三角波发生系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及无线电高精度测高技术领域，具体地，涉及一种三角波发生系统。
【背景技术】
[0002] 主可独立调整无线电高度表中作为调制源的三角波周期和幅度，主要适用于高量 程无线电高度表的三角波调频电路，亦可用于需要对三角波信号进行精确调节的使用场 合。
[0003] 需要精确调整的三角波发生电路通常想到的是采用DDS(是直接数字式频率合成 器）的方法发生，但是采用DDS产生的三角波信号波存在固有的阶梯现象，虽然通过低通滤 波器降低影响，但同时也会造成对波形的失真，另外，采用DDS构成的三角波电路只能精确 调节三角波的周期，如果还要对三角波幅度、直流偏置进行调节的话又会进一步加剧三角 波的阶梯现象。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种三角波发生系统。
[0005] 根据本实用新型的一个方面，提供一种三角波发生系统，其特征是，包括比较器、 反相器、积分器、加法器和MCU，所述M⑶连接五个数字电位器，所述比较器连接第一数字电 位器，第一数字电位器连接第二数字电位器，第二数字电位器连接积分器，积分器连接反相 器，反相器连接比较器，积分器连接第三数字电位器，第三数字电位器连接第四数字电位 器，第四数字电位器连接加法器，第五数字电位器连接加法器。
[0006] 优选地，所述积分器为集成运放与电容形成的充电回路。
[0007] 优选地，所述反相器为集成运放与电阻形成。
[0008] 优选地，所述比较器为集成运放反馈形成。
[0009] 与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
[0010] 采用了 MCU精确控制三角波周期以及幅度的方法，使调频频偏以及调制周期可以 方便灵活的独立调整，可以得到高精度的三角波型。
【附图说明】
[0011] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：
[0012] 图1为本实用新型的系统结构框图；
[0013] 图2为方波与三角波转换电路图；
[0014] 图3为三角波方波发生电路的波形图；
[0015]图4为三角波发生电路；
[0016]图5为AD5290数字电位器的引脚和原理图；
[0017] 图6为两片AD5290数字电位器组成电阻网络。
[0018] 图中：1为第一数字电位器，2为第二数字电位器，3为第三数字电位器，4为第四数 字电位器，5为第五数字电位器，6为积分器，7为反相器，8为比较器，9为加法器，10为闸门信 号发生器。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的 技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领 域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本实用新型的保护范围。
[0020] 参见附图1，三角波发生系统包括第一数字电位器1、第二数字电位器2、积分器6、 反相器7、比较器8、第三数字电位器3、第四数字电位器4、加法器9、第五数字电位器5、MCU10 组成，比较器8连接第一数字电位器1，第一数字电位器1连接第二数字电位器2,第二数字电 位器2连接积分器6，积分器6连接反相器7，反相器7连接比较器8，积分器6连接第三数字电 位器3,第三数字电位器3连接第四数字电位器4,第四数字电位器4连接加法器9,第五数字 电位器5连接加法器9。
[0021 ]比较器8输出的方波信号输入第一数字电位器1，通过第一数字电位器1分压后输 入第二数字电位器2,第二数字电位器2分流后输入积分器6，MCU10控制第一数字电位器1和 第二数字电位器2的档位以调整三角波周期，积分器6对方波信号积分后输出三角波输入反 相器7，反相器7将三角波反相并放大后输入比较器8，比较器8再输出方波回到第一数字电 位器1，以此形成方波一三角波变换自激电路；由积分器6输出的三角波输入第三数字电位 器3,通过第三数字电位器3分压后输入第四数字电位器4,第四数字电位器4分流后输入加 法器9，MCU10控制第三数字电位器3和第四数字电位器4的档位以调整三角波幅度;M⑶10的 控制第五数字电位器5产生直流偏置输入加法器9;加法器9将调整好周期和幅度的信号叠 加直流偏置后输出三角波，从而输出精确的三角波形。
[0022]参见附图2,经典模拟电路中采用集成运放与RC电路组成三角波发生电路，在图1 所示电路中，左侧的集成运放与电容形成充放电回路，组成积分器，右侧的集成运放通过反 馈形成比较器，为了极性的需要在中间加入一级反相器。
[0023] 方波发生一比较器:运放的输出端通过双向稳压管和限流电阻R组成的稳压电路， 将比较器的输出电压uol稳定在±Uz，并反馈到比较器的同相输入端作为参考电压。三角波 输入运放3的反相端后，与参考电压进行比较，三角波在上升至+Uz和下降至-Uz时进行翻 转，由此在输出端Uo 1输出± Uz的方波信号。
[0024] 三角波发生一积分器:uol方波信号通过电阻网络输入左侧运放，运放和电容构成 充放电电路，初态时uo I = +Uz，积分电路反相积分，一旦Uo = -UT，再稍减小，uo 1将从+Uz跃 变为-Uz，积分电路正向积分，一旦Uo = +UT，再稍增大，U01将从-Uz跃变为+Uz，回到初态，积 分电路又开始反相积分。电路重复上述过程，因此产生自激振荡，形成三角波一方波变换电 路，其波形图如附图3所示。
[0025] 对积分电路进行半个周期积分得到式(1)，计算后得到式(2)。
[0026]
(I)
[0027] 得到：
（2)
[0028] 式（2)中Uo、Uol和C已知，所以三角波的周期主要由积分电路前面的电阻网络R决 定。
[0029]参见附图4,为得到能够精确调节周期和幅度的三角波，从理论上将三角波周期和 幅度的分辨率提高到65532档，从而使三角波精确度提高三个数量级。
[0030] 三角波电路包括三角波发生电路、三角波幅度调整电路、直流偏置电路等三部分 组成。
[0031] 三角波电路发生电路由比较器、积分器和RC电路组成。运放1与电容构成积分电 路，当方波电压高于OV时电容充电，低于OV时电容放电，在运放输出产生了三角波。周期调 整电阻网络、电容、运放一起构成了方波--三角波变换电路。
[0032] 三角波幅度调整电路由2个数字电位器组成的电阻网络组成，积分器输出的三角 波经过2个数字电位器，分别调整幅度增益以及输入电压，使信号幅度在0.5~4V内有65532 档可调。
[0033] 直流偏置电路由1个数字电位器分压后与信号在加法器叠加后输出最终所需的三 角波型。
[0034] 在电路中，三角波周期、幅度和直流偏置都是由数字点位器构成的电阻网络来调 节的，以实现精确控制电位器阻值。
[0035]参见附图5,采用的数字电位器单片有256个档位。
[0036] 参见附图6，AD5290数字电位器可以承受±15V电压，当作为可调电位器使用时，通 过W端的滑动与A/B端形成一个256档的可变电阻，通过SPI接口由计算机控制。电阻网络由2 个数字电位器构成。
[0037] 根据附图6,周期调整电阻网络采用了两个数字电位器，分别调整三角波充电电路 的电压和电流，使三角波的分辨率达到了 65532档，完全满足了设计要求，同样，在幅度调整 中也采用两个数字电位器，分别调整幅度增益以及输入电压，使信号幅度在0.5~4V内有 65532档可调，满足了设计要求。
[0038] 以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局 限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1. 一种三角波发生系统，其特征在于，包括比较器、反相器、积分器、加法器和MCU，所述 MCU连接五个数字电位器，所述比较器连接第一数字电位器，第一数字电位器连接第二数字 电位器，第二数字电位器连接积分器，积分器连接反相器，反相器连接比较器，积分器连接 第三数字电位器，第三数字电位器连接第四数字电位器，第四数字电位器连接加法器，第五 数字电位器连接加法器。2. 根据权利要求1所述的三角波发生系统，其特征在于，所述积分器为集成运放与电容 形成的充电回路。3. 根据权利要求1所述的三角波发生系统，其特征在于，所述反相器为集成运放与电阻 形成。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的三角波发生系统，其特征在于，所述比较器为集 成运放反馈形成。
【专利摘要】本实用新型提供了一种三角波发生系统，包括比较器、反相器、积分器、加法器和MCU，所述MCU连接五个数字电位器，所述比较器连接第一数字电位器，第一数字电位器连接第二数字电位器，第二数字电位器连接积分器，积分器连接反相器，反相器连接比较器，积分器连接第三数字电位器，第三数字电位器连接第四数字电位器，第四数字电位器连接加法器，第五数字电位器连接加法器。本实用新型采用了MCU精确控制三角波周期以及幅度的方法，使调频频偏以及调制周期可以方便灵活的独立调整，可以得到高精度的三角波型。
【IPC分类】H03K4/20
【公开号】CN205249158
【申请号】CN201521029046
【发明人】周一帆, 纪晨华, 黄丽芳
【申请人】中国电子科技集团公司第五十研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月10日