CN215581086U - 应用于模拟抖频技术的三角波产生电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于模拟抖频技术的三角波产生电路。所述电路包括分压模块、比较控制模块、充放电模块及处理输出模块，所述比较控制模块连接于分压模块及充放电模块之间，所述分压模块通过电阻对电源分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述比较控制模块用于控制选择第一基准电压或第二基准电压与充放电模块产生的充放电电压进行比较，并根据比较结果输出控制信号，所述充放电模块用于根据控制信号周期性地进行充电和放电，以输出具有三角波形的初始电压，所述处理输出模块用于对初始电压进行处理，以得到具有驱动能力且精度可调的三角波电压。本申请结构简单，精度高、占用芯片面积小且开发成本低。

Description

应用于模拟抖频技术的三角波产生电路

技术领域

本申请涉及抖频技术领域，尤其涉及一种应用于模拟抖频技术的三角波产生电路。

背景技术

目前常用的抖频电路分为数字控制和模拟控制两种：数字控制的抖频电路原理是通过计数器对开关频率进行计数，得到一串随着时钟变换的二进制信号控制对电容进行充放电的电流大小，从而实现输出频率的抖动，连续性差，芯片电路面积大。模拟控制的抖频电路原理是提供一个低频的三角波信号给压控振荡器，压控振荡器会随着输入电压的变化改变输出频率，连续性好。

在现有技术中，模拟控制抖频电路中的三角波信号产生方式是：先产生一个方波电路；利用方波电路控制开关电容充放电产生三角波，如图2。该设计需要外部提供基准信号VH与VL，高频方波控制开关电容的方式在三角波的周期精度上也难以把控，无法保证三角波的精度，同时方波产生电路加上两个比较器占用的芯片面积也会很大，增加了开发成本。

实用新型内容

鉴于此，有必要提供一种波形精度高、占用芯片面积小且成本低的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路。

本申请为达上述目的所提出的技术方案如下：

一种应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路包括分压模块、比较控制模块、充放电模块及处理输出模块，所述比较控制模块电连接于所述分压模块及所述充放电模块之间，所述处理输出模块与所述充放电模块电连接，所述分压模块通过电阻对电源分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述比较控制模块用于控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块产生的充放电电压进行比较，并根据比较结果输出控制信号，所述充放电模块用于根据所述控制信号周期性地进行充电和放电，以输出具有三角波形的初始电压，所述处理输出模块用于对所述初始电压进行处理，以得到具有驱动能力且精度可调的三角波电压。

进一步地，所述比较控制模块根据所输出的控制信号来控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块产生的充放电电压进行比较。

进一步地，所述分压模块包括电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电阻(R4)、电容(C1)、电容(C2)及电源(VCC)，所述电阻(R1)的一端与所述电源(VCC)电连接，所述电阻(R1)的另一端依次串联连接所述电阻(R3)、所述电阻(R4)、所述电阻(R2)后接地，所述电容(C1)的一端接地，其另一端电连接于所述电阻(R1)和所述电阻(R3)之间的节点(G1)，所述电容(C2)的一端接地，其另一端电连接于所述电阻(R4)与所述电阻(R2)之间的节点(G2)，所述分压模块通过所述节点(G1)输出第一基准电压，所述分压模块通过所述节点(G2)输出第二基准电压。

进一步地，所述比较控制模块包括传输门(TG1)、传输门(TG2)、比较器(A1)及施密特触发器(T1)，所述传输门(TG1)的输入端电连接于所述节点(G1)，所述传输门(TG1)的输出端与所述比较器(A1)的反向输入端电连接，所述传输门(TG2)的输入端点连接于所述节点(G2)，所述传输门(TG2)的输出端与所述比较器(A1)的反向输入端电连接，所述比较器(A1)的同相输入端与所述充放电模块电连接，所述比较器(A1)的输出端与所述施密特触发器(T1)的输入端电连接，所述施密特触发器(T1)的输出端与所述传输门(TG1)及所述传输门(TG2)的控制端电连接，所述施密特触发器(T1)的输出端还与所述充放电模块电连接，所述施密特触发器(T1)的输入端与输出端为反向类型。

进一步地，所述充放电模块包括电阻(R5)及电容(C3)，所述电容(C3)的一端接地，所述电容(C3)的另一端与所述比较器(A1)的同相输入端电连接，所述电容(C3)的另一端还通过所述电阻(R5)连接于所述施密特触发器(T1)的输出端，所述电阻(R5)及所述电容(C3)之间的节点(G3)作为所述充放电模块的输出端，并与所述处理输出模块电连接。

进一步地，所述处理输出模块包括比较器(A2)及电阻(R6)，所述比较器(A2)的同相输入端电连接于所述电阻(R5)和所述电容(C3)之间的节点(G3)，所述比较器(A2)的反向输入端与所述比较器(A2)的输出端电连接，所述比较器(A2)的输出端通过所述电阻(R6)电连接所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路的输出端。

进一步地，所述处理输出模块还包括电阻(R7)、电阻(R8)、电容(C4)及电容(C5)，所述电阻(R7)的一端电连接于所述电源(VCC)，所述电阻(R7)另一端的节点(G4)串联连接所述电阻(R8)后接地，所述电容(C4)的一端电连接于所述电源(VCC)，所述电容(C4)另一端的节点(G5)串联连接所述电容(C5)后接地，所述节点(G4)与所述节点(G5)电连接。所述节点(G5)电连接于所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路的输出端。

上述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路设置分压模块，以通过电阻分压来提供两个不同的基准电压，还设置比较控制模块及充放电模块，以通过所述比较控制模块轮流选择这两个基准电压与所述充放电模块的充放电电压进行比较，使得充放电电压一旦达到所比较的基准电压时，就会输出对应的控制信号以切换所述充放电模块的充放电方向，从而形成具有三角波形的初始电压，再通过处理输出模块对所述初始电压进行处理，从而输出具有驱动能力且精度可调的三角波电压。相比传统的三角波产生电路，本申请结构简单，精度高、占用芯片面积小且开发成本低。

附图说明

图1是本申请应用于模拟抖频技术的三角波产生电路的一较佳实施方式的方框图。

图2是图1中分压模块、比较控制模块及充放电模块的一较佳实施方式的电路示意图。

图3是图1中处理输出模块的一较佳实施方式的电路示意图。

图4是图2中的一较佳实施方式的各电压波形示意图。

主要元件符号说明

应用于模拟抖频技术的三角波产生电路 100

分压模块 10

比较控制模块 20

充放电模块 30

处理输出模块 40

电源 VCC

电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、

R7、R8

电容 C1、C2、C3、C4、C5

节点 G1、G2、G3、G4、G5

传输门 TG1、TG2

比较器 A1、A2

施密特触发器 T1

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参考图1，本申请提供一种应用于模拟抖频技术的三角波产生电路100。所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路100包括分压模块10、比较控制模块20、充放电模块30及处理输出模块40。所述比较控制模块20电连接于所述分压模块10及所述充放电模块30之间。所述处理输出模块40与所述充放电模块30电连接。

所述分压模块10通过电阻对电源分压得到第一基准电压和第二基准电压。所述比较控制模块20用于控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块30产生的充放电电压进行比较，并根据比较结果输出控制信号，所述充放电模块30用于根据所述控制信号周期性地进行充电或放电，以输出具有三角波形的初始电压。所述处理输出模块40用于对所述初始电压进行处理，以得到具有驱动能力且精度可调的三角波电压。

进一步地，所述比较控制模块20根据所输出的控制信号来控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块30产生的充放电电压进行比较。如此一来，通过电阻分压来提供两个不同的基准电压，并由所述比较控制模块20轮流选择这两个基准电压与所述充放电模块30产生的充放电电压进行比较，使得充放电电压一旦达到所比较的基准电压时，就会输出对应的控制信号以切换所述充放电模块30的充放电方向，从而形成具有三角波形的初始电压，再通过处理输出模块40对所述初始电压进行处理，从而输出具有驱动能力且精度可调的三角波形电压，其中，三角波形电压可调的精度包括三角波动幅值、周期及中心值。

请参考图2，在本实施方式中，所述分压模块10包括电阻R1-R4、电容C1-C2及电源VCC。电阻R1的一端与所述电源VCC电连接，所述电阻R1的另一端依次串联连接电阻R3、电阻R4、电阻R2后接地。电容C1的一端接地，其另一端电连接于所述电阻R1和所述电阻R3之间的节点G1。电容C2的一端接地，其另一端电连接于所述电阻R4与所述电阻R2之间的节点G2。所述分压模块10通过所述节点G1输出第一基准电压。所述分压模块10通过所述节点G2输出第二基准电压。所述第一基准电压及所述第二基准电压用于控制所述初始电压的中心值与上下波动幅值。因此，可通过选用不同阻值的电阻R1-R4，来调整所述第一基准电压及所述第二基准电压的大小，进而调整所述初始电压的中心值与上下波动的幅值大小。所述电容C1与所述电容C2用于对所述第一基准电压及所述第二基准电压进行稳压。

在本实施方式中，所述比较控制模块20包括传输门TG1-TG2、比较器A1及施密特触发器T1。传输门TG1的输入端电连接于所述节点G1，所述传输门TG1的输出端与所述比较器A1的反向输入端电连接。传输门TG2的输入端点连接于所述节点G2，所述传输门TG2的输出端与所述比较器A1的反向输入端电连接。所述比较器A1的同相输入端与所述充放电模块30电连接。所述比较器A1的输出端与所述施密特触发器T1的输入端电连接。所述施密特触发器T1的输出端与所述传输门TG1及所述传输门TG2的控制端电连接。所述施密特触发器T1的输出端还与所述充放电模块30电连接。在本实施方式中，所述施密特触发器T1的输入端与输出端为反向类型。所述施密特触发器T1用于对所述比较器A1的比较结果进行抗干扰处理后，用于轮流控制所述传输门TG1及所述传输门TG2的开通与关闭，从而控制轮流选择所述第一基准电压及所述第二基准电压用于比较的参考电压，进而使得比较器A1轮流翻转，输出不同的比较结果，该比较结果作用于所述充放电模块30，使得所述充放电模块30轮流进行充电或放电，从而形成具有三角波形的初始电压v3。

在本实施方式中，所述充放电模块30包括电阻R5及电容C3。所述电容C3的一端接地，所述电容C3的另一端与所述比较器A1的同相输入端电连接，所述电容C3的另一端还通过所述电阻R5连接于所述施密特触发器T1的输出端。所述电阻R5及所述电容C3之间的节点G3作为所述充放电模块30的输出端，并与所述处理输出模块40电连接。通过选择不同阻值的电阻R5及不同电容值的电容C3，可对应调整所述充放电模块30所产生的初始电压v3的周期。

请同时参考图4，本实施方式的具体原理为：所述电源VCC通过电阻R1-R4分压后，形成的所述第一基准电压v1＝u1*r2/(r1+r2+r3+r4)、第二基准电压v2＝u1*(r2+r3+r4)/(r1+r2+r3+r4)，其中，u1为所述电源VCC所提供的电压，r1-r4分别为电阻R1-R4的电阻值。所述初始电压v3的幅值△v＝u1*r3/(r1+r2+r3+r4)或△v＝u1*r4/(r1+r2+r3+r4)，其中r3＝r4。所述初始电压v3的中心值VM1＝u1*(r3+r4)/(r1+r2+r3+r4)。请参考图3，在T1时段，所述初始电压v3大于所述比较器A1的反向输入端的电压v4，即v3＞v4时，所述比较器A1输出高电平，传输门TG1关闭，传输门TG2导通，所述比较器A1的反向输入端的电压v4将变为所述第一基准电压v1，这期间经所述施密特触发器T1反向后将持续输出低电平，该低电平将通过所述电阻R5对所述电容C3进行放电，所述初始电压v3下降，并在下降到所述第一基准电压v1后的一瞬间，所述比较器A1发生翻转，所述比较器A1输出低电平，传输门TG1导通，传输门TG2关闭，所述比较器A1的反向输入端的电压v4将变为所述第二基准电压v2，此时进入T2时段，这期间经所述施密特触发器T1反向后将持续输出高电平，该高电平将通过所述电阻R5对所述电容C3进行充电，所述初始电压v3上升，并在上升到所述第二基准电压v2后的一瞬间，所述比较器A1再次发生翻转，所述比较器A1输出高电平，传输门TG1关闭，传输门TG2导通，所述比较器A1的反向输入端的电压v4将变为所述第一基准电压v1，如此反复进行，从而形成具有三角波形的初始电压v3。在本实施方式中，T1＝c3*r5/v4，T2＝c3*r5/(u1-v4)，其中c3为电容C3的电容值。

进一步地，请参考图3，所述处理输出模块40包括比较器A2、电阻R6-R8及电容C4-C5。所述比较器A2的同相输入端电连接于所述电阻R5和所述电容C3之间的节点G3。所述比较器A2的反向输入端与所述比较器A2的输出端电连接。所述比较器A2的输出端通过所述电阻R6电连接所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路100的输出端。所述电阻R7的一端电连接于所述电源VCC，所述电阻R7另一端的节点G4串联连接所述电阻R8后接地。所述电容C4的一端电连接于所述电源VCC，所述电容C4另一端的节点G5串联连接所述电容C5后接地。所述节点G4与所述节点G5电连接。所述节点G5与所述节点G3电连接。所述比较器A2作为跟随器用于将所述充放电模块30输出的初始电压v3转换为具有驱动能力的三角波电压vref，并通过所述电阻R6对后级电容C4及电容C5进行充电或放电，以实现缩小三角波的幅值。所述电阻R7、电阻R8、电容C4及电容C5还用于组成中心点偏置单元，用于保持最终输出的三角波电压vref与所述初始电压v3的中心点一致，即VM＝VM1。

上述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路100设置分压模块10，以通过电阻分压来提供两个不同的基准电压，还设置比较控制模块20及充放电模块30，以通过所述比较控制模块20轮流选择这两个基准电压与所述充放电模块30产生的充放电电压进行比较，使得充放电电压一旦达到所比较的基准电压时，就会输出对应的控制信号以切换所述充放电模块30的充放电方向，从而形成具有三角波形的初始电压，再通过处理输出模块40对所述初始电压进行处理，从而得到具有驱动能力且精度可调的三角波信号。相比传统的三角波产生电路，本申请结构简单，精度高、占用芯片面积小且开发成本低。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路包括分压模块、比较控制模块、充放电模块及处理输出模块，所述比较控制模块电连接于所述分压模块及所述充放电模块之间，所述处理输出模块与所述充放电模块电连接，所述分压模块通过电阻对电源分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述比较控制模块用于控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块产生的充放电电压进行比较，并根据比较结果输出控制信号，所述充放电模块用于根据所述控制信号周期性地进行充电和放电，以输出具有三角波形的初始电压，所述处理输出模块用于对所述初始电压进行处理，以得到具有驱动能力且精度可调的三角波电压。

2.根据权利要求1所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述比较控制模块根据所输出的控制信号来控制选择所述第一基准电压或所述第二基准电压与所述充放电模块产生的充放电电压进行比较。

3.根据权利要求1所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述分压模块包括电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电阻(R4)、电容(C1)、电容(C2)及电源(VCC)，所述电阻(R1)的一端与所述电源(VCC)电连接，所述电阻(R1)的另一端依次串联连接所述电阻(R3)、所述电阻(R4)、所述电阻(R2)后接地，所述电容(C1)的一端接地，其另一端电连接于所述电阻(R1)和所述电阻(R3)之间的节点(G1)，所述电容(C2)的一端接地，其另一端电连接于所述电阻(R4)与所述电阻(R2)之间的节点(G2)，所述分压模块通过所述节点(G1)输出第一基准电压，所述分压模块通过所述节点(G2)输出第二基准电压。

4.根据权利要求3所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述比较控制模块包括传输门(TG1)、传输门(TG2)、比较器(A1)及施密特触发器(T1)，所述传输门(TG1)的输入端电连接于所述节点(G1)，所述传输门(TG1)的输出端与所述比较器(A1)的反向输入端电连接，所述传输门(TG2)的输入端点连接于所述节点(G2)，所述传输门(TG2)的输出端与所述比较器(A1)的反向输入端电连接，所述比较器(A1)的同相输入端与所述充放电模块电连接，所述比较器(A1)的输出端与所述施密特触发器(T1)的输入端电连接，所述施密特触发器(T1)的输出端与所述传输门(TG1)及所述传输门(TG2)的控制端电连接，所述施密特触发器(T1)的输出端还与所述充放电模块电连接，所述施密特触发器(T1)的输入端与输出端为反向类型。

5.根据权利要求4所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述充放电模块包括电阻(R5)及电容(C3)，所述电容(C3)的一端接地，所述电容(C3)的另一端与所述比较器(A1)的同相输入端电连接，所述电容(C3)的另一端还通过所述电阻(R5)连接于所述施密特触发器(T1)的输出端，所述电阻(R5)及所述电容(C3)之间的节点(G3)作为所述充放电模块的输出端，并与所述处理输出模块电连接。

6.根据权利要求5所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述处理输出模块包括比较器(A2)及电阻(R6)，所述比较器(A2)的同相输入端电连接于所述电阻(R5)和所述电容(C3)之间的节点(G3)，所述比较器(A2)的反向输入端与所述比较器(A2)的输出端电连接，所述比较器(A2)的输出端通过所述电阻(R6)电连接所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路的输出端。

7.根据权利要求6所述的应用于模拟抖频技术的三角波产生电路，其特征在于，所述处理输出模块还包括电阻(R7)、电阻(R8)、电容(C4)及电容(C5)，所述电阻(R7)的一端电连接于所述电源(VCC)，所述电阻(R7)另一端的节点(G4)串联连接所述电阻(R8)后接地，所述电容(C4)的一端电连接于所述电源(VCC)，所述电容(C4)另一端的节点(G5)串联连接所述电容(C5)后接地，所述节点(G4)与所述节点(G5)电连接，所述节点(G5)电连接于所述应用于模拟抖频技术的三角波产生电路的输出端。

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