工作在高頻率的簡單鋸齒波發(fā)生器

脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器電路通常會使用一個模擬鋸齒波振蕩器功能，但它也可以用于其它應用。圖1中是一只廉價的鋸齒波發(fā)生器，它用于頻率可高達10MHz甚至更高的小功率應用，以及那些對斜坡線性度和頻率精度要求不高的應用。

電路使用了一只施密特觸發(fā)器作為反相器，接成一個經(jīng)改進的非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。輸出波形是時序電容CT上的電壓，它在反相器的上、下閾值電壓之間作斜升變化。以恒壓為RTCT網(wǎng)絡充電的結果就產(chǎn)生了斜坡，因此其響應是指數(shù)型的，只有在指數(shù)上升的初期才接近于線性。

圖1，可以使用CT斜坡的充電與快速放電來產(chǎn)生一個鋸齒波。施密特觸發(fā)器的上、下觸發(fā)點電壓限制了鋸齒波。VCC、CT和RT值見正文。

提高線性度的一個簡單技巧是：用較大的電壓源為RTCT網(wǎng)絡充電。電容C1的值至少是CT的10倍以上，它用作一個電荷泵。在鋸齒波下降沿上，柵極輸出為低時，電容C1通過二極管D1快速充電至VCC減去D1的正向電壓。同時，CT則快速地通過D2放電。

當CT電壓的下降達到施密特觸發(fā)器的下觸發(fā)點時，柵極輸出VT-返回為高。C1上的電荷使D1的負極電壓等于電容C1電壓與柵極高輸出電壓之和。D1成為反偏，而隨著柵極的高輸出電壓，RTCT網(wǎng)絡開始充電到C1上的電壓。當CT達到施密特觸發(fā)器的上觸發(fā)點時，柵極的輸出VT+回到低，如此循環(huán)重復。

斜坡線性度與VCC與V DD電源電壓之和成正比。因為VDD固定為5V，如果VCC可以確定一個高于反相器的值，則可以提高斜坡的線性度。用下式可以估計斜坡的非線性誤差：

分比，MI是斜坡的初始斜率，而MF則是斜坡的最終斜率，且

用CT=100pF和RT=2.2kΩ做電路的模擬，并認可上式理論計算的值，就可以得到當VCC和VDD均為5V時，斜坡的非線性誤差為28%;而當VCC為1 0 V ， V D D為5 V時，誤差為18%;VCC為15V，VDD為5V時，誤差為14%。

面包板電路有VDD=V C C=5 V ，CT=100pF，以及RT=2.2kΩ。IC1是一個標準的雙列8 腳74HC14 ，其最大傳輸延遲為15ns，而VDD為5V的SN74LVC1G14反相器的延遲則為4.4ns。頻率約為12.7MHz。

CT應為低泄漏薄膜電容，要選擇較小的值，以減少大能量的充放電。選擇的CT值要足夠大，高于柵極輸入電容與多余的雜散電容，這樣才不會帶來明顯的誤差。選擇RT時要選足夠小的值，這樣負載阻抗、柵極輸入以及雜散電容就不會帶來明顯的誤差?？梢圆捎萌魏蜟MOS施密特觸發(fā)器反相器來測試電路。但為了提高頻率精度，應采用有低傳播延遲和大輸出電流的高速邏輯系列，如德州儀器公司的單柵極SN74LVC1G14。

在使用前述公式時，應從待測電路直接測量觸發(fā)閾值電壓，尤其是VT-。CT通過一個有限傳播延遲反相器對地快速放電，會使斜坡的低限復位到低于下閾值VT-。如果使用VT-的測量值，它考慮了這種效應，就可以補償所產(chǎn)生的誤差。

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