利用模拟开关实现555自激振荡器的脉冲转换

本设计实例描述一种新方法，用一只基于555定时器的自激振荡器产生一个占空比可变波形。该电路有宽的调制范围，可在很宽的占空比值范围内作高度线性化控制，出色的线性使它适合基于 PWM（脉冲宽度调制）的控制应用。图1为基本电路，工作原理如下：当 IC1的输出为高电平时，开关S1闭合，而IC1的内部放电开关S2打开。电容器C1通过R1和R2充电。当IC1输出为低电平时，S1打开，而S2闭合，C1通过R2和R3放电。

一般配置对固定值占空比能很好地工作。如要获得一个连续可变的占空比，可按图2将一个电位器R4连接到R1、R2和R3的公共节点上。输出波形的占空比DTC遵守下列公式：DTC=（R1+R2+RVAR）/（R1+2R2+R3+RPOT），其中RPOT是电位器的端至端电阻，而RVAR是动片和R1之间的电阻。如公式所示，DTC 对RVAR呈线性关系。开关S1是一只4066 CMOS四芯双通SPST开关IC2中的一组开关。

可以用图3中的电路评估占空比的线性度。一个旋转开关和一组带抽头的串联16kΩ电阻器提供一个10 kHz信号，有九个分立的等间隔占空比值（范围从2% ~ 98%）。如要得到的结果，可以用5 1的数字万用表匹配电阻器R4 ~ R11的值，并用Tektronix 3012示波器或其它相应仪器采集DTC数据。

微软的Excel电子表软件含有一个线性分析，它可以对占空比测量返回下列趋势线：DTC=0.7565×RVAR+2.1548；R2=1。R2的值为1，因为Excel的计算显示转换函数是完美的线性。开关S1的导通电阻和泄漏电流都对DTC与RVAR公式的斜率与截距有轻微影响，但公式仍保持严格的线性。只使用IC2中四个开关的一个可消除泄漏影响以及其它电路使用剩余开关所带来的串扰问题。另外，电阻网络使用适量低阻值可以进一步降低泄漏电流对电路性能的影响。

责任编辑：gt