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您可以使用脉冲宽度调制器(PWM)构建模拟计算器,以执行精确的四象限乘法和划分。虽然这种方法无法帮助您使用任何数学测试,但它演示了一些有用的子电路,其扩展了LTC6992 TimerbloxVolta控制PWM的功能。
LTC6992-1将MOD引脚的0-1V输入转换为0%至100%占空比的输出,频率为3.81Hz至1MHz。在SET引脚和DIV引脚的电阻分压器处的电阻器控制该频率。在某些应用中,LTC6992将位于闭环控制系统的前馈路径(如在电机速度控制器中),因此其1%的典型线性度提供了一致的总循环性能。
图1显示了一个基本的线性化PWM发生器的应用,在没有外部反馈机制的情况下需要精确的PWM。该电路轻松实现0.1%的PWM精度。LTC6992的输出控制74HC4053三极单极双掷(SPDT)模拟开关的一部分,其输出在地面和LT6654-1.25参考之间切换。积分器将这个信号与控制输入进行比较。输出占空比将固定在一个值上,该值等于输入端存在的1.25 v参考电压的比例。术语“分数”意味着该电路进行除法,因为输出PWM占空比为V在/ V裁判.
1.这种基本的线性化PWM发生器,没有外部反馈机制,仍然可以提供0.1%的精度。
图2扩展了这一概念,用x作为输入(分子)和y作为参考(分母)。在-1的增益中配置的LT1991提供了y的精确负拷贝,将操作延伸至四个象限(正和负x和y),占空比= 50%×[1 +(x / | y |)]。
2.对图1电路的这种增强将模拟乘/除扩展到所有四个模拟信号象限。
与任何物理除法的实现一样,分母(Y)的零值将产生未定义的输出。施加到Y输入端的负电压将反馈信号的极性反转给积分器,这就需要在回路的某处进行另一次反转,以确保反馈是负的。
DIV引脚还可以反转PWM极性(0- 1-V输入= 100%到0%占空比输出),除了选择8个N中的一个Div值设置频率。NDiv大小是V周围的镜像CC/ 2,其中电阻分频器中的交换值反转传输函数,同时保持相同的分频器值(见表).
LT1671比较器检测Y输入的极性,并通过开关分频电位器的激励来设置极性,保持正确的操作。注意,10转电位器很适合实验。你可以用一个固定的电阻替换它,一旦你选择了所需的NDiv.
“Z”输入乘以X/Y商,通过提供输入到另一个开关的Z和-Z。(LT1991再次提供了精度反演。)这是一个“脉冲宽度/脉冲高度”乘法器,也具有四象限运算。
图3显示了在1.5 khz频率下电路的绝对误差,将X从-Y扫到+Y, Y值从- 3v到+ 3v,同时保持Z在5v恒定。即使Y在0.5 V(误差源在哪里更重要),最坏的误差约为0.6%,迅速提高更大的Y值误差来源包括LT1991的0.04%的误差,在开关之间的电阻不匹配两个位置与下游过滤器阻力的阻力,以及LT1991输出对开关瞬态的响应,其效果会随着PWM频率的变化而变化。
3,绝对误差的曲线表现为Y的大值显示优于0.1%。
马克托伦她是Linear Technology公司混合信号产品的应用工程经理。他拥有缅因州大学农业/机械工程学士学位和电气工程硕士学位。可以联系到他mthoren@linear.com.