3.3V电源就能生成锯齿波？工程师省钱秘籍大公开！

生成模拟锯齿波形的方法多种多样。本文介绍一种只需要采用单电源电压轨且对无源元件参数要求不高的方法。图1展示了两组使用单3.3V电源轨的电路，其中一个产生以地为基准的锯齿波，另一个产生以电源电压为基准的锯齿波。

图1：3.3V电源左侧的电路实现了以地为基准的锯齿波，标记为“LO”，而右侧的电路形成了以3.3V为基准的锯齿波，标记为“HI”。

对于LO信号，R1提供足够的电流来驱动U1工作。该IC在其V+和FB引脚之间维持一个恒定电压Vref。Q1是一个高β值的NPN晶体管，几乎将R2的所有电流(Vref/R2)都通过集电极导入，以恒定的电流为C1充电，从而产生以地为基准的锯齿波的线性斜坡部分。(U1的FB电流在整个温度范围内通常都小于100nA。)M1是一个MOSFET，每T秒就激活100ns，目的是将C1快速放电至地。其导通电阻小于1Ω，因此整个放电过程的持续时间将超过10个时间常数。

锯齿波的峰值幅度A为Vref×T/(R2×C1) V，其中U1的Vref为1.225V。对于3.3V的电源轨，幅度(A)应小于 A_max值2.1V，这也就要求T小于T_max即R2×C1×2.1V/Vref。由于U1的Vref容差为0.2%，R2的容差为0.1%，因此电路的总幅度容主要受C1(最佳情况下是1%)与M1寄生电容的共同限制。

M2、C2、Q2、R3、R4和U2的工作原理与刚才描述的电路非常相似，只是它们会输出一个“倒置”的3.3V电源基准锯齿波，这两个波形都可以在图2中看到。除了U2之外，这些元件的容差对整个电路造成的影响与前面提到的“正置”设计相同。U2的基准电流在整个温度范围内通常小于250nA，但其1.24V的Vref最多只能产生1%的容差，图2展示了这两个锯齿波的波形。

图2：所示波形的峰值略小于最大推荐值，周期T为34µs。

这些电路不需要任何精密或值匹配的无源元件，只要将T值控制在T_max以下，就无需将这些元件值与其他有源元件的参数值或开关周期T进行协调。无源元件的非零容差及某些有源参数的偏差，仅对锯齿波波形的峰峰值幅度产生影响。