一种信号产生电路结构的制作方法

本发明涉及信号产生技术领域，具体为一种信号产生电路结构。

背景技术

在电路系统中，由于控制的需要，通常不可或缺各种稳定的信号产生电路,例如在电机控制技术或开关电源控制技术中，通常会使用脉冲宽度调制（pwm）控制机制，而此类pwm控制信号可由锯齿波等信号整形得到，而现有产生锯齿波信号的电路技术方案多由555定时器构成的电路得到，但555定时器组成的锯齿波产生电路其锯齿波的幅值可调性很小，多在1/3vcc到2/3vcc之间，锯齿波的频率也不可调，因此应用局限性较大。

技术实现要素：

针对现有锯齿波产生电路幅值和频率可调性小，应用局限大的问题,本发明提供了一种信号产生电路结构，其不仅可有效产生锯齿波信号，且可实现锯齿波的幅值和频率可调，应用范围广，具有较好的实用性。

其技术方案是这样的：其包括电源，其特征在于：其还包括通过所述电源供电的恒流源电路机构，用以改变锯齿波的频率；

幅值比较电路机构，用以改变锯齿波的幅值；

自锁电路机构，用以锁定信号状态；

所述恒流源电路机构包括pnp型三极管q1~q3、电阻r1~r6、充电电容c1；

所述幅值比较电路机构包括比较器u1-a、u1-b、电阻r13~r15；

所述自锁电路机构包括比较器u1-c、三极管q4、q5、电阻r7~r12；

所述三极管q1的集电极与所述三极管q2的基极连接、且与所述电阻r1、r4相连后接所述电源，所述三极管q1的基极与所述三极管q2的发射极连接后接于所述电阻r2、r3之间，所述三极管q2的集电极与所述电阻r2连接后接所述电源，所述三极管q1的发射极与所述三极管q3的集电极、充电电容c1的一端连接，所述三极管q3的发射极与所述充电电容c1的另一端、所述电阻r3相连接后接地，所述三极管q3的基极分别连接所述电阻r5、r6的一端，所述电阻r6的另一端连接所述电源；

所述比较器u1-b的负输入端与所述比较器u1-a的正输入端连接后与所述充电电容c1的一端连接，所述比较器u1-b的正输入端与所述比较器u1-a的负输入端之间连接所述电阻r15，且所述比较器u1-b的正输入端连接所述电阻r14后接所述电源，所述比较器u1-a的负输入端连接所述电阻r13后接地；

所述比较器u1-b、比较器u1-c的输出端、电阻r5的另一端、三极管q5的基极均相连接，所述比较器u1-a的输出端、三极管q4的基极相连接，所述三极管q4、q5的集电极与所述电阻r8、r12的一端均相连接后接所述电源，所述电阻r8的另一端与所述电阻r9的一端相连后接于所述比较器u1-c的负输入端，且所述比较器u1-c的负输入端经所述电阻r10后接地，所述电阻r12的另一端与所述电阻r11的一端相连后接于所述比较器u1-c的正输入端，且所述比较器u1-c的正输入端经所述电阻r7后接地。

其进一步特征在于：

所述三极管q4、q5采用pnp型带阻三极管，所述比较器u1-a、u1-b、u1-c的型号均为lm339。

本发明的有益效果是，将充电电容c1的输出信号接至幅值比较电路机构中，通过比较充电电容c1两端电压与比较器u1-a、u1-b预设值的阀值而实现充电电容c1的充放电，从而可得到所需要的锯齿波波形；且可根据情况调节电阻r1、r4的阻值大小和/或充电电容c1容值的大小，从而来改变锯齿波的频率，且通过调整比较器u1-a、u1-b的阀值电压可实现改变锯齿波幅值，从而不仅可有效产生锯齿波信号，且可实现锯齿波的幅值和频率可调，应用范围广，具有较好的实用性。

附图说明

图1是恒流源电路机构的电路原理图；

图2是幅值比较电路机构的电路原理图；

图3是自锁电路机构的电路原理图。

具体实施方式

参考附图及其描述，以助于对权利要求所限定的本发明的各种实施例的全面理解，其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的；相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例做出变化和改进，此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。

如图1、图2、图3所示，本发明包括电源vcc以及通过电源vcc供电的恒流源电路机构，通过调节充电电流改变锯齿波的频率；幅值比较电路机构，用以改变锯齿波的幅值；自锁电路机构，用以锁定信号状态；恒流源电路机构包括pnp型三极管q1~q3、电阻r1~r6、充电电容c1；幅值比较电路机构包括比较器u1-a、u1-b、电阻r13~r15；自锁电路机构包括比较器u1-c、三极管q4、q5、电阻r7~r12；三极管q4、q5采用pnp型带阻三极管；比较器u1-a、u1-b、u1-c的型号均为lm339,显而易见地，上述描述中的器件型号仅为涉及本发明的一个实施例，而非对本发明的限制,如三极管q4、q5非必须为pnp型带阻三极管，比较器型号也非一定为lm339，只要能实现上述功能的器件本发明均可覆盖。

三极管q1的集电极与三极管q2的基极连接、且与电阻r1、r4相连后接电源vcc，三极管q1的基极与三极管q2的发射极连接后接于电阻r2、r3之间，三极管q2的集电极与电阻r2连接后接电源vcc，三极管q1的发射极与三极管q3的集电极、充电电容c1的一端连接，三极管q3的发射极与充电电容c1的另一端、电阻r3相连接后接地，三极管q3的基极分别连接电阻r5、r6的一端，电阻r6的另一端连接电源vcc。

比较器u1-b的负输入端与比较器u1-a的正输入端连接后与充电电容c1的一端连接，比较器u1-b的正输入端与比较器u1-a的负输入端之间连接电阻r15，且比较器u1-b的正输入端连接电阻r14后接电源vcc，比较器u1-a的负输入端连接电阻r13后接地。

比较器u1-b、比较器u1-c的输出端、电阻r5的另一端、三极管q5的基极均相连接，比较器u1-a的输出端、三极管q4的基极相连接，三极管q4、q5的集电极与电阻r8、r12的一端均相连接后接电源vcc，电阻r8的另一端与电阻r9的一端相连后接于比较器u1-c的负输入端，且比较器u1-c的负输入端经电阻r10后接地，电阻r12的另一端与电阻r11的一端相连后接于比较器u1-c的正输入端，且比较器u1-c的正输入端经电阻r7后接地。

本发明的工作原理是，在恒流源电路机构中，当三极管q1的放大倍数足够大时，给充电电容c1充电的电流ic等于流过三极管q1发射极和集电极之间的电流，可得到ic=vq1-bc/(r1+r4)，一般充电电容的充电公式为v=ic*t/c，其中，v表示充电电容c1两端的电压、即是上幅值电压，t为时间，c为充电电容c1的容值，则当充电电容c1容值一定时，充电电容c1两端的电压随时间线性上升，由于锯齿波的产生主要是通过充电电容c1的充放电来实现的，其通过控制恒定电流来给充电电容c1充电，也就是得到了随时间线性上升的曲线，然后控制比较器u1-a、u1-b来比较所设阀值和锯齿波上升的幅值，充电电容c1两端电压输出信号记为sw，比较器u1-b的正输入端设定锯齿波的上幅值，比较器u1-a的负输入端设定锯齿波的下幅值，上幅值、下幅值均是通过电阻分压方式得到，即通过调节电阻r13、r14、r15来调节上幅值、下幅值；则当充电电容c1两端电压大于比较器u1-a、u1-b的预设值的阀值时，可通过三极管q3来实现快速给充电电容c1放电，得到下降波形，如此反复得到锯齿波形；恒流源电路机构中的恒流电流由三极管q2的集电结压降及电阻r1、r4阻值决定，当充电电容c1容值一定的情况下，可改变电阻r1、r4阻值大小，来改变充电电流大小，从而实现改变锯齿波的频率；或者是，由于频率f=1/t，即f=ic/vc，则在电阻r1、r4阻值一定时，改变充电电容c1容值大小；亦或是电阻r1、r4阻值和充电电容c1容值同时调整，都能达到调节频率的目的；且通过调整比较器u1-a、u1-b的阀值电压可实现改变锯齿波幅值。

具体地，在初始状态，即充电电容c1两端电压输出信号sw为0时，图中记为给充电电容c1的放电信号set为高电平，恢复给充电电容c1的充电信号re为低电平，并通过自锁电路机构锁定信号状态；

当sw信号值增加，其值在比较器u1-a的负输入端和比较器u1-b的正输入端之间时，信号set和信号re均为高电平，并保持信号状态；

当sw信号值继续增加，直至sw信号值大于比较器u1-b的正输入端电压时，信号set输出为低电平，信号re输出为高电平，当信号set变为低电平时，充电电容c1两端并联的三极管q3导通，充电电容c1上电压立即下降，即信号sw电平下降；当sw信号低于比较器u1-a的负输入端电压时，信号re变为低电平，此时三极管q4导通，比较器u1-c的正输入端电压大于比较器u1-c的负输入端电压，信号set重新变为高电平，充电电容c1放电结束，之后重复充电过程，从而得到锯齿波信号电路。