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[电路/定理]

请问如何产生一个带直流分量可调的三角波?

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nwcoding|  楼主 | 2021-12-23 15:48 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 nwcoding 于 2021-12-23 16:39 编辑

想要产生一个叠加了直流分量的三角波,要求:(1)频率10K以下;
(2)要求输出信号比较平滑,比如通过ICL8038之类的输出;如果是单片机DAC直接输出锯齿波,信号不够平滑;
(3)直流分量可调;
(4)锯齿波峰峰值可调;
(5)输出信号电压峰值范围为0~5V;
(6)超出电压范围后,不能通过截波的方式来实现输出电压控制,也就是任何时候都要保证占空比50%的完整三角波。例如,当前锯齿波部分峰峰值为2V,直流分量为4V,那么叠加输出信号刚好在3~5V区间。如果进一步增加直流分量到4.5V,要么就保持当前3~5V输出不变,要么自动将锯齿波部分峰峰值调整为1V,叠加后输出信号范围为4~5V。


请问是否有什么好的方案可以推荐?谢谢!

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沙发
LcwSwust| | 2021-12-23 16:53 | 只看该作者
本帖最后由 LcwSwust 于 2021-12-23 16:58 编辑

运放做个加法器呗。另一方案:
假如你有一个信号源、一个直流电压源;信号源输出三角波,把这信号源的地接到直流电压源的正极,相当于二者串联,要注意供电得隔离。

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板凳
nwcoding|  楼主 | 2021-12-23 17:05 | 只看该作者
LcwSwust 发表于 2021-12-23 16:53
运放做个加法器呗。另一方案:
假如你有一个信号源、一个直流电压源;信号源输出三角波,把这信号源的地接 ...

谢谢回复!

关键是第6点怎么实现呢?

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地板
LcwSwust| | 2021-12-23 17:14 | 只看该作者
nwcoding 发表于 2021-12-23 17:05
谢谢回复!

关键是第6点怎么实现呢?

6点不太好实现,若是有单片机,可检测输入信号,并控制数字电位器对信号进行衰减。
若不用单片机,可参考AGC的方案,比如AD603的手册中就有AGC电路。

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LcwSwust 2021-12-24 15:28 回复TA
@nwcoding :有单片机,那就好办,电位器只接到单片机ADC脚,然后一切交给单片机就完了。 
nwcoding 2021-12-24 14:37 回复TA
谢谢!我之前也是想用单片机闭环采集后动态调整输出的直流分量。主要是有两个旋转电位器给用户操作,一个用于调整直流分量,一个用于调整锯齿波幅度。如果单片机介入之后,就容易导致输出值跟旋钮的位置对应不起来。我想的是,如果实在找不到最好的方案,我就把旋钮电位器替换为旋转编码器。 
5
xch| | 2021-12-23 18:54 | 只看该作者
还是DAC输出,用个运放积分。

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nwcoding 2021-12-28 14:11 回复TA
@xch :好的,明白您的思路了。谢谢! 
xch 2021-12-24 18:47 回复TA
@nwcoding :理论上方波通过理想积分器就输出三角波。非理想的积分器需要稍微补偿一点,DAC输出有这种能力。 还有一种减少台阶的方法是利用超采样输出,外部做个简单低通滤除超采样产生高频噪声。这种方法要求DAC速度足够快。 
nwcoding 2021-12-24 14:37 回复TA
谢谢回复!请问可以将思路说详细一些吗? 
6
Jack315| | 2021-12-24 16:22 | 只看该作者
考虑用单片机的方案。单电源 5V 。

① 单片机生成指定频率,占空比 50% 的方波,经过积分电路,
输出幅度和直流分量都固定的一个对称的三角波。
② 三角波的直流分量用单片机的 DAC 产生,与 ① 的信号叠加。
③ 三角波的幅度也由一个放大倍数由单片机控制的程控放大器进行放大。
如有必要,可以将 ① 的信号先进行分压再进行放大。

用户输入也进入到单片机内。
这样三角波的直流分量和幅度信息都在单片机里。
具体如何实现第 6 点就完全由程序控制。
必要时,还可以加一个用户输入,
以确定使用第 6 点中提到的两个方法中的哪一个。

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7
R2D2| | 2021-12-24 17:39 | 只看该作者

最简单的锯齿波发生器,就是一个滞回比较器+积分器的结构,如果需要对称三角波,那么那两个二极管可以取消。需要直流分量更简单了,左边运放的-输入端加多大直流电压,输出锯齿波就有多大直流分量。

这个论坛退化到这么简单的电路都不知道的程度了吗?

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nwcoding 2021-12-28 14:14 回复TA
谢谢你的回复。顺便需要补充一下的是,其实整个问题里面我们核心不是怎么产生三角波。而是题目里面提到的第6点。 
8
nwcoding|  楼主 | 2021-12-28 14:13 | 只看该作者
Jack315 发表于 2021-12-24 16:22
考虑用单片机的方案。单电源 5V 。

① 单片机生成指定频率,占空比 50% 的方波,经过积分电路,

好的。第6点确实只有纯软件好处理一些。谢谢!

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