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產(chǎn)生三角波,需要使用寬帶運(yùn)放

發(fā)布時(shí)間:2013/11/20 20:01:25 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù):1895

    產(chǎn)生三角波,需要使用寬帶運(yùn)放,EL5375IUZ-T7并且要求有較大的壓擺率,以保證輸出的三角波波形盡可能好,通用系列的運(yùn)放以及常用的音頻專(zhuān)用運(yùn)放在這里沒(méi)有用武之地。圖中使用的是凌特公司的LT1819,增益帶寬積400MHz,壓擺率2500V/s,實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)生的波形較好(見(jiàn)圖5)。電容、電阻的參數(shù)使振蕩頻率和仿真電路中的保持一致,但是使輸出的三角波幅值最大化(峰一峰值等于運(yùn)放的滿(mǎn)幅輸出電壓)。
    比較器使用的是LM311,這個(gè)器件算得上是高性?xún)r(jià)比的器件了,并且使用非常靈活,在后面的試驗(yàn)電路中我們還會(huì)用到它。LM311內(nèi)部是集電極開(kāi)路的,所以輸出時(shí)需要加上拉電阻。1腳為輸出參考電平設(shè)置端,連接在VEE上表示LM311輸出低電平為VEE,如果連接到電路的GND端,則表示輸出的低電平為GND。

            
    末級(jí)的功率開(kāi)關(guān)為一對(duì)互補(bǔ)的MOS管。我們知道,理想的功率MOS管只需要柵源之間的電壓達(dá)到一定的差值即可導(dǎo)通,一般來(lái)說(shuō),在不超過(guò)柵源電壓最大值的前提下,這個(gè)電壓取值越大,MOSFEl-尋通時(shí)的源漏間電阻越小。對(duì)于一般的功率MOSFET,柵源電壓一般取為10V左右(對(duì)P溝道MOS來(lái)說(shuō)是-10V),而維持這個(gè)導(dǎo)通并不需要電流。但是,這里指的是理想靜態(tài)情況,在高速開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,由于MOS管的柵源、柵漏之間等效地存在一個(gè)較大的電容,所以開(kāi)關(guān)過(guò)程中柵源電壓的建立和消除,要完成的是對(duì)該電容的充放電,而充放電的時(shí)間與電流的大小呈相反關(guān)系,所以,在高速的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,MOS管需要能夠提供足夠大的電流的驅(qū)動(dòng)電路。
    圖3所示的電路用的是簡(jiǎn)單的三極管推挽的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS。比較器輸出高電平時(shí),兩個(gè)NPN的三極管導(dǎo)通,MOS管VT2的柵極電容通過(guò)R8和VT3形成放電回路,VT1的柵極通過(guò)VT5和R9形成充電回路,由于充放電過(guò)程中的內(nèi)阻很小,那么VT2和VT1管將分別迅速地進(jìn)入截止和導(dǎo)通狀態(tài)。
    這種驅(qū)動(dòng)方式雖然簡(jiǎn)單,但是嚴(yán)格限制了電源電壓。上面提到過(guò),對(duì)于一般的功率MOS管,為了保證可靠的導(dǎo)通,柵源電壓一般為10V左右,并且為了防止柵極介電層的擊穿,柵源電壓有一個(gè)最大值限制,一般在20V左右。所以,對(duì)于圖3的驅(qū)動(dòng)方式,電源電虛被束縛在10~20V。
    最后完成的PCB如圖4所示,采用感光法自制的電路板,制作完成到現(xiàn)在又半年了,銅箔看起來(lái)不再光潔。圖5給出了一些測(cè)試波形。整個(gè)測(cè)試道程中,MOSFET在不加散熱器的情況下,有明顯的溫升,但是還不至于燙手。
    最后輸入音樂(lè)信號(hào)試聽(tīng)一下。坦白地說(shuō),這時(shí)揚(yáng)聲器里發(fā)出的聲音已經(jīng)完全讓人失去欣賞音樂(lè)的興趣了。伴隨音樂(lè)信號(hào)的還有持續(xù)的高頻“吱吱”聲,這可能是調(diào)制頻率過(guò)低而濾波器的截止頻率又偏高造成的,但是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上,無(wú)論是提高調(diào)制頻率還是降低濾波器截止頻率都是不明智的。因?yàn)榍罢邥?huì)使得三角波波形變差,并且增加了比較器的負(fù)擔(dān)和MOSFEl-的功耗,而后者使得高頻分量進(jìn)一步衰減,聲音更加沉悶。

    產(chǎn)生三角波,需要使用寬帶運(yùn)放,EL5375IUZ-T7并且要求有較大的壓擺率,以保證輸出的三角波波形盡可能好,通用系列的運(yùn)放以及常用的音頻專(zhuān)用運(yùn)放在這里沒(méi)有用武之地。圖中使用的是凌特公司的LT1819,增益帶寬積400MHz,壓擺率2500V/s,實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)生的波形較好(見(jiàn)圖5)。電容、電阻的參數(shù)使振蕩頻率和仿真電路中的保持一致,但是使輸出的三角波幅值最大化(峰一峰值等于運(yùn)放的滿(mǎn)幅輸出電壓)。
    比較器使用的是LM311,這個(gè)器件算得上是高性?xún)r(jià)比的器件了,并且使用非常靈活,在后面的試驗(yàn)電路中我們還會(huì)用到它。LM311內(nèi)部是集電極開(kāi)路的,所以輸出時(shí)需要加上拉電阻。1腳為輸出參考電平設(shè)置端,連接在VEE上表示LM311輸出低電平為VEE,如果連接到電路的GND端,則表示輸出的低電平為GND。

            
    末級(jí)的功率開(kāi)關(guān)為一對(duì)互補(bǔ)的MOS管。我們知道,理想的功率MOS管只需要柵源之間的電壓達(dá)到一定的差值即可導(dǎo)通,一般來(lái)說(shuō),在不超過(guò)柵源電壓最大值的前提下,這個(gè)電壓取值越大,MOSFEl-尋通時(shí)的源漏間電阻越小。對(duì)于一般的功率MOSFET,柵源電壓一般取為10V左右(對(duì)P溝道MOS來(lái)說(shuō)是-10V),而維持這個(gè)導(dǎo)通并不需要電流。但是,這里指的是理想靜態(tài)情況,在高速開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,由于MOS管的柵源、柵漏之間等效地存在一個(gè)較大的電容,所以開(kāi)關(guān)過(guò)程中柵源電壓的建立和消除,要完成的是對(duì)該電容的充放電,而充放電的時(shí)間與電流的大小呈相反關(guān)系,所以,在高速的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,MOS管需要能夠提供足夠大的電流的驅(qū)動(dòng)電路。
    圖3所示的電路用的是簡(jiǎn)單的三極管推挽的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS。比較器輸出高電平時(shí),兩個(gè)NPN的三極管導(dǎo)通,MOS管VT2的柵極電容通過(guò)R8和VT3形成放電回路,VT1的柵極通過(guò)VT5和R9形成充電回路,由于充放電過(guò)程中的內(nèi)阻很小,那么VT2和VT1管將分別迅速地進(jìn)入截止和導(dǎo)通狀態(tài)。
    這種驅(qū)動(dòng)方式雖然簡(jiǎn)單,但是嚴(yán)格限制了電源電壓。上面提到過(guò),對(duì)于一般的功率MOS管,為了保證可靠的導(dǎo)通,柵源電壓一般為10V左右,并且為了防止柵極介電層的擊穿,柵源電壓有一個(gè)最大值限制,一般在20V左右。所以,對(duì)于圖3的驅(qū)動(dòng)方式,電源電虛被束縛在10~20V。
    最后完成的PCB如圖4所示,采用感光法自制的電路板,制作完成到現(xiàn)在又半年了,銅箔看起來(lái)不再光潔。圖5給出了一些測(cè)試波形。整個(gè)測(cè)試道程中,MOSFET在不加散熱器的情況下,有明顯的溫升,但是還不至于燙手。
    最后輸入音樂(lè)信號(hào)試聽(tīng)一下。坦白地說(shuō),這時(shí)揚(yáng)聲器里發(fā)出的聲音已經(jīng)完全讓人失去欣賞音樂(lè)的興趣了。伴隨音樂(lè)信號(hào)的還有持續(xù)的高頻“吱吱”聲,這可能是調(diào)制頻率過(guò)低而濾波器的截止頻率又偏高造成的,但是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上,無(wú)論是提高調(diào)制頻率還是降低濾波器截止頻率都是不明智的。因?yàn)榍罢邥?huì)使得三角波波形變差,并且增加了比較器的負(fù)擔(dān)和MOSFEl-的功耗,而后者使得高頻分量進(jìn)一步衰減,聲音更加沉悶。

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11-20產(chǎn)生三角波,需要使用寬帶運(yùn)放

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