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产生范围可调的高精度双路电压的方法

  如果我们需要改变两路电压V1和V2,它们的变化范围都一样,分别是(V1MAX- V1MIN ) 和 (V2MAX-V2MIN ),其中V1MAX 、V1MIN 、V2MAX 、V2MIN 互不依赖,那么我们首先想到的是使用同轴电位器(ganged potentiometers)(图1)。
然而,同轴电位器会产生高达5%的跟踪误差(Tracking error)。这里介绍一个简单的方法,该方法使用单个电位器来产生两路或是更多的可跟踪电压,精度高达0.5%(图2)。

  电路中IC1a和周边器件构成一个方波振荡器,电容C1上的三角波作为比较器IC1b输入。比较器输出脉冲占空比从0%变化到100%,从而使分压器P1改变脉冲的占空比。三极管Q1和多路开关IC2将比较器的输出变换为具有精确边沿的脉冲,作为模拟多路开关的数字控制输入脉冲。这些脉冲控制V1MAX 、V1MIN ,、V2MAX 和V2MIN 模拟输入,由R7-C2和R8-C3进行积分的复用器输出,分别被IC1c和IC1d缓冲。


  当P1改变占空比(从η1到η2)时,V1和V2为:V1=(η1-η2)(V1MAX-V1MIN)V2=(η1-η2)(V2MAX-V2MIN)振荡器的频率被优化在5 KHz左右。这个频率已足够高,因此积分器输出的纹波可以忽略不计。与此同时,该频率也足够低到能保证脉冲的上升和下降时间对于脉冲周期来说可以忽略不计。请注意电容C2和C3必须是低泄漏型的。通过增加复用器开关、积分器和缓冲器,可将该方法扩展至产生更多跟踪电压。

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