一種階梯波產(chǎn)生電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種階梯波產(chǎn)生電路。本發(fā)明的包括整流橋電路，其特征在于，還包括多個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和多個恒流控制網(wǎng)絡(luò)，所述整流橋電路與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)連接，所述階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)與恒流控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量相等切一次對應(yīng)連接。本發(fā)明的有益效果為，可以產(chǎn)生階數(shù)任意、階梯電壓可調(diào)的階梯波，同時電路結(jié)構(gòu)簡單，沒有數(shù)字邏輯控制，也不需要編程，可有效提高電路利用效率。本發(fā)明尤其適用于階梯波產(chǎn)生電路。
【專利說明】一種階梯波產(chǎn)生電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種階梯波產(chǎn)生電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在電子電路設(shè)計領(lǐng)域中，階梯波是常用的一種模擬信號。傳統(tǒng)的階梯波生成器一般有以下兩種方案:第一種方案如圖1所示，包括方波發(fā)生器、微分電路、限幅電路、積分累加電路、電子開關(guān)電路、比較器和震蕩電路構(gòu)成，其原理是通過方波發(fā)生電路產(chǎn)生方波，然后通過微分電路，得到上下均有尖脈沖的波形。這時要只取上面的尖脈沖，就需通過限幅電路濾除下半部分的波形。當(dāng)這些脈沖經(jīng)過積分累加電路時，一個尖脈沖累加為一個固定的值，下一個脈沖到來時又會增加同樣的一個值，于是輸出形成了階梯波形。當(dāng)累加結(jié)果沒有超過比較器的閾值時，會一直累加下去。而達(dá)到門限后，比較器輸出電壓翻轉(zhuǎn)，輸出正電壓使振蕩控制電路工作，使方波停振，同時積分電容對地短路放電，電容器恢復(fù)起始狀態(tài)累加結(jié)束。而在電容放電之后，積分器輸出由負(fù)值向零跳變，使比較器又一次翻轉(zhuǎn)，振蕩電路不能工作，比較器輸出變?yōu)樨?fù)值，整個電路又會正常產(chǎn)生階梯波，如此周而復(fù)始，形成周期。由此可見本方案是由集成運(yùn)放或者晶體管實現(xiàn)，雖然簡單，但是缺點明顯:實現(xiàn)生成各階電平可隨意調(diào)節(jié)的階梯波非常困難，需要對方波發(fā)生器、比較器等所有電路均進(jìn)行重新設(shè)定和調(diào)整，會導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)也會變得復(fù)雜。第二種方案如圖二所示，包括時鐘信號發(fā)生器、計數(shù)器、CPU和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，主要通過可編程器件來控制產(chǎn)生階梯波實現(xiàn)，較第一種方案而言，此種方案可以得到靈活多變的波形，但是這種方案需要編程，限制了其應(yīng)用的場合，再一方面，高速的處理器成本較高，進(jìn)一步局限了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的，就是針對上述傳統(tǒng)的階梯波產(chǎn)生電路存在的問題，提出一種電路結(jié)構(gòu)簡單，不需要編程的階梯波產(chǎn)生電路。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案，如圖3所示，包括整流橋電路，其特征在于，還包括多個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和多個恒流控制網(wǎng)絡(luò)，所述整流橋電路與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)連接，所述階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)與恒流控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量相等且依次對應(yīng)連接；其中，
[0005]整流橋電路用于為階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)提供直流電；
[0006]階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)在恒流控制網(wǎng)絡(luò)的控制下輸出階數(shù)任意、階梯電壓可調(diào)的階梯電波。
[0007]如圖4所示，所述恒流控制網(wǎng)絡(luò)包括基準(zhǔn)電壓源單元、電流采樣單元、運(yùn)算放大器和調(diào)整管；所述電流采樣單元與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)連接，所述基準(zhǔn)電壓源單元和電流采樣單元連接運(yùn)算放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端連接調(diào)整管，所述調(diào)整管連接階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0008]基準(zhǔn)電壓單元用于產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)電壓，并輸入到運(yùn)算放大器的一個輸入端；[0009]電流采樣單元用于階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，并以電壓形式反饋輸入到運(yùn)算放大器的另一個輸入端；
[0010]運(yùn)算放大器用于接收基準(zhǔn)電壓和采樣電壓，輸出電壓控制信號到調(diào)整管；
[0011 ] 調(diào)整管根據(jù)運(yùn)算放大器的控制信號調(diào)整階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，保持階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流恒定。
[0012]本發(fā)明的有益效果為，可以產(chǎn)生階數(shù)任意、階梯電壓可調(diào)的階梯波，同時電路結(jié)構(gòu)簡單，沒有數(shù)字邏輯控制，也不需要編程，可有效提高電路利用效率。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0013]圖1是第一種傳統(tǒng)的階梯波電路原理框圖；
[0014]圖2是第二種傳統(tǒng)的階梯波電路原理框圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的階梯波電路原理框圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的階梯波電路更具體的原理框圖；
[0017]圖5是實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6是實施例產(chǎn)生的階梯波示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0020]本發(fā)明的電容降壓電路，如圖3所示，包括整流橋電路，其特征在于，還包括多個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和多個恒流控制網(wǎng)絡(luò)，所述整流橋電路與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)連接，所述階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)與恒流控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量相等且依次對應(yīng)連接；其中，
[0021]整流橋電路用于為階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)提供直流電；
[0022]階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)在恒流控制網(wǎng)絡(luò)的控制下輸出階數(shù)任意、階梯電壓可調(diào)的階梯電波。
[0023]如圖4所示，所述恒流控制網(wǎng)絡(luò)包括基準(zhǔn)電壓源單元、電流采樣單元、運(yùn)算放大器和調(diào)整管；所述電流采樣單元與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)連接，所述基準(zhǔn)電壓源單元和電流采樣單元連接運(yùn)算放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端連接調(diào)整管，所述調(diào)整管連接階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其中，
[0024]基準(zhǔn)電壓單元用于產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)電壓，并輸入到運(yùn)算放大器的一個輸入端；
[0025]電流采樣單元用于階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，并以電壓形式反饋輸入到運(yùn)算放大器的另一個輸入端；
[0026]運(yùn)算放大器用于接收基準(zhǔn)電壓和采樣電壓，輸出電壓控制信號到調(diào)整管；
[0027]調(diào)整管根據(jù)運(yùn)算放大器的控制信號調(diào)整階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，保持階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流恒定。
[0028]實施例:
[0029]如圖5所示，交流正弦波AC經(jīng)過整流橋整流，變成饅頭波。在電壓為零時，m個階梯電壓調(diào)劑網(wǎng)絡(luò)沒有電流，流經(jīng)采樣電阻Rs的電流為零，采樣電阻上的電壓為零，反饋到m個運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端的電壓為零，運(yùn)放輸出正向飽和電壓，m個MOS管M1M2…Mm處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。在電壓上升到可以是第一個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的NI個二極管導(dǎo)通的電壓時，第一個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通，有電流流經(jīng)采樣電阻。電壓繼續(xù)增大，電流增大，由于運(yùn)放的嵌位作用，電流恒定在VREF_1/Rs。階梯輸出電壓為:
[0030]V = Nl*Vt+Rl*VREF_l/Rs
[0031]Vt為二極管正向?qū)▔航怠?br> [0032]輸入電壓繼續(xù)增大，第二階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生較小的電流，使采樣電阻上的電壓增大，大于VREF_1。第一路恒流控制運(yùn)算放大器輸出為低電平，MOS管Ml截止。電流通過第一階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)、第二階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)、第二路恒流控制網(wǎng)絡(luò)、RS到地。采樣電流為VREF_2/Rs。階梯輸出電壓為:
[0033]V = Nl*Vt+Rl*VREF_2/Rs
[0034]Vt為二極管正向?qū)▔航怠?br> [0035]原理同上，N個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)可以產(chǎn)生N階梯電壓的階梯波，可以通過設(shè)置輸入正弦波的幅度、頻率以及各個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的二極管數(shù)目和電阻即可得到不同的階梯波。
[0036]圖6是本發(fā)明實施例的階梯波圖形，虛線是經(jīng)過整流橋整流的正弦波，實線是實施例產(chǎn)生的階梯波波形，具體階梯電壓可由所述階梯電壓調(diào)解網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，階梯數(shù)目可由階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定。
[0037]因此，本發(fā)明技術(shù)方案實現(xiàn)的階梯波產(chǎn)生電路，具有以下的有益效果:階梯電壓可以是階數(shù)任意的，階梯電壓可調(diào)；電路簡單，沒有數(shù)字邏輯控制，也不需要編程；必要時可以直接接市電進(jìn)行變換；在函數(shù)發(fā)生器等信號源裝置中，本發(fā)明方案具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以利用已有的電路進(jìn)行構(gòu)建，提聞電路利用效率。
【權(quán)利要求】
1.一種階梯波產(chǎn)生電路，包括整流橋電路，其特征在于，還包括多個階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和多個恒流控制網(wǎng)絡(luò)，所述整流橋電路與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)連接，所述階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)與恒流控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量相等且依次對應(yīng)連接；其中， 整流橋電路用于為階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和恒流控制網(wǎng)絡(luò)提供直流電； 階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)在恒流控制網(wǎng)絡(luò)的控制下輸出階數(shù)任意、階梯電壓可調(diào)的階梯電波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯波產(chǎn)生電路，其特征在于，所述恒流控制網(wǎng)絡(luò)包括基準(zhǔn)電壓源單元、電流采樣單元、運(yùn)算放大器和調(diào)整管；所述電流采樣單元與階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)連接，所述基準(zhǔn)電壓源單元和電流采樣單元連接運(yùn)算放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端連接調(diào)整管，所述調(diào)整管連接階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其中， 基準(zhǔn)電壓單元用于產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)電壓，并輸入到運(yùn)算放大器的一個輸入端； 電流采樣單元用于階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，并以電壓形式反饋輸入到運(yùn)算放大器的另一個輸入端； 運(yùn)算放大器用于接收基準(zhǔn)電壓和采樣電壓，輸出電壓控制信號到調(diào)整管； 調(diào)整管根據(jù)運(yùn)算放大器的控制信號調(diào)整階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流，保持階梯電壓調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的電流恒定。
【文檔編號】H03K4/02GK103731124SQ201410035966
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】李澤宏, 張建剛, 肖栩, 弋才敏, 李蜀一, 汪榕 申請人:電子科技大學(xué)