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把输入作为输出,为电路设计节省运放

时间:2018-01-08 作者:Steve Taranovich,Jerry Steele 阅读:
作者的一位同事接到了一项任务,要向客户推荐一个简单的脉宽调制电路。最直接的方法可能是用一个具有方波输出的振荡器和一个积分器为比较器提供三角波形。但是作者另辟蹊径,将输入作为输出,节省了一个运算放大器。

最近一位同事被下达了一项任务,就是要向客户推荐一个简单的脉宽调制电路。最直接的方法可能是放一个具有方波输出的振荡器,再用一个积分器为比较器提供一个三角波形,其控制输入用于脉冲宽度,如图1所示。虽然该电路工作正常,但我想告诉我的同事如何使用输入作为输出以节省一个运算放大器。

Input-Output-F1

图1:实现脉宽调制器的一种方法。

您可以使用经典的运放(或比较器)张弛振荡器来节省其中一个运放,诀窍是用振荡器电容器的信号作为三角波的源。必须注意,对于电容器大振幅,波形更具指数性而非线性。随着电容器摆动减小,线性随之改善,一般来说,如果电容器摆幅比放大器或比较器输出低一个数量级,就具有相当好的线性。降低的电平是选择正反馈值的结果,其在输入处提供约十分之一输出的转换电平。但是这篇文章的重点是要介绍一个概念,就是把电路通常的输入作为输出,因为它提供所需的波形。这个概念如图2所示。

Input-Output-F2

图2:用输入作为输出为占空比比较器提供三角波。

如果需要正弦波,也可以利用将输入作为输出这一技巧。这时,请使用经典的相移振荡器,它总是在高通相移网络中出现:

Input-Output-F3

图3:相移振荡器最常见于高通反馈网络。

使用低通网络可获得正弦波。输出仍然是一个方波,但电路的输入是一个相当不错的方波。因为低失真它不是最先进的电路,但它确实很干净。

图4示出了用于产生正弦波的相移振荡器原理图和仿真。

Input-Output-F4

图4:在相移振荡器上使用低通网络可在反相输入端提供相当漂亮的正弦波信号。 永远不要低估使用输入作为输出的力量。

亲爱的读者,你觉得这个设计有用吗?有没有遇到过类似的需求?

原文刊登在EDN美国网站,参考链接When an Input is an Output,由Jenny Liao编译整理。

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