滞回比较器中方波和三角波产生

lumingluming 2020-03-22 15333

电子说

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利用滞回比较器和电容充放电产生三角波和方波，三角波为电容的充放电波形，而方波则是在电容充放电过程中比较器的输出端波形。

这里主要总结下频率的计算，思路主要是分别计算电容的充放电时间和，再取倒数就是三角波的频率了，计算过程如下。

下图滞回比较器的两个阈值分别为2V和4V，电容C1的充电回路是：5V-R2-R3-C1-GND，放电回路是：C1-R3-GND。

电容充放电时间计算公式：t = R * C * ln [(U - Uo) / (U - Ut)]

U是电容充电最终可达到的电压或者放电最终可达到的电压

Uo是电容充电前或放电前的初始电压

Ut是电容在t时刻的电压

有了上面的基础知识，我们来计算一下电容的充放电时间：

充电时间过程：已知U=5V，Uo=2V，R=101k，C=C1=1uF

充电时间：t1 = (101x10^3) x (1x10^-6) x (ln [(5-2)/(5-4)]) = 111ms

放电时间过程：已知U=0V，Uo=4V，R=100k，C=C1=1uF

放电时间：t2 = (100x10^3) x (1x10^-6) x (ln [(0-4)/(0-2)]) = 69ms

总的充放电时间：t = t1 + t2 =111 + 69 = 170ms

所以三角波的周期是170ms，频率是1/t=5.8Hz，算出来的频率是比较接近仿真结果的。

其实公式计算出来的频率不是精准的，实际应用中可以用示波器测量进行调整。

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