差动脉宽调制电路的设计与仿真

2020-2-18 19:12:18 3058 电容传感器

0 本帖最后由 efans_c575a5 于 2020-2-18 19:27 编辑关于差动脉宽调制，现在流行的传感器教材都引用了如图1所示的电路。其中的双稳态触发器，我查询了很多高校的讲义，都没有明确地说明是如何实现的。例如：华东师范大学，张健，《传感器原理与应用》，第4.4节 https://www.icourse163.org/learn/ECNU-1003471010?tid=1207006207#/learn/content?type=detail&id=1212052020&cid=1215164284 哈尔滨工业大学，张晓琳等，《传感技术及应用》，第4章第2节 https://www.icourse163.org/learn/HIT-1002548001?tid=1207648201#/learn/content?type=detail&id=1213072169&cid=1216543251 国防科技大学，叶湘滨，《传感器与测试技术》，P16-3-6 https://www.bilibili.com/video/av76335867?p=16 同济大学，张国铭，自动检测技术，P14 https://www.bilibili.com/video/av73933027?p=14 甚至有的讲义直接就说用RS触发器，显然是错的。例如： https://wenku.baidu.com/view/ccbbf0d3f121dd36a22d820e.html?from=search 为了解决这个问题，本文提出了一种实现方法，如图2。其中U1A、U1B为比较器，U2A为D触发器。R5、R6分压给U1A、U1B提供阈值电压Ur，本例中Ur=4.4V。电路工作原理如下：上电时，F、G点电位为零。U1A.1（U1A第1脚）为低电平，U1B.7为高电平。此时A点（触发器Q反）为高电平，B点为低电平。A点通过R1对Cx1充电，F点电位逐渐升高。当F点电位高于Ur时U1A翻转，U1A.1电位由低变高， U2A时钟端得到上升沿触发，A点电位由高变低，B点电位由低变高。然后B点通过R2对Cx2充电，G点电位逐渐升高。与此同时Cx1通过D1迅速放电， U1A.1很快跳变回低电平。当G电位高于Ur时U1B翻转，U1B.7电位由高变低，U2A清零端得到低电平，将U2A清零。A点电位平由低变高，B点电位由高变低。然后A点通过R1再次对Cx1充电，Cx2通过D2迅速放电。电路就这样循环往复地振荡起来。电路的输出Vout为A点和B点电位差值。Cx1、Cx2为差动电容（二者之和为一定值）。改变Cx1和Cx2，Vout占空比随之成比例改变。通过MCU可以测Vout的占空比，从而得到Cx1与Cx2的差值。差动脉宽调制电路是电容传感器的一部分，用来测量微小位移、压力等。有兴趣的朋友可以参考以下链接： http://news.eeworld.com.cn/mndz/2014/0809/article_26316.html 0 差动脉宽调制电路的设计与仿真.png (419.97 KB, 下载次数: 11) 差动脉冲宽度调制电路_R0.zip 338.03 KB , 下载次数: 21
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