将信号转化为50%的占空比

这一不同寻常的电路看似属于锁相环/锁频环电路家族，但事实上却不是。其核心是一个可将5:1频率范围的数字信号转化成准确方波的自调单稳态电路。

在要求占空比为50%的脉冲输出的应用中，可选择使用下图所示的电路。虽然参考文献[1-3]中也曾提及类似电路，但都需要再进行一些调整或选择某些组件才能将占空直流电，该反馈环路会自动将脉冲输出的占空比维持在50%。而下图所示电路无需设置调整即可产生占空比为50%的脉冲输出。

二分频电路的输出和最终输出流经的都是同一IC芯片上的逆变器，因此将对它们的DC组件进行高度匹配，以便进行比较。该电路已经接受过2.5MHz~12.5MHz频率范围内的测试。测试结果发现，74HC(而非74AHC)可在频率不低于5MHz的情况下运行；若斜坡电容器C2以及RC滤波器的值可调至期望的频率范围内，则电路将可在频率较低的情况下运行。C2值的计算方式如下：C2=588/f，在功率因数中，f单位是MHz(中频)。在该等式中，我们假定斜坡电容器的ΔV为1.70V。由于放电电路中的延误，频率较高时，斜坡的ΔV值较大；因此，频率较高时，该等式的准确性降低，但该等式给出的起始值是极为准确的。注意，放大器U4a输入端RC滤波器中R5、R7、C4和C5的值以及与放大器U4b相关的R8、R10、R11、C8和C9的值会影响到环路的稳定性。

电路的核心为一个受放大器U4b回馈控制的脉宽调制器。Q1、Q2及相关电路提供2mA的恒定电流，为电容器C2供电，从而使超快速比较器U1管脚4处出现电压斜线上升情况。当电压斜线上升幅度超过比较器管脚3处的电压时，比较器的输出值变低并对触发器U2a置位。Q输出变高，使并联的逆变器U3d和U3f通过二极管D3对斜坡电容器C2放电。BAV74LT1用于D3，因为其低电容的特性可避免阴极于下一个电压斜线上升出现时被拉高而导致C2产生电压阶跃的现象。二分频触发器U2b的输出通过逆变器U3a，然后进行滤波，为放大器U4b提供参考直流电。该放大器将源于输出方波的滤波电压和参考电压进行比较，并调节反馈至比较器的控制电压，从而将输出信号的占空比维持在50%。

具有低输入失调电压的精度运算放大器用于U4，因为失调值会和U4b值相乘，导致输出端的占空比出现误差。尽管LTC6078的输入失调电压小到微不足道，但如果你想使用另一款芯片，则还是需要将该失调电压值纳入考量范围内。二极管D4~D6可控制启动运算放大器，使其更快达到稳态条件。

此外，根据SPICE仿真结果，在运算放大器启动期间，二极管D4~D6可减少对某些组件的压力。同样，R2和C1也可减少对Q1和Q2的压力。为获得最佳结果，输出的负载应略轻，以避免信号失真。因为信号失真可能会改变直流电平，进而改变占空比。

输入脉冲的占空比必须低于50%；若高于50%，要么降低占空比，要么将输入脉冲通过一个逆变器，然后再将其应用至电路输入端中。

参考文献：

1. Wide-range pulse-shaping circuit gives square waves with 50% duty cycle R.M. Stitt and R. L. Morrison, Burr-BrownResearch Corp., International AirportIndustrial Park, Tucson, Ariz.

2. One-shot wi th feedback loopmaintains constant duty cycle H. P. D.Lanyon, Worcester Polytechnic Institute,Worcester, Mass. Electronics Designer’sCasebook, page 122. (No volume numberor published date given.)

3. Frequency-doubler produces squarewaveoutput Robert L. Taylor, I FElectronics, Nashville, Tenn. ElectronicsDesigner’s Casebook Number 1, page23. (No published date given.)