11.28 PWM通過RC低通濾波器模擬DAC

當我們電路需要DAC而單片機並沒有DAC外設時,則可採用PWM通過RC低通濾波器來模擬實現DAC功能。

PWM通過RC低通濾波器模擬DAC

RC低通濾波器

當採用低通濾波器模擬DAC時,PWM頻率應遠大於RC低通濾波電路的截止頻率fc=1/2πRC(10倍以上)。輸出電壓為Vout=Vcc*Duty。

在使用此電路時,應注意:

1、一般情況下,當電容C較小,電阻R較大時,輸出電壓損耗較小,紋波較大;當電容C較大,電阻R較小時,輸出電壓損耗較大,紋波較小。所以,為了獲取線性度較高的精確DA轉換,一般採用較小電容並儘量不要使用電解電容。

2、為了提高輸出的驅動能力,一般會在RC低通濾波器器之後還會加一級高性能的電壓跟隨,並在跟隨器輸出的地方加上一個濾波用的電解電容,使輸出電壓進一步變得光滑。但是需要注意的是,這時的輸出電壓裡可能含有較多的交流 諧波成分,如果處理不當,電壓跟隨器有可能自激。解決的辦法就是使用一個小的去藕電容。而且這裡電容的放置順序必須是電解電容在前,去藕電容在後!

PWM通過RC低通濾波器模擬DAC

RC低通濾波器+電壓跟隨器

3、如果輸出電壓精度和線形度要求不高,但是對紋波要求卻很高,或者這個電壓比較固定時,可以使用電容較大的濾波組合。因為,雖然大電容的直流損耗較大,但是我們可以通過調節PWM佔空比來達到要求的輸出電壓,或者通過一級AD轉換的反饋來實現精確的固定電壓輸出。只是這裡仍然要加一級電壓跟隨器,以便於後級採集電路使用,且AD採集點放置在跟隨器輸出處。

4、如果一級RC低通濾波器達不到效果,則可使用多級RC低通濾波器進一步提高輸出平滑度。

PWM通過RC低通濾波器模擬DAC

二級RC低通濾波器


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