[发明专利]一种高频锯齿波发生器及其工作方法

权利要求书

1.一种高频锯齿波发生器，其特征在于：包括RS422接口电路、单片机系统、DA转换电路、运放调理电路、有源RC积分和模拟开关电路、含数字电位器的运放电路、加法器，以及为各个电路提供电源输入的电源转换电路；所述电源转换电路包括浪涌电流抑制器、DC/DC电源电路、LDO转换电路；

上位机通过RS422接口电路与单片机系统相连，所述单片机系统控制DA转换电路产生直流电压、经运放调理电路后得到一路直流偏置电压信号，单片机系统控制有源RC积分和模拟开关电路、含数字电位器的运放调理电路后得到一路无偏置锯齿波信号，所述直流偏置电压信号、无偏置锯齿波信号均通过所述加法器，得到含直流偏置的锯齿波信号。

2.根据权利要求1所述的一种高频锯齿波发生器，其特征在于：所述电源转换电路采用浪涌电流抑制器，降低上电瞬间产生的浪涌冲击电流，分别通过DC/DC电源电路，将输入的+27V电源转换为±12V和+5V的 2路电源，±12V电源用于给所述模拟运放电路供电，+5V电源用于给所述数字运放调理电路供电，+5V电源通过LDO转换电路转换产生+3.3V电源来用于给单片机系统供电。

3.根据权利要求1所述的一种高频锯齿波发生器，其特征在于：所述单片机系统通过RS422接口电路实现与上位机的通讯，程控调整锯齿波信号的参数。

4.根据权利要求1所述的一种高频锯齿波发生器的工作方法，其特征在于：包括产生无偏置锯齿波信号、直流偏置电压信号的步骤，无偏置锯齿波信号、直流偏置电压信号最后均通过加法器，得到一个含直流偏置的锯齿波信号。

5.根据权利要求4所述的一种高频锯齿波发生器的工作方法，其特征在于：所述无偏置锯齿波信号的产生方法，包括以下步骤：

S1：通过单片机系统内部定时器产生一个稳定的周期性窄脉冲信号；

S2：周期脉冲信号通过控制模拟开关：

S21：在脉冲信号低电平时，有源RC积分和模拟开关电路开始充电，通过电荷积累，产生的锯齿波信号电压线性增大，与时间成线性关系；

S22：在脉冲信号高电平时，有源RC积分和模拟开关电路停止充电，积累的电荷通过泄放电路，产生的锯齿波信号快速归零；在脉冲信号为高电平期间，锯齿波信号保持为零电压；

S3：有源RC积分和模拟开关电路产生的锯齿波信号通过隔直电路调理为无偏置锯齿波信号，然后进入含数字电位器的运放电路，通过程控调整运放电路的数字电位器的电阻值，程控调整放大系数，得到无偏置锯齿波信号。

6.根据权利要求4所述的一种高频锯齿波发生器的工作方法，其特征在于：所述直流偏置电压信号的产生方法，包括以下步骤：

S1：基准电压源产生+2.5V基准电压提供给DA转换电路；

S2：所述单片机系统通过SPI接口控制DA转换电路产生0～2.5V的直流电压；

S3：再通过运放调理电路，产生-10V～+10V范围的高精度直流电压，即直流偏置电压信号。