Glen Brisebois
EDN
Формирование идеальных треугольных импульсов предполагает бесконечное значение d2V/dt2, отчего для генерации таких сигналов требуются очень широкие полосы пропускания. В то же время микромощные схемы имеют довольно узкую полосу пропускания, из-за чего генерация хороших треугольных импульсов с такой схемой становится проблематичной. На Рисунке 1 показаны два способа формирования треугольных импульсов. В схеме релаксационного генератора на одном компараторе используется экспоненциальная аппроксимация треугольника, определяемая природой RC-цепи (Рисунок 1а). Если же вам потребуется более хорошая линейность, повысить качество аппроксимации позволит добавление интегратора (Рисунок 1б). Обе схемы содержат гистерезисную петлю обратной связи, а также еще один контур обратной связи с RC-цепочкой или интегратором, содержащим резистор R3 и конденсатор C1. Гистерезисная цепь обратной связи постоянно переключает направление изменения выходного напряжения RC-интегратора и устанавливает новое значение конченого напряжения, а RC-интегратор задает скорость этого изменения. Эти схемы надежны и находят широкое применение.
|
||||||
| Рисунок 1. | Этим популярным способам формирования треугольных импульсов присущи серьезные недостатки, особенно тогда, когда от вашей конструкции требуется низкое энергопотребление. |
|||||
Проблемы всплывают тогда, когда вам одновременно требуются сверхнизкое потребление мощности и относительно высокая рабочая частота. Такой вариант предъявляет к микромощному операционному усилителю (ОУ) исключительные требования. Учтите, что каждый раз, когда выходное напряжение компаратора меняет направление, происходит мгновенный бросок тока, вытекающего из выхода ОУ или втекающего в него через две цепи обратной связи. Такая ситуация была бы приемлемой, если бы суммарный ток этого броска не был больше, чем общий ток питания ОУ. В результате получается сигнал чудовищной формы с огромными выбросами, возникающими из-за того, что операционный усилитель не в состоянии обеспечить мгновенный ток, достаточный для переключения выхода. Увеличив сопротивление резистора и уменьшив емкость конденсатора, вы сможете немного улучшить ситуацию. Однако улучшение будет лишь частичным, поскольку одновременно схема станет более шумной и более восприимчивой к помехам.
 |
||
| Рисунок 2. | Простой КМОП инвертор расширяет частотный диапазон схемы, радикально улучшая форму выходного сигнала при минимальном увеличении потребляемого тока. |
|
Но не унывайте, простое и недорогое решение у вас под рукой. Почему бы не возложить обеспечение схемы мгновенным током на КМОП инвертор, и позволить операционному усилителю заниматься только точной линеаризацией тока? Этот метод иллюстрируется Рисунком 2. Схема практически такая же, как на Рисунке 1б, за исключением того, что операционному усилителю больше не нужно отдавать большой мгновенный ток. Теперь вместо резкого изменения полярности на вершинах треугольников выходной ток ОУ медленно пересекает ноль на уровне середины напряжения источника питания. Форма импульсов становится намного лучше, а общий ток потребления при частоте сигнала 280 Гц составляет всего 6.2 мкА.
Купить LTC1542 на РадиоЛоцман.Цены
