一种占空比可调的三角波发生电路设计分享

占空比可调电路在振荡器等应用领域的出现频率是非常高的，三角波发生电路作为一种基础的电路结构，是进行占空比可调电路设计过程中的基础环节。在今天的文章中，我们将会为大家分享一种占空比可调的三角波发生电路的设计方案，以便于新人工程师的设计参考。

在这一占空比可调的三角波发生电路方案进行设计之前，首先我们需要了解一下这种电路的运行和设计原理。在模电设计的过程中，将一组矩形波经积分电路会得到良好的三角波，所以本方案也同样采用前置矩形波发生电路，然后对所得到的矩形波进行积分电路积分，最后输出三角波。矩形波发生电路实际是由一个滞回比较器和一个RC充放电回路组成，如下图图1所示。在图1中，R1、R2与集成运放组成滞回比较器，电阻R4和电容C组成充放电回路，稳压管D3、D4和电阻R3的作用是钳位，将滞回比较器输出电压稳定在正负Uz。

图1

由该方案的设计原理可知，通过这种方式想要得到占空比可调的三角波，就必须要使矩形波的占空比可调。要得到占空比可调的矩形波，可通过改变电路中充放电时间常数来实现，这种设置方法如下图图2所示。图2中的电位器和两个二极管在该系统中的作用，是将电容和放电的回路分开，调节充电和放电两个时间常数的比例。如果将电位器向下滑动，则充电时间常数减小，放电时间常数增大，于是输出端为高电平的时间缩短，低电平的时间增长。波形图如下图图3所示。

图2

图3

基于这种电路设计思路，我们将上述的矩形波发生电路的输出端与积分电路的输入端连接，就能够得到占空比可调的的三角波发生电路。根据实验原理，我们所绘制的该种占空比可调三角波发生电路图如图4所示。

图4

接下来就需要进行该方案的电路参数计算了。首先需要计算的是该占空比可调三角波的输出幅度。由图4可知，在Uo=-Uz期间，积分电路的输出电压Uo往正方向线性增长，此时U+也随着增长，当增长至U+=U-=0时，滞回比较器的输出电压UO1发生跳变，而发生跳变时的UO值是使三角波的最大值Uom。将条件UO1=-UZ，U+=0和Uo=Uom代入下式可得：

依据上式，可解的三角波的输出幅度为:

在完成了占空比可调三角波输出幅度计算后，接下来我们需要进行的是该电路设计方案中的占空比数值计算。当忽略二极管的导通电阻时经分析可知：

此时，输出波形的震荡周期可通过下式计算为:

因此，占空比的具体数值计算公式可以总结为:

在已经得出计算公式的前提下，带入具体数值，可通过以上公式计算得三角波的占空比可调范围为33.3%-66.6%。实际仿真所得三角波如下图图5所示，适当调节占空比后得到的波形，如图6所示。

图5

图6

以上就是本文针对一种占空比可调的三角波发生电路设计，所进行的方案分享，希望能够对各位新人工程师的设计研究提供帮助。