正沿触发的抛物线时基发生器

2012-02-13 15:42:00来源: 互联网
非线性系统经常需要变为线性的才能有用,图1中的电路提供了一个用于PWM(脉冲宽度调制)的非线性锯齿脉冲,可以用于补偿传感器、控制器或系统中的非线性特性。电路在一个外部触发脉冲后,会输出一个线性的锯齿脉冲、一个二次抛物线脉冲,以及一个立方抛物线脉冲,它们均有相同并恒定的脉宽。所有脉冲都有相等的峰值幅度。

  

用于PWM(脉冲宽度调制)的非线性锯齿脉冲

 

  电路采用了三个同步开关积分器的级联方式。IC3的S2D2开关用于切换链中第一只积分器IC2D的输入,到基准电压源VREF。需要用IC2D和IC2C两只积分器来生成一个二次抛物线脉冲。第三只积分器使用IC2B,用于同步生成一个立方抛物线脉冲。每只积分器都有一个串行输入开关和一个复位开关,并联了一只适当的积分电容。

  IC4中的S1AD1开关是积分器IC2D的复位开关。互补S1BD1开关作为积分器IC2C的一个串联输入开关。同样,S2AD2开关是积分器IC2C的复位开关。S2BD2开关是积分器IC2C的串联输入开关。在所有控制输入端,所有开关的位置都为逻辑高:IC3的IN1到IN4,以及IC4的IN1和IN2 。

  积分器IC2D和IC2C也分别在IC3、S1D1和S3D3中有输入接地开关。接地开关确保了串联开关的泄漏电流比没有接地开关的设计约小50%。

  积分逻辑信号控制着所有串联开关。当信号为高时,它接通所有复位与接地开关。因此,积分器IC2B、IC2C和IC2D都对其相应的模拟输入信号做积分,或复位成0V输出。积分器IC2D的输入切换为精密电压基准IC2A的输出。于是,信号VOUTL变为一个负的锯齿脉冲。该脉冲在其周期T1内变化,如下:

  

 

  反相器IC2A转换这个脉冲。IC2A有-1的电压增益,因为正脉冲更常用。积分器IC2B对锯齿脉冲VOUTL做积分;因此IC2B输出一个二次抛物线脉冲:

  

 

  下式描述了一个积分器IC2B同时积分的脉冲,产生一个立方抛物线脉冲:

  

 

  VOUTLPEAK、VOUTQPEAK和VOUTCPEAK是其相应积分器输出的负电压或正电压峰值。T1是积分脉冲的宽度。理论上,要实现VREF=VOUTLPEAK=VOUTQPEAK= VOUTCPEAK,就必须错开相应积分器的积分时间常数,如分别为1到1/2到1/3。不过这种情况下,VREF=3V,而VOUTLPEAK=VOUTQPEAK= VOUTCPEAK="5V"。

  3/5的交错率中必须乘以1。对于积分器IC2C的时间常数,得到的交错率为6/5到1到2/3。对于等值的积分电阻RIL=RIQ=RIC,这种交错也适用于相应积分电容的值。电路使用了一只高质量的SMD(表面安装器件)瓷片电容CIQ,容值为2.3692nF。为获得所需的精密交错,CIL采用2.4016nF、343pF和79pF三只电容并联。CIC则是由1067pF和499pF并联而成。

  

 

  触发输入的上升沿拉低积分信号,从而关闭复位与接地开关,而打开串联开关。积分持续到VOUTQPEAK=5V,使IC5的输出为低,从而将积分设为高。于是,串联开关关闭,复位与接地开关打开。电路保持这种稳定状态,直到触发输入端出现下一个上升沿。本设计用Analog Devices公司的ADG1213和ADG1236开关能很好地工作,因为它们的电荷注入为1pC或更低。图2给出了电路的高精度,显示出线性与二次抛物线脉冲的形状。

关键字:正沿触发  抛物线  时基  发生器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0213/article_14256.html
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