用單片IC產生精密三角波

摘要：本應用筆記介紹如何用MAX9000配合幾個無源器件實現單電源供電的三角波發生器。實現這一電路所需的有源器件包括：一個運放、一個比較器和一個電壓基準，MAX9000剛好集成了這三個器件。

引言

三角波較好的線性指標使得三角波發生器在許多“掃描”電路和測試設備中非常有用。例如，開關電源和感應馬達控制電路就需要用三角波發生器實現脈寬調制(PWM)。本文介紹如何使用單片MAX9000 IC，配合幾個無源器件實現簡單的三角波發生器。MAX9000集成了一路高速運放、一路高速比較器和一個精密帶隙基準。

電路說明

圖1. 三角波發生器基本電路

圖2. 用MAX9000實現三角波發生器

圖1所示為三角波發生器的基本電路?，包括兩部分功能：積分器用于產生三角波輸出;帶有外部滯回的比較器(施密特觸發器)用于控制三角波幅度。

運放被配置成產生三角波的積分器，其基本原理為對恒壓積分產生一個線性斜坡電壓，積分器輸出通過施密特觸發器反饋到其反相輸入端。施密特觸發器的輸入閾值電壓根據三角波峰值電壓設定。

但圖1所示電路有一個缺點，三角波峰值電壓必須與比較器反相輸入端的基準電壓對稱。如要產生從0.5V至4.5V的三角波，則需要(0.5V + 4.5V)/2 = 2.5V的基準電壓，由于標準帶隙基準的輸出電壓是1.23V，所以最好能夠不依賴基準電壓獨立設置三角波輸出電壓。圖2中加在滯回網絡上的電阻R3即可幫助實現這一功能，使用R3后，MAX9000輸出的三角波峰值便不再受基準電壓的影響。

設計步驟

第一步. 構建“觸發靈活”的比較器(施密特觸發器設計)

a) 選擇R2

比較器的CIN+引腳的輸入偏置電流小于80nA。為了降低輸入偏置電流帶來的誤差，流過R2的電流至少也應該有8µA。由于R2電流等于(VREF - VOUT)/R2，考慮到輸出有兩個狀態，分別計算R2：

R2 = VREF/IR2

R2 = [(VDD - VREF)/IR2]

在兩個結果中選擇較小的一個，例如，如果VDD = 5V、VREF = 1.23V、IR2 =8µA，計算得到的兩個R2的結果分別為471.25kΩ和153.75kΩ，因此R2選用154kΩ。