[发明专利]一种三角波发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号发生器，尤其涉及一种三角波发生器。 

背景技术

三角波发生器是脉宽调制器电路的一个重要组成部分，如图1所示，比较器对输出采样的反馈信号和三角波进行比较，最终得到PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制)信号，如图2所示，反馈信号101与三角波102进行比较，在反馈信号101上方的三角波102，对应输出的PWM信号103为高电平，在反馈信号101下方的三角波102，对应输出的PWM信号103为低电平。因此，三角波信号直接决定了PWM信号质量的好坏，所以为了得到完整准确地PWM信号，就需要有不受干扰且没有形变的三角波。 

美国专利US7183818和US6791405公布了一种用于D类放大器的三角波发生器，主要包括RC振荡电路和积分电路，其主要原理为将RC振荡电路中产生的方波，在RC振荡电路时钟的控制下，在积分电路中进行积分，将方波转换为三角波。如时钟信号为“0”和“1”，当时钟信号为0时，三角波的波形处于上升状态；当时钟信号为1时，三角波的波形处于下降状态。但是由于时钟控制信号在控制方波进行积分的过程中，并不能实现精确的控制常常会产生误差，如图3所示，201为正常情况下的三角波，202为时钟过慢时的三角波，当三角波上升到峰值时，时钟信号还没有跳转，必须在一定的延迟后才跳转，此时三角波就会变成梯形波，而此时因为增益太大，整个PWM环路极不稳定，很难调整；203为时钟信号过快时的三角波，当三角波还未到达峰值时，时钟信号就跳转，三角波也跟着变化，此时三角波的幅值会比正常的幅值小。三角波的质量直接影响到PWM信号的质量，所以对三角波有着比较严格的要求。 

而现有的三角波发生器很难输出不受干扰没有变形的三角波，很多情况下输出的三角波都是图3中的202和203，这也直接影响到PWM信号的质量。 

发明内容

本发明为克服现有三角波发生器输出波形有干扰且容易变形的不足，提供了一种新的三角波发生器，操作简单，并且输出的三角波波形没有干扰，不发生形变。 

一种三角波发生器，包括电流偏置电路，电荷泵，施密特触发器和电容，其中电流偏置电路与电荷泵相连接，用于向电荷泵提供电流；电荷泵的一端与施密特触发器相连接，另一端与电容相连接，控制电容的充电和放电；施密特触发器的另外一端与电容相连接，通过电容充放电过程中的电压来控制电荷泵的电流流向；电容与电荷泵相连接进行充电和放电，电容的另外一端接地；且设置施密特触发器的正向阈值电压和负向阈值电压作为三角波的最大值和最小值。 

其中电流偏置电路可以为带隙基准源电流偏置电路。 

其中施密特触发器的正向阈值电压和负向阈值电压可以由带隙基准源提供。 

一种利用所述的三角波发生器产生三角波的方法，包括： 

1)、设置施密特触发器的正向阈值电压和负向阈值电压作为三角波的最大值和最小值； 

2)、利用施密特触发器来控制电荷泵对电容进行充电或者放电； 

3)、在电容进行充电的过程中，三角波的波形处于上升的状态，当电压上升达到施密特触发器的正向阈值电压时，施密特触发器发生输出跳转，控制电荷泵对电容开始放电，三角波的波形处于下降的状态，当下降至负向阈值电压时，施密特触发器再次发生翻转，令电荷泵对电容充电，三角波开始上升； 

4)重复步骤3)中的操作，就能得到所需的三角波。 

本发明由于采用了上述技术特征，使之与现有技术相比具有以下的优点和积极效果： 

1、采用施密特触发器的正向阈值电压和反向阈值电压作为三角波的最大值和最小值，这样能输出更为准确的三角波，并不易受到干扰和形变； 

2、采用电荷泵输出电流对电容器进行充放电，能够保证输出线形三角波。 

附图说明

图1为现有的三角波发生器电路； 

图2为由三角波得到的PWM波形； 

图3为规则与不规则的三角波； 

图4为新的三角波发生器； 

图5为新的三角波发生器产生的三角波。 

具体实施方式

本发明为一种新的三角波发生器，如图4所示，包括电流偏置电路，电荷泵，施密特触发器和电容，其中电流偏置电路与电荷泵相连接，用于向电荷泵提供电流；电荷泵的一端与施密特触发器相连接，另一端与电容相连接，控制电容的充电和放电；施密特触发器的另外一端与电容相连接，通过电容充放电过程中的电压来控制电荷泵的电流流向；电容与电荷泵相连接进行充电和放电，电容的另外一端接地。