单电源三角波周期计算

登录 · 发表于 2018-8-19 11:34

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 12:42 编辑

如下图，VCC = 5 V , Vref = 2.5V , 三角波发生器的周期多少，哪位朋友知道怎么计算？

登录 · 发表于 2018-8-19 11:45

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 12:14 编辑

我说下我计算的，比较器的4.6 - 0.4 = 4.2V 迟滞电压窗口
比较器输入高于4.6输出由低转高5V，低于0.4输出由高转低 0V

积分电路：
2.5 + (2.5 - Vi ) * t  / 6＊　１０＾(-6)  = Vo

这里Vi 指积分输入电压，输出指积分器输出，即三角波输出电压
是积分的区间；
当输入是5V, 高电平持续时间ton = 5.04us ,  Vo降到0.4 ，同理低电平
持续时间也是5.04us ,  那么这个周期是10.08us ,而实际是 2us周期，
这个计算哪里有问题呢？

发表于 2018-8-19 12:18

你的比较器翻转阈值算错了。。。。。。吧？

发表于 2018-8-19 12:24

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 12:26 编辑

戈卫东发表于 2018-8-19 12:18
你的比较器翻转阈值算错了。。。。。。吧？

比较器的迟滞电压的对的，这个跟资料上吻合的
以2.5V为中心，+-偏2.1V , 三角波输出是最高4.6V，最低0.4V，当然我是电阻粗略的计算结果，
后面的周期计算不知哪里问题

发表于 2018-8-19 12:34

pmw_56 发表于 2018-8-19 12:24
比较器的迟滞电压的对的，这个跟资料上吻合的
以2.5V为中心，+-偏2.1V , 三角波输出是最高4.6V，最低0.4 ...

上面是式子中 10^-6 有误，应该是10^ -7
这样计算的结果是 1us
比资料上的2us 还是不对

发表于 2018-8-19 12:42

好吧你的比较器阈值大概没问题，但周期计算好像有问题。
半个周期电压变化=5V*8.45/10 = 4.225V
积分电流=2.5V/5.9K = 0.42373mA
那么半个周期 t = C*ΔU/I = 100pF * 4.225V / 0.42373mA = 0.997uS
三角波周期确实是2us

发表于 2018-8-19 12:46

pmw_56 发表于 2018-8-19 12:34
上面是式子中 10^-6 有误，应该是10^ -7
这样计算的结果是 1us
比资料上的2us 还是不对 ...

你这1微秒是半个周期，就是TON或TOFF时间，加起来是2微秒，对的。

发表于 2018-8-19 12:47

你那公式我没看懂。。。。

登录 · 发表于 2018-8-19 12:48

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 13:47 编辑

戈卫东发表于 2018-8-19 12:42
好吧你的比较器阈值大概没问题，但周期计算好像有问题。
半个周期电压变化=5V*8.45/10 = 4.225V
积分电流=2 ...

你这个结果确实是对的
但我通过积分怎么不对？
当输入电压变为5V时，2.5 - 2.5 * ∆t / 5.9 ＊　１０＾(-7) = Vo(t)， ∆t是积分区间，从4.6V到0.4V的时间，当Vo(t) = 0.4V 时， ∆t = 0.5us
这样算的周期是 1uS

下面的公式，V(t) 就是积分器输出 Vo(t)

发表于 2018-8-19 13:03

戈卫东发表于 2018-8-19 12:47
你那公式我没看懂。。。。

t = C*ΔU/I = 100pF * 4.225V / 0.42373mA = 0.997uS
这个公式是对的，上面的积分电流不是

C * d ( 2.5 - Vo(t)) / dt = ( Vi(t) - 2.5 ) / R.7

不知道为什么是：积分电流=2.5V/5.9K = 0.42373mA ？

发表于 2018-8-19 13:04

戈卫东发表于 2018-8-19 12:46
你这1微秒是半个周期，就是TON或TOFF时间，加起来是2微秒，对的。

1us 已经是乘以2 了，我那样计算半个周期是 0.5us

发表于 2018-8-19 13:12

pmw_56 发表于 2018-8-19 13:03
t = C*ΔU/I = 100pF * 4.225V / 0.42373mA = 0.997uS
这个公式是对的，上面的积分电流不是

你这个公式计算的没有问题

发表于 2018-8-19 13:27

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 13:49 编辑

pmw_56 发表于 2018-8-19 12:48
你这个结果确实是对的
但我通过积分怎么不对？
当输入电压变为5V时，2.5 - 2.5 * ∆t / 5.9 ＊　１０＾( ...

这个问题终于搞明白了，
在输出0到5V跳变时，我把积分式子中输入电压Vi 直接带入了 5 V , 0V
而实际积分器上电容是保持原来的电压
函数不连续这个时候加上面原来电容保存的电荷
那么就是
4.6 - 2.5 * ∆t / 5.9 ＊　１０＾(-7) = 0.4
∆t = 0.99us
周期是 0.99 * 2 ，这才是对的

以上公式是这样来的： C * d ( 2.5 + 2.1 - Vo(t)) / dt = ( Vi(t) - 2.5 ) / R7 ，当积分器输出4.6V时，电容上有2.1V电压

发表于 2018-8-19 13:42

pmw_56 发表于 2018-8-19 13:03
t = C*ΔU/I = 100pF * 4.225V / 0.42373mA = 0.997uS
这个公式是对的，上面的积分电流不是

R7左边电压要么是5V要么是0，右边是2.5V，所以电流一定是=2.5V/R7。。。。

发表于 2018-8-19 13:46

本帖最后由 pmw_56 于 2018-8-19 13:56 编辑

戈卫东发表于 2018-8-19 13:42
R7左边电压要么是5V要么是0，右边是2.5V，所以电流一定是=2.5V/R7。。。。

你说的是对，你这公式没有问题
你这个公式是利用电容的储能公式变换的，不需要注意电容的初始状态
这个应该还可以用原件s域模型求解

king5555 · 发表于 2018-8-19 14:34

相关的计算和设计供 LZ 参考：

六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器

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