CN107306126A - Pwm的发生电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PWM的发生电路，其中，该发生电路包括：恒流源电路，用于为锯齿波电路中的电容C1提供恒定的直流电流；所述锯齿波电路，与所述恒流源电路连接，用于控制所述电容C1的电压，使得所述电容C1输出锯齿波输出信号；比较电路，与所述锯齿波电路连接，用于接收所述锯齿波输出信号，根据所述锯齿波输出信号和可控直流电源输入的直流信号，并根据比较结果输出PWM信号；采用上述技术方案，解决了相关技术中输出PWM波需要额外的单片机等而导致的增加***复杂度等问题，使用分离的器件以及现有的工业控制中可控直流源来实现一种简单稳定的可控的PWM波发生器电路，使得开发周期变短，成本大大减少。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种PWM的发生电路。
背景技术
现在的工业测控中可调脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称为PWM)发生器一般都是用单片机编程控制的单片机输出管脚或者控制专用芯片来输出PWM波这种方式来实现的。这样在测试领域内，需要额外的设计单片机电路，并且需要实现单片机和上位控制机的通讯的接口电路。这样做就额外的增加了***的软硬件设计复杂度，比如单片机需要做额外的软件开发，使开发的周期延长了，成本增加。
针对相关技术中，输出PWM波需要额外的单片机等而导致的增加***复杂度，开发周期长，成本增加的问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种PWM的发生电路，以至少解决相关技术中的上述技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种脉冲宽度调制PWM的发生电路，包括：恒流源电路，用于为锯齿波电路中的电容C1提供恒定的直流电流；所述锯齿波电路，与所述恒流源电路连接，用于控制所述电容C1的电压，使得所述电容C1输出锯齿波输出信号；比较电路，与所述锯齿波电路连接，用于接收所述锯齿波输出信号，根据所述锯齿波输出信号和可控直流电源输入的直流信号，并根据比较结果输出PWM信号。
可选地，所述恒流源电路，包括，电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1，所述电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1的两个P极串联连接，所述PNP三极管Q1的N极，与所述电流源和电阻R1连接。
可选地，所述可调电阻RP1通过调整自身阻值来调整所述锯齿波的周期。
可选地，所述发生电路，还包括：可控直流电源，该可控直流电源用于接收控制器的控制指令，并输出与所述控制指令对应的电压。
可选地，所述比较电路包括：LM2903芯片，分压电阻，用于分压所述可控电流源输入的电压信号。
可选地，所述分压电阻的阻值通过所述可控直流电源输入的直流信号的电压值确定。
可选地，所述比较电路，还用于比较所述锯齿波输出信号与所述可控直流电源输入的直流信号经过所述分压电阻分压后的分压信号。
可选地，所述比较电路，还用于在所述锯齿波输出信号大于所述分压信号，所述比较电路输出低电平，当所述锯齿波输出信号小于所述分压信号，输出高电平，其中，将所述高电平和所述低电平作为PWM信号。
可选地，所述锯齿波电路包括：ICM7555芯片，所述电容C1。
可选地，所述电容C1包括：COG陶瓷电容、NPO陶瓷电容。
通过本发明，通过恒流源电路，锯齿波电路以及比较电路的交互过程，能过方便的产生PWM信号，解决了相关技术中输出PWM波需要额外的单片机等而导致的增加***复杂度，开发周期长，成本增加的问题，进而不额外需要单片机电路，使用分离的器件以及现有的工业控制中可控直流源来实现一种简单稳定的可控的PWM波发生器电路，使得开发周期变短，成本大大减少。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的PWM的发生电路的结构框图；
图2为根据本发明可选示例的PWM的发生电路的结构框图；
图3为根据本发明优选实施例1的可控PWM波发生器电路的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本发明实施例中，提供了一种PWM的发生电路，图1是根据本发明实施例的PWM的发生电路的结构框图，如图1所示，包括：
恒流源电路10，用于为锯齿波电路中的电容C1提供恒定的直流电流；
锯齿波电路12，用于控制所述电容C1的电压，使得所述电容C1输出锯齿波输出信号；
比较电路14，用于接收所述锯齿波输出信号，根据所述锯齿波输出信号和可控直流电源16输入的直流信号，并根据比较结果输出PWM信号。
通过本发明，通过恒流源电路10为锯齿波电路中的电容C1提供恒定的直流电流，锯齿波电路12来控制电容C1的电压，使得所述电容C1输出锯齿波输出信号，进而比较电路14接收所述锯齿波输出信号，根据所述锯齿波输出信号和可控直流电源16输入的直流信号，并根据比较结果输出PWM信号，采用上述技术方案，解决了相关技术中输出PWM波需要额外的单片机等而导致的增加***复杂度，开发周期长，成本增加的问题，进而不额外需要单片机电路，使用分离的器件以及现有的工业控制中可控直流源来实现一种简单稳定的可控的PWM波发生器电路，使得开发周期变短，成本大大减少。
图2为根据本发明可选示例的PWM的发生电路的结构框图，如图2所示，恒流源电路10，包括，电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1，所述电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1的两个P极串联连接，所述PNP三极管Q1的N极，与所述电流源和电阻R1连接；锯齿波电路12包括：ICM7555芯片，电容C1；比较电路14包括：LM2903芯片，分压电阻，用于分压所述可控电流源输入的电压信号；上述发生电路，还包括：可控直流电源16(图2中体现为程控直流电压源16)，该可控直流电源用于接收控制器的控制指令，并输出与所述控制指令对应的电压。
基于图2所示的电路示意情况，在本发明实施例中，可调电阻RP1通过调整自身阻值来调整所述锯齿波的周期；分压电阻的阻值通过所述可控直流电源输入的直流信号的电压值确定。
可选地，所述比较电路，还用于比较所述锯齿波输出信号与所述可控直流电源输入的直流信号经过所述分压电阻分压后的分压信号，基于此，在所述锯齿波输出信号大于所述分压信号，所述比较电路输出低电平，当所述锯齿波输出信号小于所述分压信号，输出高电平，其中，将所述高电平和所述低电平作为PWM信号。
为了使得电容C1上的电压是稳定的，电容C1优先选择COG陶瓷电容、NPO陶瓷电容。
以下结合两个优选实施例对上述PWM的产生电路进行解释说明，但不用于限定本发明实施例。
优选实施例1
本发明优选实施例1提供的是一种简单高稳定线性远程可控PWM波发生器电路，图3为根据本发明优选实施例1的可控PWM波发生器电路的结构框图，该电路可以通过以下模块体现：TL431构成的恒流源电路模块30(相当于为图1中的恒流源电路10)，锯齿波电路模块32(相当于图1中的锯齿波电路模块12)，方波电路模块34(相当于图1中的比较电路14)以及程控直流源模块36(相当于图1中的可控直流电源16)。
如图2，3所示，TL431构成的恒流源电路是提供一个恒流源给电容C1，为电容C1提供一个恒定的电流源，这样能保证C1上的充电电压波形就是一个线性的波形。而C1和ICM7555构成了锯齿波电路。因为每当C1的电压线性上升到了2/3VCC(供电电压)的时候，ICM7555内部将开启放电回路，它能瞬间把C1的电压下拉至1/3VCC电平。然后ICM7555的内部的放电电路截止，这样恒流源又继续给C1充电。周而复始，在电容C1上(ICM7555的2，6，7管脚)形成一个周期锯齿波的信号。为了使电容C1的容值不受温度，时间的影响，电容C1优选使用COG/NPO类型的陶瓷电容。方波电路就是一个运放LM2903构成的一个比较电路。当运放的正端输入的电压(从程控直流源送来的控制电压经过电阻R3，R4的分压信号)大于运放负端输入电压(即锯齿波电路输出的周期锯齿波信号)时，运放输出端是高电平。当运放的正端输入的电压小于运放负端输入电压时，运放输出端是低电平。程控直流源输出电压使运放正端输入电压处于电容C1的电压变化范围之内(1/3VCC～2/3VCC)，这样在输出端就形成了一个周期固定的方波信号，其周期等于电容C1上的锯齿波信号的周期。当程控直流源在上位机程序控制下变更电压时，这个方波信号的占空比也会随着变化，这样就形成了PWM信号。而这个PWM信号可以方便的去控制一些加热源，调速风机等，实现控制***的一体化，本发明优选实施例1对此不作限定。
采用本发明优选实施例1提供的上述技术方案，无需单片机电路和软件设计，简化控制过程的进步，达到了同样的稳定可控PWM效果，节省了成本，提高了整个控制***搭建的效率。
优选实施例2
如图2所示，恒流源电路包括了U3-TL431，电阻R1，可调电阻RP1以及PNP三极管Q1，TL431是2.5V的基准源器件，电阻R1提供了TL431稳定工作的偏置电流。PNP三极管Q1使用了一个反接使用方式，其C极和B极的压差是稳定的，这样在RP1的2端有一个稳定压差。这样在加电之后Q1的E极输出了一个恒定的电流。而且通过调节RP1的大小，可以调节这个电流值，从而改变C1充电的斜率，进而调节整个的锯齿波和PWM波的周期(或者说频率)。
图3中的锯齿波电路是由ICM7555以及充放电电容C1(为了确保C1电容的容量稳定性，其优选使用COG/NPO陶瓷电容)，滤波电容C2组成。ICM7555内建有2个比较器，6脚Threshold和2脚trigger分别连接了一个比较器的正端输入和另外一个比较器的负端输入。6脚连接的比较器的另外一端电压固定是2/3VCC，而2脚连接的比较器的另外一端固定电压是1/3VCC。电路上电后，ICM7555的7脚Discharge脚连接的内部放电回路是OFF状态，随着上面说的恒流源电路开始给电容C1恒流充电，当电压超过了2/3VCC时，7脚Discharge脚连接的内部放电回路状态反转成ON状态，然后内部放电回路下拉至地，使C1存储的电荷迅速释放，直至C1上的电压低于1/3VCC时，7脚Discharge脚连接的内部放电回路状态切换成OFF状态，这样电容C1的电压又在恒流充电模式下线性升高。周而复始，在电容C1上形成了周期锯齿波输出信号。
方波电路模块由比较器LM2903组成，其输入信号有2个。一个是前面提到的C1上的周期锯齿波信号，接在比较器的负端。另外一个就是程控直流源输出的程控电压经过电阻R3和R4分压之后的直流信号，这个接在比较器LM2903的正端。当程控直流源的分压信号大于C1上的锯齿波电压时，比较器输出一个高电平；当程控直流源的分压信号低于C1上的锯齿波电压时，比较器输出一个低电平。这样就形成了一个固定占空比的方波信号。但由于上位机可以通过GPIB/RS232口远程控制这个程控直流源的输出电压，那么就可以使这个方波信号在程序控制下，变成所需要的PWM信号。而且由于恒流充电的作用，使这个调节能做到线性调节的，方便上位机的程序的设计。
综上所述，本发明实施例达到了以下技术效果：解决了相关技术中输出PWM波需要额外的单片机等而导致的增加***复杂度，开发周期长，成本增加的问题，进而不额外需要单片机电路，使用分离的器件以及现有的工业控制中可控直流源来实现一种简单稳定的可控的PWM波发生器电路，使得开发周期变短，成本大大减少。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脉冲宽度调制PWM的发生电路，其特征在于，包括：
恒流源电路，用于为锯齿波电路中的电容C1提供恒定的直流电流；
所述锯齿波电路，与所述恒流源电路连接，用于控制所述电容C1的电压，使得所述电容C1输出锯齿波输出信号；
比较电路，与所述锯齿波电路连接，用于接收所述锯齿波输出信号，根据所述锯齿波输出信号和可控直流电源输入的直流信号，并根据比较结果输出PWM信号。
2.根据权利要求1所述的发生电路，其特征在于，
所述恒流源电路，包括，电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1，所述电流源，电阻R1，可调电阻RP1，PNP三极管Q1的两个P极串联连接，所述PNP三极管Q1的N极，与所述电流源和电阻R1连接。
3.根据权利要求2所述的发生电路，其特征在于，所述可调电阻RP1通过调整自身阻值来调整所述锯齿波的周期。
4.根据权利要求1所述的发生电路，其特征在于，
所述发生电路，还包括：可控直流电源，该可控直流电源用于接收控制器的控制指令，并输出与所述控制指令对应的电压。
5.根据权利要求1所述的发生电路，其特征在于，
所述比较电路包括：LM2903芯片，分压电阻，用于分压所述可控电流源输入的电压信号。
6.根据权利要求5所述的发生电路，其特征在于，所述分压电阻的阻值通过所述可控直流电源输入的直流信号的电压值确定。
7.根据权利要求5所述的发生电路，其特征在于，
所述比较电路，还用于比较所述锯齿波输出信号与所述可控直流电源输入的直流信号经过所述分压电阻分压后的分压信号。
8.根据权利要求7所述的发生电路，其特征在于，
所述比较电路，还用于在所述锯齿波输出信号大于所述分压信号，所述比较电路输出低电平，当所述锯齿波输出信号小于所述分压信号，输出高电平，其中，将所述高电平和所述低电平作为PWM信号。
9.根据权利要求1所述的发生电路，其特征在于，
所述锯齿波电路包括：ICM7555芯片，所述电容C1。
10.根据权利要求1-9任一项所述的发生电路，其特征在于，所述电容C1包括：COG陶瓷电容、NPO陶瓷电容。
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