理框图；
图2是另一种传统的阶梯波实现原理框图；
图3是本发明实施例的系统原理框图；
图4是本发明实施例的电路具体结构图；
图5是本发明实施例的任意多阶阶梯波实现原理框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方案做详细说明。
如图3所示，本实用新型的阶梯波发生装置，主要包括：
振荡电路A：用于产生时钟信号，即用于输出一列脉冲；
计数器B：对振荡电路A产生的时钟信号进行计数并编码输出；
译码器C：对计数器B的输出进行译码输出，也即进行进制转换，产生选通信号，并将选通信号输送给下述多路选通电路E；
多路电平基准电路D：用来产生可调节的一系列电压基准，也即多路不同电压的电平；
多路选通电路E：在译码器C译码得到的选通信号的控制下，从多路电平基准电路D中产生的一系列电压基准选择一路电平输出。
其中，依次连接的振荡电路A、计数器B、译码器C构成选通信号发生电路，其输出端(即译码器C的输出端)连接到多路选通电路E的信号控制端，以向多路选通电路E输出选通信号，而对多路选通电路E进行选通控制。多路电平基准电路D的各个电平输出端分别连接到多路选通电路E的各个信号输入端，从而多路选通电路E在选通信号控制下，能够从该多路电平中选择其一进行输出。当然，选通信号发生电路也可采用多个按键的组合来实现，选通时，选通路上的按键闭合，其他路上的按键断开。
图4描述了本实用新型的一种具体的电路结构。在图4所示的电路结构中，振荡电路A由NE555时基电路U1构成，与时基电路U1连接的三极管VT1、VT2、VT3、电阻R、可变电阻器PR1、电容C等为时基电路U1的外围工作电路，由于以NE555芯片构成振荡电路的外围工作电路设置是本领域技术人员的熟知技术，本文在此不再详述。
NE555时基电路U1输出一列方波脉冲，并且可以通过可调镜像电流源的设置，使得该输出的方波脉冲的周期是可变的。方波脉冲的周期对应阶梯波的每一阶的电平宽度。一般的，可以根据电平宽度需要，预先通过可调镜像电流源设置方波脉冲的对应周期。
计数器B由八进制计数器U3实现，芯片采用HCC4022B，八进制计数器U3对时基电路U1的输出脉冲进行加法计数，当HCC4022B的ENA端为低电平时，对时基电路U1的输出信号上升沿进行计数，依次从0到7计数，然后清零，再重新从0到7计数、清零，如此不断循环。需要理解，虽然在此例中是从0到7顺序循环，但并不表示必须按序选通，可以根据实际需要来进行选通。
译码器C在图4的示例中，是用三个四线输入或门U4A、U4B、U5A来实现，或门的芯片型号是HCC4072B，或门输入端与计数器输出端的连接参照图4所示的信号标识，例如，或门U4A的四个输入端的信号标识分别是Q7、Q6、Q5、Q4，即分别与计数器U3的对应信号标识的输出端连接。三个四线输入或门U4A、U4B、U5A分别输出选通信号的一个信号位，即选通信号为[A2，A1，A0]。
多路电平基准电路D采用电阻分压网络实现，在图4示例中，电阻分压网络由8路电平输出电路并联得到，每一路电平输出电路都是一个固定电阻R和一个可变电阻器PR的串联电路，使得各路电平输出的电压值可以进行调节。该电阻分压网络，共输出8路电平Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、Vref5、Vref6、Vref7、Vref8，每路电平的电压值可以根据实际需要独立调节。对于每一路电平，其输出电平范围为0～Vo伏，Vo＝Vcc×(PR/(PR+R))其中，Vcc即图中的Vcc的电压值，PR即该路上的可变电阻器的阻值，R即同一路上的固定电阻的阻值。由于各路电平独立调节，因此各路电平的电平值可以相同，也可以不同。
多路选通电路E由八选一多路模拟开关U6实现，其芯片型号为MAX378，该八选一多路模拟开关U6包括3个信号控制端和8个信号输入端，3个信号控制端分别连接译码器C的三个或门U4A、U4B、U5A的输出端A2、A1、A0，8个信号输入端分别连接多路电平基准电路D的8个电平输出端Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、Vref5、Vref6、Vref7、Vref8。
如图5所示，为了实现任意多阶的阶梯波，还可以用多个多路模拟开关级联的方式来构成多路选通电路。
本实用新型提供了一种上升沿和下降沿比较理想、各阶电平可随意调节的阶梯波发生装置，与现有技术相比，存在以下优点：
1、易于实现，价格低廉；
2、采用较少的元器件即可完成，可靠性高；
3、以较低的技术难度实现了阶梯波各阶电平可随意调节。
本实用新型运用于电子负载的控制电路中，用来对电子负载的动态切换进行控制，取得了良好效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，但这只是为便于理解而举的实例，不应认为本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出各种可能的等同改变或替换，这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种阶梯波发生装置，其特征在于，包括多路电平基准电路、多路选通电路、选通信号发生电路，所述多路电平基准电路的各个电平输出端分别连接到所述多路选通电路的各个信号输入端，所述选通信号发生电路的输出端连接到所述多路选通电路的信号控制端；所述多路选通电路在选通信号发生电路的选通信号控制下，选择性地输出所述多路电平基准电路的多路输出电平中的一路。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多路电平基准电路为电阻分压网络。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电阻分压网络中的每一路电平输出电路为固定电阻和可变电阻器的串联电路。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述选通信号发生电路包括依次相连的振荡电路、计数器和译码器；所述振荡电路用于输出一列脉冲，所述计数器对振荡电路输出的脉冲计数，所述译码器对所述计数器的脉冲计数进行译码，输出选通信号。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述振荡电路是555时基电路构成的振荡电路。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述振荡电路设置有可调镜像电流源。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计数器是脉冲上升沿计数器。
8.如权利要求4-7任一所述的装置，其特征在于，所述多路电平基准电路为8路电平基准电路，所述计数器为8进制计数器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述译码器是三个四线输入或门构成的译码器。
10.如权利要求1-7所述的装置，其特征在于，所述多路选通电路是一个多路模拟开关，或者是多个多路模拟开关的级联。
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