如何用比较器实现VF转换电路设计在很大程度上

电路设计在很大程度上，其实是对波形的一种转换。比如说三极管开关电路，它所实现的就是PWM电压幅值的转换；比如说恒流源电路，它实现的就是电压→电流的转换；BUCK、LDO实现的是直流电压源幅值的转换，等等。同样的，在电路设计中也经常会需要对电压→频率的转换，或者简称VF转换。
下面介绍一种比较实用且相对简单的VF三角波发生电路。

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我们看上面这个电路，由1个比较器+5个电阻+1个电容构成了一个VF转换电路， C点输出的是三角波。它的大致工作原理是：
当比较器输出高电平时，此时电路可以等效为下面左边这个电路；2、当比较器输出低电平时，电路可以等效为下面右边这个电路。

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那么，对于A点来说，它就会有2个不同节点电压，这2个节点电压对应的就是比较器正输入端的2个不同的电位V1、V2 。其实从上面2个电路图中可以看出来，左边的B点电位高，所以对应的A点电位就是高电位V1；右边的B电电位低，所以对应的A电电位就是低电平V2 。

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假设当比较器输出高电平时，此时对应了A点电位是V1 ，那么， 5V电源通过上拉电阻和R4对电容C1进行充电。

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这里可以假设5V电源刚刚上电时刻， A点作为比较器的正输入端对应了一个分压值，而负输入端由于在刚刚上电时刻，电容压降为0V ，所以V+>V- ，此时比较器输出的就是高电平。那么刚刚对应的A点分压值就是V1高电位（或者称之为高阈值）。当比较器输出高电平的同时， 5V电源给C1进行充电，从0V开始不断上升，当上升到V1时， V->V+(也就是V1) ，比较器输出低电平。

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当比较器输出低电平时，此时A点电位对应的就是V2低电压（或者称之为低阈值），同时电容通过R4电阻对地进行放电。当电容上的电压从V1放到了V2时， V+>V- ，比较器又会输出高电平。如此往复，电容C就不断的通过充放电来实现三角波输出。
三角波如何产生的：
接下拉再来一起看一个电路模型，来研究一下电容充放电波形，看看它和三角波是什么关系？

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上面这个电路是电容充放电的一个等效模型图。当开关拨到左边时，此时5V电源通过Rc电阻对电容进行充电。假设电容初始电压为0V ，那么它的充电曲线就是图中所示，整体是一个非线性模型，如果用公式表示的话，应该是这样的：
（关注“张飞实战电子”公众号，有关于上面公式的详细推导过程）。
如果电容从0V充到电源电压的话，其实就是一个非线性的指数函数关系。
当电容充满电开关拨到右边时，此时电容上的电压就会通过Rf电阻进行放电。

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那么放电曲线就是上面这样的波形。