磨合电路设计：脉冲宽度调制方案

脉冲宽度调制电路如图3.27所示，IC1与IC2为电压比较器，FF为双稳态触发器，IC3为低通滤波器，C1和C2为差动电容，Ur为参考直流电压，输出电压为U0。双稳态触发器的输入端为R和S，输出端为A（Q）和。

图3.27　脉冲宽度调制电路

当双稳态触发器FF的Q端输出为高电平时，即，A点的高电位通过R1对C1充电，同时，B端为低电平，C2通过二极管D2放电，D点被钳制在低电位。C1充电后使C点的电位升高，当高于参考电压Ur时，比较器IC1产生正跳变信号，激励触发器翻转，使输出，于是B点为高电位，对C2充电，A点为低电位，C1放电。当D点电位上升至大于Ur时，比较器IC2产生触发脉冲使FF翻转。如此交替，在FF的A、B两端输出极性相反、宽度取决于C1和C2的脉冲。当差动电容C1＝C2时，电路各点波形如图3.28（a）所示，A、B输出电平的脉冲宽度相等，两点的平均电压值为零。而当C1≠C2时，即差动式电容传感器处于工作状态，设C1＞C2，则C1和C2的充放电时间常数发生变化，各点电压波形如图3.28（b）所示，A、B两点的平均电压值不为零。

A、B两点间的电压UAB经低通滤波器IC3滤波后输出为U0，U0为A、B两点电压平均值之差，即

式中　U1——双稳触发器输出的高电平；(www.xing528.com)

T1、T2——C1、C2充电至Ur所需的时间。

图3.28　电路各点的电压波形

由此可见，对于差动脉冲调宽电路，无论是变间隙型电容传感器还是变面积型差动电容传感器，其输出都与变化量呈线性关系。