如何用比较器实现VF转换( 三 )
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假设R3R4的取值较大(这里我们可以让R3R4大于R1R2五倍以上) , 那么根据内阻分析法 , 可以近似的忽略掉R3R4 。这样的话B点作为比较器的输出端可以认为A点的高低阈值就是1.2V~2.8V 。
可以选择R3=10KΩ , R4=10KΩ的标称阻值 。
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C1电容计算:
那么 , 接下来就是计算C1了 。如果想要得到16KHz频率的三角波的话 , C1的取值应该是多大呢?
我们知道 , 如果f=16KHz , 那么T=ton+toff=62.5us 。而电容的大小决定了ton和toff 。所以 , 只要计算出来ton和toff的时间 , 就能求出C1了 。那么 , ton和toff怎么确定呢?
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ton就是从1.2V充到2.8V所花的时间 , toff就是从2.8V放到1.2V所花的时间 。ton期间给电容的充多少能量 , 那么toff期间电容就放同样多的能量 , 也就是Qc=Qf 。由于Qc=Qf=C*ΔV , 而ΔV=2.8-1.2=1.4V , 所以 , 只要任意求出Qc或者Qf的话 , 电容C也就是知道了 。所以接下来的问题就是如何求出Qc或Qf 。
我们假设平均充电电流为Ic , 平均放电电流为If 。所以 ,
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(1)
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(2)
由于 , Qc=Qf , 所以:
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(3)
由 , 得(其中 , ) 。
把代入到(3)式得
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(4)
在充电期间 , 比较器输出高 , 此时当电容电压为1.2V时 , 对应了最大充电电流:
当电容上的电压充到2.8V时 , 此时认为电容充电电流几乎为0mA , 所以 ,
所以 , 平均充电电流:
(5)
在放电期间 , 比较器输出低 , 此时电容刚开始放电的电压为2.8V , 对应了最大放电电流:
当电容上的电压放到了1.2V时 , 对应了电容最小放电电流:
所以 , 平均放电电流:
(6)
根据公式(4)(5)(6)可得:
(7)
所以 ,
(8)
根据公式(1)(5)(8)可得:
(9)
由于Qc=C*ΔV , 所以:
这里可以取2.2nF的瓷片电容 。
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以上参数就能得到输出频率为16KHz的三角波 。以上就是三角波发生电路的估算法 , 实现了VF转换 。那么 , 具体用精确的公式法来计算的话 , 误差会有多大呢?和什么参数有关呢?
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