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电路解决了独立频率和填充因子调节问题

文章作者:Michael A. Shustov

针对RC矩形脉冲发生器的独立频率和填充因子调整问题，提出了两种新的解决方案。

已知的RC矩形脉冲发生器的占空比调节方案有一个不可克服的缺点:改变脉冲填充因子(D)不可避免地改变产生的频率。我已经在其他地方描述了单独频率和填充因子控制的发电机方案(参考文献1-3)。本文提出了两种新的解决RC发电机独立频率和填充因子调整问题的方法。

图1该逻辑门矩形脉冲发生器具有频率和占空比可调的特点。

发电机的图1工作原理如下:设备接通时，电容C1放电，U1A (U1)输出高。这个高输出通过D1-R4链快速充电电容C1，直到C1达到逻辑元件的低到高开关电压阈值，此时U1A的输出变低。当U1A输出低时，电容通过R1和R2+R3并联开始放电，放电曲线为指数曲线(图2)．当C1达到高低开关阈值时，U1A输出变高，重复此循环。

图2发电机产生的脉冲序列与输出占空比无关。

U1A开关阀值中的迟滞有助于决定产生的脉冲序列的频率。使用电源电压(Vdd)为15V和上给出的公式CD4093数据表(第4页)，开关频率大致为:

f(千赫)= 1,152/(Rs x C1)，

其中Rs = (R1 x R2) + (R1 x R3) /(R1 + R2 + R3)

因为电位器的连接方式，电路看到的电阻R3是可变的，所以电位器可以用来设置频率。该发电机将在200至1100 Hz的频率范围内可靠运行，并保持在至少500 kHz的频率上运行。

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逻辑元件U1B的输入引脚也连接电容C1和电位器R1的中间引脚。调整这个电位器，这是一个分压器，允许您调整什么比例的电压在C1 U1B输入引脚6看到。一个大的分数意味着输入将更快地达到开关阈值，而一个小的分数将更慢地达到阈值。然后，调整R1，允许您平稳地改变逻辑元件U1B将切换的周期中的力矩，相应地，允许您调整其输出脉冲的宽度(Uout)。从接近0%到100%的占空比是可以实现的。此外，这种占空比调整不影响发电频率。

图3这种锯齿脉冲发生器也有可调占空比。

图中显示的矩形脉冲发生器图3工作在频率范围27至1000hz，也允许您单独调整频率和填充因子。该器件由锯齿脉冲发生器(U1 - CD40106)和具有可调开关阈值的比较器(U2 LM339)组成。

锯齿脉冲发生器使用Q1为U1A CD40106元件创建的RC发生器提供稳定的电流源。在电容C1处形成锯齿形电压，其形状不会随着频率的变化而改变(图4)．电位器R2控制电流源，从而控制C1的充电率，从而决定脉冲频率。电位器R6控制比较器(U2A LM339)的开关阈值，相应地，输出(Uout)波形的填充因子。电阻R5和R7设置限制以调整脉冲填充因子D。

图4锯齿的线性上升时间保证了占空比也是电位器设置的线性函数。