如何用比较器实现VF转换（三角波发生电路）

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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。 ) T( W6 ^7 U# B( g5 V. Q) I * V9 o" q  [; W6 r* o下面介绍一种比较实用且相对简单的VF三角波发生电路。 % M: b4 P  J0 v4 u' L8 C4 { 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： & x" I6 I' [* t* h8 q( v ! d. n" r/ W; Y/ {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。 $ u8 {) e& `  r6 v) E# Z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。 0 `; [: J( B4 r 4 d6 E" R+ l3 w+ I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。 + J; S% X! w) }& m) \. m & Y' A: {+ y: p8 R1 c+ y* _! i* f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。 3 P) {1 z) m2 F4 m. `5 ~# J! f* ^ 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： 2 c% |& a8 x3 y7 H' z 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？ + _/ E, g5 ?# U( y : }/ c8 A: }! ^: [$ N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： 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。 1 |, |- y! E: h. S9 x5 F; l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。 1 Y& }9 @0 s7 h( R& s ; |8 S' k: A- s" ]% n ( V( N/ a. V! [2 |$ W" |, e; E4 N4 t ( Y2 D# Z3 R0 `4 n* f 1 a+ T% ^6 K% x0 J# R8 w. x! I . W; _  }% r3 ? # p4 v$ }- u5 f6 o* Q 5 l8 J& G' ^0 K1 q# f

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电路设计在很大程度上，其实是对波形的一种转换

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三极管开关电路，它所实现的就是PWM电压幅值的转换

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