电路分析：用电压控制占空比的振荡器-EDA365

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电路分析：用电压控制占空比的振荡器

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　　图1是经典的Colpitts振荡器电路，它生成一个有固定占空比的时钟信号。用一个电压比较器代替其中的CMOS反相器门（图2），就可以获得一个更多功能和更有用的时钟发生器。不仅可以设定它的振荡频率，还可以设定占空比。比较器必须采用反相配置，它会产生180°的相移。这个相移与电容输入网络增加的180°相移相加，使电路振荡。电路将电容滤波网络输出端的正弦波与基准电压作比较，使阈值比较器的输出端驱动为高和低。

　　网络设定的振荡频率如下：

　　其中，fo是振荡频率。适当选择了电感和电容值时，电路可以在高达10 MHz的频率下振荡。

　　输出时钟的占空比取决于基准电压，通过由R1 和R2构成的分压器可以很容易设定。不幸的是，基准电压与占空比之间的数学关系是非线性的，因为电容输入滤波网络输出端的正弦波不是一个线性函数。另外，它的幅度也不是恒定的，而是取决于输出时钟的占空比。用一个10μH电感和一个10nF电容对电路做测试，可以很容易获得这个数学关系。

　　可以采用带轨至轨输入和输出的任何高速比较器，如Maxim公司的MAX987，从而获得更高的基准电压输入范围。这种更宽的范围能够获得对占空比的更宽控制，虽然无法达到0%的最小占空比和100%的最大占空比。

　　比较器的传播延迟TPD会再产生一个数值为Δφ=2πfOTPD的相移，其中Δφ是相移值。电容输入网络对相移作补偿，略微降低了振荡的频率。为了电路的安全运行，应使基准电压在0.5V~4.5V之间变化。占空比的变化范围大约是15%~85%（表1）。如果采用双电源，则可以获得一个双极输出信号。